ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ АВТОМАТА БЕЗОПАСНОСТИ ТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ И СПОСОБ ПРОВЕРКИ ЕГО РАБОТОСПОСОБНОСТИ Российский патент 2004 года по МПК F01D21/20 

Предлагаемые изобретения относятся к области турбостроения, а именно к регулированию турбинных двигателей, в частности к конструкции и проверке действий останавливающих турбинный двигатель устройств, например автомата безопасности с выключателем.

Известен бойковый автомат безопасности, в котором на работающем турбинном двигателе производят расхаживание бойка во втулке с помощью гидравлического воздействия на него без повышения частоты вращения, например, путем подачи через специальный клапан по центральному отверстию в роторе под боек масла под давлением (Кирюхина В.И., Тараненко Н.М. и др. Паровые турбины малой мощности КТЗ. - 1987, с.146, 147).

Известны также масляные выключатели автоматов безопасности от превышения частоты вращения, в которых бойковый автомат безопасности воздействует при срабатывании на рычаг масляного выключателя, в котором открывается слив масла предельной защиты, что приводит к остановке, например, турбинного двигателя, и где взведение и опробование выключателя производится посредством золотника, перемещаемого вручную (Шабашова С.З. и др. Регулирование газотурбинных агрегатов. - 1978, с.51-55 - прототип для устройства).

Известны также автоматы безопасности, в которых бойковый автомат безопасности воздействует при срабатывании на рычаг пневматического мембранного выключателя, в котором открывается отверстие для сброса воздуха предельной защиты, и где взведение и опробование выключателя производится ручным воздействием на пневматические кнопки, управляющие подачей воздуха постоянного давление в соответствующие полости выключателя (Тельнова К.А. и др. Автоматизация газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. 1983, с.49-53 - прототип для способа).

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы системы регулирования турбинного двигателя, включающей выключатель автомата безопасности, например бойкового, с проверкой его работоспособности при отключенном сигнале на аварийную остановку в блоке аварийной остановки турбинного двигателя.

Для получения такого технического результата в предлагаемом выключателе автомата безопасности турбинного двигателя, содержащем корпус с крышками, рычаг с клапаном, осью и пружиной, штуцер с седлом, замыкающий рычаг с пружиной и осью, управляющий рычаг с осью и толкателями, бойковый автомат безопасности, магистраль масла смазки и установленные в ней электромагнитные вентили, в корпусе установлен поршень с полостью по центру, в которой размещен один из концов управляющего рычага, и с расположенными по его торцам управляющими полостями, соединенными отверстиями с полостью по центру и связанными через электромагнитные вентили с магистралью масла смазки, при этом в линии от магистрали масла смазки к штуцеру с седлом установлена дроссельная шайба, а между ней и штуцером с седлом расположен датчик давления с выходным электрическим сигналом.

Отличительными признаками заявляемой конструкции выключателя автомата безопасности турбинного двигателя является выполнение в корпусе поршня с полостью по центру, в которой размещен один из концов управляющего рычага, и с расположенными по его торцам управляющими полостями, соединенными отверстиями с полостью по центру и связанными через электромагнитные вентили с магистралью масла смазки, при этом в линии от магистрали масла смазки к штуцеру с седлом установлена дроссельной шайба, а между ней и штуцером с седлом расположен датчик давления с выходным электрическим сигналом.

Для достижения названного технического результата в предлагаемом способе проверке работоспособности выключателя автомата безопасности с датчиком давления, установленного на турбинном двигателе, содержащем агрегатную систему автоматики, включающую в том числе блок аварийной остановки, путем попеременной подачи масла смазки турбинного двигателя с помощью электромагнитных вентилей в управляющие полости выключателя по командам агрегатной системы автоматики, при работе турбинного двигателя в агрегатной системе автоматики отключают от блока аварийной остановки турбинного двигателя сигнал на аварийную остановку от датчика давления выключателя автомата безопасности, после чего с помощью одного электромагнитного вентиля подают масло смазки в управляющую полость выключателя на срабатывание автомата безопасности, далее по сигналу датчика давления выключателя автомата безопасности фиксируют срабатывание или несрабатывание выключателя автомата безопасности, затем с помощью другого электромагнитного вентиля подают масло в другую управляющую полость на взведение выключателя автомата безопасности, фиксируют его взведение по сигналу датчика давления выключателя автомата безопасности, после чего сигнал от датчика давления выключателя автомата безопасности снова подают на блок аварийной остановки турбинного двигателя.

При этом отличительными признаками способа проверки работоспособности выключателя автомата безопасности турбинного двигателя является отключение при работе турбинного двигателя в агрегатной системе автоматики от блока аварийной остановки турбинного двигателя сигнала на аварийную остановку от датчика давления выключателя автомата безопасности, после чего с помощью одного электромагнитного вентиля осуществление подачи масла смазки в управляющую полость выключателя на срабатывание автомата безопасности, далее по сигналу датчика давления выключателя автомата безопасности фиксирование срабатывания или несрабатывания выключателя автомата безопасности, затем с помощью другого электромагнитного вентиля осуществление подачи масла в другую управляющую полость на взведение выключателя автомата безопасности, фиксирование его взведения по сигналу датчика давления выключателя автомата безопасности, после чего восстановления подачи сигнала от датчика давления выключателя автомата безопасности на блок аварийной остановки турбинного двигателя.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежом, на котором схематично представлен выключатель автомата безопасности турбинного двигателя.

Выключатель1 установлен в корпусе (не показан) турбинного двигателя рядом с ротором 2, в котором размещен бойковый автомат безопасности 3. Корпус 4 выключателя 1 укреплен на опоре 5, на которой на оси 6 установлен также рычаг 7, подпружиненный пружиной 8. В корпусе 4, закрытом крышками 9 и 10, размещена букса 11 с проточками 12 и 13 на ее торцах, внутри которой размещен поршень 14 с полостями 15 и 16 в его торцах, полостью 17 в его центральной части и отверстиями 18 и 19, соединяющими соответственно полости 15 и 16 с полостью 17. В полости 17 размещен верхний конец управляющего рычага 20, установленного в корпусе 4 на оси 21 с возможностью опирания на толкатели 22 и 23. В опоре 5 укреплен также штуцер 24 с седлом 25, на которое оперт клапан 26, установленный с возможностью перемещения на штоке 27, жестко связанном с подпружиненным рычагом 7. На опоре 5 на оси 28 установлен с возможностью взаимодействия с рычагом 7 через зуб 29 на нем подпружиненный пружиной 30 замыкающий рычаг 31 с уступом 32. Магистраль масла смазки 33 подведена через электромагнитные вентили 34 и 35 к полостям 15 и 16 соответственно. Между магистралью 33 и штуцером 24 установлена дроссельная шайба 36 и выполнена линия масла предельной защиты 37, в которой установлен датчик давления 38 с выходным электрическим сигналом.

Работа выключателя автомата безопасности турбинного двигателя осуществляется следующим образом.

При осуществлении предпусковых операций на турбинном двигателе после включения масляного насоса (не показан) и соответственно появления давления в магистрали масла смазки 33 открывают по команде из агрегатной системы автоматики турбинного двигателя электромагнитный вентиль 35. Масло смазки при этом поступит через сверления в крышке 10 и проточку 13 в буксе 11 в управляющую полость 16 выключателя 1, поршень 14 переместится под действием давления масла влево, одновременно переместится влево верхний конец управляющего рычага 20, поворачиваясь вокруг оси 21. Нижний конец рычага 20 при этом будет давить вправо на толкатель 23, который, в свою очередь, надавит на замыкающий рычаг 31 и, преодолевая сопротивление пружины 30, отодвинет рычаг 31 вправо. При этом зуб 29 рычага 7 будет разъединен с уступом 32 на рычаге 31 и клапан 26, установленный на штоке 27 в рычаге 7 под воздействием пружины 8, опертой на рычаг 7, будет плотно прижат к седлу 25, перекрывая слив масла из линии предельной защиты 37, в которую масло попадает из магистрали смазки 33 через дроссельную шайбу 36. От датчика давления 38 поступает электрический сигнал в агрегатную систему автоматики турбинного двигателя о наличии в линии 37 давления масла, равного давлению масла в магистрали 33. Выключатель 1 в этом положении взведен, то есть находится в рабочем положении. Электромагнитный вентиль 35 после взведения выключателя 1 закрывают. Благодаря наличию отверстия 19 давление в полости 16 падает. Аналогично, благодаря отверстию 18 отсутствует давление в полости 15 при закрытом электромагнитном вентиле 34.

При превышении по каким-то причинам ротором 2 турбинного двигателя предельно допустимой частоты вращения срабатывает автомат безопасности 3, т.е. его боек выскакивает и ударяет по рычагу 7. Рычаг 7, преодолевая сопротивление пружины 8, поворачивается вокруг оси 6 и зуб 29 на нем поднимается. При этом под действием пружины 30 рычаг 31, поворачиваясь вокруг оси 28, своим уступом 32 подхватывает зуб 29 рычага 7, не давая ему вернуться в исходное (взведенное) состояние. Одновременно при этом (при повороте рычага 7) клапан 26, установленный на штоке 27, связанном с рычагом 7, приподнимается и открывает в седле 25 отверстие для слива масла из линии предельной защиты 37. Давление масла в линии 37 падает, датчик давления 38 выдает сигнал об этом в агрегатную систему автоматики, которая дает команду на аварийный останов турбинного двигателя.

Для того чтобы снова привести выключатель 1 в рабочее (взведенное) положение, снова необходимо открыть электромагнитный вентиль 35. После взведения выключателя 1 (появления сигнала с датчика 38 о наличии давления в линии 37) электромагнитный вентиль 35 закрывают.

Для проверки работы выключателя 1 автомата безопасности на неработающем турбинном двигателе при наличии масла в магистрали 33 при закрытом электромагнитном вентиле 35 по команде из агрегатной системы автоматики открывают электромагнитный вентиль 34, масло смазки по сверлению в крышке 9 и проточке 12 в буксе 11 поступает в управляющую полость 15, поршень 14 вместе с верхним концом рычага 20 перемещается вправо, нижний конец рычага 20 перемещается влево, воздействуя через толкатель 22 на рычаг 7, который поворачивается против часовой стрелки, преодолевая сопротивление пружины 8, и открывает при этом клапаном 26 отверстие для слива масла в седле 25. В линии 37 падает давление масла, что фиксируется датчиком давления 38, который выдает электрический сигнал в агрегатную систему автоматики.

Для проверки работоспособности выключателя 1 автомата безопасности при работающем турбинном двигателе поступают следующим образом. Выключатель 1 автомата безопасности находится во взведенном положении. В агрегатной системе автоматики отключают исполнение команды аварийной остановки турбинного двигателя от выключателя 1. Затем открывают вентиль 34 (при нормальной работе турбинного двигателя электромагнитные вентили 34 и 35 закрыты), поршень 14 перемещается вправо, рычаг 7 поворачивается против часовой стрелки под действием рычага 20 и толкателя 22, клапан 26 открывает сливное отверстие в седле 25. Давление масла в линии 37 падает, датчик 38 выдает в агрегатную систему автоматики сигнал о падении давления в линии предельной защиты 37. Агрегатная система автоматики это фиксирует, но команды на аварийную остановку турбинного двигателя не выдает. Затем электромагнитный вентиль 34 закрывают, открывают электромагнитный вентиль 35, фиксируют взведение выключателя 1 (восстановление давления в линии 37, о чем выдает сигнал в агрегатную систему автоматики датчик 38), закрывают электромагнитный вентиль 35. После этого в агрегатной системе автоматики вновь включают исполнение команды аварийной остановки турбинного двигателя от датчика давления 38 (в случае срабатывания бойкового автомата безопасности 3).

Изобретения относятся к области турбостроения, а именно к регулированию турбинных двигателей, в частности к конструкции и проверке действий останавливающих турбинный двигатель устройств, например автомата безопасности с выключателем. Изобретениями решается задача повышения надежности работы системы регулирования турбинного двигателя, включающей выключатель автомата безопасности, например бойкового, с проверкой его работоспособности при отключенном сигнале на аварийную остановку в блоке аварийной остановки турбинного двигателя. Для получения такого технического результата в выключателе автомата безопасности турбинного двигателя, содержащем корпус с крышками, рычаг с клапаном, осью и пружиной, штуцер с седлом, замыкающий рычаг с пружиной и осью, управляющий рычаг с осью и толкателями, бойковый автомат безопасности, магистраль масла и установленные в ней электромагнитные вентили, в корпусе установлен поршень с полостью по центру, в которой размещен один из концов управляющего рычага, и с расположенными по его торцам управляющими полостями, соединенными отверстиями с полостью по центру и связанными через электромагнитные вентили с магистралью масла смазки, при этом в линии от магистрали масла смазки к штуцеру с седлом установлена дроссельная шайба, а между ней и штуцером с седлом расположен датчик давления с выходным электрическим сигналом. Кроме того, в предлагаемом способе проверки работоспособности выключателя автомата безопасности с датчиком давления, установленного на турбинном двигателе, содержащем агрегатную систему автоматики, включающую в том числе блок аварийной остановки, путем попеременной подачи масла смазки турбинного двигателя с помощью электромагнитных вентилей в управляющие полости выключателя по командам агрегатной системы автоматики, при работе турбинного двигателя, в агрегатной системе автоматики отключают от блока аварийной остановки турбинного двигателя сигнал на аварийную остановку от датчика давления выключателя автомата безопасности, после чего с помощью одного электромагнитного вентиля подают масло смазки в управляющую полость выключателя на срабатывание автомата безопасности, далее по сигналу датчика давления выключателя автомата безопасности фиксируют срабатывание или несрабатывание выключателя автомата безопасности, затем с помощью другого электромагнитного вентиля подают масло в другую управляющую полость на взведение выключателя автомата безопасности, фиксируют его взведение по сигналу датчика давления выключателя автомата безопасности, после чего сигнал от датчика давления выключателя автомата безопасности снова подают на блок аварийной остановки турбинного двигателя. 2 н. п. ф-лы, 1 ил.

1. Выключатель автомата безопасности турбинного двигателя, содержащий корпус с крышками, рычаг с клапаном, осью и пружиной, штуцер с седлом, замыкающий рычаг с пружиной и осью, управляющий рычаг с осью и толкателями, бойковый автомат безопасности, магистраль масла и установленные в ней электромагнитные вентили, отличающийся тем, что в корпусе установлен поршень с полостью по центру, в которой размещен один из концов управляющего рычага, и с расположенными по его торцам управляющими полостями, соединенными отверстиями с полостью по центру и связанными через электромагнитные вентили с магистралью масла смазки, при этом в линии от магистрали масла смазки к штуцеру с седлом установлена дроссельная шайба, а между ней и штуцером с седлом расположен датчик давления с выходным электрическим сигналом.2. Способ проверки работоспособности выключателя автомата безопасности с датчиком давления, установленного на турбинном двигателе, содержащем агрегатную систему автоматики, включающую в том числе блок аварийной остановки, путем попеременной подачи масла смазки турбинного двигателя с помощью электромагнитных вентилей в управляющие полости выключателя по командам агрегатной системы автоматики, отличающийся тем, что при работе турбинного двигателя в агрегатной системе автоматики отключают от блока аварийной остановки турбинного двигателя сигнал на аварийную остановку от датчика давления выключателя автомата безопасности, после чего с помощью одного электромагнитного вентиля подают масло смазки в управляющую полость выключателя на срабатывание автомата безопасности, далее по сигналу датчика давления выключателя автомата безопасности фиксируют срабатывание или несрабатывание выключателя автомата безопасности, затем с помощью другого электромагнитного вентиля подают масло в другую управляющую полость на взведение выключателя автомата безопасности, фиксируют его взведение по сигналу датчика давления выключателя автомата безопасности, после чего сигнал от датчика давления выключателя автомата безопасности снова подают на блок аварийной остановки турбинного двигателя.