Установка для испытания рабочих колес турбомашины на прочность и долговечность Советский патент 1993 года по МПК G01M13/00 

1

Мзоирр.тпние относится к энергомашиностроению, в частности к установкам для прочностных нсн 1танин ра- .бочнх колес, турбомял ин,

Целью изобретения пнпяетс.л прнб- лижо.ние условий исттытяиия к натурным .

На фиг. I нрепстаялена схема предлагаемой установки; на фиг, 2 - схема истлтываемого колеся; на фиг. 3 - расположение одного и ч индукторов относятельно колеса.

Установка для иснытания рабочих колес турбомашипы содержит вакуумную камеру 1 для размещения испытываемого рабочего колеса 2. Внутри камеры пыполнена бронеяая защита 3. Рабочее колесо 2 соединэно с электроприводом А при помощи мультипликатора 5, Но обеим сторонам рабочего колеса 2 установлены индукционные нагреватели 6, рйсноложенные в камере 1 по концентрическим окружностям 7 и питающиеся от устройства 8 индукционного нагрена с нeэaвиcи ым регулируемым источником питания для индукционных нагревателей 6, расположенных по одной окружности 7. В камеру подведен трубопровод 9 с вакуумным затворам 10, который управляется устройством 11 вакуумирова- ния, предназначенным для понижения давления в камере 1. Это необходимо для снижения мо1Д 1ости электропривода А, уменьшения времени разгона, рабочего кол еса 2 и уменьшения его неуправляемого саморазогрева за счет трения рабочих лопаток о воздух в камере 1. Для охлаждения рабочего колеса 2 с обеих его сторон расположены между индукционными нагреватлями 6 охлаждающие сопла 12,.подача воздуха в которые управляется устроством 13, Это устройство управляет и дроссельной заслонкой 14, При подаче воздуха и открытом вакуумном затворе 10 ycTpoi icTHo П вакуумиро- вания обеспечивае 1 прокачку воздуха через камеру 1. В этот период происходит торможение рабочего колеса 2 с одновременным его охлаждением. Индукционные нагропатели 6 выполнены в виде плоских прям(угольных индукторов 5, угтанопленных с зазором 16 отн(1ситель о колеся 2 и расположенных по окружностям 7 в шахматном порядке, а ох.гыжлатщие сопла 12 равномерно устлноплепы этим же ок

)П782

ружностям 7. Так как ил фиг, 2 рабочее колесо 2 рачдотгено на четыре кольцевых зоны 17 - 20. В пределах каждой кольцевой зоны равномерно распределены по четыре гиюских ин- дуктора 15, причем индукторы четных кольцевых зон смешены на 45 относительно индукторов нечетных зон. В

10 пределах каждой зоны между индукторами 15 для охлаждения рабочего колеса 2 равномерно установлены охлажда- юп1не сопла 12 в количестве, в четыре раза превьпиающем количество индук15 торов 15, Каждый из индукторов 15 содержит токопровод 21 прямоугольного сечения, внутри которого циркулирует вода для охлаждения, магните-, провод 22, выполненный в виде П-об20 разного сердечника, наружная поверхность которого охлаждается водой, и токоподводящие шины 23.

Установка для испытания рабочих колес турбомашин на прочность и дол- говечность работает следующим образом.

На устаиовке проводятся циклические испытания рабочих колес 2 для определения их ресурса безотказной

30 работы, лимитируемого накоплением повреждений из-за малоцикловой усталостной прочности. Рабочее колесо. 2, препарированное термопарами и тензо- датчиками, устанавливается внутри

35 вакуумной камеры I, в которой при помощи устройства 1I вакуумирования создается необходимое, разряжение. Циклическое изменение скорости вращения рабочего колеса 2 осуществля40 ется при помощи электропривода 4, Разгон и торможение рабочего колеса 2 осуществляются с ускорением порядка 30 об/мин-с. Одновременно в процессе разгона рабочего колеса 2 осу45 ществляется его нагрев при помощи устройства 8 индукционного нагрева, а в процессе торможения - охлаждение рабочего колеса 2 при помощи устройства 13. Во время разгона ра-.

50 бочего колеса 2 дроссельная заслонка 14 закрыта, а вакуумный затвор 10 открыт и в камере I создается разряжение yctpoйcтвoм 1I вакуумирования, что позволяет повысить

55 темп разгона рабочего колеса 2 и уменьшить мощность электропривода 4. Во время разгона рабочего колеса 2 оно нагревается устройством 8 индукционного нагрева с заданным

пературиым рагпреледеннем по радиусу колеса. При разгоне рабочего колеса 2 до установившейся максимальной скорости температура рабочего коле- са 2 и его отдельных частей достигает максимального значения и начинается этап торможения рабочего колеса 2 электроприводом А. На этапе торможения осуществляется охлаждение рабочего колеса 2. Вакуумный затвор 10 остается при этом открытым.

Открываются вентили устройства 13 управления четырьмя зонами охлаждения, при этом через охлаждающие сопла 12 подается воздух. Устройство 8 индукционного нагреиа отключено. При торможении рабочего колеся 2 до установившейся минимальной скорости температура его достигает минимального значения, после чего начинается новый этап разгона колеса

78 Форм у л

обр

т р и и я

Установка для испытания рабочих колес турбомашины на прочность и долг опечность, содержащая вакуумную бронированную камеру для размещения испы тыиаемого рабочего колеса, соединенный с ним при помощи мультипликатора электропривод, индукционные нагреватели, расположе1П1ые в камере по концентричным окружностям, и размещенные между ними охлаждающие сопла, отличающаяся тем, что, с целью приближения условий испытания к натурным, индукционные нагреватели выполнены в виде плоских прямоугольных индукторов, расположенных по окружностям в гаах- матном порядке, а сопла равномерно установлены по этим же окружностям .

Изобретение отиоситсл к энерго- маши1 остроенига и позволяет приблизить- условия испытания к патур 5ым. Индукционные нагреватели (ИИ) 6, питающиеся от ycTpoiicTna 8 индукционного нагрева, выполнены в кнде плос сих прямоугольных индукторов, Поспеднне установлены с зазором относительно рабочего колеса (РК) 2 и расположены но окружностям в шахматном порядке, а охлаждающие сопла 12 рапномерно установлены по этим же окружностям. Во время разгона РК 2 оно нагревается устройством 8 с заданным температурным распределением по радиусу РК 2, Цри разгонке РК 2 до установившейся максимапь- ной скорости т-ра РК 2 и его отдельных частей достигает максимального значения и-начинается этагг тормо- жени РК 2 с электроприводом 4, На этапе торможения осуисествляется ох лакодение РК 2 воздухом, ноступаю- иц:м через сопла 12, .3 ил, G

п

15

Г/

Фиг.2

ФиЗ.З

Редактор Г, Наджаряи

Составитель Е. Крейдин

Техред Л.Сердюкова Корректор Н, Король

Заказ 1101Тира.ж ... Подписное

ВИШПТН Государственяого комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4