Преобразователь механическогоперемещения b гидравлический сигналв системе регулирования турбомашины

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ () 802564

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.03.79 (21) 2743245/24-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

F 01 D 17/26 (/

F 15 B 3/00

fj Гоаудерстеенный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07.02.81. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 15.02ф1 (53) УДК 621.165 (088-.8):., I

I (72) Авторы изобретения

В. Н. Веллер и В: С. Литвинов

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ МЕХАНИЧЕСКОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ

В ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СИГНАЛ В СИСТЕМЕ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТУРБОМАШИНЫ

Изобретение относится к средствам автоматизации турбомашин.

Известны преобразователи механического перемещения в гидравлический сигнал в системе регулирования турбомашины, содержащие корпус с импульсной и сливными камерами и с подводящим патрубком, имеющим цилиндрическое и кольцевое сопла равной торцовой площади, направленные в противоположные стороны, и взаимодействующие с соплами две мембраны, жестко связанные между собой (1). В этих преобразователях одна из мембран нагружена давлением жидкости из предыдущего звена усиления, и при изменении этого давления перемещение мембран приводит к изменению слива из подводящего патрубка и к изменению сигнала на выходе преобразователя.

Эти преобразователи не могут обеспечить достаточно широкого диапазона регулирования.

Известен также преобразователь механического перемещения в гидравлический сигнал в системе регулирования турбомашины, содержащий корпус с импульсной и сливными камерами и с подводящим патрубком, имеющим цилиндрическое и кольцевое сопла равной торцовой площади, направленные в противоположные стороны, и взаимодействующие с соплами две мембраны, жестко связанные между собой и с входным штоком (2(. Для расширения диапазона регулирования в цилиндрическое сопло помещен с малым зазором уравновешивающий подвижный элемент, опертый на жесткий центр мембран и выполненный, например, в виде шара.

Недостатком известного преобразователя следует считать несколько ограниченный диапазон регулирования, особенно в зоне малых расходов жидкости.

Цель данного изобретения — расширение диапазона регулирования.

Для достижения поставленной цели преобразователь дополнительно содержит третью мембрану, жестко связанную с первыми двумя, и дополнительные цилиндрическое и кольцевое сопла равной торцовой площади установленные со стороны сливных камер напротив соответствующих основных .сопл и взаимодействующие соответственно с первой и третьей мембранами.

802564

10

1S гв и зе

35 ао

so

j

В дополнительном цилиндрическом сопле размещена цилиндрическая вставка с кольцевыми канавками, жестко связанная с входным штоком.

На чертеже показана схема конструкции преобразователя.

В корпусе 1 преобразователя параллельно установлены неупругие мембраны 2, 3 и 4 с закрепленными на них жестко связанными между собой жесткими центрами 5, 6 и 7.

Между мембранами 2 и 3 расположены друг против друга неподвижные цилиндрическое и кольцевое сопла .8 и 9 соответственно, связанные с подводящим патрубком 10. Сопла 8 и 9 имеют равные торцовые площади для компенсации влияния начального давления рабочей жидкости на жесткие центры 5 и 6. В корпусе 1 по другую сторону мембран 2 и 4, т. е. со стороны сливных камер 11 и 12, установлены дополнительные сопла 13, цилиндрическое — против сопла 8 и 14 кольцевое — против сопла 9. Торцовые площади сопл 13 и 14 равны между собой, что исключает их влияние на равновесие подвижной системы. В мембранах 2, 3 и 4 выполнены отверстия для обеспечения полной разгрузки. В этом случае мембраны могут быть заменены лентами или тросиками.

Для уменьшения паразитного слива жидкости через сопло 13 в нем размещена цилиндрическая вставка 15, на наружной поверхности которой выполнены кольцевые профильные канавки. Вставка 15 жестко связана с жестким центром 5 мембраны 2 и с входным штоком 16 электрической или иной системы, управляющей преобразователем.

Давление жидкости, преобразованное в дроссельных отверстиях сопл, передается в линию управления через импульсную камеру 17. Шток 16 центрируется в расточке корпуса с помощью глухой мембраны 18, которая находится практически под нулевым избыточным давлением.

Между выступами канавок вставки 15 и внутренней поверхностью сопла 13 имеется достаточно большой зазор, который в то же время в несколько раз меньше максимального перемещения жестких центров 5 иб, Жидкость к этому зазору поступает из сравнительно свободного пространства корпуса 1 с относительно малыми скоростями и, кроме того, корпус 1 является как бы отстойником движущейся жидкости. Все это уменьшает возможность попадания засорений в зазор.

Применение вставки 15, с одной стороны, позволяет уменьшить слив жидкости через сопло 13, сохранив его уравновешивающее значение, а с другой — исключить возможные заедания подвижной части. Даже при попадании загрязнения в зазор, оно при перемещении жесткого центра 5 и движения жидкости смывается в канавки и тем самым перестает влиять на перемещение подвижной части системы. Одновременно сохранению подвижности способствует применение достаточно большого зазора между вставкой 15 и соплом 13. В зазоре не могут задерживаться частицы меньше зазора и при жестком соединении вставки 15 с жестким центром 5 исключает трение между вставкой и соплом. То, что шток 16 проходит через сливную камеру 11, исключает необходимость установки каких-либо сальников в месте выхода штока 16 из корпуса 1.

Работа преобразователя осуществляется следующим образом.

Управление преобразователем производится путем перемещения штока 16. При крайнем нижнем положении подвижной системы открыты кольцевое и цилиндрическое сопла 9 и 13. Жидкость подается по патруб.ку 10 под давлением Р, дросселируется в сопле 9 и поступает в импульсную камеру 17 с максимальным давлением Р„„. Часть жидкости сливается через сотпло 13, проходное сечение которого уменьшено благодаря вставке 15. При перемещении жестких центров 5 и 6 вверх до упора закрываются сопла 9 и 13 и открываются сопла -8 и 14.

При этом резко сокращается подвод жидкости в импульсную камеру и открывается слив из нее, что приводит к значительному уменьшению давления до Р„,ци. При промежуточных положениях жестких центров 5 и 6 соответственно будут и промежуточные значения давления Р„. Разность (Р.,д — 84HIi) и будет диапазоном регулирования. Благодаря тому, что при крайнем нижнем положении подвижной системы закрыто кольцевое сопло 14, увеличивается Р «<, а при крайнем верхнем положении подвижной системы не только закрывается подводящее кольцевое сопло 9, но и открывается кольцевое сливное сопло 14, и резко уменьшается Р„,„

Дополнительное преимущество такого преобразователя в том, что зависимость давления Рх от перемещений штока 16 близка к линейной, что упрощает формирование закона управления системой регулирования.

Преобразователь может быть спроектирован так, что ни один его внешний фланец не будет находиться под высоким давлением.

В связи с полной уравновешенностью подвижной системы от внешних усилий повышается точность преобразования перемещения штока 16 в изменение регулируемого давления и независимость этого перемещения от изменении исходного давления Р .

Применение дополнительных кольцевого и цилиндрического сопл увеличивает разность (P . — P и тем самым увеличивает перестановочное усилие последующего элемента системы регулирования.

Отсутствие нагруженных мембран повышает надежность работы преобразователя.

Применение преобразователя повышает надежность и точность работы систем регулирования, особенно в аварийных условиях.

802564

Формула изобретения

Составитель А. Калашников

Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Тираж 564 Подписное

Редактор Т. Глазова

Заказ 10163/42

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

l. Преобразователь механического перемещения в гидравлический сигнал в системе регулирования турбомашины, содержащий корпус с импульсной и сливными камерами с подводящим патрубком, имеющим цилиндрическое и кольцевое сопла равной торцовой площади, направленные в противоположные стороны, и взаимодействующие с соплами две мембраны, жестко связанные между собой и с входным штоком, отличающий ся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, преобразователь дополнительно содержит третью мембрану, жестко связанную с первыми двумя, и дополнительные цилиндрическое и кольцевое сопла равной торцовой площади, установленные со стороны сливных камер напротив соответствующих основных сопл и взаимодействующие соответственно с первой и третьей мембранами.

2. Преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что в дополнительном цилиндрическом сопле размещена цилиндрическая вставка с кольцевыми канавками, жестко связанная с входным штоком.

4В Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Веллер В. Н. и др. Водяная система регулирования паровых турбин. М., «Энергия», 1970, с. 151.

2. Авторское свидетельство СССР

Мо 529305, кл. F 15 В 3/00, 1974.