Устройство для защиты компрессора от помпажа

 

Использование: защита компрессора от помпажа. Сущность изобретения: введены первый, второй, третий и четвертый ключи

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з F 04 0 27/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГOCllATEHT СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4803589/06 (22) 19.03,90 (46) 23.05.93. Бюл. N 19 (71) Донецкий политехнический институт и

Научно-исследовательский электротехнический институт Научно-производственного объединения "Харьковский электромеханический завод" (72) В.Я.Биленко, M,Ë,Áðåãìàí, M,К.Пухно, В.B,Hèùåòà, В.Н.Деканенко, И.K, lecoe u

Е.Н.Текутьев (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 1643800, кл. F 04 D 27/02, 1986, ЫЛ 181б899 A l (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ КОМПР ЕССОРА OT. ПОМПАЖА (57) Использование: защита компрессора от помпа>ка, Сущность изобретения: введены первый, второй, третий и четвертый ключи (13 — 16), первый, второй и третий источники опорного нап1зяжения 17-19, выпрямитель

20, элемент НЕ 21, а также первый 22 и второй 23 элементы И. 2 ил, 1816899

3 4

Изобретение относится к области комп- рые входы подключены, соответственно, ко рессоростроения, в частности для защиты второму 18, третьему 19 и первому 17 источоТ помпажа и регулирования параметров никам опорного напряжения, а выходы, сокомпрессора в предпомпажной зоне, ответственно — к первому 13, второму 14 и

Цель изобретения — расширение диапа- 5 четвертому 16 ключам, вход третьего ключа зона регулированйя пэраметров и повыше- 15 подключен к выходу второго ключа 14, ние экономичности работы компрессора, входы первого 2 и четвертого 5 компаратоДостижение положительного эффекта ров подключены к датчику первого контропри осуществлении данного технического лируемого параметра 1, управляющие решения подтверждается тем, что оно учи- "0 входы третьего 15 и четвертого 16 ключей тывает,в каком режиме (на какой характери- подключены к четвертому компаратору 5. стике) работает агрегат, позволяет Устройство работает следующим обрарасширить диапазон работы компрессора зом, за счет более точной апроксимации настро- Характеристики компрессора 28, 29, 30 ечной линии защиты от помпажа. а также "5 (фиг. 2) являются граничными для условно позволяет повысить экономичность работы обозначенных режимов: 28 — при полностью компрессора за счет автоматического при- открытой (90 ) дроссельной заслонке; 29— крытия противопомпажного клапана при при положении дроссельной заслонки 30Овозвращениирабочейточкикомпрессораиз 35 и 30 — при положении дроссельной эанеустойчивой в устойчивую зону, что приво- 20 слонки 23 . Кривая 31 АВСД вЂ” настроечная дит к уменьшению расхода энергии затра- линия в координатах P = f (Q) для защиты ченной на перекачку воздуха компрессора от неустойчивого режима равыбрасываемого в атмосферу. боты — помпаж, кривая 32.— граница помпаНа фиг. 1 дана структурная схема про- жа. Частые режимы пуска агрегата снижают тивопомпажного регулятора; на фиг. 2 — эа- 25 межремонтный период, поэтому перевод висимости параметров компрессора и рабочей точки компрессора в режим малых противопомпажного регулятора. давлений и расходов приводит не только к

Противопомпажный регулятор (фиг. 1) повышению экономичности работы, но и к содержит датчик первого контролируемого повышению его надежности, параметра 1, первый 2., второй 3, третий 4 и 30 Точки перегиба (С и В фиг, 2) настроеччетвертый 5 компараторы, первый 6, второй ной линии определяются величинами уста7, третий 8 и четвертый 9 сумматоры, эле- вок первого 2 и четвертого 5 компараторов ментэадержки 10и привод противопомпаж- задаваемых по линиям 24 и 27, причем перного клапана 11, причем выход второго вый компаратор2 формируетточку перегисумматора 7 подключен ко второму компа- 35 ба С, а четвертый компаратор 5 — точку ратору 3, а также датчик второго контроли- перегиба В. Сигнал с датчика первого контруемого параметра 12, первый 13, второй ролируемого параметра 1, пропорциональ14,третий 15 и четвертый16ключи, первый ный давлению на выходе компрессора

17, второй 18 и третий 19 источники опорно- поступает на входы первого сумматора 6, го напряжения, выпрямитель 20, элемент 40 первого компаратора 2, третьего сумматора

НЕ 21, а также первый 22 и второй 23 эле- 8, четвертого компаратора 5 и четвертого менты И, подключенные выходами ко вхо- сумматора 9, Если величина сигнала на выдам привода противопомпажного клапана ходе датчика первого контролируемого па11. а первыми входами к третьему компара- раметра 1 меньше величины уставок, тору 4, причем BTopble входы первого 22 и 45 задаваемых первому 2 и четвертому 5 комвторого 23 элементов И подключены, соот- параторов соответственно по линиям 24 и ветственно, ко второму компаратору 3 и эле- 27, то на выходах этих компараторов присут-. менту НЕ 21, третий вход первого элемента ствует сигнал низкого уровня. При этом клю И 22 подключен к элементу задержки 10, а чи находятся в следующих состояниях: вход последнего подключен ко второму эле- 50 первый ключ 13 замкнут, второй ключ 14— менту И 23, вход элемента НЕ 21 подключен разомкнут, третий ключ 15= замкнут и чет-. ко второму компаратору 3, входы второго вертый ключ 16 — разомкнут. Срабатывание сумматора 7 подключены к датчику второго ключей происходит при подаче на их управконтролируемого параметра 12, к первому ляющие входы сигнала высокого уровня. На

13, третьему 15 и четвертому 16 ключам, а 55 второй вход первого сумматора 6 поступает выход — к выпрямителю 20, выход последне- сигнал с выхода второго источника опорного подключен к третьему компаратору 4, го напряжения 18, величина которого про-. первые входы первого 6, третьего 8 и чет- порциональна величине давления QD (фиг, вертого 9 сумматоров подключены к датчику 2). С выхода первого сумматора 6 сигнал первого контролируемого параметра 1, вто- (кривая DC, угол наклона кривой 0С задает1816899 ся за счет масштабируемого коэффициента усиления первого сумматора 6) через замк- нутый первый ключ 13, подается на вход второго сумматора 7. При увеличении давления растет и сигнал на выходе датчика 5 первого контролируемого параметра 1. При достижении этим сигналом уровня уставки, задаваемой по линии 24 срабатывает первый компаратор 2, который переключает первый 13 и второй 14 ключи, при этом пер- 10 вый ключ 13 размыкается, а второй ключ 14 замыкается. На второй вход третьего сумматора 8 поступает сигнал с выхода третьего источника опорного напряжения 19, величина которого пропорциональна величине 15 давления OF (фиг. 2). С выхода третьего сумматора 8 сигнал (кривая СВ, угол наклона кривой СВ задается за счет масштабирующего коэффициента усиления третьего сумматора 8) через замкнутые второй ключ 14 и 20 третий ключ 15 подается на вход второго сумматора 7. При дальнейшем увеличении давления растет и сигнал на выходе датчика первого контролируемого параметра 1. При достижении этим сигналом уровня уставки, 25 задаваемой по линии 27, срабатывает четвертый компаратор 5 и переключает третий

15 и четвертый 16 ключи, При этом третий ключ 15 размыкается, а четвертый ключ 16 замыкается. На второй вход четвертого сум- 30 матора 9 поступает сигнал с выхода первого источника опорного напряжения 17, величина которого пропорциональна величине давления OE (фиг. 2). С выхода первого сумматора 6 сигнал (кривая ВА, угол наклона 35 кривой ВА задается за счет масштабируемо. го коэффициента усиления четвертого сумматора 9) через замкнутый четвертый ключ

16, подается на вход второго сумматора 7.

Таким образом на выходе второго сум- 40 матора 7 при отсутствии сигнала с датчика второго контролируемого параметра 12 формируется настроечная линия AB CD (фиг, 2), которая находится на 5 — 10 ниже границы помпажа, а в точке D совпадает. 45

Сигнал с датчика второго контролируемого параметра 12, пропорциональный производител ьн ости комп рессора, поступает на четвертый вход второго сумматора 7. На выходе второго сумматора 7 будет сигнал 50 разности между сигналом настроечной линии ABCD (фиг. 2) и сигналом пропорциональным проь.зводительности компрессора, При работе компрессора в устойчивой зоне, т.е. когда рабочая точка ком- 55 прессора находится ниже настроечной линии ABCD, сигнал на выходе второго сумматора 7 будет положительной полярности, Этот сигнал поступает на второй компаратор 3 и выпрямитель 20. С выхода выпрямителя 20 сигнал поступает на вход тре1ьего компаратора 4. Третий компаратор 4 срабатывает, íà его выходе появляется сигнал высокого уровня. если входной сигнал превысил уровень уставки, задаваемой по линии 26 (величину зоны нечувствительности противопомпажной защиты). Сигнал высокого уровня с выхода третьего компаратора

4 поступает на первые входа первого 22 и второго 23 элементов И.

Положительный сигнал на входе второго компаратора 3 вызывает срабатывание его (уставка срабатывания, задаваемая по линии 25, равна нулю) и на выходе этого компаратора присутствует сигнал высокого уровня, который поступает на элемент НЕ

21 и второй вход элемента И 22. На выходе элемента НЕ 21 будет в этом случае сигнал низкого уровня, который запрещает прохождение сигнала на открытие привода противопомпажного клапана 11. Сигнал низкого уровня на выходе второго элемента

И 23 запускает элемент задержки 10, на выходе которого по истечении некоторого времени появится сигнал высокого уровня, который поступает на третий вход первого элемента И 22. При этом на выходе первого элемента И 22 будет находится сигнал высокого уровня, который будет подаваться на другой вход привода противопомпажнога клапана 11, закрывая его.

При изменении ситуации в сети компрессора (уменьшении потребления сжатого воздуха) рабочая точка агрегата будет приближаться к настроечной линии. Как только .уровень сигнала на выходе второго сумматора 7 станет меньше уровня уставки, задаваемой по линии 26 третьему компаратору

4, на выходе третьего компаратора 4 появится сигнал низкого уровня запрещаЮщий прохождение управляющего сигнала на привод противопомпажного клапана 11, При переходе рабочей точки агрегата выше настроечной линии ABCD на выходе второго сумматора 7 появится сигнал отрицательной полярности. Этот сигнал поступает на второй компаратор 3 и выпрямитель

20. Выпрямленный сигнал с выхода выпрямителя 20 поступает на вход третьего компаратора 4. При превышении выпрямленного сигнала величины уставки, задаваемой третьему компаратору 4 по линии 26, на выходе третьего компаратора 4 появляется сигнал высокого уровня, поступающий на входы первого 22 и второго 23 элементов И, разрешая прохождение управляющего сигнала на привод противопомпажного клапана 11.

Сигнал отрицательной полярности на входе второго компаратора 3 вызывает из1816899 менение состояния второго компаратора 3 на противоположное. На выходе этого компаратора появляется сигнал низкого уровня. На выходе элемента НЕ 21 при этом будет присутствовать сигнал высокого уровня, который поступает на другой вход второго элемента И 23. На выходе второго элемента И 23 будет сигнал высокого уровня, который вызовет открытие противопомпажного клапана и возвратит элемент задержки 10 в исходное (ждущее) состояние, Открытие противопомпажного клапана возвращает рабочую точку компрессора в устойчивую зону работы компрессора (ниже настроечной линии ABCD). При этом на выходе второго сумматора 7 появится сигнал положительной полярности, который вызовет закрытие противопомпажного клапана с задержкой времени. определяемой параметрами элемента задержки 10, Формула изобретения устройство для защиты компрессора от помпажа, содержащее первый и второй датчики контролируемых параметров, три компаратора и привод противопомпажного, клапана, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования параметров и повышения экономичности и работы компрессора, оно дополнительно содержит четвертый компаратор, четыре сумматора, элемент задержки и четыре ключа с управляющими входами, три источника опорного напряжения, выпрямитель. элемент НЕ, а также два элемента И, подключенные выходами к входам

5 привода противопомпажного клапана, а первыми входами — к третьему компаратору, причем вторые входы первого и второго элементов И подключены соответственно к второму компаратору и к элементу НЕ, третий

10 вход первого элемента И подключен к выходу элемента задержки, а вход последнего— к второму элементу И, вход элемента НЕ подключен к второму компаратору, входы второго сумматора — к датчику второго кон15 тролируемого параметра, к первому, третьему и четвертому ключам, а выходы — к второму компаратору и выпрямителю, выход последнего подключен к третьему компаратору, первые входы первого, третьего и

20 четвертого сумматоров подключены к датчику первого контролируемого параметра, вторые входы — соответственно к второму, третьему и первому источникам опорного напряжения, а выходы — соответственно к

25 первому, второму и четвертому ключам, вход третьего ключа подключен к выходу второго ключа, входы первого и четвертого компараторов — к датчику первого контролируемого параметра, управляющие входы

30 первого и второго ключей — к первому компаратору, а управляющие входы третьего и . четвертого ключей — к четвертому компаратору.

1816899

Составитель М, Пухно

Редактор Е. Полионова Техред М, Моргентал Корректор М Ткач

Заказ 1713 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101