CS202919B1

CS202919B1 - Device for the control of hydraulic regulations elements

Info

Publication number: CS202919B1
Application number: CS91778A
Authority: CS
Inventors: Josef Altmann; Zdenek Roth
Original assignee: Josef Altmann; Zdenek Roth
Priority date: 1979-02-12
Filing date: 1979-02-12
Publication date: 1981-02-27

Description

ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ REPUBLIKA (19) POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ ,202919 (11) (BIJ (22) Přihlášeno 12 02 79(21) (PV 917-79) (51) Int. Cl.3 G 05 D 9/02 G 05 B fi/00 (40) Zveřejněno 30 05 80 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (45) Vydáno 15 11 82 (75) Autor vynálezu ALTMANN JOSEF ing., DOMAŽLICE a ROTH ZDENEK ing., PLZEŇ (54) Zařízsní k ovládání hydraulických regulačních prvků 1CZECHOSLOVAK SOCIALIST REPUBLIC (19) COPYRIGHT CERTIFICATE DESCRIPTION, 202919 (11) (BIJ (22) Registered 12 02 79 (21) (PV 917-79) (51) Int Cl.3 G 05 D 9/02 G 05 B fi / 00 (40) Published 30 05 80 OFFICE AND DISCOVERY OFFICE (45) Published 15 11 82 (75) Author of the invention ALTMANN JOSEF ing., DOMAŽLICE and ROTH ZDENEK ing., PLZEŇ (54) 1

Vynález se týká zařízení k ovládání hyd-raulických regulačních prvků, vhodného ze-jména pro ovládání zdvihu regulačních ven-tilů ve smyčce regulace úrovně hladin kon-denzátu v ohřívácích regeneračního systé-mu parní turbiny. V technické praxi, kde je požadován vý-konový výstup z koncových, neboli akčníchčlenů regulačních smyček, je běžně použí-ván hydraulický akční člen s převodníkems proporcionální relací: vstupní tlakový sig-nál — výkonový zdvih akčního členu. Příkladem na extrémně přesnou a dyna-micky náročnou variantu tohoto principu jenapříklad akční člen s proporcionálním pře-vodníkem, který ovládá zdvih regulačníchnebo záchytných ventilů parní turbiny. Ji-ným provedením silového, respektive výko-nového výstupu z regulační smyčky s obvyk-le menšími nároky na rychlost regulace mů-že být například akční člen s řízeným elekt-rickým motorem, který otáčí šroubem nebomaticí akčního členu a tím generuje na zá-kladě vstupního elektrického signálu zdvihvřetene akčního členu. Dalším příkladem jehydraulický akční člen bez výkonového pře-vodníku, který je používán v případech, kdynejsou kladeny velké nároky na sílu a ve-likost zdvihu akčního členu, a je-li k dispo-zici dostatečně silný hydraulický signál, po- 2 stačující k přímému ovládání akčního čle-nu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for controlling hydraulic control elements suitable for controlling the control of the flow of control valves in a con- trol level control loop in the heaters of a steam turbine recovery system. In technical practice, where the output of the control loops is required, a hydraulic actuator with a proportional ratio transducer is commonly used: input pressure signal - actuator power stroke. An example of an extremely precise and dynamically demanding variant of this principle is, for example, a proportional actuator actuating the stroke of the regulating or retaining valves of the steam turbine. By another embodiment of the output or output of the control loop, with usually less control speed requirements, for example, the actuator may be a controlled electric motor that rotates the screw or actuator of the actuator and thereby generates on the base the input electrical signal of the actuator spindle. Another example is a hydraulic actuator without a power transducer, which is used in cases where the force and stroke size of the actuator is not particularly high, and if a sufficiently strong hydraulic signal is available, it is sufficient for direct control action.

Uvedená principiální řešení akčních čle-nů mají některé nedostatky. Společným azákladním nedostatkem těchto řešení je dy-namická proporcionální relace při zpraco-vání vstupního, at již hydraulického neboelektrického řídicího signálu na veličinu vý-stupní, to znamená na zdvih akčního členu.V případech řešení s hydraulickým akčnímčlenem s proporcionálním převodníkem, kte-rý je užíván pro vyvození zdvihu regulač-ních nebo záchytných ventilů parní turbiny,má proporcionální závislost mezi zdvihemakčního členu a zpětnou vazbou vyvozenýmzdvihem převodníku za následek značnouzávislost rychlosti zdvihu akčního členu nanapájecích tlacích nebo průtočných průře-zech převodníku.The above mentioned basic solutions of the action members have some drawbacks. A common and basic drawback of these solutions is the dynamic proportional relation when processing the input, whether hydraulic or electrical control signal, to the output variable, i.e., the actuator stroke. In the case of a hydraulic actuator with a proportional transducer used to exert a stroke of the regulating or retaining valves of the steam turbine, the proportional dependence between the stroke member and the feedback exerted by the transmitter stroke results in a considerable dependence of the stroke rate of the actuator of the nanowave pressures or transducer flow cross sections.

Pro řešení akčního členu s řízeným elekt-rickým motorem a převodem rotačního po-hybu na pohyb posuvný jsou typické nepří-jemné časové prodlevy, poplatné rozběho-vým časům elektrickému motoru, nebo v pří-padě akumulace energie v setrvačníku u za-řízení se stále rotujícími hmotami značnásložitost a náročnost převodu rotačního po-hybu na zdvih vřetena akčního členu v re-laci se vstupním elektrickým řídicím signá-lem. Řešení, při kterém je k dispozici výko- 2 0 2 91a 202819 nový, tzv. silný zdroj ovládacího tlakovéhosignálu pro akční člen regulační smyčky jeprincipiálně nejjednodušší, ale vyžaduje prodosažení požadovaných dynamických vlast-ností hydraulického obvodu mnohý značnýenergetický příkon i v případě, že vlastníregulační smyčka je v ustáleném stavu, tzn.,že zdvih akčního členu je konstantní v čase.In order to handle the actuator with a controlled electric motor and to convert the rotary movement to a displacement movement, typical time lags, due to the start-up times of the electric motor, or in the case of energy accumulation in the flywheel, are still by the rotating masses, the complexity and difficulty of converting the rotational movement to the stroke of the actuator spindle in relation to the input electric control signal. The solution in which a new, so-called powerful source of control pressure signal for the control loop actuator is available, is the simplest in principle, but it requires a great deal of energy input even in the case of a self-regulating loop. it is in a steady state, ie the actuator stroke is constant over time.

Uvedené nevýhody podstatně omezuje za-řízení k ovládání hydraulických regulačníchprvků, jehož podstata spočívá v tom, žev plášti akčního členu je nad pružinou umís-těn píst, pevně spojený s pístnicí, kdežto dokrytu převodníku je pevně vloženo rozvá-děči pouzdro a v něm jsou umístěna sou-středně a suvně do sebe vložená pouzdra,a to pouzdro přímé vazby a pouzdro zpětnévazby. Nad pouzdrem přímé vazby a též nadpouzdrem zpětné vazby je upevněn horní těs-nicí kroužek a pod pouzdrem zpětné vazby jeumístěn, dolní těsnicí kroužek, kdežto podpouzdrem přímé vazby vybíhá osazení rozvá-děcího pouzdra, přičemž dolní těsnicí krou-žek se opírá o kryt a je o něj opřena pružinapřímé vazby, protějším koncem opřenáo pouzdro přímé vazby. Na stavitelné maticije upevněna horní pružina zpětné vazby,zdola umístěna na dně pouzdra zpětné vazbya na horní ploše pístu spočívá spodní pru-žina zpětné vazby, opřená protějším kon-cem o dno pouzdra zpětné vazby. Horní plo-cha pouzdra přímé vazby tvoří dno tlakovékomory, vytvořené v rozváděcím pouzdře,pouzdro zpětné vazby vytváří horní válco-vý prostor a spodní válcový prostor, vzájem-ně spojené kanálem zpětné vazby, opatře-ným jehlovým ventilem. Přitom tlaková ko-mora je spojena kanálem s potrubím řídi-cího tlaku, kdežto v rozváděcím pouzdře jevytvořen napájecí kanál, umístěný proti pře-pouštěcímu kanálu, vytvořenému v pouzdřepřímé vazby. Pod tímto přepouštěcím kaná-lem je vytvořen spodní kanál, připojený kespojovacímu potrubí, jehož druhý konec jepřipojen ke vstupnímu kanálu, vytvořenémuv plášti pod pístem. V podstatě proti tomu-to vstupnímu kanálu je vytvořeno odpadnípotrubí. Plášť akčního členu je pevně spo-jen s krytem převodníku, přičemž plášťakčního členu je opatřen dnem s otvorempro pístnici, kdežto kryt převodníku je opat-řen uzávěrem se zaslepením.The aforementioned drawbacks are substantially limited by the device for controlling the hydraulic control elements, which consists in that the piston housing is fixed above the spring, in the actuator housing, while the distributor housing is firmly inserted in the housing and is located therein. sleeves inserted simultaneously and slopingly into one another, namely a direct binding sleeve and a feedback sleeve. An upper sealing ring is mounted above the direct coupling sleeve as well as the feedback sleeve, and a lower sealing ring is located below the feedback sleeve, whereas a shoulder of the distributor sleeve extends under the direct coupling sleeve, and the lower sealing ring is supported on the cover and is it is supported by spring-loaded bonds, the opposite end of which is supported by a sleeve of direct bond. An upper feedback spring is mounted on the adjustable nut, and a lower feedback spring rests on the bottom of the feedback housing at the bottom of the feedback housing and is supported by the opposite end of the feedback housing. The upper surface of the direct bond housing is formed by the bottom of the pressure chamber formed in the distribution sleeve, the feedback housing forming the upper cylindrical space and the lower cylindrical space connected to each other by a feedback valve provided with a needle valve. In this case, the pressure chamber is connected by a channel to the control pressure line, whereas a supply channel is formed in the distribution sleeve, located opposite the discharge channel formed in the casing. Underneath the overflow channel, a lower channel is formed, connected to the connecting pipe, the other end of which is connected to the inlet channel formed in the housing below the piston. In fact, a waste pipe is formed opposite this inlet channel. The housing of the actuator is rigidly connected to the housing of the transducer, wherein the housing member is provided with a bottom with an opening for the piston rod, while the housing of the transducer is provided with a closure with a blind.

Jeden příklad praktického provedení vy-nálezu zařízení k ovládání hydraulických re-gulačních prvků je znázorněn na připoje-ném výkresu'.An example of a practical embodiment of a device for controlling hydraulic control elements is shown in the accompanying drawing.

Podle něj sestává zařízení ze dvou vzá-jemně spolu spojených částí, a to z akčníhočlenu 2 a z lineárního proporcionálně deri-vačního převodníku 1, který bude dále ozna-čován jen jako převodník 1.According to this, the device consists of two mutually connected parts, namely the actuator 2 and the linear proportional derivative converter 1, which will be referred to hereinafter as converter 1 only.

Akční člen 2 je vytvořen z pláště 20, donějž je vložen píst 21 podepřený pružinou23 a pevně spojený s pístnicí 22, která pro-chází vnitřkem pružiny 23. Zdola je akčníčlen 2 uzavřen dnem 24, opatřeným otvo- rem pro pístnici 22, kdežto shora je zakrytkrytem 10 převodníku 1. Převodník 1 je vytvořen z řečeného kry-tu 10, v němž je soustředně umístěno roz-váděči pouzdro 12, v němž jsou dále suvněa soustředně umístěna další dvě pouzdra 13,14, a to pouzdro 13 přímé vazby a pouzdro14 zpětné vazby. Posuv pouzdra 14 zpětnévazby je vymezeii shora horním těsnicímkroužkem 18 a zdola dolním těsnicím krouž-kem 19. Posuv pouzdra 13 přímé vazby jeshora omezen nákružkem horního těsnicíhokroužku 18 a zdola vnitřním osazením roz-váděcího pouzdra 12, které je pevné a jesevřeno- horním a dolním těsnicím krouž-kem 18, 19. Dolní těsnicí kroužek 19 se svouspodní plochou opírá o vnitřní mezikruhovývýstupek spodní části krytu 10 a nese pru-žinu 15 přímé vazby, která se protějším kon-cem opírá o opěrný kroužek 150, dosedajícína vnitřní osazení rozváděcího. pouzdra 12.Kryt 10 je shora uzavřen zaslepením 110,které svým osazením vtlačuje dovnitř hornítěsnicí kroužek 18, a které je také opatře-no dříkem se závitem, na němž se pohybujestavitelná matice 105. Tato stavitelná mati-ce 105 má na svém vnějším povrchu vytvo-řenu šroubovicovou drážku pro horní pru-žinu 16 zpětné vazby, která se zdola opíráo horní plochu dna pouzdra 14 zpětné vaz-by. Na horní plochu pístu 21 dosedá spod-ním koncem spodní pružina 17 zpětné vaz-by, která se svým horním koncem opíráo spodní plochu dna pouzdra 14 zpětné vaz-by. Tvoří tak spojovací prvek mezi akčnímčlenem 2 a převodníkem 1.The actuator 2 is formed from a housing 20, whereby a piston 21 supported by a spring 23 is inserted and fixedly connected to the piston rod 22 which passes through the interior of the spring 23. From the bottom, the actuator 2 is closed by a bottom 24 provided with an opening for the piston rod 22 while The transducer 1 is formed from said housing 10, in which a distributor housing 12 is concentrically disposed, in which further two housings 13,14 are further disposed concentrically, namely, the housing 13 of the direct bond and the sleeve 14 backwards. ties. The displacement of the return sleeve 14 is deflected from above by the upper sealing ring 18 and from below by the lower sealing ring 19. The displacement of the direct binding sleeve 13 is limited by the collar of the upper sealing ring 18 and the bottom by the inner shoulder of the distributor sleeve 12, which is fixed and opened by the upper and lower seals. The lower sealing ring 19 is supported by the lower surface on the inner annular recess of the lower part of the housing 10 and carries a spring 15 of direct bonding against the support ring 150 abutting the inner shoulder of the distributor. The cover 10 is closed from above by a blanking 110 which, by its shoulder, pushes inwardly through the upper sealing ring 18, and which is also provided with a threaded shank on which an adjustable nut 105 is moved. a helical groove for the upper feedback spring 16, which rests from below on the upper surface of the feedback housing 14. On the upper surface of the piston 21, the lower spring 17 abuts the lower end of the spring 17, which with its upper end bears the lower surface of the bottom 14 of the feedback housing. Thus, it forms a connecting element between the actuator 2 and the transducer 1.

Horní plocha pouzdra 13 přímé vazby tvo-ří pohyblivé dno tlakové komory 111, vytvo-řené v rozváděcím pouzdře 12. Svršek tétotlakové komory 111 je spojen kanálem 114řídicího tlakového signálu PŘ, vytvořenýmv uzávěru 11, s potrubím řídicího tlaku PŘ.Svislý válcový otvor podél osy převodníku1 je rozdělen pouzdrem 14 zpětné vazby nahorní válcový prostor 106 a spodní válcovýprostor 107, který se ve své spodní části kó-nicky rozšiřuje směrem k pístu 21. Oba tytoprostory 108, 107 jsou vzájemně propojenykanálem 102 zpětné vazby, vytvořeným vestěně krytu 10. Kónická část spodního vál-cového prostoru 107 je tak spojena s vrchníčástí horního válcového prostoru 106. V blíz-kosti kónické části spodního válcového pro-storu 107 je do kanálu 102 zpětné vazbyvložen jehlový ventil 104. V rozváděcímpouzdře 12 je vytvořen napájecí kanál 115,který je připojen k nezakreslenému napá-jecímu zdroji o výstupním tlaku PN. Tentonapájecí kanál 115 je umístěn v podstatěproti přepouštěcímu kanálu 121, vytvořené-mu ve stěně pouzdra 13 přímé vazby. Podtímto přepouštěcím kanálem 121 je vytvo-řen také spodní kanál 112, který směřujek odpadnímu kanálu 103, vytvořenému v roz-váděcím pouzdře 12. Na tento odpadní ka-nál 183 je připojeno spojovací potrubí 108,The upper surface of the direct bond housing 13 constitutes the movable bottom of the pressure chamber 111 formed in the distribution housing 12. The upper of the pressure chamber 111 is connected by a pressure control channel 114 of the PR formed in the closure 11 to a pressure control line PR. The transducer 1 is divided by a feedback sleeve 14 into an upper cylindrical space 106 and a lower cylindrical space 107, which in its lower portion extends comically toward the piston 21. Both of these spaces 108, 107 are connected to each other by a feedback channel 102 formed by a housing 10. The lower cylinder space 107 is thus connected to the upper portion of the upper cylindrical space 106. A needle valve 104 is inserted into the feedback channel 102 near the conical portion of the lower cylindrical space 107. A feed channel 115 is formed in the distributor housing 12, which is connected to an unlisted power source of the power supply thrust pressure PN. This feed channel 115 is positioned substantially opposite the overflow channel 121 formed in the wall of the direct bond housing 13. Also, a lower conduit 112 is formed under this overflow conduit 121, which extends to the drain channel 103 formed in the diverting sleeve 12. A conduit 108 is connected to the conduit 183.

Claims

5, the other end of which is connected to the inlet channel 109 formed in the wall of the housing 20 in the space under the piston 2.1. On the opposite side, the outlet pipe 101 is located under the piston 21. The operation of the device according to the invention is evident from the attached drawing, wherein. the connection of the actuator member 2 with the linear proportional derivation transducer 1 and the upper end position is shown. In the case of a positive change in the pressure signal PR, which is channeled into the pressure chamber 111, the current force equilibrium between the force exerted by the current control pressure signal on the upper surface of the direct bond housing 13 and the force is broken. by a spring of 15th direct bond. In this case, the direct bond housing 13 will move downward. At the moment when the lower edge of the discharge channel 121, which is connected to the PN feed source by the feed channel 115, reveals the flow cross section of the channel 113 in the feedback housing 14, the adult cylindrical space 107 begins to flow based on the pressure difference between the feed pressure PN and the existing pressure Pi. in the lower cylindrical space 107 the working liquid. The filling of the lower cylindrical space 107 causes a rapid rise in pressure Pi in this lower cylindrical space 107 and a piston 21 of the actuator 2, due to a distorted force equal to the force exerted by the pressure increment P 1 on the upper surface of the piston 21, by the spring force of the actuating member 2 and by the force of the lower spring 17 of the feedback, it starts to move downward. By moving the piston 21, the lower spring, 17 of the feedback begins to extend and the force of the lower feedback spring 17 decreases the lower surface of the feedback housing 14. between the thrust force of the upper feedback spring 18 and the reduced thrust force of the lower spring 17 of the feedback, it starts to move the feedback 14 housing, but the speed of this movement and thus the closing speed of the flow gap between the bypass channel 121 and the channel 113 in the feedback housing 14 is defined by the flow rate of the working fluid from the lower cylindrical A device for controlling hydraulic regulating elements comprising a transducer and an actuator, characterized in that a piston (21), fixedly connected to the piston rod (22) is located above the spring (23) in the housing (20) of the actuator (2) while a distributor sleeve (12) is firmly inserted into the converter housing (10) and disposed concentrically and slidably into the self-assembled housing (13, 14), namely the direct bond housing (13) and the housing (14) the upper sealing ring (18) and below the housing 107 a feedback channel 102 through the hydraulic valve for the needle valve 104 is fixed to the upper feedback ring, and above the direct binding housing (14). the cylindrical space 106 over the 14 feedback housing. The stroke of the piston 21 continues to grow until the feedback sleeve 14 covers the flow cross-section of the upper shell 121 and thus obstructs the filling of the lower cylinder space 107. At this point, if the forces are not respected the piston 21 and piston rod 22 are stopped, but the piston 21 of the actuator 2 is stopped, but if the needle valve 104 is adjusted appropriately, the stroke of the feedback sleeve 14 is delayed due to the deceleration of the upper spring 16 of the feedback spring 17. ties. The downward feedback housing 14 arrives to expose the flow section between the channel 113 in the feedback housing 14 and the bottom channel 112 in the direct bond housing 13 and the working fluid begins to flow through the drain pipe due to the pressure difference Pi in the lower cylindrical space 107 and the pressure below the piston 21 101 and connecting pipe 108 into the space below the piston; 21. The pressure Pi in the lower cylindrical space 107 begins to decrease and, as a result of the altered force equilibrium on the piston 21 of the actuator 2, this piston 21 is moved upwardly 21. The pressure Pi in the lower cylindrical space compresses and the force exerted by it stops and changes the movement of the feedback casing 14 to the upward movement and the feedback casing 14, again in accordance with the delay determined by the now reversed flow of the working fluid through the feedback loop 102. The needle valve 104 initially closes the flow cross section to the lower channel 112. Thus, the resulting relationship between the time pressure control signal PR and the lift member 2 satisfies the desired proportionally differentiating behavior of the device. The dynamic and static behavior of the device can also be varied during operation by changing the position of the adjustable nut 105, that is, the spring 16, 17 in the feedback and their preload, as well as changing the needle valve setting 104. a lower sealing ring (19) is placed, while a shoulder (12) is provided under the direct coupling housing (13), and the lower sealing ring (19) is supported on the cover (10) and a spring (15) is provided for it of the coupling, the opposite end is supported by the direct coupling sleeve (13), whereas on the adjustable nut (105) the upper spring (16) of the feedback is fixed, the bottom located at the bottom of the feedback device (14) and the upper surface of the piston (21) the lower feedback spring (17) rests against the opposite end by the bottom of the feedback housing (14) 202919 7, the upper surface of the direct coupling housing (13) forming the bottom of the pressure chamber (111) formed in the distribution housing (12), the feedback housing (14) forms an upper cylindrical space (106) and a lower cylindrical space (107) connected to each other by a feedback channel (102) provided with a needle valve (104), while the pressure chamber (111) is connected by a channel (114) with a control pressure line (PR) conduit, while a supply conduit (115) is provided in the distribution housing (12) positioned opposite the transfer conduit (121) formed in the direct coupling housing (13) and beneath this overflow burner (121), a lower channel (112) is formed, connected to the connecting conduit (108), the second end being connected to the inlet channel (109) formed in the housing (20) by the piston (21) and a drain pipe (101) is formed against this inlet channel (109), and finally, the actuator housing (20) is rigidly connected to the gear housing (10) of the gearbox (20), (2) is provided with a bottom (24) with an aperture (22), while a cover (10) is provided ) of the transducer (1) is provided with a closure (11) with blindness (10). 1 sheet of drawings Severografia ,. n. p., race 7, Most