Устройство для измерения потерь работы при всасывании и при нагнетании газа в поршневом компрессоре Советский патент 1985 года по МПК G01L23/08 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в диагностических установках для контроля и испытания поршневых компрессоров.

Известно устройство для измерения внутрицилиндровой работы поршневой машины, которое содержит датчик давления, усилитель, ваттметр, два синхронных генератора, статоры которых объединены в одну кокструкцию, перемножаюшее устройство, усилитель-ограничитель, интегрируюший усилитель, счетчик электрической энергии, потенциометр и бареттер 1.

Однако оно не позволяет измерять потери работы при всасывании и при нагнетании газа в поршневом компрессоре.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержашее датчик давления, установленный на цилиндре поршневого двигателя, соединенный через электронный усилитель с коллекторным преобразователем с подвижным контактом, жестко связанным с валом поршневого двигателя, через который к коллекторному преобразователю подключен счетчик амперчасов.

Однако этим устройством нельзя замерить потери энергии в клапанах при всасывании при нагнетании в поршневом компрессоре.

Целью изобретения является измерение потерь энергии в клапанах поршневого компрессора.

Указанная цель достигается тем, что устройство, содержашее отметчик верхней мертвой точки, отметчик нижней мертвой точки, электрический коллектор, к неподвижному контакту которого подключен через электронный усилитель дифференциальный датчик давления, соединенный с нагнетательным патрубком и цилиндром компрессора, а к подвижному - ваттметр, снабжен вторым дифференциальным датчиком давления, подсоединенным к всасываюш,ему патрубку и цилиндру компрессора, вторым электронным усилителем, вторым ваттметром, первым, вторым и третьим управляемыми триггерами, первым , вторым и третьим электронными ключами, первым и вторым компараторами напряжений, а электрический коллектор содержит два неподвижных контакта на одной плате, причем выход первого электронного усилителя соединен с входом первого компаратора напряжений и с информационным входом первого электронного ключа, выход первого компаратора напряжений соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с отметчиком нижней мертвой точки, а выход - с управляюшим входом первого электронного ключа, выход которого соединен с первым неподвижным контактом электрического коллектора, выход второго дифференциального датчика давления соединен с входом второго электронного усилителя, выход которого соединен с входом второго компаратора напряжений и с информационным входом второго электронного ключа, выход второго компаратора 5 напряжений соединен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с отметчиком верхней мертвой точки, а выход - с управляюшим входом второго электронного ключа, выход которого соединен с вторым неподвидным контактом электрического коллектора, подвижный контакт которого соединен с информационным входом третьего электронного ключа, первый информационный выход которого соединен с первым ваттметром, второй со вторым ваттметром, а управляюший вход с выходом третьего триггера, первый вход которого соединен с отметчиком, нижней мертвой точки, а второй - с отметчиком верхней мертвой точки.

0 На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - индикаторная диаграмма компрессора в координатах Р-V.

Количество энергии, теряемой при нагнетании, соответствует плошади, ограничен5 ной кривой 2-2 -3, а количество энергии, теряемой при всасывании, соответствует плошади, ограниченной кривой 4-4-1. Устройство для измерения потерь энергии при всасывании и при нагнетании газа

„ в поршневом компрессоре содержит первый дифференциальный датчик 1 давления, соединенный с нагнетательным патрубком и с цилиндром компрессора, второй дифференциальный датчик 2 давления, соединенный с всасываюшим патрубком и с цилиндром

5 компрессора, отметчик 3 нижней мертвой точки (нмт), отметчик 4 верхней мертвой точки (вмт), первый электронный усилитель 5, первый электронный ключ 6, первый компаратор 7, первый триггер 8, коллекторный преобразователь 9 с подвижным

контактом 10, жестко связанным с валом поршневого компрессора, неподвижный контакт 11 коллекторного преобразователя, контактируюший с подвижным контактом при ходе поршня от нмт до вмт, неподвижный контакт 12 коллекторного преобразователя, контактируюший с подвижным контактом при обратном ходе поршня от вмт до нмт, первый ваттметр 13, второй электронный усилитель 14, второй электронный ключ 15, второй компаратор 16, второй триггер 17, второй ваттметр 18, третий триггер 19, третий электронный ключ 20.

Устройство работает следуюш,им образом.

При прохождении поршнем н.м.т. от, метчик 3 в.м.т. подает сигнал на вход первого триггера 8, который закрывает электронный ключ 6, на вход третьего триггера 19, управляющего третьим электронным ключом 20, который подключает первый ваттметр 13 к подвижному контакту 10 коллекторного преобразователя 9 и отключает второй ваттметр 18 от подвижного контакта коллекторного преобразователя, кроме того, сигнал от отметчика н.м.т. зануляет показания первого ваттметра. При прямом ходе поршня в момент равенства давлений в нагнетательном патрубке и в цилиндре компрессора первый диффернциальный датчик 1 давления подает сигнал, равный нулю, через первый электронный усилитель 5 на вход первого компаратора 7, который формирует на выходе единичный электронный сигнал, поступающий на вход первого триггера, который открывает электронный ключ 6 и сигналы, сформированные первым дифференциальным датчиком давление, поступают через первый электронный усилитель на неподвижный контакт 11 коллекторного преобразователя, который преобразует сигнал, пропорциональный разности давлений в нагнетательном патрубке и в цилиндре компрессора, в сигнал, пропорциональный произведению этой разности давлений на объем газа в цилиндре компрессора, и передает

через подвижный контакт на первый ваттметр. При достижении поршнем в.м.т. подвижный контакт размыкает цепь первого ваттметра и переходит на второй неподвижный контакт 12 коллекторного преобразователя.

Первый ваттметр показывает величину, пропорциональную потере энергии во время нагнетания газа.

При обратном ходе поршня, т. е, от в.м.т. до н.м.т. устройство работает в аналогичной последовательности, а второй ваттметр 18 дает показания, пропорциональные потере энергии во время всасывания газа.

В сравнении с базовым объектом-прототипом, предлагаемое устройство позволяет измерять потери энергии при всасывании и при нагнетании газа в поршневом компрессоре.

Изобретение позволяет продлить межремонтный срок службы и своевременно устранять неисправности клапанов, вследствие того, что величины потерь энергии при всасывании и при нагнетании несут диагностическую информацию о рабочем состоянии клапаном.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ПРИ ВСАСЫВАНИИ и НАГНЕТАНИИ ГАЗА в ПОРШНЕВОМ КОМПРЕССОРЕ, содержащее отметчик верхней мертвой точки, отметчик нижней мертвой точки, электрический коллектор, к неподвижному контакту которого подключен через электронный усилитель дифференциальный датчик давления, соединенный с нагнетательным патрубком и цилиндром компрессора, а к подвижному - ваттметр, отличающееся тем, что, с целью обеспечения измерений энергетических потерь в клапанах, оно дополнительно снабжено вторым дифференциальным датчиком давления, подсоединенным к всасывающему патрубку и цилиндру компрессора, вторым электронным усилителем, вторым ваттметром, первым вторым и третьим управляемыми триггерами, первым, вторым и третьим электронными ключами. первым и вторым компараторами напряжений, а электрический коллектор содержит два неподвижных контакта на одной плате, причем выход первого электронного усилителя соединен с входом первого компаратора напряжений и с информационным входом первого электронного ключа, выход первого компаратора напряжений соединен с первым входом первого триггера, второй вход которого соединен с отметчиком нижней мертвой точки, а выход - с управляющим входом первого электронного ключа, выход которого соединен с первым неподвижным контактом электрического коллектора, выход второго дифференциального датчика давления соединен с входом второс го электронного усилителя, выход которого € соединен с входом второго компаратора (Л напряжений и с информационным входом второго электронного ключа, выход второго компаратора напряжений соедин1ен с первым входом второго триггера, второй вход которого соединен с отметчиком верхней мертвой точки, а выход - с управляющим входом второго электронного ключа, выход которого соединен с вторым неподвижным ел контактом электрического коллектора, подвижный контакт которого соединен с инсд формационным входом третьего электронсх ного ключа, первый информационный выход 00 которого соединен с первым ваттметром, сд второй - с вторым ваттметром, а управляющий вход - с выходом третьего триггера, первый вход которого соединен с отметчиком нижней мертвой точки, а второй - с отметчиком верхней мертвой точки.