Пристрій керування реверсом багатодвигунової газотурбінної судової установки з реверсивним редуктором

Изобретение относится к судостроению, в частности к устройствам управления реверсом многодвигательных силовых установок с газотурбинными двигателями со свободными силовыми турбинами, работающими совместно через реверсивный редуктор на гребной винт. Известны устройства управления реверсом газотурбинной судовой установки в ГТД со свободной силовой турбиной и реверсивным редуктором. Например, устройство [1], содержащее задатчик направления вращения гребного вала, подключенный к входу логического устройства управления реверсом, выходы которого подключены к исполнительным механизмам включения и отключения фрикционно-кулачковых муфт переднего хода и гидромуфты заднего хода. Устройство обеспечивает на холостом ходу (XX) двигателя включение фрикционно-кулачковой муфты для работы на переднем ходу (П Х), отключение кулачковой муфты и последующее включение гидромуфты для работы на заднем ходу (ЗХ). Отключение кулачковой муфта и гидромуфты на XX двигателя исключает заброс частоты вращения силовой турбины до срабатывания аварийной защиты по предельной частоте вращения. За прототип принято устройство управления реверсом многодвигательной газотурбинной судовой установки с реверсивным редуктором [2], содержащее командоаппараты, связанные через управляемый блок разрешения реверса с блоками реле формирования команд переднего хода, включающими в себя реле включения кулачковых муфт, подключенные выходами к электромагнитным клапанам включения кулачковых муфт и реле отключения кулачковых муфт и реле отключения гидромуфт, подключенные выходами к электроприводам клапанов наполнения гидромуфт в сторону закрытия, и блоками реле формирования команд заднего хода, включающими в себя реле включения гидромуфт, подключенные выходами к электроприводам клапанов наполнения гидромуфт в сторону открытия и реле отключения кулачковых муфт, подключенные выходами к электромагнитным клапанам отключения кулачковых муфт, и сигнализаторы состояния кулачковых муфт и гидромуфт, причем прямые выходы сигнализаторов состояния муфт одноименного борта подключены к входам блоков анализа состояния муфт, подключенных выходами к входам блоков запрета набора мощности, связанных механически с секторами газа насосов-регуляторов, коммутаторами с кулачками, механически связанными с секторами газа насосов-регуляторов, взаимодействующими с концевыми выключателями, подключенными выходами к управляющим входам блоков разрешения реверса, первый, второй, третий, четвертый и пятый логические элементы И. Устройство-прототип выполняет автоматически при реверсе защиту от перегрузки по крутящему моменту реверсивных турбин двигателей при их одиночной работе или работе в составе установки. Блокирует работу реверсивных турбин с противоположным направлением их крутящи х моментов при реверсе и подключений двигателей к редукторам, отключает управление механизмом реверса неработающего двигателя. Данное устройство при управлении реверсом ГТУ с реверсивным редуктором обладает недостатками, суть которых в следующем. Переключение муфт редуктора при реверсе должно выполняться на холостом входу двига телей (для исключения аварийного заброса частоты вращения силовых турбин). После снижения мощности двигателей до XX для переключения муфт при реверсе, судно по инерции продолжает движение в первоначальном направлении (ПХ или ЗХ), гребной винт авторотирует. В этом случае крутящий момент на ведомой части включаемой муфты (со стороны гребного вала) может быть больше момента на ведущей части, т.к. двигатели работают на XX. После включения муфты, например, кулачковой муфты ПХ при реверсе с ЗХ на ПХ, силовая турбина тормозится и начинает вращаться в обратном направлении. Последнее может вызвать рост температуры газа и отключение двигателя защитой по температуре газа. Кроме того, значительно ухудшаются условия включения муфт, что ведет к их износу. В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать устройство управления реверсом многодвигательной газотурбинной судовой установки с реверсивным редуктором путем введения дополнительных блоков, что обеспечивает при управлении реверсом автоматическое включение кулачковых муфт и гидромуфт реверсивного редуктора при частотах вращения гребного вала, исключающих перегрузку муфт и двигателей при их совместной или одиночной работе, а также исключает возможность включения кулачковых муфт и гидромуфт одновременно и вследствие этого повышается надежность управления реверсом и уровень автоматизации многодвигательной газотурбинной судовой установки с ГТД со свободными силовыми турбинами, работающими совместно через реверсивный редуктор с кулачковыми муфтами ПХ и гидромуфтами ЭХ на гребной винт. Поставленная задача решается тем, что, устройство управления реверсом многодвигательной газотурбинной судовой установки с реверсивным редуктором, содержащее командоаппараты, связанные через управляемый блок разрешения реверса с блоками реле формирования команд переднего хода включающими в себя реле включения кулачковых муфт, подключенные выходами к электромагнитным клапанам включения кулачковых муфт и реле отключения гидромуфт, подключенные выходами к электроприводам клапанов наполнения гидромуфт в сторону закрытия, и блоками реле формирования команд заднего хода, включающими в себя реле включения гидромуфт подключенные выходами к электроприводам клапанов наполнения гидромуфт в сторону открытия и реле отключения кулачковых муфт, подключенные выходами к электромагнитным клапанам отключения кулачковых муфт, и сигнализаторы состояния кулачковых муфт и гидромуфт, причем прямые выходы сигнализаторов состояния муфт одноименного борта подключены к входам блоков анализа состояния муфт, подключенных выходами к входам блоков запрета набора мощности, связанных механически с секторами газа насосов-регуляторов, коммутаторами с кулачками, механически связанными с секторами газа насосов-регуляторов, взаимодействующими с концевыми выключателями, подключенными выходами к управляющим входам блоков разрешения реверса, и первый, второй, третий, четвертый и пятый логические элементы И, согласно изобретению, снабжено датчиком частоты вращения гребного вала, пороговыми элементами, коммутатором и сигнализаторами частоты вращения турбокомпрессоров, причем датчик частоты вращения гребного вала подключен выходом к входам пороговых элементов, инверсные выходы которых подключены к входам коммутатора, а сигнализаторы частоты вращения турбокомпрессоров подключены выходами к входам пятого логического элемента И, подключенного выходом к управляющему входу коммутатора, при этом выход коммутатора подключен к первым входам третьего и четвертого логических элементов И, подключенных выходами к входам реле включения кулачковых муфт, а вторыми входами - к инверсным выходам сигнализаторов состояния гидромуфт, и первым входам первого и второго логических элементов И, подключенных выходами к входам реле включения гидромуфт, а вторыми входами к инверсным выходам сигнализаторов состояния кулачковых муфт. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит командоаппараты 1, связанные через блоки 2 разрошения реверса с блоками 3 реле формирования команд переднего хода, содержащими реле 4 включения кулачковых муфт 5, подключенные выходами к электромагнитным клапанам 6 включения кулачковых муфт и реле 7 отключения гидромуфт 8, подключенные выходами к электроприводам 9 клапанов наполнения гидромуфт в сторону закрытия, и блоками 10 реле формирования команд заднего хода, содержащими реле 11 включения гидромуфт 8, подключенные выходами к электроприводам 9 клапанов наполнения гидромуфт в сторону открытия и реле 12 отключения кулачковых муфт 5, подключенные выходами к электромагнитным клапанам 13 отключения кулачковых муфт. Сигнализаторы состояния кулачковых муфт и гидромуфт 14 и 15 соответственно. Инверсные выходы каждого сигнализатора 14 положения кулачковых муфт подключены к входам логических элементов И 16, подключенных выходами к входам реле 11. Инверсные выходы каждого сигнализатора 15 положения гидромуфт подключены к входам логических элементов И 17, подключенные выходами к входам реле 4 включения кулачковых муфт. Прямые выходы сигнализаторов 14 и 15 муфт одноименного борта подключены к входам блоков 18 анализа состояния муфт, подключенных выходами к блокам 19 запрета набора мощности, блоки 19 механически связаны с секторами газа 20 насосов-регуляторов. Коммутаторы 21, кулачки 22 которых связаны механически с секторами газа 20 и взаимодействуют с концевыми выключателями 23, подключенными выходами к управляющим входам блоков 2 разрешения реверса. Датчик 24 частоты вращения гребного вала подключен выходом к входам пороговых устройств 25 и 26, устройство 26 имеет большую установку срабатывания. Инверсные выходы пороговых устройств 25 и 26 подключены через коммутатор 27 к входам логических элементов И 16 и И 17. Сигнализаторы 29 частоты вращения роторов турбокомпрессоров подключены выходами к входам логического элемента И 28, подключенного выходом к управляющему входу коммутатора 27. Двигатели 30, работающие через реверсивный редуктор 31 на гребной винт 32. Муфта 33 связывает механически командоаппараты 1 обоих двигателей. Устройство работает следующим образом. Подача команды на реверс осуществляется перестановкой командоаппаратов 1 на пульте управления, например, из положения "передний ход" в положение "задний ход" или наоборот. После чего оператор дистанционным следящим приводом (на схеме не показан) переводит секторы газа 20 насосов-регуляторов в положение "холостой ход". При этом коммутаторы 21 своими кулачками 22 включают выключатели 23, выходные контакты которых включают блоки 2 разрешения реверса на включение по сигналам командоаппаратов 1 в блоках 10, реле 12 отключения кулачковых муфт 5 и подготавливают цепь включения реле 11 включения гидромуфт 8. Реле 12 включает электромагнитные клапаны 13 отключения кулачковых муфт, сервомоторы кулачковых муфт срабатывают в направлении отключения муфт. После отключения кулачковых муфт (двигатели 30 отключены от редуктора 31) срабатывают сигнализаторы 14 их положения. Отключаются прямые выходные сигналы сигнализаторов 14 от входов блоков 18 анализа состояния муфт. При отсутствии сигналов на входах блоки 18 отключаются и выдают сигналы на входы блоков 19 запрета набора мощности. Блоки 19 включаются и механически блокируют перемещение секторов газа 20 выше положения "холостой ход". Таким образом, исключается разгон силовых турбин до аварийной частоты вращения при отключенных муфта х. Инверсные выходные сигналы сигнализатора 14 подаются на входы логических элементов И 16. При снижении частоты вращения гребного вала меньше уставки порогового устройства 26 инверсный сигнал с его выхода через коммутатор 27 подается на входы элементов И 16 и И 17. На выходах элементов И 16 формируются результирующие сигналы и подаются на входы реле 11. Реле 11 включаются, их вы ходные контакты включают электроприводы 9 на открытие клапанов наполнения гидромуфт 8. Гидромуфты наполняются маслом включаются. Срабатывают сигнализаторы 15 состояния гидромуфт. Прямые выходные сигналы сигнализатора 15 поступают на входы блоков 18, блоки 18 включаются. Отключаются их выходные сигналы от входов блоков 19. Блоки 19 запрета набора мощности отключаются, отключаются механическая блокировка по перемещению секторов газа 20 на набор мощности. Инверсные выходные сигналы сигнализаторов 15 отключаются от входов элементов И 17, результирующие сигналы с выходов элементов И 17 отключаются. Блокируется включение реле 4 включения кулачковых муфт. Оператор дистанционным следящим приводом выводит двигатели на заданный режим "задний ход". Реверс с заднего хода на передний ход выполняется аналогично. Включение кулачковой муфты выполняется после предварительной синхронизации частот вращения кулачков фрикционной муфтой или гидромуфтой ПХ (на схеме не показаны). При перестановке командоаппаратов 1 из положения ПХ или ЗХ в промежуточное между ними положение и секторов газа 20 в положение XX, включаются одновременно реле 12 и 7, выполняется отключение кулачков муфт 5 и гидромуфт 8. Двига тели 30 отключаются от редуктора 31. Инверсные выходные сигналы сигнализаторов 14 и 15 состояния кулачковых муфт и гидромуфт и пороговых устройств 25 и 26 формируют на выходах элементов И 16 и И 17 результирующие сигналы, разрешающие включение реле 11 включения гидромуфт и реле 4 включения кулачковых муфт соответственно. При работе одного двигателя на входы элементов Μ 16 и И 17 через коммутатор 27 поступает инверсный выходной сигнал порогового устройства 25 (с меньшей уставкой частоты вращения). При работе двух - по сигналам сигнализаторов 29 на выходе элемента И 28 формируется результирующий управляющий сигнал, коммутатор 27 срабатывает и подключает инверсный выходной сигнал порогового устройства 26 (с большей уставкой). В результате во всех случая х исключается возможность включения кулачковых муфт и гидромуфт одновременно и включение муфт при частотах вращения гребного вала больше назначенных при одиночной и совместной работе двигателей.