Стенд для термоциклических и разгонных испытаний дисков турбоагрегатов

 

Изобретение позволяет повысить точность и расширить функциональные возможности стенда за счет изменения градиента температур диска на внешней и внутренней границах кольцевой зоны нагрева. При поддержании т-ры диска на внешней границе кольцевой зоны нагрева выше т-ры на внутренней границе кольцевой зоны нагрева диска третий блок 21 управления по сигналу источника 20 постоянного смещенияформирует сигнал на первый механизм 10 наклона индуктора (И), поддерживающий зазор между И 5 и диском 1 на внешней границе кольцевой зоны нагрева минимальным . Первый блок 6 управления действует на источник 7 питания, поддержипая равенство сигнала задания i (Л 1 СП X)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1Н (5ц 4 G 01 М 15/00

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4250114/25-06 (22) 25.03.87 (46) 07.02.89. Бюл. 1(5 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) А.И.Данилушкин, А.А.Базаров, В. С. Осипов, В. И. Котенев и А.Н.Субботин (53) 621.438-55(088.8) (56) Демьянушко И.В., Сургин В.С.

Проблемы автоматизированных циклических испытаний дисков и роторов на разгонных стендах. — Проблемы прочности, 1981, Р 7, с, 110-115.

Авторское свидетельство СССР

N 1362240, кл. G 0) M 15/00, 1986. (54) СТЕНД ДЛЯ ТЕРИОЦИКЛИЧЕСКИХ И .

РАЗГОННЫХ ИСП1ПАНИЙ ДИСКОВ ТУРБОАГРЕГАТОВ (57 ) Изобретение позволяет повысить точность и расширить функциональные возможности стенда за счет изменения градиента температур диска на внешней и внутренней границах кольцевой зоны нагрева. При поддержании т-ры диска на внешней границе кольцевой зоны нагрева выше т-ры на внутренней границе кольцевой зоны нагрева диска третий блок 21 управления по сигналу источника 20 постоянного смещения формирует сигнал на первый механизм 10 наклона индуктора (И), поддерживающий зазор между И 5 и диском 1 на внешней границе кольцевой зоны нагрева минимальньм. Первый блок 6 управления действует на источник 7 питания, поддерживая равенство сигнала задания

1456814 с первого выхода программного задатчика 8 и выходного сигнала первого датчика 3 т-ры диска. Второй блок 9 управления воздействует на второй механизм 22 наклона И, поддерживая равенство сигналов с второго выхода программного задатчика 8 и с выхода второго датчика 4 т-ры диска. При изменении заданного градиента т-ры диска 1 компаратор 13 изменяет состояние первого 14, второго 15, третьего 16, четвертого 17, пятого 18 и шестого 19 ключей, второй блок 9 управления через второй механизм 22 наклона И поддерживает зазор между

И 5 и диском 1 на внутренней границе зоны нагрева минимальным. Заданная т-ра диска на внутренней границе 30

Изобретение относится к испытаниям двигателей, в частности к устройствам термоциклических и разгонных испытаний дисков турбоагрегатов.

Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей.

На фиг..1 представлена функциональная схема стенда для термоциклических и разгонных испьгганий дисков гурбоагрегатов; на фиг. 2 — заданные зависимости температур диска на внешней и внутренней границах кольцевой зоны нагрева во время испытаний.

Стенд для термоциклических и разгонных испьгганий дисков турбоагрегатав содержит соединенный с.диском 1 привод 2 вращения, первый 3 и второй

4 датчики температуры диска, установленные соответственно на внешней и внутренней границах кольцевой зоны нагрева диска, индуктор 5, установленный над кольцевой зоной нагрева диска и связанный входом с выходом первого блока 6 управления через источник 7 питания, программный задатчик 8, второй блок 9 управления и первый механизм 10 регулирования наклона индуктора. Дополнительно стенд содержит первый 11 и второй 12 сумматоры, компаратор 13, первый 14, второй 15, третий 16, четвертый 17, пя5 !

О

30 ны нагрева поддерживается источником

7 питания по сигналу первого блока 6 управления, а первый механизм 10 наклона И по сигналу третьего блока 21 управления увеличивает зазор между

И 5 и диском 1 на внешней границе кольцевой зоны нагрева и поддерживает за счет этого заданную т-ру внешней границы кольцевой зоны нагрева.

Такое, выполнение устройства позволяет независимо регулировать величину зазора И 5 и диска 1 на внешней и внутренней границах кольцевой зоны нагрева, повышая точность поддержания заданных т-р нагрева, и изменять знак градиента т-р внешней и внутренней границ кольцевой эоны нагрева диска 1. 2 ил.

2 тый 18 и шестой 19 ключи, источник

20 постоянного смещения, третий блок

21 управления и второй механизм 22 регулирования наклона индуктора. При этом первый сумматор 11 первым и вторым входами соединен соответственно с первым выходом программного задатчика 8 и выходом первого датчика 3 температуры диска, а выходом — через первый ключ 14 с входом первого блока 6 управления и через второй ключ 15 с первым входом третьего блока 21 управления, подключенного выходом к входу первого механизма 10 регулирования наклона индуктора, Второй сумматор 12 первым и вторым входами связан соответственно с вторым выходом программного задатчика 8 и с выходом второго датчика 4 температуры диска, а выходом — через третий ключ 16 с входом второго блока 9 управления, выходом соединенного с входом второго механизма 22 регулирования наклона индуктора, и через четвертый ключ

17 с входом первого блока 6 управления. Источник 20 постоянного смещения выходам подключен через пятый ключ 18 к второму входу третьего блока 21 управления и через шестой ключ 19 к входу второго блока 9 управления. Компаратор 13 первым и вторым входами соединен с соответствующими выходаз 4568 ми программного задатчика 8, а выходом — с управляющими входами первого

14, второго 15, третьего 16, четвертого 17, пятого 18 и шестого 19 ключей. Первый 10 и второй 22 механизмы

5 регулирования накло на индуктора связаны с индуктором 5 соответственно в. точках над внешней и внутренней границами кольцевой зоны нагрева диска. 1и

Первый 14, третий 16 и пятый 18 ключи — нормально-замкнутые, а второй

15, четвертый 17 и шестой !9 ключинормально-разомкнутые. Источник 20 постоянного смещения выполнен, напри- 15 мер, как источник постоянного напря-. жения или тока.

Стенд для термоциклических и раэгонных испытаний дисков турбоагрегатов работает следующим образом. 20 с

В процессе испытаний реализуются заданные зависимости температур Т диска на внешней (точка A) и внутренней (точка В) границах кольцевой 25 зоны нагрева диска, соответственно кривые а и 3.

На участке 0-, программы температура точки А выше, чем температура точки В. Сигналы с выхода програм- 30 много задатчика 8 воздействуют на компаратор 13 таким образом, что последний формирует нулевой сигнал, замыкая первый 14, третий 16 и пятый !

8 ключи и размыкая второй 15, четвертый 17 и шестой 19 ключи. В результате этого на вход первого блока 6 управления с выхода первого .сумматора 11 через первый ключ 14 воздействует сигнал, равный разности между 4р сигналом задания, поступающего с первого выхода программного задатчика 8 и сигналом с выхода первого датчика

3 температуры диска. Первый блок 6 управления формирует сигнал, пропор- 45 циональный этой разности, который воздействует на источник 7 питания, обеспечивающий подачу на индуктор 5 уровня мощности, соответствующего заданной температуре диска в точке А. 50

Одновременно на вход третьего блока

21 управления через пятый ключ 18 воздействует сигнал с выхода источника 20 постоянного смещения, в результате чего третий блок 21 управления формирует сигнал, воздействующий на первый механизм 10 наклона индуктора таким образом, чтобы saзор между индуктором и диском в этой

14 точке, т. е. в точке А, был минимальным. Кроме то го, через третий ключ 16 на вход второго блока 9 управления с выхода второго сумматора

12 воздействует сигнал, равный разности между сигналами задания температуры, поступающего с второго выхода программного задатчика 8 и сигналом с выхода второго датчика 4 температуры диска, второй блок 9 управления формирует сигнал, пропорциональный этой разности, который воздействует на второй механизм 22.наклона индуктора, изменяя положение индуктора 5 относительно диска таким образом, чтобы температура диска l в точке В была равна заданной.

В момент времени с, градиент температуры диска 1 меняет знак,при этом компаратор 13 формирует единичный сигнал, который размыкает первый

14, третий 16 и пятый 18 ключи и за- . мыкает второй 15, четвертый 17 и ше-стой 19 ключи, При этом сигнал с выхода источника 20 постоянного смещения через шестой ключ 19 воздействует на второй блок 9 управления, который формирует сигнал управления, воздействующий на второй механизм 22 наклона индуктора таким образом, что ttoследний перемещает индуктор 5 в положение, соответствующее минимальному зазору между индуктором и диском в точке В, где температура максимальна.

Сигнал с выхода второго сумматора 12 через четвертый ключ 17 воздействует на первый блок 6 управления, который формирует сигнал, воздействующий на источник 7 питания таким образом, чтобы последний обеспечил подачу на индуктор 5 мощности, соответствующей заданной максимальной температуре диска 1 в точке В, Одновременно сигнал с выхода первого сумматора 11 через второй ключ

15 воздействует на третий блок 21 управления, который формирует сигнал, воздействующий на первый механизм 10 наклона индуктора, таким образом, что последний перемещает индуктор 5, увеличивая зазор между индуктором 5 и диском 1 в точке А, где температура диска 1 минимальна. Наклон индуктора

5 относительно плоскости диска приводит к перераспределению электромагнитной, а следовательно, и тепловой мощности по радиусу диска l.так, что большая часть греющей мощности

1456814 6 наклона индуктора, чтобы поддерживать температуру диска 1 в точке А на заданном программой уровне. к . Далее работа стенда происходит

) щ- аналогичным образом. выделяется в области диска 1, где зазор минимальный (т.е. в данном слу чае в точке В). Перепад температур по радиусу диска 1 обеспечивается ка за счет перераспределения греющей мо ности, так и за счет изменения условий теплообмена между диском и окружающей средой.

С момента, до, градиент тем- 10 пературы от точки В к точке А увеличивается. При этом положение индуктора 5 в точке В фиксируется с помощью второго механизма 22 наклона ин- дуктора, обеспечивая минимально допу- 15 стимый зазор.

Сигнал с выхода второго сумматора

12 через четвертый ключ 17 воздействует на первый блок 6 управления, который формирует сигнал, воздейству- 1О ющий на источник 7 питания для поддержания в точке В заданной программной температуры. Одновременно сигнал с выхода первого сумматора 11 через второй ключ 15 воздействует на тре- 25 тий блок 21 управления, который формирует сигнал, воздействующий на новый механизм 10 наклона индуктора, который поднимает соответствующий край индуктора 5, увеличивая зазор . 30 между нндуктором 5 и диском 1 в точке А. При этом уменьшается электромагнитная мощность, передаваемая в диск 1 в этой точке. Далее, с момента С1 до момента с градиент, оста gr ется постоянным. Первый механизм 10 наклона индуктора под действием сигнала с выхода третьего блока 21 управления уменьшает зазоры, опуская край индуктора над точкой А, поддер- 40 живая температуру в этой точке на заданном уровне.

С момента „ до момента ь. градиент температуры уменьшается. Однако, так как по-прежнему абсолютное задан- 45 ное значение температуры диска 1 в точке В остается больше, чем в точке А, сигнал с выхода второго сумматора 12 через четвертый ключ 17 воздействует на первый блок 6 управле- . В0 ния, который в свою очередь воздействует на источник 7 питания, поддерживая температуру диска 1 в точке В в соответствии с заданной программой.

В то же время сигнал с выхода пер- 5g вого сумматора 11 воздействует через второй ключ 15 на третий блок 21 управления и последний формирует сигнал, воздействующий на первый механизм 10

Формула изобретения

Стенд для термоциклических и разгони,лх испытаний дисков турбоагрегатов, содержащий соединенные с диском привод вращения, первый и второй датчики температуры диска, установленные соответственно на внешней и внутренней границах кольцевой зоны нагрева диска, индуктор, установленный над кольцевой зоной нагрева диска и связанный входом с выходом первого блока управления через источник питания; программный эадатчик, второй блок управления и первый механизм регулирования наклона индуктора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, он дополнительно содержит два сумматора, компаратор, шесть ключей, источник постоянного смещения, третий блок управления и второй механизм регулирования наклона индуктора, при этом первый сумматор первым и вторым входами соединен соответственно с первым выходом программного задатчика и выходом первого датчика температуры диска, а выходом через первый ключ— с входом первого блока управления и через второй ключ — с первым входом третьего блока управления, подключенного выходом к входу. первого механизма регулирования наклона индуктора, второй сумматор первым и вторым входами связан соответственно с вторым выходом программного задатчика и с выходом второго датчика температуры диска, а выходом через третий ключ — с входом второго блока управления, .выходом соединенного с входом второго механизма регулирования наклона индуктора, и через четвертый ключ — с входом первого блока управления, источник постоянного смещения выходом подключен через пятый ключ к второму входу третьего блока управления и через шестой ключ к входу второго блока управления, компаратор первым и вторым входами соединен с соответствующими выходами программного задатчика, а выходом — с управ7 14568)4 ляющими входами всех ключей, кроме того, первый и второй механизмы регулирования наклона индуктора связаны с индуктором соответственно в точках над внешней и внутренней границами кольцевой зоны нагрева диска.

ft Fi f fi

muz.2.Составитель М.Вершинин редактор Г,Волкова Техред М .дидье, -КорректоР С.Иекмар

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7475/40 Тираж 788 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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