Судовая система автоматического регулирования расхода топливкомпонентов топливной смеси Советский патент 1980 года по МПК B63H21/00 

1

Изобретение относится к области использования силовых установок на судах, а именно, к судовым системам автоматического регулирования расхода топли -компонентов топливной смеси .

Известно устройство, обеспечивающее автоматическое регулирование расхода различающихся по вязкости топлив-компонентов топливной смеси при Зсщанном на пульте управления устройством расходе этих компонентов, Это устройство используется для приготовления смеси нефтепродуктов заданного состава и вязкости путем смешивания вязкого (тяжелого) и маловязкого (легкого) топлив-компонентов l .

Недостаток указанного устройства заключается в том, что расходы топлив-компонентов в смеси, автоматически поддерживаемые пропорционирующим смесителем, задаются вручную оператором посредством изменения положения настроечных органов смесителя. Это положение рассчитывается исходя из характеристик (как правило, вязкости) топлив-компонентов и заданной вязкости смеси с помощью вязкостно-температурных номограмм

Изменение вязкости топлнв-компонентов и топливной смеси, не принятое во внимание оператором, не оказывает воздействия на положение органов, регулирующих расход топливкомпонентов, и приводит к дополнительному отклонению вязкости смеси от заданного значения.

Смеситель имеет неудачную для судовых условий компоновку, не оборудован приборами, контролирующими соответствие фактической вязкости смеси расчетному значению.

15 Наиболее близкой к изобретению является судовая система автоматического регулирования расхода топливкомпонентов топливной смеси, содержащая трубопроводы вязкого и мало20 вязкого топливf объединенные смесителем, связанным с трубопроводом топливной смеси, измеритель и указатель вязкости смеси, чувствительный элемент, реагирующий на сигнал, обра25 зуемый разностью давлений, и соединенный с исполнительным механизмом 2 ,

Недостаток указанного устройства заключается в том, что расходы топпив-компонентов в смеси, автоматически поддерживаемые пропорционирующим смесителем, задаются вручную оператором посредством изменения положения настроечных органов смесителя. Это положение рассчитывается исходя из характеристик (как правило, вязкости) топлив -компонентов и заданной вязкости смеси с помощью вязкостно-температурных номограмм.

Изменение вязкости топлив-компонентов и топливной смеси, не принятое во внимание оператором, не оказывает воздействия на положение органов, регулируюы1их расход топливкомпонентов, и приводит к дополнительному отклонению вязкости смеси от заданного значения.

Целью изобретения является по.цдержание заданной вязкости топливной смеси при изменении вязкости топливкомпонентов и температуры топливной смеси.

С этой.целью система содержит импульсные коммуникации, регуляторы .расхода вязкого и .маловязкого топлива, элемент задания и сравнения вязкости топливной смеси, датчик температуры смеси, причем измеритель вязкости соединен импульсными коммуникациями с чувствительным эле.ментом, связанным посредством исполнительного механизма с регуляторами рахода вязкого и маловязкого топлив, а также соединенным с элементом задани и сравнения вязкости топливной смеси, и оборудованная температурным следящим приспособлением, содержащим термочувствительный элемент, при этом термочувствительный элемент связан импульсной комг.1уникацией с датчиком температуры смеси и соединен с исполнительным механизмом.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже изображена принципиальная схема судовой системы автоматического регулирования расхода топливкомпонентов топливной смеси действия.

Система автоматического регулирования расхода топлив-компонентов топливной смеси прямого действия содержит регуляторы 1 расхода вязкого топлива (ВТ) и 2 маловязкого топлива (МВТ), выполненные, например в виде двухседельных гидравлически раз.груженных клапанов, установленных на трубопроводах ЗВТ и 4МВТ, Трубопроводы 3 и 4 объединены смесителем 5, к выходу которого присоединен трубопровод 6 топливной смеси, оборудованный измерителем 7 вязкости топливной смеси, например капиллярного типа, содержащим капилляр 8. Трубка 9 соединяет капилляр 8 с регулятором 10 протока, обеспечивающим постоянство расхода смеси через капилляр 8. Топливо, протекающее через регулятор 10, по трубопроводу 11 отводится в цистерну для хранения топливной смеси. Выход измерителя 7 вязкости и трубка 9 соединены импульсными коммуникациями-трубками 12 и 13 с верхней и нижней полостями корпуса чувствительного элемента 14 вязкости разделенными мембраной с жестким ценром 15. .Мембрана 15 жестко соединен со штоком 16, имеющим настроечное звно 17 и упорную тарелку 18, воздействующую на пружину 19, опирающуюся на подвижный упор - регулировочную гайку 20. Тарелка 18, пружина 19 и регулировочная гайка 20 представляют собой элемент настройки и сравнения вязкости топливной смеси. Гайка 20 оборудована стрелочным указателем 21, перемещающимся вдоль шкалы 22, отградуированной, например, в градусах условной вязкости СВУ) . Шток 16 с шарнирно присоединенными к нему коромыслами 23 и 24, проходящими через ножевые опоры 25 и 26, имеющие возможность перемещаться при настройке (показано стрелками) относительно коромысел 23 и 24 и корпуса, в который заключена система, штоки 27 и 28, связанные с коромыслами 23 и 24 подвижными шарнирами и соединенные с регуляторами расхода -j ВТ и 2 МВТ, образуют исполнительный механизм. Система регулирования содержит также температурное следящее приспособление, состоящее из датчика температуры смеси - термобаллона 29, установленного на трубопроводе 6 смеси и соединенного импульсной коммуникацией - капиллярной трубкой

30с термочувствительным элементом, содержашим корпус 31, сильФон 32, пружину 33, опирающуюся верхним торцом на наружное днище сильфона 32,

а нижним торцом - на регулировочную гайку 34, позволяющую изменять натяг пружины 33. К наружному днищу сильфона 32 жестко прикреплен шток 35, воздействующий через промежуточную рычажную пластину 36 на шток 16 исполнительного механизма. Термочувствительный элемент в целях регулирования усилия воздействия на исполнительный механизм может перемещаться (в направлениях, показанных стрелкой) относительно пластины 36, и корпуса, в который заключена система. Указатель 37 вязкости подключен к импульсным коммуникациям - трубкам 12 и 13, соединенным между собой разгрузочным трубопроводом 38 с запорным клапаном 39.

Судовая система автоматического регулирования расхода топлив-компонентов топливной смеси работает следующим образом.

Настройка регулятора 10 протока регулировкой натяга пружины 33 при помощи гайки 34 термочувствительного элемента следящего температурного устройства, изменением положения корпуса

31термочувствительного элемента относительно пластины 36, перемещением ножевых опор 25 и 26 относительно коромысел 23 и 24 и корпуса, в который заключена система, изменением длины штока 16 настроечным звеном 17, изменнйем положения регулировочной гайки

20элемента настройки и сравнения вязкости смеси добиваются полного закрытия регулятора 2 расхода МТБ и полного открытия регулятора 1 расхода ВТ при вязкости топлива перед измерителем 7 вязкости, равной, например 20° ВУ при температуре 50°С

и положении стрелочного указателя

21и связанной с ним регулировочной гайки 20 напротив верхней отметки шкалы 22-20вУ 50, полного открытия регулятора 2 расхода МВТ и полного закрытия регулятора 1 расхода ВТ

при вязкости топлива перед измерителем 7 вязкости, например 1,2°ВУ при температуре 50°С и положении стрелоч ного указателя 21 и связанной с ними регулировочной гайки 20 напротив нижней отметки шкалы 22-1,2ВУ 50.

При вводе системы в действие задаются вязкостью смеси, например 10°ВУ при 50°С. Для этого перемещают регулировочную гайку 20 вверх, изменяя натяг пружины 19, опирающейся на упорную тарелку 18 до тех пор, пока указатель 21 не займет положение напротив соответствующей отметки шкалы 22, При этом клапаны-регуляторы расхода ВТ и МВТ устанавливаются в положение, определяемое равновесием усилий, воздействующих на шток 16 исполнительного механизма со стороны штока 35 термочувствительного элемента и пружины 19. Затем из топливной системы суднг в трубопровод 3 подает ВТ,а в трубопровод 4 - МВТ. Расходы ВТ и МВТ через клапаны-регуляторы

1и 2 расхода в момент пуска систекы регулирования определяются их положением. Проходя через смеситель 5, оба вида топлива образуют смесь, содержание компонентов в которой обуславливает ее вязкость и температуру например 12°ВУ и 65°С. Указанная

смесь поступает в трубопровод 6 и, проходя через капилляр 8 измерителя 7 вязкости, создает перепад давле НИИ на капилляре 8, который передается по импульсным коммуникациям трубкам 12 и 13 (при закрытом клапане 39 на разгрузочном трубопроводе 38) в верхнюю и нижнюю полости корпу са чувствительного элемента 14 вязкости смеси. Под воздействием переПсща (разности) давлений мембрана 15 начинает движение вниз и посредством связанного с ней штока 16, коромысел 23 и 24, штоков. 27 и 28 исполнительного механизма, перемещает клапаны-регуляторы 1 и

2расхода ВТ и МВТ до тех пор пока фактическая вязкость смеси не будет равна заданной. Ввиду того, что температура смеси на 15°С оказалась выше настроечного значения 50°С и перепад давлений на капилляре 8 оказывается меньше величины, соответствующей установленному по шкале 22 значению вязкости смеси, равновесие сил от действия мембраны 15 и пружины 19 на штоке 16 достигается в более высоком (по схеме) положении упорной тарелки 18, что дополнительно увеличивает расход ВТ и сокращает расход МВТ. Это приводит к нарушению содержания компонентов в смеси, вязкость которой при 50°С будет больше заданной (10°ВУ 50). Одновременно при увеличении температуры смеси против расчетной на 15°С возрастает давление в замкнутой термосистеме температурного следящего устройства: датчике 29, связанной с ним импульсной коммуникации - трубке 30 и термочувствительном элементе. Вследствие этого сильфон 32 сжимается и связанный с ним шток 35, воздействуя через промежуточную рычажную пластину 36 на шток 16, перемещает его вниз. Шток 16, воздействуя на коромысла 23 и 24 штоки 27 и 28, клапаны-регуляторы 1 и 2 расхода ВТ и МВТ, увеличивает расход МВТ и сокращает расход ВТ, обеспечивая в конечном счете равенство между фактической и заданной вязкости смеси, приведенными к настроечной температуре 50°С. При этом указатель 37 вязкости показывает фактическую вязкость смеси при температуре .

В случае, если температура смеси снижается, например до , вязкость ее возрастает. Это приводит к увеличению перепада давлений на капилляре В, а следовательно к увеличению давления в верхней полости корпуса 14 чувствительного элемента вязкости. Вследствие этого мембрана 15, перемещаясь вниз (по схеме) и воздействуя через связанный с нею шток 16, коромысла 23 и 24, штоки 27 и 28 на клапаны-регуляторы 1 и 2 расхода ВТ и МВТ, увеличивает расход МВТ и уменьшает расход ВТ. Одновременно из-за уменьшения температуры смеси снижается давление в замкнутой термосистеме температурного следящего устройства. В связи с этим сильфон 32 растягивает ся, уменьшая давление связанного с ним штока 35 через промежуточную рычажную пластину 36 на шток 16, вызывая его перемещение под действием пружины 19 вверх. Шток 16 через коромысла 23 и 24 и штоки 27 и 28, воздействуя на клапаны-регуляторы 1 и 2 расхода ВТ и МВТ, уменьшает расход МВТ и увеличивает расход ВТ до установления равенства между фактической и заданной вязкостью смеси, приведенной к настроечной температуре 50°С. .

Указатель 37 вязкост -; :: тическую вязкость -и при температуре 40с. В период действия измерителя 7 вязкости топливной смеси, последняя проходит капилляр S трубку 9, соединяющую капилляр 8с регулятором 10 протока, обеспечивающим поддержание постоянства расхода смеси любого состава через капилляр 8, и по трубопроводу 11 направляется в цистерну для хранения запаса топливной смеси.

Вывод из действия скстеглы автоматического регулирования расхода топлив-компонентов топливной смеси производится открытием клапана 39 на ба :пасном трубопроводе 38, чем выравнива датся давления в верхней и нижней полостях корпуса 14 чуйствительного элемента вязкости и прекращением подачи ВТ и МВТ из судовой топливной системы-к регуляторам 1 и 2 расхода ВТ и МВТ.

Возможны иные конструктивные воплощения системы автоматического регулирования расхода в зависимости от предъявляемых к ней технико-экономических требований, в частности в виде системы автоматического регулирования непрямого действия с гидравлическими, пневматическими и электрическими .усилительными устройствами и исполнительными механизмами.

Возможны также непринципиальные изменения в компоновке элементов системы,- рассматриваемой в примере конкретного .выполнения, например пркмёне ние в качестве регуляторов расхода клинкетных задвижек, установка следящего температурного устройства для воздействия непосредственно на коромысла исполнительного механизма, при менение измерителя вязкости смеси и

регулятора протока иной известной кострукци,,

Наличие регуляторов расхода компонентов топливной смеси, автоматически поддерживающих вязкость топливной смеси, упрощает процесс получения смеси задан1«эй вязкости и оэтому снижает нагрузку обслуживающего персонала при эксплуатации топливной системы, исключает ошибки в получении смеси заданной вязкости, а следовательно и вероятность отказов двигателей, при неизвестной или увеличенной, ноне принятой во внимание персоналом вязкости топлив-компонентов, создает необходимые предпосылки для широкого распространения на флоте дещевых сортов вязкого топлива

Формула изобретения: Судовая система автоматического ргулирования расхода топлив-компонент топливной смеси,содержащая трубопров- ды вязкого и маловязкого топлив,объединенные смесителем,связанным с трубпроводом топливной смеси, измеритель и указатель вязкости смеси, чувствительный элемент, соединенный с исполнитеЛьныг механизмом, отличающаяся тем, что, с целью поддержания заданной вязкости топливной смеси при изменении вязкости топливкомпонентов и температуры топливной смеси, она содержит импульсные коммуникации, регуляторы расхода вязкого и маловязкого топлива, элемент задания и сравнения вязкости топливной смеси, датчик температуры смеси, причем измеритель вязкости соединен импульсными коммуникациями с чувствительным элементом, связанным посредством исполнительного механизма с регуляторами расхода вязкого и маловязкого топлив а также соединенным с элементом задания и сравнения вязкости топливной смеси, и оборудована тепературным следящим приспособлением, содержащим термочувствительный элемент, при этом термочувствительный элемент связан импульсной коммуникацией с датчиком температуры смеси и соединен с исполнительным механизмом

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Бюллетень фирмы Fisher Governor company Limited № П1-СВ, 19792.Журнал ShIpbuiВding marine Enginnering Internationai, сентябрь 1976 (прототип).

/

7 S