Стенд для "холодной" обкатки турбокомпрессоров энергетических установок
Владельцы патента RU 2362137:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Омский государственный университет путей сообщения (RU)
Изобретение относится к стендам для «холодной» обкатки турбокомпрессоров энергетических установок и, в частности, для обкатки турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания и обеспечивает режим «холодной» обкатки при номинальной частоте вращения ротора. Указанный технический результат достигается на стенде для «холодной» обкатки турбокомпрессоров энергетических установок, включающем источник подачи воздуха в виде осевого вентилятора, напорный и выпускной воздуховоды, соединенные с рабочей камерой турбины, причем на всасывающий и выпускной патрубки рабочей камеры компрессора установлены герметичные крышки, которые оборудованы перепускным и обратным клапаном соответственно, и перепускной клапан, установленный на герметичную крышку всасывающего патрубка компрессора, кинематически связан с электромеханическим приводом, осуществляющим перевод клапана в закрытое или открытое состояние. 1 ил.
Изобретение относится к стендам для «холодной» обкатки лопастных машин, в частности для обкатки турбокомпрессоров двигателей внутреннего сгорания.
В настоящее время на моторостроительных предприятиях используют стенды для «горячей» обкатки и испытания турбокомпрессоров, а на предприятиях, выполняющих заводской или текущий ремонт двигателей внутреннего сгорания, в основном, используются стенды для их «холодной» обкатки. Принцип функционирования стендов для «холодной» обкатки заключается в том, что через сопловый аппарат и лопатки турбинного колеса от сети воздушной магистрали или от автономного осевого вентилятора типа «Проходка» пропускают поток воздуха с относительно большой производительностью. При этом за счет кинетической энергии потока воздуха обеспечивается раскрутка ротора и таким образом производится так называемая «холодная» обкатка турбокомпрессора [1]. Однако этим методом не удается произвести раскрутку ротора до номинальной частоты вращения (до 16-18 тыс. мин-1), при которой согласно правилам ремонта положено контролировать величину дисбаланса ротора и состояние подшипников скольжения.
Цель изобретения заключается в снижении энергозатрат и обеспечении режима «холодной» обкатки при номинальной частоте вращения ротора турбокомпрессора.
Схема стенда для «холодной» обкатки турбокомпрессора, схематически представленная на чертеже, состоит из: осевого вентилятора типа «Проходка» 1, напорного воздуховода 2, выпускного воздуховода 3, герметичной крышки 4 с перепускным клапаном 5, герметичной крышки 6, оборудованной обратным клапаном 7 диафрагменного типа и электромеханического привода 8, кинематически связанного с перепускным клапаном 5. За счет электромеханического привода 8 осуществляется перевод клапана 5 в закрытое или открытое состояние.
Для контроля частоты вращения ротора турбокомпрессора и для управления режимом работы осевого вентилятора установлены индуктивный датчик частоты вращения 9 и цифровой указатель оборотов 10, а также предусмотрено подключение электродвигателя осевого вентилятора, оборудованного блоком управления 12, к сети переменного тока через частотный преобразователь 11.
Процесс обкатки на стенде осуществляется в следующем порядке. После установки герметичных крышек 4, 6 на всасывающий 13 и отводящий 14 патрубки рабочей камеры воздушного компрессора и монтажа воздуховодов 2, 3 посредством автомата АВ подключают электродвигатель осевого вентилятора 1 к частотному преобразователю 11. Затем блоком управления плавно повышают частоту вращения электродвигателя до номинального значения. При таком режиме «холодной» обкатки поток воздуха будет циркулировать по контуру: осевой вентилятор 1 - напорный воздуховод 2 - рабочая полость турбины - выпускной воздуховод 3. При этом за счет герметичных крышек 4 и 6 в рабочей камере компрессора будет создаваться разрежение воздушной среды, благодаря которому отбор мощности на привод рабочего колеса компрессора существенно уменьшается.
Таким образом, при закрытом клапане 5 номинальная мощность электродвигателя (Рэ.н) осевого вентилятора будет зависеть только от ряда потерь, и в целом она составляет:
Рэ.н=Ро.в+Рр.т+Рм.п+Рп.в+ΔРк,
где Ро.в - потери в осевом вентиляторе типа «Проходка»;
Рр.т - потери в рабочей камере турбины;
Рм.п - механические потери в подшипниковых и лабиринтных узлах турбокомпрессора;
Рп.в - потери в воздуховодах системы;
ΔРк - частичные потери в рабочей камере компрессора (20-25% от номинальной мощности).
Испытание турбокомпрессоров на стенде возможно не только в режиме его обкатки, но и в режиме частичной нагрузки. Для этого посредством электромеханического привода 8 перепускной клапан 5 переводят в открытое состояние.
В заключение следует отметить, что за счет разрежения воздуха в рабочей камере компрессора в целом снижается отбор мощности на привод турбокомпрессора и тем самым достигается, без повышения мощности электродвигателя осевого вентилятора, раскрутка ротора турбокомпрессора до номинальной частоты его вращения.
Источники информации
1. Стенд для обкатки турбокомпрессора ТК-34. Каталог оборудования локомотивных депо. Том VIII, М.: Транспорт. 1973, с.35-37.
2. АС СССР №1511620, кл. G01M 15/00, 1984.
Стенд для «холодной» обкатки турбокомпрессоров энергетических установок, включающий источник подачи воздуха в виде осевого вентилятора, напорный и выпускной воздуховоды, соединенные с рабочей камерой турбины, отличающийся тем, что на всасывающий и выпускной патрубки рабочей камеры компрессора установлены герметичные крышки, которые оборудованы перепускным и обратным клапаном соответственно, и перепускной клапан, установленный на герметичную крышку всасывающего патрубка компрессора, кинематически связан с электромеханическим приводом, осуществляющим перевод клапана в закрытое или открытое состояние.
