УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕСТАНОВОЧНОГО ХОДА ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РЕГУЛИРУЮЩЕГО УСТРОЙСТВА
PERMUTATION TRAVEL METER FOR THE DEVICE FOR HYDRAULIC CONTROL SYSTEM

Изобретение относится к устройству для измерения перестановочного хода гидравлического регулирующего устройства лопастей рабочего колеса осевого вентилятора с признаками ограничительной части п. 1 формулы.
Современные осевые вентиляторы являются регулируемыми рабочими машинами, преобразующими механическую энергию в энергию течения. Регулирование осевых вентиляторов происходит посредством частоты вращения или углов установки лопастей. При необходимости изменения положения лопасти во время работы лопасть должна быть закреплена на установленном в опорах валу. Изменение положения лопасти происходит большей частью гидравлически. Для этой цели к рабочему колесу осевого вентилятора приделывают гидравлическое регулирующее устройство. Такое регулирующее устройство состоит, по существу, из системы регулирующего гидроцилиндра, которая вращается с частотой вращения вентилятора, и из не вращаемого масляного переходника, к которому присоединены питающие маслопроводы.
Положение лопастей осевого вентилятора соответствует определенному положению системы регулирующего гидроцилиндра. Это положение, указываемое вне корпуса вентилятора посредством индикатора положения, механически соединенного с перемещаемой частью системы регулирующего гидроцилиндра, может быть посредством подключенного кодировщика углового положения передано дальше на пульт управления. Подобная механическая система относительно индикатора положения является относительно неточной. Из-за механического соединения, кроме того, следует учитывать износ соединительных деталей.
Настоящее изобретение занимается проблемой создания предпочтительного устройства для измерения перестановочного хода гидравлического регулирующего устройства для осевых вентиляторов. Такое устройство должно быть пригодным для использования в регулирующем лопасти устройстве в ступичной камере осевого вентилятора.
В основе изобретения лежит задача создания соответствующего родовому понятию устройства измерения пути, которое работало бы с относительно высокой точностью, давало бы абсолютные значения и было бы свободным от износа.
Эта задача решается в соответствующем родовому понятию устройстве посредством отличительных признаков п. 1 формулы. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах.
Решение задачи лежит в применении для данной цели магнитострикционного устройства измерения пути. Магнитострикционные устройства измерения пути сами по себе известны, например, из US 3898555 А. Устройства отличаются относительно высокой точностью, небольшим допуском на линейность и очень высокой точностью повторения измерения. Устройства измерения пути обеспечивают измерение абсолютных значений, так что запуск по эталонным меткам является излишним. Наконец измерительная система работает бесконтактно, так что не возникает износа между выполненными с возможностью вращения и перемещения по отношению друг к другу деталями измерительной системы и регулирующим устройством. Магнитострикционные устройства измерения пути устанавливают, согласно изобретению, в регулирующем лопасти устройстве в ступичной камере осевого вентилятора, и они предпочтительным образом согласованы с имеющимися там особыми конструктивными особенностями.
Другие примеры осуществления изобретения изображены на чертежах и ниже поясняются более подробно. На чертежах представлено:
- фиг. 1: продольный разрез рабочего колеса осевого вентилятора с регулирующим устройством согласно изобретению;
- фиг. 2: продольный разрез рабочего колеса осевого вентилятора с регулирующим устройством в другом варианте выполнения.
Рабочее колесо 1 осевого вентилятора оснащено на своей периферии несколькими лопастями 2, из которых частично показана одна лопасть. Для согласования осевого вентилятора с различными режимами лопасти 2 выполнены с возможностью регулирования вокруг своей продольной оси. Для этого в несущем кольце 4 рабочего колеса 1 с возможностью поворота установлен несущий лопасти 2 вал 3. На каждом валу 3 закреплен изогнутый регулирующий рычаг 5, установленный в выполненном на периферии регулирующего диска 22 пазу.
На фиг. 1 регулирующий диск 22 соединен с поршневым штоком 8, на котором закреплен поршень 7. Поршень 7 находится внутри регулирующего цилиндра 6. Поршневой шток 8 с поршнем 7 и регулирующий диск 22 установлены с возможностью перемещения вдоль оси осевого вентилятора и вращаются с той же частотой вращения, что и рабочее колесо 1 и регулирующий цилиндр 6. Регулирующий цилиндр 6 соединен с рабочим колесом 1 и неподвижен относительно поршневого штока 8 и поршня 7.
Обращенный от рабочего колеса 1 конец поршневого штока 8 с целью удлинения свинчен с валом 23, вращающимся внутри не вращающегося масляного переходника 13. Через поршневой шток 8 и вал 23 проходят осевые управляющие каналы 9, 10, которые с обеих сторон от поршня 7 заканчиваются в одной из поршневых камер 11, 12. Масляный переходник 13 служит для питания регулирующего цилиндра 6 маслом под давлением и снабжен выпуском 16 для слива масла и двумя питающими линиями 14, 15 для обеих поршневых камер 11, 12. Питающие линии 14, 15 служат для соответствующей поршневой камеры как в качестве подвода, так и в качестве отвода в зависимости от того, в каком направлении должен быть перестановлен поршень 7 на поршневом штоке 8 с регулирующим диском 22.
Для измерения перестановочного хода, совершаемого поршнем 7 на поршневом штоке 8 для регулировки лопастей 2, предусмотрено магнитострикционное устройство 24 измерения пути, известное, например, из US 3898555 А.
Магнитострикционное устройство 24 измерения пути состоит в данном примере из различных компонентов, а именно из стержнеобразного сенсорного корпуса 25, который окружает волновод 26 из ферромагнитного материала, из соединенной с сенсорным корпусом 25 сенсорной головки 27, которая несет электронику для обработки сигналов, и из постоянного, подвижного относительно сенсорного корпуса 25 магнита 28 в качестве датчика положения. Сенсорный корпус 25 может иметь также профильное выполнение или т.п.
На фиг. 1 сенсорная головка 27 вместе со стержнеобразным сенсорным корпусом 25 магнитострикционного устройства 24 измерения пути жестко установлена в кольцевом фланце 29, закрепленном на масляном переходнике 13. При этом сенсорный корпус 25 ориентирован в направлении оси осевого вентилятора и, тем самым, в направлении движения поршневого штока 8. Вместо одного устройства 24 измерения пути, как показано, в кольцевом фланце 29 масляного переходника 13 могут быть установлены также несколько устройств измерения пути.
Магнит 28 магнитострикционного устройства 24 измерения пути выполнен в виде кольцевого магнита с внутренней магнитной лентой. Магнит 28 окружает, тем самым, на заданном участке сенсорные корпуса 25 всех смонтированных или вставленных магнитострикционных устройств 24 измерения пути.
Устройство 24 измерения пути и масляный переходник 13 окружены защитной трубой 30, жестко соединенной с регулирующим цилиндром 6. На стенке защитной трубы 30 закреплен кольцеобразный магнит 28. Защитная труба 30 служит, таким образом, в качестве держателя для магнита 28. Защитная труба 30 с магнитом 28 вращается с частотой вращения осевого вентилятора. Кольцевой фланец 29 и закрепленные на нем сенсорные корпуса 25 не вращаются.
Для регулировки лопастей 2 осевого вентилятора аксиально перемещают поршневой шток 8 и, тем самым, также масляный переходник 13. При этом, если смотреть в осевом направлении, магнит 28, закрепленный на соединенной с регулирующим цилиндром 6 защитной трубе 30, остается в своем положении. Состоящее из сенсорного корпуса 25 и сенсорной головки 27 устройство 24 измерения пути с кольцевым фланцем 29 на масляном переходнике 13 движется и выдает, тем самым, ход поворота в качестве сигнала пути.
Изображенный на фиг. 2 вариант выполнения регулирующего устройства для осевого вентилятора соответствует по принципу действия изображенному на фиг. 1 регулирующему устройству. В отличие от фиг. 1 регулирующий цилиндр 6' регулирующего устройства на фиг. 2 выполнен, однако, с возможностью осевого перемещения, а поршневой шток 8' установлен без возможности осевого перемещения.
Регулирующий цилиндр 6' жестко соединен с аксиально перемещаемым регулирующим диском 22. Поршневой шток 8' с закрепленным на нем поршнем 7 соединен посредством опорного конуса 31 с рабочим колесом 1. Обращенный от рабочего колеса 1 конец поршневого штока 8' вращается в виде вала 23 внутри не вращающегося масляного переходника 13.
Сенсорная головка 27 вместе со стержнеобразным корпусом 25 магнитострикционного устройства 24 измерения пути у изображенного на фиг. 2 регулирующего устройства жестко установлена в удерживающем фланце 32. Удерживающий фланец 32 закреплен на масляном переходнике 13, который здесь выполнен без возможности осевого перемещения. При этом сенсорный корпус 25 ориентирован в направлении оси осевого вентилятора и, тем самым, в направлении движения регулирующего цилиндра 6'. Вместо одного устройства 24 измерения пути, как показано, в удерживающем фланце 32 масляного переходника 13 могут быть установлены также несколько устройств измерения пути.
Магнит 28 магнитострикционного устройства 24 измерения пути выполнен в виде кольцевого магнита, окружающего сенсорный корпус. Каждое смонтированное или вставленное устройство 24 измерения пути содержит свой собственный магнит 28.
Регулирующий цилиндр 6' жестко соединен с возвратной тягой 33 и совершает такое же осевое движение, что и регулирующий цилиндр. Возвратная тяга 33 жестко соединена с держателем 34, на котором закреплен или закреплены магниты 28, возможных нескольких устройств измерения пути.
Для регулировки лопастей 2 аксиально перемещают регулирующий цилиндр 6' и, тем самым, также регулирующий диск 22 и возвратную тягу 33. При этом аксиально в своем положении перемещают также магнит 28. Состоящее из сенсорного корпуса 25 и сенсорной головки 27 устройство 24 измерения пути и удерживающий фланец 32 на масляном переходнике 13 аксиально не перемещаются. Устройство 24 измерения пути выдает, тем самым, перестановочный ход в виде сигнала пути.