Система управления газодинамической установкой для разработки грунта Советский патент 1975 года по МПК F01K27/00 

1

Изобретешю относится к мшнинострбешш, а имешю к системам управления газодинаьжческой установкой для разработки грунта путем прямого использования энергии сгорания смеси сжатого воздуха и углеводородного топлива подачей продуктов сгорания под давлением под слой разрабатываемого грунта через выхлопное сопло - . .Едя приготовления рабочей смесЕ в них используются карбюраторы, а для обеспечегшя циклшности взрывов - пневмораспределителй.

Известны систем управления газодинаглической установкой для разработки грунта, содержащие источник напряжения катушки электропневмораспределктелей впускного, и выпускного клапанов, цепь коммутации первой из которых содержит контакты реле давления в камере сгорания, датчики крайних положении впусхшого клапана и кнопку управления.

Извест ше систеглы управления не обеспечивают строго стехиометрического состава Топлива в номинальном режиме и возможности плавного и легкого перехода на режимы кратковремешшх йорсировок, а также достаточной стабильности времени срабатывания выпускного клапана, что нарушает синхронность процес сов окончания горения и открытия выпускного клапана. Кроме того, в известных системах отсутствует возможность гибкой когушенсадии разброса времени срабатывания исполнительных механизмов открытия выпускного клапана. Все это ПР1ШОДИТ к увеличению времени запаздывания открытия выпускного клапана относительно мэмента полного сгорания топлива по сравнению с оптимальным, чт CHi-maeT эффективность работы установки.

Цель изобретения - повысить энергетические показатели и удобства эксплуатации газодинаш-1ческой установки.

ля этого в системе управления газодинамической установкой к источнику напряжения подключены катушки электропневмораспределителей выпускного клапана, впускного клапана, форсунки и устройства зажигания соответственно через первый замыкающий контакт первог промежуточного реле, первый замыкающий контакт второгр промежуточного реле, второй замыкающий контакт с выдержкой на замыкшше второго реле времени и через последовательно включе1шые кнопки включения и зашшающи контакт с выдержкой на замыкание третьего реле времени, а также подключены через размыкаюшии контакт с выдержкой на размыкание первого реле времени, параллельные цепи, состоящие из катушки первого дромежуточного реле с последовательно . включенным вторым размыкшоищм контактом а ретьего промежуточного реле, карушки второго промежуточного реле с последовательно включешшм замш а1ощ15М контактом реле давления, и параллельно включенные катушкр третьего npowejicy очного реле и первого реле.времени с самоблокировкой по третьему промежуточфму реле, шунтированног г контактадш , д|атчика одного Kpai-iHero положения впусшого клапана, а также подключены кафшка третьего реле времени через контакты датчика другого кравшего положещш впускного клапана и катушка второго реле времени через последовательно включенные второй раз лыкаюпрш контакт Еторого промежуточного реле и третий замыкающий контакт третьего иромежуточ1ФГО реле, шунтированный первым замы1 Дающим I контактом с выдержкой на замы1фние второго реле времени. : На чертеже изображена структурная схема газод1шам11ческой установки .и; система управления (А - пневмомеханическая часть, Б - электрическая часть).

Установка содерушт комтрессор I, предкшлеру 2, каглеру сгоранш; 3, выхлопное сош10-баш1),:ак 4. Компрессор соед нен с прсдаамерой главной магистралью 5,в Которой размещен кран 6, карбюратрр 7 с форсунке ;, управляемой электромагнитом 8, и BnycKilOii. югапш- : 9,

; Предкамера соедкпеиа отзерстием 10 с; камерой сгорания, которел з свою очередь, соединена с выхлоипыг,: сошюмбашг.:а1шм через внгг/скко ; клапан II.

Впускном и вннус1аюй loianaHiri прйводятйя в де1чствие воз.пухом, подаваёмы1,1 по вспомогательно;: магистрали 12, содержащей кран 13, масловлагоотделитель l4, ресговер 15 и пневматические части вшускного 16 с катушкой 16/I электромагнита и выпускного 17 с катуш1сой I7/I электромагнита электропневг.юраспределителей.

Впускной клапан соединен с конечныгли выключателягЖ 18 и 19. В предкамере и каглере сгораЕхия размещены соответственно устройство за жга11ия 20 и реле давления 1,

К источнику напряжения 22 подключенн через туглблеры 23, 24 и выпрямитель катушки: 16/1 и 17/1 электромагнитов электгюпневмораспределителей 16 и 17, 8/1 и 20/1 электромагнита 8 фор-сунки и устройста зажигалиш 20 а такЖ© рсЛб dt)°OX

Реле 26, 30 и 31 выполнены као реле времени (напршлер, в виде электронных на триггере Шмидта) с блок-контактами, соответственно 26/1, 30/1, 30/2 и 3I/I и дистанционнывш задатчхсками времени соответственно 26/2, 30/3 и 31/2,

Реле 27, 28 и 29 выполнены как промеячуточные реле и имеют блок-контакты соответственно 27/1, 28/1, 28/2 и 29/1, 29/2, 29/3, В электрТГче.ской сз е1ме имеются также контакты I8/I и I9/I конеч1-1ых выключателей и кнопка 20/2 в1О1ючения катуп1ки зажигания.

В исходном состоянии краны 6 и 13

закрыты, тумблеры 23 и 24 электрической схеьш разомкнуты. При этом клапан впускной закрыт, клапан выпускной открыт. При открытом кране l5 сжатый воздух от KOivrapeccopa I через масловлагоотделитель 14 поступает в ресивер 15, обеспечивающий питание электропневмораспределителей.,. При открытом кране 6 главной г.-итистрали сжатый воздух через карбюратор 7, открытый впускной клапан 9 и предкамеру 2 поступает в каглеру сгоранш 3 и далее через открытый выпускной клапан II - в выхлопное сопло-башлак 4, обеспечивая .реЖ11м непрерыдзной продувки системы. 3леК1роп1{евмораспределители 16, 17 и электромагнит 8 форсунки карбюратора при этом обесточены.

При включении тумблера 23 схема переводится на режим циклическш - холостой, при включении тумблера 24 - на

режим циклическш - рабочий.

При включении тумблера 23 питание через выпрямитель 25, разь-шлющий контакт с выдержкой времени на paз лыкaниe

26/1-первого реле времени 26 для регулирования продувки подается на катутш первого шэоме:.: уточного реле 27. При загшкании контактов 27/1 реле 27 включается катушка I7/I электромагнита электроиневмораспределителя 17 и выпускной клапан згжрьшается. Начинается заряд сггсатым воздухом камеры сгооания, так как катукка 16/I электромагнита электропнеБмораспределителя 16 отюпочена и , следовательно, впускной luianaii

открыт.

При HOBiaiieHiiii давления в каг-лере сгорания до дав;.еш-ш зарядки, вел 1Ч1ша которого определяется уставкой реле давления, заыыкаюидае контакты 21/1 реле да.влен1ш: вр:л10чают второе промело/точное

реле 28, которое вшпочает катушку 16/1 электроппевпотэаспределителя 16. Впускной клапан закрывается. Шток

клапана в верхнегл положении замыкает

контакты I8/I конечного выключателя J8, третье промежуточное реле 29 включается и через блок-контакты 29/1 переходит на самоолокировку. Одновременно с 3TJai подается питание на первое реле времени (регул1-фования продолжительности продув1ш) сперва через I8/I, а затем 29/1. Включение реле 29 приводит к разйшканшо раэнчыкающего контакта 29/2, вклю- чению реле 27 и отключешш катушки электропневмораспределителя рабочего клапана. Выпускной клапан от1фывается. Происходит быстрый выброс заряда сжатого B03fiyxa с падением давления в камере сгоранрш и размыканием контактов 21/I реле давления. Выключается катушка I6/I электропневмораспределителя впускного клапана, и впускной клапан открывается, размыкая при этом контак-.

ты конечных выключателей. При этом ; ijBnycKHOi клапан остается открытым, такч как реле 29 находится на самоблокировке. Начинается продувка, которая продолжается до тех пор, пока не разог.жнутся контакты 26/1 реле регулирования продолжительности продувки, уставка которого.регулируется дистшщиошю потенциометром задатчика 26/2, При о кл10чении реле регул1грования продолжительности продувки сшмается питание с реле 26-29. Выпускной клапан закрывается. Так как реле 26 обесточено, его контакты 26/1 снова замыкаются и схема приходит в исходное состояние: рабочая камера начинает снова заподиятьсЯ и начинается новый автоматически цикл. Автоматическое управление подачей топлива и зажиганием смеси внутри циклов осуществляется, соответственно, через предназначенные для корректирования подачи , второе регулируемое электронное реле времени 30 и переменный резистор задатчика 30/3 совместно . с блокировочными цепями и через предназ наченные для сдврп а зажигания топлива, третье регулируемое электронное реле сдвига зажиган1Ш топлива 31, переменный резистор задатчика 31/2 и блокировоч1ше цепи. При включетюм тумблере 24 после окончания зарядки камеры сгорания и закрытия впускного клапана, кoнeчIiымil выключателяш выдаются параллельно и Ьдновременно две команды. Первая - на открытие выпускного клапана Тв послэдовательности I8/I-29-2717). И вторая - на поджог .топлива в последовательности: зейшквнкв контактов I9/I конечного выключателя - BIUIIOчение катушки рале сдвига зажиган1-ш 31затущкание контактов 3I/I с задержкой на замыкание - включение зажтгания. Временной сдвиг, получаег.шй па оеле 31, дистанционно регул11Щется с помргцью поТенциометра задатчика31/2 так, чтобы обеспечить совпадение моментов начала автоматического открыт15Я выпускного 1слапана рабочей каглеры с развитием в ней максимального давления при .сгорании рабочей смеси, т.е. так, чтобы общее время продолжительности сгорания топлива и времени регулируемой задер.К11 команды на подког топлива стало равно шюрционной задержке времени срабатывания исполнительного мехш изма (электропневмо золотника и выпускного клапана. Корректирование подачи топлива осуществляется следуЕ)и.рш способом. Катушка 8/1 электромагнита топливной форсунки карбюратора включается через блокконтакты 30/2 с выдержкой на замыкание Выдержка на замыкание реле дистанционно регулируется потенциометром задатчика При замкнутых контактах - захшкающем 29/3 и разглыкающем 28/2 - на обмотку реле 30 корректирования подачи топлива поступает питание. Совпадение указан1ШХ условий бло1сировки имеет, место при вюхюченном реле 2У и выключешюм idB, т.е. соответствует моменту спада давлеюш в камере сгорания после взрыва при открытии выпусшюго клапана, В начале (выброс остатков продуктов сго-7 ра1«1я) зак1ыкаю1 1ие контакты реле 30 разомкнуты и продувка идет без подачи Топлива.-Затем заьшкающие с ввдержкой времени контакты 30/2 включают подачу топлива и одновременно реле контактирования подачи тошцта переходит на самоблокировку через залшкающий контакт 30/1 (временный участок продувки с подачей топл1Ша). Подача топлива совместно с воздухом продолжается и при закрытии выпускного клапана, пока давление в камере сгорания не поднимается до давления зарядки, после чего загшкающие контакты реле давления через реле 28 отключают тошигвоподачу, обеспечивая тем сатушм одновременную отсечку подачи-воздуха и топлива. Наличие корректирования подачи топлива позволяет дистанционно и тонко регул1-фовать состав рабочей смеси, обеспеч11вать форсаж или экономичный реж:-ш работы установки, .легко регулировать начало подачи топлива относитель,но окончания выброса продуктов сгора ния и начало продувки. Иредметизобретения Система управления газод11намической установкой для разработки грунта, содерлшщая источник напряжения, катушки электроппевмораспределителей впусююго и выпус1шого клапанов, цепь когл.утацм первой из которых содержит контакты реле давления в Kai.iepe сгорания, катуш электроглагнитной топливной mopcyijкя и устройство зая1-1гания, датчш и крайних положений впускного клапана и imonку В1слючения, отличающаяся том, что, с целью повышеиртя энергетг-гческих показателей и удобства эксплуатации, к источнгжу напряжения по,щслюче Ш 1штушки электропыевмораспределителей выпускного клапана, впускного клапана, форсунки и устройства зажигания соответственно через первый замыкающий контакт первого промежуточного реле, первый за.1шкающий контакт второго npoi.ie :qrT04HOro реле, второй загущкающий контакт с выдержкой на зш иканис второго реле времени и через последовательно включен- , ные контакты кнопки включения и загушкающй контакт с выдер:жой на загшкание третьего реле времени, а также под-ключены через раз1у1ыкаюи.51й контакт с выдержкой на раз щкание первого реле времени, параллельные цепи, состояще из катушки первого промежуточного реле с последовательно включеьпшм вторым размьшающим КОНТ61КТОМ третьего промежуточного реле, катушки второго промежуточного реле с последовательно включенным замыкающим контактом реле давления, и параллельно включенные катушки третьего промежуточного реле и первого реле