Устройство для защиты от помпажа компрессора с электроприводом

 

Изобретение, позволяет повысить надежность защиты компрессора от помпажа. Последовательно установленные датчик 1 помпажных колебаний и фильтр 2 подключены к функциональным преобразователям 3, 9 и фильтру 15. Преобразователь 3 соединен с последовательно установленными компаратором 4, сумматором 5, триггером Шмитта 6, счетчиком 7, дешифратором 8, элементом (Э) ИЛИ 22, триггером 13 и приводом 14 противопомпажного клапана. Выходы фильтра 15 и преобразователя 9 подключены к входу компаратора 10, соединенного на выходе с сумматором 5. Компаратор 16 подключен на входе к компаратору 4 и источнику опорного напряжения, а на выходе - к параллельно установленным 3 ШШ 22, 23, апериодическому звену 24 и счетчику 17. Э ИЛИ 23 дополнительно подключен на входе к счетчику 7, а на выходе - к . последовательно установленным аперио-с со дическому звену 11, пороговому блоку 12 и триггеру 13. Выход апериодичес-i /Л кого звена 24 подключен к последовательно установленным пороговому блоку 25 и Э И-НЕ 26, вход которого под- , ключен к приводу 20 электродвигателя компрессора, а выход - к Э ИЛИ 27. п 4i tsd о 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

<51> 4 Р 04 Р 27!02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 408931 5! 25-06 (22) 23. 07 . 86 (46) 07.12.88. Бюл. Р 45 (71) Специальное конструкторское бюро "Газприборавтоматика" Всесоюзкого научно-производственного объединения "Союзгазавтоматика" и Донецкий политехнический .институт (72) IO.И.Березин, B.Н.Деканенко, В.B.ÇàòóëîâñêèH и В.В.Нищета (53) 621. 51 5 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1401987, кл. F 04 Р 27!02,05.05.86, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ПОМПАКА КОМПРЕССОРА С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ (57) Изобретение позволяет повысить надежность защиты компрессора от помпажа. Последовательно установленные датчик 1 помпажных колебаний и фильтр

2 подключены к функциональным преобразователям 3, 9 и фильтру 15. Преобразователь 3 соединен с последова„„5U„„1442708 А1 тельно установленными компаратором 4, сумматором 5, триггером Шмитта 6, счетчиком 7, дешифратором 8, элементом (Э) ИЛИ 22, триггером 13 и приводом 14 противопомпажного клапана. Выходы фильтра 15 и преобразователя 9 подключены к входу компаратора !О, соединенного на выходе с сумматором

5. Компаратор 16 подключен на входе к компаратору 4 и источнику опорного

1 напряжения, а на выходе — к параллельно установленным Э ИЛИ 22, 23, апериодическому- звену 24 и счетчику 17.

Э ИЛИ 23 дополнительно подключен на входе к счетчику 7, а на выходе - к последовательно установленным аперио-= дическаму звену 1 1, пороговому блоку

12 и триггеру 13. Выход апериодичес-. кого звена 24 подключен к последовательно установленным пороговому бло- С ку 25 и Э И-НЕ 26, вход которого подключен к приводу 20 электродвигателя = компрессора, а выход †.к Э ИЛИ 27. юДь вДь

К)

С0

ОО

1442708 на привод 14. Клапан открывается, что приводит к увеличению производительности компрессора, предпомпажные колебания контролируемого параметра исчезают. Если открытие клапана не приводит к устранению помпажных колебаний, срабатывает компаратор 16 и появляющийся сигнал приводит к отключению привода 20. 1 ил.

Изобретение относится к области защиты компрессоров от помпажа.

Цель изобретения — повышение надежности защиты.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные датчик 1 помпажных колебаний, первый фильтр 2, первый функциональньп» преобразователь 3, первый компаратор 4, сумматор 5, триггер

Шмитта 6, первый счетчик 7 и первый дешифратор 8, последовательно соединенные второй функциональный преобразователь 9 и второй компаратор 10, последовательно соединенные первое апериодическое звено 11, первый пороговы»» блок 12, последовательно соединенные первый триггер 13 и привод 14 противопомпажного клапана, последовательно соединенные второй фильтр 15, третий компаратор 16, второй счетчик

17, второй дешифратор 18, второй триггер 19 и привод 20 электродвигателя компрессора, а также линию 21 сброса, 25 первый элемент ИЛИ 22, второй элемент

ИЛИ 23 и последовательно соединенные второе апериодическое звено 24, второй пороговый блок 25, элемент И-НЕ

26 и третий элемент ИЛИ 27.

Устройство работает следующим образом.

При увеличении, например, сопротивления пневматической сети компрессора возникают колебания контролируемого 35 параметра, например, расхода газа, характеризующие близкие к устойчивому режим работы компрессора. Сигнал, пропорциональный контролируемому параметру, от датчика 1 помпажных 40

Выход счетчика 17 подключен к послед .»ательно установленным дешифратору

I8, триггеру 19 и приводу 20, а вход через Э ИЛИ 27 к выходу Э И-HF. 26 и линии 21 сброса. Счетчик 7 подключен к триггеру 13, а триггер 19 — к линии 21. При наличии импульсов, характеризующих близкий к неустойчивому режим работы компрессора, появляется сигнал, который поступает колебаний поступает на вход первого фильтра 2, который сглаживает пульсации частотой 50 Гц и выше, а также выделяет среднее значение абсолютной величины входного сигнала. С выхода первого фильтра 2 сигнал поступает на первый функциональный преобразователь 3, второй функциональный преобразователь 9 и второй фильтр" 15, который выделяет и усиливает переменную составляющую входного сигнала.

Сигналы первого и второго функциональных преобразователей, реализующих линейные зависимости, подаются на первый компаратор 4 и второй компаратор 10 и служат уставкой, которая постоянно сравнивается с величиной пере— менной составляющей сигнала, подаваемой с выхода второго фильтра 15 на вторые входы первого и второго компараторов, т.е. уставки линейно зависят от среднего значения абсолютной величины входного сигнала.

Если амплитуда переменной составляющей входного сигнала становится больше нижнего заданного значения формируемого вторым функциональным преобразователем 9, срабатывает второй компаратор 10. На его выходе возникает сигнал высокого уровня с длительностью, определенной временем превышения амплитуды переменной составляющей входного сигнала над нижним заданным значением амплитуды.

Однако срабатывание второго компаратора 10 не приводит к изменению уровня сигнала на выходе триггера

Шмитта 6, так как еще не сработал первый компаратор 4. При превышении амплитудой переменной составляющей.

1442708 входного сигнала верхнего заданного значения, формируемого первым функциональным преобразователем 3, срабатывает первый компаратор 4, что

5 приводит к увеличению сигнала на выходе сумматора 5, к переключению триггера. Шмитта 6 и появлению на его выходе сигнала высокого уровня.

Обратное переключение триггера Шмитта 6, появление на его выходе сигнала низкого уровня происходит по срезу импульсов, формируемых вторым компаратором 10. Импульсы, формируемые триггером Шмитта 6, поступают на 15 первый счетчик 7 и далее на первый дешифратор 8.

При наличии, например, трех импульсов, характеризующих близкий к неустойчивому режим работы компара- 20 тора, на выходе первого дешифратора

8 появляется сигнал, который через лервый элемент ИЛИ 22 поступает на установочный вход первого триггера

13. Этот сигнал запоминается первым 25 триггером 13 и поступает на привод

14 лротивопомпажного клапана. Клапан открывается, его открытие приводит к изменению сопротивления пневматической сети компрессора, которое умень- 30 шается за счет перепуска газа с выхода на вход компрессора. Это приводит к увеличению производительности компрессора, предпомпажные колебания контролируемого параметра исчезают, соответственно исчезают и .импульсы на выходе триггера Шмитта 6. По истечении заданного времени отсутствия импульсов, которое равно, например, двум периодам частоты следования 40 этих импульсов, на выходе первого апериодического звена 11 сигнал уменьшается и достигает порога срабатывания первого порогового блока

12, что приводит к срабатыванию последнего, осуществляющего установку в исходное состояние первого счетчика 7 и первого триггера 13.

В аварийном режиме работы компрессора при первом помпажном ударе, когда амплитуда переменной составляющей сигнала резко возрастает, на выходе второго фильтра 15 появляется сигнал, по амплитуде значительно превышающий колебания в устойчивой зоне, при этом срабатывает третий компаратор 16, уставка которого меньше, чем амплитуда сигнала на выходе второго фильтра 15. Высокий уровень сигнала е выход» третьего компаратора

i поступает на второй счетчик I 7 и через первый элемент 1П!И 22 — на установочный вход первого триггера 13, который вырабатывает сигнал на открытие противоломпажного клапана. Если открытие противопомпажного клапана приводит к исчезновению помпажной ситуации, то колебания контролируемого параметра прекращаются после первого удара, сигнал на выходе третьего компаратора 16 устанавливается на низком уровне. Г1о истечении заданного времени отсутствия импульсов на выходах первого и второго апериодических звеньев сигналы уменьшаются до значений уставки, при этом срабатывают первый и второй пороговые блоки. Сигнал первого порогового блока 12 устанавливает в исходное состояние первый счетчик 7 и первый триггер 13, а сигнал второго порогового блока 25 через элемент И-НЕ 26 и третий элемент ИЛИ 27 устанавливает в исходное состояние второй счет— чик 17.

Если открытие противопомпажного клапана не приводит к усТранению помпажных колебаний, продолжает срабатывать третий компаратор 16, импульсы с его выхода поступают на вход второго счетчика 17, и при наличии, например, трех импульсов, характеризующих аварийный режим работы, íà Bblxo де второго дешифратора 18 появляется сигнал, который запоминается вторым триггером 19 и приводит к отключению привода 20 электродвигателя компрессора. Одновременно сигнал с выхода второго дешифратора 18 поступает на вход элемента И-НЕ 26, который запрещает сброс второго счетчика 17 после прекращения колебаний контролируемого параметра. После установления причины аварийного отключения привода 20 электродвигателя компрессора сброс второго триггера 19 и второго счетчика 17 осуществляется сигналом, поступающим по линии 21 сброса.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для защиты от помпажа компрессора с электроприводом, содержащее последовательно соединенные датчик помпажных колебаний, первый фильтр, первый функциональный преобразователь, первый компаратор, сумматор, триггер Шмитта, первый счет1442708

Составитель A.ÁàðûøíèêoH

Редактор Н.Тупица Техред N.Ходанич Корректор С.Шекмар

Заказ 6365/31 Тираж 574 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чик и первый дешифратор, последовательно соединенные второй функцион«.льный преобразователь и второй комнаратор, последовательно соединенные первое апериодическое звено, первый пороговый блок, последовательно соединенные первый триггер и привод противопомпажного клапана, последовательно соединенные второй фильтр,тре- 10 тий компаратор, второй счетчик, второй дешифратор, второй триггер и прив< д электродвигателя компрессора,при«с и первый фильтр подключен к вторым фильтру и функциональному преобразователю, второй фильтр подключен к вторым входам первого и второго компараторов, последний подключен к второму входу сумматора, а выход первого порогового блока подключен к вхо- 20 дам сброса первых счетчика и триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности защиты, оно дополнительно содержит линию сброса., первый и второй элементы ИЛИ, а также последовательно соединенные второе апериодическое звено, второй пороговый блок, элемент И-НЕ и третий элемент ИЛИ, подключенный выходом к входу сброса второго счетчика, а вторым входом— к линии сброса, причем установочный вход второго триггера подключен к линии сброса, а выход — к второму входу элемента И-НЕ, третий компаратор подключен к второму апериодическому звену и к первому и второму . элементам ИЛИ, вторые входы первого и второго элементов HJIH подключены соответственно к первому дешифратору и триггеру Шмитта, а выходы— соответственно к первому триггеру и к первому апериодическому звену.,