Устройство управления турбиной

 

Использование: машиностроение, устройства управления струйным приводом шаровых кранов, Сущность изобретения: повышение давления рабочего тела приводит к перемещению поршня 4 с иглой 6 влево. Игла 6 входит в выходное отверстие сопла 14 турбины. Мощность турбины поддерживается в заданном диапазоне. Крайнее левое положение иглы 6 соответствует критическому сечению сопла 14. Для подстройки не требуемый закон управления через окна 19 изменяют предварительное натяжение пружины 18. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕспуБлик (я)л F 01 D 17/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4714764/06 (22) 04,07,89 (46) 15,07.92. Бюл. ¹ 26 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт компрессорного машиностроения (72) С.К,Королев, l0.Т.Федотов, С,А,Квачан, С,M,Âàíååâ, Л,Ф.Евтушенко, 10.Л.Рухлов и

П.П,Приходченко . (53) 621.182.26(088.8) (56) Башта T.M., Машиностроительная гидравлика, M,: Машиностроение, 1971, с. 425, рис, 244а.

-Емин О.Н., Зарицкий С.П., Воздушные и газовые турбины с одиночными соплами.

M,: Машиностроение, 1975, с, 112, рис. 4.7.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к автоматике, и может быть использовано для управления турбинами с сопловым приводом, например в арматуро-. строении, в качестве устройства управления струйным приводом шаровых кранов, Целью изобретения является обеспечение работоспособности.в режиме прямого действия и повышение надежности в большем диапазоне давлений рабочего тела.

На фиг,1 изображено устройство управления турбиной (турбина не показана), в котором поршень с центральным телом установлен с возможностью тройной на стройки; на фиг. 2 — вариант устройства, в котором поршень установлен с воэможностью настройки начального положения; на фиг, 3 — вариант устройства с дополнительной втулкой для изменения жесткости пружины.

Устройство содержит корпус 1 с крышкой 2, в глухом отверстии 3 которой распо„„5u „„1747720 А1

2 (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТУРБИНОЙ (57) Использование: машиностроение; устройства управления струйным приводом шаровых кранов, Сущность изобретения; повышение давления рабочего Тела приводит к перемещению поршня 4 с иглой 6 влево. Игла 6 входит в выходное отверстие сопла 14 турбины, Мощность турбины поддерживается в заданном диапазоне. Крайнее левое положение иглы 6 соответствует критическому сечению сопла 14. Для подстройки не требуемый закон управления через окна 19 изменяют предварительное натяжение пружины 18. 2 з.п. ф-лы, 3 ил, С: ложен поршень 4 со штоком 5, имеющим профилированный свободный конец (иглу)

6, установленный в отверстии 7 перегородки 8 корпуса 1 с уплотнениями 9. Перегород- д ка 8 разделяет корпус 1 на полости; управляемую полость 10, образованную поршнем 4 и крышкой 2 и соединенную с + каналом 11 подвода регулирующей среды, и 4 полость 12 с каналом 13 подвода рабочего тела и соплом 14 турбины. Игла 6 и сопло 14 в совокупности образуют регулирующий ор-, ган в виде сопла с центральным телом..

Канал 11 выполнен в виде сообщенных отверстий: радиального 15 в штоке 5 за его профилированным участком, выходящего в полость 10, и центрального осевого 16 в штоке 5 и поршне 4, выходящего в полость

12. Шток 5 поршня 4 выполнен двухступенчатым с наружной резьбой на ступени А. большего диаметра dq, сопрягаемой с внутренней резьбой установленного на этой ступени регулируемого упора 17, образующего

1747720 с ним винтовую пару. Упор 17 имеет наружный диаметр D больше диаметра d отверстия 3 крышки 2, глубина Н которого более высоты h поршня 4 по меньшей мере на величину хода I поршня 4. Ход I поршня 4 определяют расстоянием от торца большей ступени А до перегородки 8. В отверстии 7 перегородки 8 расположена с возможностью осевого перемещения часть штока 5 с меньшим диаметром d2 (d2 < d1). Поршень 4 с центральным телом 6 подпружинен в направлении от сопла 14 пружиной,18, расположенной между регулируемым упором 17 и перегородкой 8, расстояние между которыми более хода I поршня 4. В корпусе 1 выполнены и монтажные окна 19.

В корпусе 1 между пружиной 18 и перегородкой 8 может быть дополнительно установлена с возможностью осевого перемещения втулка 20 с наружной резьбой и центральным отверстием 21. Диаметр бз отверстия 21 втулки 20 больше диаметра d> большей ступени А, а раСстояние L от упора

17 до торца втулки 20 более хода 1 поршня 4.

В устройстве управления турбиной часть корпуса 1 с поршнем 4, перегородкой

8; втулкой 20 и крышкой 2 может быть ей° полнена в аиде ступенчатой втулки 22 с наружной резьбой, герметично установленной в корпусе 1.с возможностью осевого перемещения и фиксации положейия. .Устройство управленйя турбиной работает следующим образом, В наЧальном положении поршень 4 с центральным телом 6 йоддействием пружины 18 находится в крайнем положении. Настройку этого положейия осуществляют поворотом упора 17 на штоке 5 через монтажные окна 19 в корпусе 1 или во втулке 22, что сопровождается осевым перемещением поршня 4 со штоком 5 и иглой 6 (по принципу ви нт-га и ка).

Подача рабочего"тела на турбину в заданном режиме осущесч".вляется через канал 13, полость 12 и сопло 14 с центральным телом 6, Усилия от давления рабочего тела йри этом на поршень 4 равномерно воздействуют на поаерхйость поршня 4, поскольку поступает в полость 1 0 по центральному отверстию, менее усилия пружины 18, поэтому упор 17 прижат к крышке 2, так как eI o диаметр D больШе диаметра d углубления 3 в крышке 2, бдновременно определяя и положение иглы 6 в Сопле 14 и положение поршня 4 в полости 10. Игла 6 в этом:положении полностью йМи частично выдвинута иэ выходного о гверстия сопла 14, которое определяет величийу критического (минимального) сечения Сопла I4; необходимую для нормальной работы турбины на эаданном (имеющемся) минимальном давлении и заданной (имеющейся) нагрузке, т.е. величина критического сечения сопла 14 определяет расход рабочего тела на турбину и, следовательно, ее мощность

Повышение давления рабочего тела сопровождается поступлением регулирующей среды — рабочего тела под этим давлением в полость 10 через канал 11 (т.е. по отверстиям 15 и 16), равномерно воздействует на поверхность поршня 4, т.к, отверстие 16— центральное, что приводит к превышению

10 усилия на поршне 4 над усилием пружины

18, что обуславливает перемещение поршня

4 с иглой 6 влево. При этом игла 6 входит в выходное отверстие сопла 14 турбины, уменьшая его критическое сечение, а следовательно, и расход рабочего тела на турбину, поддерживая таким образом ее

20 мощность в заданном диапазоне. Крайнее левое положение йглы 6 соответствует критическому (минимальному) сечению сопла

14 (см. фиг. 1-3, т. d ), при котором поршень

4 со штоком S (и игла 6) перемещаются на

25 величину хода I поршня 4, т.е. до упора торца поверхности А штока 5 в перегородку 8.

Это положение иглы 6 в сопле 14 задает режим турбины при максимальном давлении рабочего тела (не допускает разгон тур30 бины, т;е, превышение ее мощности).

В случае необходимости расширения диапазона применения устройства по давлению рабочего тела соответственно иэменяют его настройку вращением упора 17 до

35 требуемого увеличения.полйого хода I, Для подстройки на требуемой закон.управления воздействием на положение втулки 20 через окна 19 изменяют предварительное натяжение пружины 18.

При осевом перемещении поршня 4 шток 5 перемещается в отверстии 21 во втулке 20 до упора поверхностью А в перегородку 8, пбскольку ее диаметр dz менее

40 диаметра б1(dz < б>) отверстия 21, что позволяет использовать втулку 20 без увеличения

45 габаритов устройства. Благодаря тому, что расстояние L от торца упора 17 до торца втулки 20 и от торца поршня 4 до упора 25 мости существенного изменения закона управления необходймо поменять пружину

18 на более или менее жесткую, а затем настроить ее на требуемое предварительное натяжение посредством вращения втулки 20.

В случае выполнения части корпуса 1 в виде отьемной ступенчатой втулки 22 ее на55 именьшая ступень, выполняющая роль поболее хода поршня 4, последний имеет

50 возможность осевого перемещения в корпу се 1 на требуемую величину. При необходи1747720 движной перегородки 8 с уплотнениями 9, отделяет полость 12. предотвращая потери давления рабочего тела, поступающего в полость 10, обеспечивая точную работу устройства, Промежуточная ступень втулки 22, 5 соединенная с корпусом 1 и с втулкой 20 посредством резьбы, позволяет изменять начальное положение иглы 6 относительно выходного отверстия сопла 14 путем проворота втулки 22 в корпусе 1, что в результате 10 определяет диапазон изменения критического сечения для данного диапазона давлений.

При необходимости использования тур- бины в другом диапазоне по нагрузке воз- 15 можна быстрая (за счет модульного исполнения) замена части корпуса I с соплом 14 на сопло с требуемыми геометрическими параметрами, 20

Отьемная часть (втулка 22 с крышкой 2 и ее содержимым) может быть помещена в защитный кожух 23 для предохранения от внешних механических воздействий, На случай разгерметизации стыка перегородки 25

8 со штоком 5 в кожухе 23 выполнены окна

24 для стравливания рабочего тела из промежуточной (и редпоршневой) полости, Устройство управления турбиной обеспечивает более широкий, по сравнению с 30 прототипом, диапазон применения по давлению, причем в режиме прямого действия, благодаря установке в корпусе поршня с центральным телом с возможностью настройки и изменения его начального поло- 35

>кения в отношении выходного сопла, благодаря возможности изменения усилия натяжения пружины, обеспечивающего требуемый закон регулирования, и выполнению канала в штоке и поршне, 40 сообщающего входную полость с полостью за поршнем, т.е. обеспечивающего использование рабочего тела в автономном режиме в качестве регулирующей среды.

Формула изобретения 45

1. Устройство управления турбиной, содержащее установленный в глухом отверстии крышки корпуса подпружиненный ., поршень со штоком, установленным в перегородке корпуса с образованием регулирующего органа в виде сопла с центральным телом между профилированным концом штока и соплом турбины, связанным с каналом подвода рабочего тела, причем управляемая полость, образованная поршнем и крышкой корпуса, соединена с каналом подвода регулирующей среды, о т л и ч э ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения работоспособности в режиме прямого действия и повышения надежности в большем диапазоне давлений рабочего тела, устройство содержит регулируемый упор с внутренней резьбой, канал подвода регулирующей среды выполнен s штоке и поршне и соединен с каналом подвода рабочего тела, глубина центрального отверстия крышки больше длины поршня, по меньшей мере на величину его хода, шток выполнен двухступенчатым, причем ступень большего диаметра имеет наружную резьбу, образующую с внутренней резьбой упора, наружный диаметр которого больше диаметра отверстия крышки, винтовую пару, корпус имеет монтажные окна, а пружина расположена между перегородкой корпуса и регулируемым упором, расстоя ние между которыми больше хода поршня, а расстояние от большей ступени штока до перегородки равно ходу поршня, 2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что устройство дополнительно содер>кит втулку с наружной резьбой и центральным отверстием, установленную с возмо>кностью осевого перемещения в корпусе между пружиной и перегородкой, причем диаметр центрального отверстия втулки больше диаметра большей ступени штока, а расстояние от упора до торца втулки больше. хода поршня.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч à ioщ е е с я тем, что часть корпуса с поршнем, перегородкой, втулкой и крышкой выполнена в виде ступенчатой втулки с наружной резьбой, герметично установленной в корпусе с возможностью осевого перемещения и фиксации положения, пп

13 б .У 8 7

1747720

19 17 27

18 1У 17