Судовая система автоматического регулирования расхода топливкомпонентов топливной смеси

 

Союз Советскик

Социалистических

Ржпублнк (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено 180478 (2) )2605899/27-11 с присоединением заявки Ю— (23) Приоритет—

Опубликовано 07.08,80. Б олл тень (29

Дата опубликования описан ;я 100880

В 63 Н 21/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 6 21 . 4 3-4 (089 . 8) (72) Авторы изобретения

Г.Ф.Левшин и A.Ì. .tjèëåíêo (71) Заявитель 54) СУДОВАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

РАСХОДА ТОПЛИВ-КОМПОНЕНТОВ ТОПЛИВНОЧ СМЕСИ

Изобретение относится к области использования силовых установок на судах, а именно, к судовым системам автоматического регулирования расхода топлива-компонентов топливной сме- 5 си.

Известно устройство, обеспечивающее автоматическое регулирование расхода различающихся по вязкости топлив-компонентов топливной смеси при заданном на пульте управления устройством расходе этих компонентов.

Это устройство используется для при- . готовления смеси нефтепродуктов заданного состава и вязкости путем 15 смешивания вязкого (тяжелого) и маловяэкого (легкого) топлив-компонентов (1) .

Недостаток указанного устройства заключается в том, что расходы топ- 2Q лив-компонентов в смеси, автоматически поддерживаемые пропорционирующим смесителем, задаются вручную оператором посредством изменения положения настроечных органон сме- 25 сителя. Это положение рассчитывается исходя из характеристик (как правило, вязкости) топлив-компонентов и заданной вязкости смеси с помощью вязкостно-температурных номограмм 30

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

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

Наиболее близкой к изобретению является судовая система антоматического регулирования расхода топливкомпонентон топливной смеси, содержащая трубопроводы вязкого и маловязкого топлив, объединенные смесителем, связанным с трубопроводом топливной смеси, измеритель и указатель вязкости смеси, чувствительный элемент, реагирующий на сигнал, образуемый разностью давлений, и соединенный с исполнительным механизмом (2j .

Недостаток указанного устройства заключается н том, что расходы топпив-компонентов н смеси, автоматически поддерживаемые пропорциониру753714

40 ющим 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 вяз- 5 костно-температурных номограмм.

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

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

С этой. целью система содержит 20 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 Зб и ср .внения вязкости топливной ñìåси, и оборудованная температурным следящим приспособлением, содержащим термочувствительный элемент, при этом термочувствительный элемент 35 связан импульсной коммуникацией с датчиком температуры смеси и соецинен с исполнительным механизмом.

Сущность изобретения поясняется чертежом.

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

Система автоматического регулирования расхода топлив-компонентов топливной смеси прямого действия соцержит регуляторы 1 расхода вязко -o топлива (ВТ) и 2 маловязкого топлива (МВТ), выполненные, например в вице 50 двухседельных гидравлически разгруженных клапанов, установленных на трубопроводах ЗВТ и 4NBT. Трубопроводы 3 и 4 объединены смесителем 5, к выходу которого присоединен тру- 55 бопровод 6 топливной смеси, оборудованный измерителем 7 вязкости топливной смеси, например капиллярного типа, содер>хащим капилляр 8. Трубка 9 соединяет капилляр 8 с регулятором

10 протока, обеспечивающим постоянство расхода смеси через кагилляр 8.

Топливо, протекающее через регулятор 10, по трубопроводу 11 отводится в цистерну для хранения топливной смеси. Выход измерителя 7 вяз65 кости и трубка 9 соединены импульсными коммуникациями-трубками 12 и 13 с верхней и нижней полостями корпуса чувствительного элемента 14 вязкости, разделенными мембраной с жестким центром 15..Мембрана 15 жестко соединена со штоком 16, имеющим настроечное звено 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 (ВУ) . Шток

16 с шарнирно присоединенными к нему коромыслами 23 и 24, проходящими через ножевые опоры 25 и 26, имеющие воэможность перемещаться при настройке (показано стрелками) относительно коромысел 23 и 24 и корпуса, в который заключена система, штоки ?7 и 28, связанные с коромыслами 23 и 24 подвижными шарнирами и соединенные с регуляторами расхода 4 ВТ и 2 МВТ образуют исполнительный механизм. Сйстема регулирования содержит также температурное следящее приспособление, состоящее из датчика температуры смеси — термобаллона 29, установленного на трубопроводе 6 смеси и соединенного импульсной коммуникацией — капиллярной трубкой

30 с 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. K 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 сле- дующим образом.

Настройка регулятора 10 протока ров гулировкой натяга пружины 33 при по- мощи гайки 34 термочувствительного элемента следящего температурного устройства, изменением положения корпуса

31 термочувствительного элемента от753714 носительно 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, изменением положения регулировочной гайки

20 элемента настройки и сравнения вязкости смеси добиваются полного закрытия регулятора 2 расхода МТВ 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

21 и связанной с ним регулировочной гайки 20 напротив верхней отметки шкалы 22-20 ВУ 50, полного открытия регулятора 2 расхода NBT и полного закрытия регулятора 1 расхода ВТ при вязкости топлива перед измерителем 7 вязкости, например 1,2 ВУ при температуре 50ОС и положении стрелоч- 2О ного указателя 21 и связанной с ними регулировочной гайки 20 напротив нижней отметки шкалы 22-1,2 ВУ 50.

При вводе системы в действие задаются вязкостью смеси, например 25

10ОВУ 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 судна в трубопровод 3 подается

ВТ,а в трубопровод 4 - NBT. Расходы

BT u MBT через клапаны-регуляторы 4О

1 и 2 расхода в момент пуска системы регулирования определяются их положением. Проходя через смеситель 5, оба вида топлива образуют смесь, содержание компонентов в которой обу- 45 славливает 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- 5Р ний 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- 55 са чувствительного элемента 14 вязкости смеси. Под воздействием перепада (разности) давлений мембрана

15 начинает движение вниз и посредством связанного с ней штока 16, 60 коромысел 23 и 24, штоков. 27 и

28 исполнительного механизма, перемещает клапаны-регуляторы 1 и

2 расхода ВТ и NBT до тех пор, пока фактическая вязкость смеси не будет равна заданной. Ввиду того, что температура смеси на 15 С оказалась выше насто роечного 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

NBT. Это приводит к нарушению содержания компонентов в смеси, вязкость которой при 50 С будет больше за- данной (10 ВУ=50). Одновременно при увеличении температуры смеси против расчетной на 15ОС 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 про межуточную 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 NBT и сокращает расход ВТ, обеспечивая в конечном счете равенство между фактической и заданной вязкости смеси, приведенными к настроечной температуре 50ОС. При этом указатель 37 вязкости показывает фактическую вязкость смеси при температуре

65 "С.

В случае, если температура смеси снижается, например до 40 С, вязкость о ее возрастает. Это приводит к увелйчению перепада давлений на капилляре

8, 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

MBT и увеличивает расход ВТ до установления равенства между фактической и заданной вязкостью смеси, приведен ной к настроечной температуре 50 С. указатель 37 вяз:„ ост::: . -.ь эае.:: .;а::;:-тич&скую вязкость::;: .. = - пр.", =м-пературе 40 С. В пер:од действия измерителя 7 вязкости топливнсй смеси, последняя проходит капилляр 8, трубку 9, соединяющую капилляр 8 с 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 системы автоматического регулирования расхода топлив-компонентов топливной смеси производится открытием клапана 39 на бай-,. пасном трубопроводе 38,чем выравниваются давления в верхней и нижней полостях корпуса 14 чувствительного элемента вязкости и прекращением подачи BT и l1BT H3 c oao TGIIJIMEHQA системы к регуляторам 1 и 2 расход" 20

BT u NBT.

Возможны иные конструктивные воплощения системы автоматического регулирования расхода в зависимости от предъявляемых к ней технико-экономи- 25 ческих требований, в частности в виде системы автоматического регулирования непрямого действия с гидравлическими,пневматическими и электрическими усилительными устройствами и 30 исполнительными механизмами.

Возможны также непринципиальные изменения в компоновке элементов системы; рассматриваемой в примере конкретного .выполнения, например примене- 35 ние в качестве регуляторов расхоца клинкетных задвижек, установка следящего температурного устройства для воздействия непосредственно на коро мысла исполнительного механизма, при-® менение измерителя вязкости смеси и регулятора протока иной известной конструкции

Наличие регуляторов расхода компонентов топливной смеси, автоматически поддерживающих вязкость топливной смеси, упрощает процесс получения смеси задан Юй вязкости и .озтому 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, но не принятой во внимание персоналом вязкости топлив-компонентов, создает необходимые предпосылки для широкого распространения на флоте дешевых сортов вязкого топлива.

Формула изобретения

Судовая система автоматического регулирования расхода топлив-компонентов топливной смеси, содержащая трубопроводы вязкого и маловязкого топлив,объединенные смесителем, связанным с трубопроводом топливной смеси, измеритель и указатель вязкости смеси, чувствительный элемент, соединенный с исполнительным механизмом, о т л и ч а ющ а я с я 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 задайия и сравнения вязкости топливной смеси, и оборудована температурным 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" Р 431 †, 1979.

2.Журнал "Shipbuilding mari е

Enginnering !nternationa1", сентябрь, 197б (прототип).

753714

Составитель Г.Рощепкин

Редактор H.Àõìåäoâà Техред Н. набурка Корректор С.Шекмар

Заказ 4327/14 Тираж 497 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул.Проектная,4