Устройство для регулирования скорости вращения турбоагрегата

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (6!} Дополнительное к авт, свил-ву (22) Заивлено29.07. 77 (21) 2511133/24-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Îïóáëèêîâàíî25.12.78.Бюллетень №47 (45) Дата опубликования описания27 12 78

Союз Советских

Социалистических

Республик

«ii638741 г (51) М. Кл

F 01 U 17126

Гааударатеенныа камнтет

Сааата Иенеетраа. СССР аа делам нзебретенне и еткрытхй (53) YQK621.438-55 (088.8) (72) Автор изобретения

B. Л. Тучинский (7k) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ

ВРАЩЕНИЯ ТУРБОАГРЕГАТА

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к устройствам для регулирования скорости вращения турбоагрегата, и может быть использовано в турбоагрегатах, например турбонасосах или турбогенераторах летательных аппаратов, Известны устройства для регулирования скорости вращения турбоагрегата, содержащие регулируюшнй клапан в магистрали питания турбины рабочим телом, связанный со штоком серводилиндра, управляемым датчиком скорости вращения через гид роуснлитель (1

Однако такие устройства не обеспечивают необходимой устойчивости регулирования, Известны также устройства для регулирования скорости вращения турбоагрегата, содержащие корпус с размещенным в нем управляющим элементом, связанным с датчиком скорости вращения, и серводилиндр со штоком, соединенным с регулирующим клапаном, установленным в магистрали питания турбоагрегата рабочим телом 2

Это устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Обычно такие устройства для обеспечения устойчивости регулирования выполняются с жесткой обратной связью, воздействующей на управляющий элемент по перем . щению штока сервопилиндра, Однако эти устройства конструктивно сложны из-эа наличия кинематической или силовой связи между штоком сервопилиндра и управляющим элементом.

Для повышения точности и упрощения конструкции в корпусе установлена мембрана, связанная с управляющим элементом и образующая камеру, подсоединенную к магистрали за регулирующим клапаном.

На чертеже дана схема предлагаемого устройства.

Оно содержит регулирующий клапан 1, выполненный в виде поворочттой заслонки, установленной в магистрали 2 питания турбоагрегата (на чертеже не показан) рабочим телом н соединенной со штоком 3 поршня 4 сервоцилиндра 5, имеющего две рабочие полости 6 и 7, подключенные к выходным каналам 8 н 9 гидроуснлитела. Управляющий элемент 1 0 гндроусилителя, выполненный в виде поворотного рычага, имеет рабочую головку 11, снабженную выемкой 12 и перекрываю- 10 щую выходные каналы 8 и 9, н связан с центробежным датчиком 13 скорости вращения, Между выходными каналами

8 и 9 выполнен входной канал 14, подключенный к источнику высокого давления 15 рабочей жидкости, например к подкачнвающему насосу (на чертеже не изображен).

С управляющим элементом 10 через толкатель 15 связана мембрана 16, об- ро раеующая с корпусом 17 камеру 18, к которой через канал 19 подведено давленне рабочего тела в магистрали 2 питання турбины за регулирующим клапаном

1. С противоположной стороны на мем- д браку действует атмосферное давленне.

Укравпяюшнй элемент 10 снабжен пружиной 20 настройкн, имеющей вант

21 регулирования ее затяжка. В месте вращения управлающнй элемент имеет ЗО уаиотнительное кольцо 22, отделяющее полость 23,-. свазанную с атмосферой, от полости 24 слива. Устройство работает сиедуюкнм образом.

При работе турбоагрегата на устано- 55 вившемся режнме управляющий элемент

10 находятся в равновесном положении (как показано на чертеже); обескечнваа величины давлений рабочей жидкости в полостях 6 и 7, соответствуюшне неподвижному положению поршня 4 и регулирующего. клапана 1, который устанавливает давление рабочего тела в магистрали 2 .питания, требуемое для поддержания заданной скорости врашення. Прн отклоне- 45 нин скоростн вращення в сторону увеличения, напрнмер при снижении нагруз.ка турбоагрегата, повышенное силовое воздействие центробежного датчика 13 на управляющий элемент 10 отклоняет er î,50 смещая рабочую головку 11 вниз, В результате этого, канал 8 сообщается с полостью слива 24, а канал 9 через выемку 12 - с входным каналом 14, Рабочая жидкость от источннка высокого давлеиня по входному каналу 14 через выемку 12 н канал 9 поступает в рабочую полость 7 сервоцнлиндра 5, Поршень 4 поднимается вверх, вытесняя жидкость нз рабочей полости 6 через канал 8 в полость 24 слива, н перемешает через шток.3 регулирующий клапан 1 в сторону уменьшения проходного сечения магисч рали 2 питания турбоагрегата. Давление рабочего тела, подводимого к турбоагрегату, уменьшается, в результате чего начинает уменьшаться скорость вращения турбоагрегата. Понижение давления в магнстралн 2 питания эа регулирующим клапаном 1 передается через канал 19 на мембрану 16, уменьшая ее силовое воздействие на управляющий элемент 10, сп ос обствуя ускоренном у в озв раше нию управляюшего элемента 10 в равновесное положение, опережая уменьшение усиляя от центробежного датчика 13 соответственно снижекню скорости вращения турбоагрегата. Перемещение поршня 4 замедляется, способствуя устойчивости переходного процесса. Прн достижении заданной скорости вращении турбоагрегата управляющий элемент 10 снова устанавливается в равновесное положение, а поршень 4 с клапаном 1 устанавливается в иовом положении, соответствующем измененному значению нагрузки. При уменьшения скоростн вращения турбоагрегата процессы в устройстве протекают в обратном нацравлении. Ч аким образом, мембрана, связаннаа с управляющим элементом и нагруженная давлением магистрали питания за регулнруюшнм клапа.ном, обеспечивает достижение эффекта, равнозначного стабилизирующей вспомогательной жесткой обратной связи от сервопоршня к управляющему элементу.

Этим достигаютса повышеннь е качества регулирования турбоагрегата без существ венного усложненна конструкция и с сохранением простоты компоновка устройства (нет кинематнческой связи между поршнем сервоцнлиндра и управляющим элементом, который вместе с мембраной н датчнком скоростн вращения может располагатьса в любом месте турбоагрэгата независимо от расположения сервоцилнндра). Прн этом статнческаа ошибка описываемого устройства, обусловлен-ная воздействием мембраны на управляющий элемент,при прочих равных условиях меньше статической ошибки, возкикаюшей при введения жесткой .обратной связи от поршня сервоцилнндра к управлякидему элементу, так как компенснруется часть статической ошибки, связанная с изменением давления рабочего тела в

638-41

Составитель E. Васютович

Редактор T. Шагова Техред 9. Чужик Корректор А. Кравченко

Заказ 7250/25 Тираж 631 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 магистрали питания до регулирующего клапана. формула изобретения

Устройство для регулирования скорости вращения турбоагрегата, содержащее корпус с размещенным в нем управляющим. элементом, связанным с датчиком скорости вращения, и сервоцилиндр со штоком, соединенным с регулирующим клапаном, установленным в магистрали питания турбоагрегата рабочим телом, о т— личающееся тем,что,спелью повыиения точности и упрощения конструкции, в корпусе установлена мембрана, связанная с управляющим алементом B

5 образующая камеру, подсоединенную к магистрали эа регулирующим клапаном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1. Авторское свидетельство СССР

>0 И. 261922, кл. F 01 33 17/26, 1968, 2. Авторское свидетельство СССР

N 140610; кл. Cj 05 В 11/38, 1962,