Электрогидравлическая система привода двустворчатых ворот судоходного шлюза

Электрогидравлическая система привода двустворчатых ворот судоходного шлюза

Реферат

Изобретение относится к гидроприводам для управления двустворчатыми воротами судоходного шлюза.

Известна гидравлическая система привода гидротехнического затвора, содержащая асинхронный двигатель с подключенным к его входу частотным преобразователем, подключенный к двигателю объемный насос, гидроцилиндр со штоком для перемещения гидротехнического затвора, напорный трубопровод для подачи рабочей жидкости под поршень штока гидроцилиндра, подключенный к насосу бак питания насоса, причем гидропривод снабжен инкрементальным энкодером, закрепленным на штоке гидроцилиндра, линейным абсолютным энкодером, также закрепленным на штоке гидроцилиндра, и промышленный программируемый контроллер, ко входам которого подключены выходы линейного абсолютного и инкрементального энкодеров и выход сенсорного терминала, а выход контроллера подключен ко входам частотного преобразователя и промышленного терминала (см. патент RU 2435991, кл. G05D 3/12, опубл. 29.11.2010).

Однако известное устройство не может обеспечить необходимую точность поддержания заданной скорости перемещения створок ворот при выполнении шлюза с двустворчатыми воротами при возникновении случайных знакопеременных ветровых и волновых нагрузок в процессе управления движением створками ворот, что приводит к ударным нагрузкам при прямых (створение) и обратных (раскрытие) ходах створки ворот.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является электрогидравлическая система привода двустворчатых ворот судоходного шлюза, содержащая два поршневых силовых гидроцилиндра, каждый из которых кинематически через свой шток соединен с одной створкой ворот и подпоршневая полость которого подключена к нагнетательной линии насоса с приводом его от электродвигателя, причем насос подключен входом к баку питания, каждая створка ворот снабжена датчиком ее положения, а электродвигатель привода насоса подключен к электронному блоку управления (см. авторское свидетельство SU №1472565, 15.04.1989).

Однако известная электрогидравлическая система привода двустворчатых ворот судоходного шлюза также не может обеспечить необходимую точность поддержания заданной скорости и синхронность перемещения створок ворот при возникновении случайных знакопеременных ветровых и волновых нагрузок в процессе управления движением створками ворот, что приводит к ударным нагрузкам при прямых (створение) и обратных (раскрытие) ходах створки ворот.

Задачей изобретения является устранение указанного недостатка.

Технический результат достигается повышением точности управления скоростью движения створками ворот на их прямых и обратных ходах.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что электрогидравлическая система привода двустворчатых ворот судоходного шлюза содержит два поршневых силовых гидроцилиндра каждый из которых кинематически через свой шток соединен с одной створкой ворот и подпоршневая полость которого подключена к нагнетательной линии насоса с приводом его от электродвигателя, причем насос подключен входом к баку питания, каждая створка ворот снабжена датчиком ее положения, а электродвигатель привода насоса подключен к электронному блоку управления, при этом надпоршневая полость силового гидроцилиндра подключена к второй нагнетательной линии второго насоса с приводом его от второго электродвигателя, вход второго насоса подключен к баку питания, на первой и второй нагнетательных линиях установлены датчики давления, подключенные к электронному блоку управления, первый и второй электродвигатели подключены каждый к электронному блоку управления через свой частотный преобразователь, а датчик положения каждой створки ворот установлен на штоке поршня соответствующего силового гидроцилиндра и подключен к электронному блоку управления.

На чертеже схематично представлена электрогидравлическая система привода одной створки ворот судоходного шлюза.

С каждой створкой 1 ворот (на чертеже представлена система привода одной створки 1 ворот, а вторая створка ворот выполнена с аналогичной системой привода, также подключенной к электронному блоку управления 2). кинематически соединен шток 3 поршня 4 силового гидроцилиндра 5, подпоршневая полость 6 которого подключена к нагнетательной линии 7 насоса 8 с приводом его от электродвигателя 9. Насос 8 подключен входом к баку питания 10. Каждая створка 1 ворот снабжена датчиком 11 ее положения. Электродвигатель 9 привода насоса 8 подключен к электронному блоку управления 2 в качестве которого могут быть использованы программируемый микроконтроллер, микроЭВМ или другое компьютерное оборудование, которое управляется либо оператором, либо внешней системой управления. Надпоршневая полость 12 силового гидроцилиндра 5 подключена ко второй нагнетательной линии 13 второго насоса 14 с приводом его от второго электродвигателя 15. Вход второго насоса 14 подключен к баку питания 10. На первой 7 и второй 13 нагнетательных линиях установлены датчики давления, соответственно 16 и 17, подключенные к электронному блоку управления 2. Первый 9 и второй 15 электродвигатели подключены каждый к электронному блоку управления 2 через свой частотный преобразователь, соответственно 18 и 19, а датчик 11 положения каждой створки 1 ворот установлен на штоке 3 поршня 4 соответствующего силового гидроцилиндра 5 и подключен к электронному блоку управления 2.

Описываемая электрогидравлическая система привода двустворчатых ворот судоходного шлюза работает следующим образом (описание дано для одной створки, вторая работает аналогично).

Перед началом прямого хода (створения) при нулевом (крайнем открытом) положении створки 1 ворот обе подпоршневая 6 и надпоршневая 12 полости силового гидроцилиндра 5 заполнены маслом. Шток 3 поршня 4 силового гидроцилиндра 5 находится в крайнем нулевом положении, соответствующем полностью открытой створке 1 ворот. Датчик 11 фиксирует нулевое положение створки 1 ворот и передает сигнал о нулевом положении и нулевой скорости створки 1 ворот в электронный блок управления 2, который в свою очередь выдает нулевое задание на частотный преобразователь 18 и частотный преобразователь 19. Электродвигатели 9 и 15, насос 8 и второй насос 14 не работают. После формирования заданной скорости движения створки 1 ворот, производимого либо оператором, либо внешней системой управления, указанная заданная скорость задается на вход электронного блока управления 2, который, в свою очередь, формирует сигнал управления для частотного преобразователя 18, под управлением которого электродвигатель 9 начинает вращаться и приводит в действие насос 8, который подает рабочую среду - масло, нагнетая его в подпоршневую полость 6 силового гидроцилиндра 5 и таким образом перемещая шток 3 с поршнем 4 силового гидроцилиндра 5 с заданной скоростью, которая отслеживается путем обработки показаний датчика 11 положения створки 1 ворот в электронный блок управления 2 как сигнал обратной связи по скорости перемещения створки 1 ворот. При отсутствии значительных «попутных» нагрузок, ветровых и/или волновых, совпадающих по направлению целиком либо частью с направлением движения створки 1 ворот, масло из надпоршневой полости 12 силового гидроцилиндра 5 свободно вытекает, и второй насос 14 с вторым электродвигателем 15 работают в моторном режиме. Если же попутная нагрузка становится существенной, что может приводить к разряжению в подпоршней полости 6 силового гидроцилиндра 5 и недопустимому превышению заданной скорости перемещения створки 1 ворот, электронный блок управления 2 формирует управляющий сигнал на второй частотный преобразователь 19, управляющий в свою очередь через второй электродвигатель 15 вторым насосом 14, который начинает создавать давление в надпоршневой полости 12 силового гидроцилиндра 5, что приводит к созданию тормозящего усилия на поршень 4 и снижению скорости движения штока 3 силового гидроцилиндра 5 до заданных пределов, обеспечивая плавное безударное движение створки 1 ворот.

Аналогично осуществляется процесс торможения створки 1 ворот при необходимости обеспечения заданного времени торможения и остановки створки 1 ворот.

При обратном ходе створки 1 ворот, т.е. при открытии створки 1 ворот, все происходит аналогично за тем исключением, что в части создания усилий насос 8 и второй насос 14 меняются местами. Датчики давления 16 и 17 информируют электронный блок управления 2 электрогидравлической системы управления о давлении в подпоршневой 6 и надпоршневой 12 полостях силового гидроцилиндра 5 и соответствующих нагнетательных линиях 7 и 13 с тем, чтобы при превышении давления выше допустимого электронный блок управления 2 выдавал команду останова на частотные преобразователи 18 и 19 и команду на сброс давления через штатные аварийные клапаны (не показаны).

Электрогидравлическая система привода двустворчатых ворот судоходного шлюза, содержащая два поршневых силовых гидроцилиндра, каждый из которых кинематически через свой шток соединен с одной створкой ворот и подпоршневая полость которого подключена к нагнетательной линии насоса с приводом его от электродвигателя, причем насос подключен входом к баку питания, каждая створка ворот снабжена датчиком ее положения, а электродвигатель привода насоса подключен к электронному блоку управления, отличающаяся тем, что надпоршневая полость силового гидроцилиндра подключена к второй нагнетательной линии второго насоса с приводом его от второго электродвигателя, вход второго насоса подключен к баку питания, на первой и второй нагнетательных линиях установлены датчики давления, подключенные к электронному блоку управления, первый и второй электродвигатели подключены каждый к электронному блоку управления через свой частотный преобразователь, а датчик положения каждой створки ворот установлен на штоке поршня соответствующего силового гидроцилиндра и подключен к электронному блоку управления.