Пневматический привод для антипомпажного регулирующего клапана газопровода

 

Привод предназначен для управления клапаном, который устраняет помпаж турбоагрегатов, например компрессоров газоперекачивающих станций. Привод содержит двигатель в виде струйной турбины, редуктор, шариковинтовую передачу, выходной шпиндель и систему управления. Гайка шариковинтовой передачи снабжена зубчатым венцом, который связан с пневмомеханическим стопором системы управления. В редукторе содержится муфта передаваемого крутящего момента. При отклонении давления в магистральном газопроводе от заданной величины система управления подает команду на срабатывание струйной турбины. В результате этого ходовой винт перемещается в ту или иную сторону и перемещает антипомпажный клапан в состояние, при котором давление соответствует заданному. В случае падения давления в магистральном газопроводе ниже допустимого отключается пневмомеханический стoпop, и под действием возвратных пружин шпиндель приводит антипомпажный клапан в положение "открыто". Предлагаемый привод исключает использование уплотнений в двигателе и механической системе, тем самым повышается надежность и долговечность привода. Исключается использование гидравлической жидкости для работы гидроцилиндра. Исключается подогрев гидросистемы. Это упрощает эксплуатацию и техническое обслуживание привода. 3 ил.

Изобретение относится к области автоматизации управления арматурой трубопроводов и касается пневматического привода к клапану для устранения помпажа турбоагрегатов, например компрессоров газоперекачивающих станций.

Известен пневмопривод антипомпажного регулирующего клапана, содержащий двигатель, систему управления, возвратные пружины исполнительного шпинделя, датчики обратной связи (Технический проспект фирмы Моквелд, рис. 1, 2).

Использование двух рабочих тел (газ и жидкость) усложняет эксплуатацию привода, требует необходимость подогрева используемой жидкости и элементов системы управления при низких температурах.

Наличие подвижных трущихся соединений снижает долговечность уплотнений и снижает надежность устройства в целом.

Задачей настоящего изобретения является создание такого привода для антипомпажного регулирующего клапана, которое повышало бы его надежность и долговечность, упрощало эксплуатацию и техническое обслуживание.

Поставленная задача решается тем, что в пневматическом приводе для антипомпажного регулирующего клапана, содержащем двигатель, систему управления, возвратные пружины выходного шпинделя и датчики обратной связи, согласно изобретению двигатель выполнен в виде струйной турбины, вал которой через механический редуктор и шариковинтовую передачу связан с выходным шпинделем, при этом гайка шариковинтовой передачи снабжена зубчатым венцом, который связан с пневмомеханическим стопором системы управления, а редуктор содержит муфту ограничения передаваемого крутящего момента.

Сущность изобретения поясняется конкретными примерами выполнения привода и чертежами, где на фиг. 1 изображена принципиальная пневмокинематическая схема антипомпажного регулирующего привода; на фиг. 2 - схема ротора струйной турбины; на фиг. 3 - схема пневмостопора.

Антипомпажный регулирующий привод (далее привод) содержит систему управления 1 (фиг. 1), датчики 2 обратной связи, струйную турбину 4 с ротором 5, редуктор 6 с муфтой 7 ограничения передаваемого крутящего момента и ручным дублером 8.

Шариковинтовая передача редуктора включает в себя ходовую гайку 10 и ходовой винт 11. Ходовой винт 11 связан с выходным шпинделем 12, который снабжен диском 14. Между диском 14 и корпусом редуктора 6 расположены возвратные пружины 15 выходного шпинделя, который воздействует на антипомпажный клапан 16.

На корпусе редуктора 6 установлен пневмомеханический стопор 20, который содержит камеру 21, камеру 22, поршень 23 со штоком 24 и пружину 25 на штоке 24. Шток 24 взаимодействует с зубчатым венцом 27 гайки 10 шариковинтовой передачи.

Система управления 1 соединена трубопроводами 30 и 31 соответственно с каналами 32 и 33 турбины 4. Каналы 32 и 33 соединены соответственно с соплами 35, 36 и 37, 38 турбины 4 (фиг. 2).

Работает привод следующим образом.

Для работы привода используется газ магистрального газопровода, который подводится к системе управления 1.

При стабилизации заданного давления в магистральном газопроводе клапаны системы управления перекрывают подачу газа в струйную турбину 4.

При отклонении давления от заданной величины система управления подает сигнал на соответствующий клапан и газ подается в струйную турбину 4 и пневмомеханический стопор 20.

Пневмомеханический стопор 20 освобождает ходовую гайку 10, а струйная турбина 4 при своем вращении через механическую передачу редуктора 6 вращает ходовую гайку 10 и перемещает ходовой винт 11 в ту или иную сторону.

При движении ходового винта 11 вверх привод преодолевает усилие возвратных пружин 15 и прикрывает клапан 16.

При движении ходового винта 11 вниз возвратные пружины помогают движению шпинделя 12 и открывают антипомпажный клапан 16.

При достижении выходным шпинделем 12 привода крайнего положения датчики 2 подают сигнал на систему управления 1 и привод останавливается.

Если при остановке привода в крайнем положении возникает динамический крутящий момент на шариковой гайке 10, то срабатывает муфта 7 ограничения передаваемого крутящего момента. В результате этого гасится кинетическая энергия подвижных частей привода.

При аварийной ситуации, когда давление в магистральном газопроводе может упасть ниже допустимого, пневмомеханический стопор 20 отключается под действием пружины 25. Под действием возвратных пружин 15 шпиндель 12 перемещается в положение "открыто".

В зависимости от конструкции конкретного антипомпажного клапана действие антипомпажных пружин 15 в варианте привода может осуществляться в противоположном направлении.

Из доступных источников информации авторы не выявили устройство со сходными признаками.

Пневматический привод для антипомпажного регулирующего клапана выполним в условиях серийного производства на существующем оборудовании машиностроительного завода, не требует уникального оборудования и специального инструмента. В конструкции привода используются широко известные материалы и элементы системы управления.

Предлагаемый привод исключает использование уплотнений в двигателе и механической системе привода, тем самым повышается надежность работы и долговечность привода.

Исключение подогрева гидросистемы упрощает конструкцию и техническое обслуживание по сравнению с приводом-прототипом.

Формула изобретения

Пневматический привод для антипомпажного регулирующего клапана, содержащий двигатель, систему управления, возвратные пружины выходного шпинделя и датчики обратной связи, отличающийся тем, что двигатель выполнен в виде струйной турбины, вал которой через механический редуктор и шариковинтовую передачу связан с выходным шпинделем, при этом гайка шариковинтовой передачи снабжена зубчатым венцом, который связан с пневмомеханическим стопором системы управления, а редуктор содержит муфту ограничения передаваемого крутящего момента.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3