Электрогидравлическая рулевая машина Советский патент 1987 года по МПК B63H25/30 

Изобретение относится к судостроению, в частности к электрогидравлическим рулевым машинам.

Цель изобретения - повышение надежности рулевой машины.

На фиг. 1 показана принципиальная с хе- ма электрогидравлической рулевой машины; на фиг. 2 - электрическая принципиальная схема питания и управления исполнительной части логического блока; на фиг. 3 - схема формирования обобщенного сигнала «Нейс- правность гидросистемы.

Электрогидравлическая рулевая машина содержит силовой исполнительный привод 1, гидравлически сообщенный с силовыми установками 2 и 3 через блоки запорно-предо- хранительных клапанов 4 и 5, соединенными с цистернами 6 и 7, в которые помеш.ень датчики 8 и 9 аварийного уровня и датчики 10 и 11 предельного уровня рабочей жидкости, электромагнитные клапаны 12 и 13, гидравлически сообщенные с клапанами 14 и 15 кольцевания и электрически соединенные с каналами 16 и 17 логического блока 18, электрически соединенного с пусковыми блоками 19 и 20 электродвигателей силовых установок, каналами 21 и 22 авторулевого 23. щитами 24 и 25 питания и контактором 26 блокировки логического блока с контактами 26.1-26.7, местным переключателем 27, источником 28 питания, при этом щиты 24 и 25 питания электрически соединены с пусковыми блоками 19 и 20 и каналами 21 и 22 авторулевого 23.

Силовой исполнительный привод 1 состоит из четырехцилиндровых камер 29-32, в которых размещены плунжеры 33 и 34, соединенные через шарниры 35 и 36 с румпелем 37.

Силовые установки 2 и 3 имеют собственные гидравлические контуры, которые состоят из насосов 38 и 39 переменной подачи, кинематически соединенных с электродвигателями 40 и 41, которые кинематически соединены с вспомогательными насосами 42 и 43 управления и подпитки. Насосы переменной подачи соединены с исполнительными механизмами 44 и 45 каналов авторулевого через задатчики 46 и 47 перемещения люлек насосов.

В гидравлической линии подпитки вспо- могательных насосов управления и подпитки установлены датчики 48 и 49 давления, элект.- рически соединенные с каналами логического блока.

Гидравлический выход от насосов 38 и 39 переменной подачи осуществляется через отсечные клапаны 50-53, полости управления которых сообщены гидравлическими линиями 54 и 55 соответственно с вспомогательными насосами 42 и 43 управления и подпитки.

Блоки запорно-предохранительных клапанов 4 и 5 сообщены с силовыми установками 2 и 3 гидравлическими линиями 56-59,

0

5

0

5

0

5

0

0

55

а с камерами силового исполнительного привода 1 - гидравлическими линиями 60-63. Вспомогательные насосы 42 и 43 управления и подпитки сообш.ены с электромагнитными клапанами 12 и 13 гидравлическими линиями 64 и 65, которые сообщены с клапанами кольцевания 14 и 15 гидравлическими линиями 66 и 67.

Схема исполнительной части логического блока 18, ее питания и управления содержит: реле 68 и 69 памяти давления с контактами 68.1, 68.2, 69.1, 69.2, соединенные с источником 28 питания через контакты дат- чикоЕ 48 и 49 давления, а также через контакты 70.1 и 71.1 контакторов 70 и 71 пусковых блоков 19 и 20;

промежуточные реле давления 72 и 73 с контактами 72.1 и 73.1, соединенные с источником 28 питания через контакты 68.2 и 69.1 реле ё8 и 69 памяти давления, контакты датчиков давления 48 и 49, контакты 70.1 и 71.1 контакторов 70 и 71;

дополнительные реле 74 и 75 с контактами 74.1, 74.4, 75.1-75.4, подключенные параллельно промежуточным реле 72 и 73 давления через контакты 76.1 и 76.2 реле 76 размножения;

первичные исполнительные реле 77 и 78 с контактами 77.1-77.3, 78.1-78.3, соединенные с источником 28 питания через контакты 79.3 и 80.3 вторичных исполнительных реле 79 и 80, имеющих также контакты 79.1, 79.2, 79.4, 80.1, 80.2, 80.4;

реле аварийного уровня 81 и 82 с контактами 81.1, 81.2, 82.1, 82.2, соединенные с источником 28 питания через контакты датчиков 8 и 9 предельного уровня; первые диоды 83 и 84; вторые диоды 85 и 86; реле 87 и 88 предельного уровня с контактами 87.1-87.3, 88.1-88.3, соединенные с источником питания через контакты датчиков 10 и 11 предельного уровня; третьи диоды 89 и 90; промежуточные реле 91 и 92 с контактами 91.1 и 92.1, соединенные с источником 28 питания через выключатели 93 и 94 внещней схемы 95 сигнализации;

реле 96 и 97 формирования обобщенного сигнала «Неисправность гидросистемы с контактами 96.1, 96.2, 97. L 97.2, соединенные с источником питания через контакты реле 98 и 99 температуры масла;

основное реле 100 времени с контактом 100.1;

кнопку 10 сброса сигнала; вы-ключатель 102 блокировки во внешней схеме сигнализации.

Электрогидравлическая рулевая машина работает следующим образом.

При наличии напряжения на щитах 24 и 25 питания логичесЕ ий блок 18 гюлучает питание от одного из этих щитов. При включении пускового блока 19 выключателем какала 21 авторулевого 23 замыкается кон

такт 70.1, обеспечивая питание канала 16 логического блока 18. Одновременно запускается электродвигатель 40 силовой установки 2, при этом вспомогательный насос 42 управления и подпитки начинает развивать давление. При достижении давления, равного величине настройки датчика 48 давления, последний срабатывает и включает своим контактом реле 68 памяти давления, которое одним контактом встает на самоблокировку, а другими контактами готовит цепь питания промежуточного реле 72 давления, при этом третий диод 90 служит для развязки с электрической цепью, содержащей датчик давления 49.

Рабочая жидкость от вспомогательного насоса 42 управления и подпитки по гидравлической линии 64 поступает в полости управления отсечных клапанов 50 и 51, которые срабатывают и сообщают гидравлические линии 56 и 57 насоса 38 переменной подачи через блок запорно-предохранительных кла- панов 4 с силовым исполнительным приводом 1. В задатчик 46 перемещения люльки насоса подано давление от вспомогательного насоса 42 управления и подпитки. Силовая установка 2 подготовлена к работе.

При задании угла перекладки руля от канала 21 авторулевого 23 электрический сигнал поступает на исполнительный механизм 44, который воздействует на задатчик 46 перемещения люльки насоса 38 переменной подачи, последняя, отклоняясь, обеспечивает подачу рабочей жидкости в камеры силового исполнительного привода 1, который, в свою очередь, обеспечивает перекладку руля от силовой установки 2.

Силовая установка 3 при этом выключена и ее отсечные клапаны 52 и 53 отделяют гидравлические контуры силового исполнительного привода установки. Цистерна 6 компенсирует температурные изменения объема рабочей жидкости и пополняет незначительные утечки из системы электрогидравлической рулевой машины.

Канал 16 логического блока 18, подготовленный к работе, при отсутствии сигналов о неисправности гидросистемы не срабатывает, что свидетельствует о нормальной работе рулевой машины.

При остановке силовой установки 2 выключается выключатель канала 21 авторулевого 23, при этом снимается питание с ка- тущки контактора 70 пускового блока 19, последний размыкает контакт 70.1 в цепи питания канала 16 логического блока 18 и электродвигателя 40, отсечные клапаны 50 и 51 закрываются, и силовая установка 5 отключается от камер силового исполнительного привода 1. Включение и остановка силовой установки 3, канала 17 логического блока 18, а также работа этой установки на силовой исполнительный привод 1 аналогична работе силовой установки 2.

5

5

0

0 5

0

В случае какого-либо повреждения гидравлических линий 56-67 или цилиндровых камер 29-32 силового исполнительного привода 1 гидросистема автоматически разделяется на две двухкамерные гидравлические системы.

В зависимости от утечек рабочей жидкости источниками информации для разделения гидросистемы являются датчики 8-1 1 аварийного и предельного уровня п(эи небольших утечках рабочей жидкости; датчики 48 и 49 давления при значительных потерях рабочей жидкости.

Если утечка рабочей жидкости из цистерны 6 имеет место при неработаюш,ей силовой установке 2 и уровень рабочей жидкости опускается ниже установки датчика 10 предельного уровня, то контакты датчиков аварийного уровня 8 и предельного уровня 10 замкнуты.

При включении силовой установки 2 выключателем канала 21 авторулевого 23 подается питание на катушку контактора 70 пускового блока 19, замыкается контакт этого контактора в цепи питания канала 16 логического блока 18. В результате одновременно включаются электродвигатель 40, реле 8 аварийного уровня и реле 87 предельного уровня канала 16 логического блока 18. Реле 8 аварийного уровня замыкает контакт в цепи питания дополнительного реле 74, а реле 87 предельного уровня замыкает контакт в цепи питания первичного исполнительного реле 77 и электромагнитного клапана 12, а также замыкает контакт в цепи питания вторичного исполнительного реле 79. В результате этого включаются дополнительное ре. 74, первичное исполнительное реле /7 и электромагнитный клапан 12, а также подготавливается цепь включения вторичного исполнительного реле 79.

Первичное исполнительное реле 77, замкнув контакты, через второй диод 85 и замыкающий контакт реле 87 предельного уровня включает вторичное исполнительное реле 79, а через замкнутые размыкающие контакты контактора 26 блокировки замыкает цепи питания катушек контакторов 70 и 71 пусковых блоков 19 и 20. Включившись, дополнительное реле 74 замыкает контакты в це1;и питания первичного исполнительного реле 77, электромагнитного клапана 12 и в цепи питания реле 96 формирования обобщенного сигнала «Неисправность гидросистемы от источника 28 питания.

При включеЕши контактора 71 пускового блока 20 замыкаются его контакты в цепи питания электродригателя 41, а тзкже контакт в цепи питания канала 17 логического блока 18, в результате чего запускается электродвигатель 41 силовой установки 3 и подготавливается к работе канал 17 логического блока 18.

При включении вторичного исполкитель- ного реле 79 размыкаются его контакты Б цепи питания первичного исполнительного реле 77 и в цепи питания катушки коп- тактора 70 пускового блока 19, одновременно замыкаются его контакты в цепи питания первичного исполнительного реле 78, электромагнитного клапана 13 и в цепи питания реле 96 формирования обобщенного сигнала «Неисправность гидросистемы. При этом выключаются первичное исполнительное реле 77, электромагнитный клапан 12, контактор 70 пускового блока 19 10 и включаются первичное исполнительное реле 78, электромагнитный клапан 13 и реле 96 формирования обобщенного сигнала «Неисправность гидросистемы.

В цепи питания катущки контактора 71 пускового блока 20 замыкается контакт пер- вичного исполнительного реле 78 и размыкается контакт первичного исполнительного реле 77. Электродвигатель 40 силовой установки 2 выключается, так как контактор 70 пускового блока 19 размыкает контакты JQ в цепи его питания от сети 380 В, 50 Гц, одновременно размыкается контакт контактора 70 в цепи питания канала 16 логического блока 18.

Реле 96 формирования обобщенного сигнала «Неисправность гидросистемы размы- 25 кает контакт, чем обеспечивает формирование-сигнала об аварийном состоянии гидросистемы силовой установки 2 в цепи внешней схемы 95 сигнализации, а также замыкает контакт в цепи самоблокировки.

Электродвигатель 41 силовой установки 3 остается включенным, так как контакт первичного исполнительного реле 78 замкнут в цепи питания катушки контактора 71 пускового блока 20.

Вспомогательный насос 43 управления и подпитки начинает развивать давление в гидросистеме и по гидравлическим линиям 65 и 67 обеспечивает срабатывание клапана кольцевания 15, чем обеспечивается разделение исправного участка гидросистемы силовой установки от неисправного участ- 40 ка гидросистемы силовой установки 2. При достижении значения давления, равного значению настройки датчика 49 давления, последний срабатывает и включает своим контактом реле 69 памяти давления, которое одним контактом встает на самоблокировку, 45 а другими контактами подготавливает цепь питания промежуточного реле 73 давления, при этом третий диод 89 служит для развязки с электрической цепью, содержащей датчик 48 давления.

Рабочая жидкость от вспомогательного насоса 43 управления и подпитки по гидравлической линии 55 поступает в полости управления отсечных клапанов 52 и 53, которые срабатывают и сообщают гидравличеРулевая мащина работает от силовой установки 3 на цилиндровые камеры 30 и 31, при этом цилиндровые камеры 29 и 32 закольцованы через клапан 15 кольцевания, полость управления которого находится под давлением от вспомогательного насоса 43 управления и подпитки через электромагнитный клапан 13 по гидравлическим линиям 65 и 67.

Изоляция поврежденного участка гидросистемы и автоматическое переключение силовых установок при включении силовой установки 3 на опустошенную цистерну 7 рабочей жидкости аналогична изоляции поврежденного участка гидросистемы и автоматическому переключению силовых установок при включении силовой установки 2 на опустошенную цистерну 6 рабочей жидкости.

При отсутствии необходимости в работе рулевой машины на полный номинальный момент, например, при ходе судна по курсу для увеличения скорости отработки машиной заданного угла, а следовательно, Г1овыщения мореходных качеств судна, уменьшения его рысканья возможен переход при помощи местного переключателя 27 или выключателей 93 и 94 внешней схемы 95 сигнализации, включающих электромагнитные клапаны 12 или 13 в зависимости от того, какая силовая установка работает. При включенной силовой установке 2 в канале 16 логического блока 18 включено реле памяти 68 давления. При включении выключателя 93 внешней схемы сигнализации замыкается цепь питания промежуточного реле 92 от источника питания 28 через замкнутые контакты реле предельного уровня 87 и 88, контактора блокировки 26 и выключателя 94 внешней схемы сигнализации. Промежуточное реле 92 включается и за.мыкает контакт в цепи питания электромагнитного клапана 12, подключая его к источнику 29 питания через замкнутый контакт реле 68 памяти давления и замкнутый контакт контактора 26 блокировки. Включение электромагнитного клапана 12 обеспечивает разделение гидросистемы при помощи клапана 14 кольцевания, а следовательно, силовая установка 2 работает на цилиндровые камеры 29 и 32, в то время как камеры 30 и 31 закольцованы через клапан 14 кольцевания.

Разделение гидропривода выключателем 94 внешней схемы 95 сигнализации при работе силовой установки 3 происходит аналогично разделению гидропривода выключателем 93 схемы 95 внешней сигнализации при работе силовой установки 2.

Если работы схемы исполнительной части в логическом блоке 18 не требуется, достаточно включить выключатель 102 блокировки во внешней схеме 95 сигнализации, в реские линии 58 и 59 насоса 39 переменной jg зультате включается контактор 26 блокировподачи через блок запорно-предохранитель- ных клапанов 5 с силовым исполнительным приводом 1.

ки и размыкает контакты в цепи питания схемы исполнительной части логического блока 18 от источника 28, а также в цепях

Рулевая мащина работает от силовой установки 3 на цилиндровые камеры 30 и 31, при этом цилиндровые камеры 29 и 32 закольцованы через клапан 15 кольцевания, полость управления которого находится под давлением от вспомогательного насоса 43 управления и подпитки через электромагнитный клапан 13 по гидравлическим линиям 65 и 67.

Изоляция поврежденного участка гидросистемы и автоматическое переключение силовых установок при включении силовой установки 3 на опустошенную цистерну 7 рабочей жидкости аналогична изоляции поврежденного участка гидросистемы и автоматическому переключению силовых установок при включении силовой установки 2 на опустошенную цистерну 6 рабочей жидкости.

При отсутствии необходимости в работе рулевой машины на полный номинальный момент, например, при ходе судна по курсу для увеличения скорости отработки машиной заданного угла, а следовательно, Г1овыщения мореходных качеств судна, уменьшения его рысканья возможен переход при помощи местного переключателя 27 или выключателей 93 и 94 внешней схемы 95 сигнализации, включающих электромагнитные клапаны 12 или 13 в зависимости от того, какая силовая установка работает. При включенной силовой установке 2 в канале 16 логического блока 18 включено реле памяти 68 давления. При включении выключателя 93 внешней схемы сигнализации замыкается цепь питания промежуточного реле 92 от источника питания 28 через замкнутые контакты реле предельного уровня 87 и 88, контактора блокировки 26 и выключателя 94 внешней схемы сигнализации. Промежуточное реле 92 включается и за.мыкает контакт в цепи питания электромагнитного клапана 12, подключая его к источнику 29 питания через замкнутый контакт реле 68 памяти давления и замкнутый контакт контактора 26 блокировки. Включение электромагнитного клапана 12 обеспечивает разделение гидросистемы при помощи клапана 14 кольцевания, а следовательно, силовая установка 2 работает на цилиндровые камеры 29 и 32, в то время как камеры 30 и 31 закольцованы через клапан 14 кольцевания.

Разделение гидропривода выключателем 94 внешней схемы 95 сигнализации при работе силовой установки 3 происходит аналогично разделению гидропривода выключателем 93 схемы 95 внешней сигнализации при работе силовой установки 2.

Если работы схемы исполнительной части в логическом блоке 18 не требуется, достаточно включить выключатель 102 блокировки во внешней схеме 95 сигнализации, в ре зультате включается контактор 26 блокиров зультате включается контактор 26 блокировки и размыкает контакты в цепи питания схемы исполнительной части логического блока 18 от источника 28, а также в цепях

автоматического управления контакторами 70 и 71 пусковых блоков 19 и 20.

В то же время контактор 26 блокировки замыкает контакт в цепи питания реле 96 и 97 формирования обобщенного сигнала. «Неисправность гидросистемы, а также, замкнув контакты, шунтирует контакты вторичных исполнительных реле 79 и 80 (на случай выхода из строя этих реле).

В этом случае обобщенный сигнал «Неисправность гидросистемы формируется во внешней схеме сигнализации 95 при замыкании контакта дополнительного реле 74 и 75 в цепи питания реле 96 и 97 формирования обобщенного сигнала «Неисправность гидросистемы от источника 28 питания.

При работе, например, силовой установки 3 в канале 17 логического блока 18 включены датчик 49 давления и реле 69 памяти давления. При малой утечке рабочей жидкости в цистерне рабочей жидкости 7 понижается уровень и срабатывает реле 82 аварийного уровня, которое замыкает контакт в цепи питания дополнительного реле 75, в результате чего последнее включается и замыкает контакт в цепи реле 97 формирования обобщенного сигнала «Неисправность гидросистемы. При больших потерях рабочей жидкости срабатывает датчик 49 давления, который через замкнутый контакт реле 69 памяти давления включает промежуточное реле 73 давления, которое замыкает контакт в цепи питания основного реле 100 времени. Последнее по истечении выдержки времени замыкает контакт в цепи питания реле 76 размножения, которое включается и замыкает контакт в цепи питания дополнительного реле 75, одновременно размыкая контакт в цепи питания основного реле 100 времени. Дополнительное реле 75 включается и замыкает контакт в цепи реле 97 формирования обобщенного сигнала «Неисправность гидросистемы.

Включение дополнительного реле 74 при малых и больших утечках в гидросистеме и при работе силовой установки 2 аналогично включению дополнительного реле 75 при работе силовой установки 3, отличие заключается в том, что параллельно контакту дополнительного реле 74 включен контакт реле 81 аварийного уровня.

Формула изобретения

1. Электрогидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный привод многокамерной конструкции, силбвые установки с насосами переменной подачи и датчиками давления рабочей жидкости, сообщенные гидравлическими линиями с цилиндровыми камерами силового исполнительного привода,цистерны рабочей жидкости с датчиками аварийного и предельного уровней, пусковые блоки электродвигателей силовых установок, источник питания, авторулевой, внешнюю схему сигнализации с выключателями, местный переключатель ручного разделения гидропривода, контактор блокировки и логический блок, каждый из двух каналов которого включает в себя реле: первичное и вторичное исполнительные, дополнительное, аварийного уровня, предельного уровня, формирования обобщенного

сигнала «Неисправность гидросистемы, температуры масла, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена введенными в каждый из двух каналов логического блока промежуточными реле, первым и вторым диодами, при этом каждое промежуточное реле соединено с источником питания через последовательно соединенные замыкающие контакты выключателей внешней схемы сигнализации, каждое первичное исполнительное реле соединено с источником

питания через замыкающий контакт реле предельного уровня противоположного канала и первый диод, каждое вторичное исполнительное pevie соединено с источником питания через второй диод, кроме того, цепь питания указанных реле подключена через

соединенные параллельно размыкающие контакты реле предельного уровня обоих каналов, а замыкающие контакты промежуточных реле подключены параллельно контактам местного переключателя ручного разделения гидропривода, замыкающие контакты реле предельного уровня подключены параллельно замыкающим контактам первичного и вторичного исполнительных и дополнительного реле.

2. Мащина по п. 1, отличающаяся тем,

что реле формирования обобщенного сигнала «Неисправность гидросистемы каждого из двух каналов логического блока соединено с источником питания параллельными цепями, образованными замыкающими контактами реле: температуры масла, вторичного исполнительного, аварийного уровня и дополнительного, при этом соединенные параллельно замыкающие контакты реле аварийного уровня соединены с источником питания через замыкающий контакт контактора блокировки, а размыкающий контакт

реле формирования обобщенного сигнала «Неисправность гидросистемы соединен с внешней схемой сигнализации.

Фиг. г

Jlij fVAr/

№J .{,.f

20 T

1

7/1 77. J

3i

2B.6

T

26.7

I

22

нП

I

Фиг.З

Изобретение относится к судостроению, в частности к электрогидравлическим рулевым машинам. Цель изобретения - повышение надежности рулевой машины. Электрогидравлическая рулевая машина содержит силовой исполнительный привод многокамерной конструкции, силовые установки, цистерны, электромагнитные клапаны, гидравлически сообшенные с клапанами кольцевания, а электрически соединенные с каналами логического блока, источником питания, электродвигателями насосов переменной подачи. В состав каждого канала логического блока включены промежуточные реле для дистанционного управления электромагнитными клапанами. 1 з. п. ф-лы, 3 ил. to со 4 05 со О5