Устройство управления стендом для испытаний турбокомпрессоров Советский патент 1990 года по МПК G01M15/00 

Dut,f

Изобретение относится к испытательной технике и, в частности, к устройствам для испытаний турбокомпрессоров, предназначенных для наддува дизелей,

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства на фиг, 2 - схема контроллера,.

Устройство управления „стендом для испытаний турбокомпрессоров 1 (фиг, 1), имеющие подключенные через заслонки |2 и 3 к воздушным и газовым полостям 4 и 5 турбокомпрессоров 1, воздушный и газовый коллекторы 6 и 7, подключенные к входу и выходу соответственно генератора 8 газа (газотурбинной установки) содержит датчики 9 давления воздуха а воздушном коллекторе 6, дат чики 10 и 11 давления и температуры газов в газовом коллекторе 7, блок 12 управления. Стенд имеет также выходную заслонку 13 на выходе газового коллектора 7, трубопровод 14 между воздушным и газовым коллекторами 6 и 7 с первым регулируемым дросселем 15, вто- рой регулируемый дроссель 16 на входе генератора 8 газа, выполненного в виде одно вал ь ной управляемой газотурбинной ус- тановки, Блок 12 управления выполнен в виде контроллера 17 первого 18, второ- вого 21, второго 22 и третьего 23 усилителей мощности, первого 24, второго 25 и третьего 26 управляемых ключей, Кроме того, устройство содержит датчик 27 положения выходной заслонки 13,

Первый выход контроллера 17 через первый управляемый ключ 24, первый компаратор 18 и первый усилитель 21 мощности подключен к входу второго регулируемого дросселя 16, второй его выход через второй управляемый ключ 25, второй компаратор 19 и второй усилитель 22 мощности - к газотурбинной установке 8, а третий его выход через третий управляемый ключ 26, третий управляемый ключ 26, третий компаратор 20 и третий усилитель 23 мощности - к входу первого регулируемого дросселя 15, датчик 9 давления воздуха, датчики 10 и И давления и температуры газов подключены к вторым входам соответственно первого 18, второго 19 и третьего 20 компараторов, управляю- щие входы первого 24, второго 25 и третьего 26 управляемых ключей подключены к выходу датчика 27 положения выходной заслонки 13,

0

0 5 Q

5

Одновальная управляемая газотууоин- ная установка 8 содержит соединенные

единым валом стартер-генератор 2Й, многоступенчатый воздушный компрессор 29, подключенный к выходу второго регулируемого дросселя 16, управляемый топливный насос 30, камеру 31 сгорания и газовую турбину 32, подключенную выходом к газовому коллектору 7,

Контроллер 17 (фиг.2) содержит последовательно соединенные источник 33 постоянного напряжения и переключатель 34 на число положений по числу испытуемых туроокомпрессоров, масштабирующие резистивные делители 35 и диоды 36, входы резисторных делителей 35 подключены к выходам переключателя 34, а их средние точки через диоды 36 к входам первого 24, второго 25 и третьего 26 управляемых ключей.

Устройство работает следующим образом.

Запуск газотурбинной установки 8 (фиг, 1) производится от аккумуляторной батареи при помощи стартера-генератор а 28, служащего одновременно приводом многоступенчатого воздушного компрессора 29 и управляемого топливного насоса 30. Поданные а камеру сгорания 31 воздух и топливо воспламеняются. Образовавшиеся высокотемпературные газы поступают на турбину 32, которая приводит во вращение все остальные агрегаты установки 8, и подаются в газовый коллектор 7. Для снижения гидравлических сопротивлений и тем

самым предотвращения роста температуры газов перед турбиной 32 установки

8 выше допустимой в период запуска выходная заслонка 13 газового коллектора 7 открыга. - После запуска установки 8 выходную заслонку 13 з акры- вают и газы поступают на испытуемые турбокомпрессоры 1, За счет кинетической и тепловой энергии газов в работу могут приводиться несколько турбокомпрессоров 1, в частности два, Сжатый воздух из испытуемых турбокомпрессоров 1 поступает в воздушный коллектор 6 стенда и подается в зону воздухозаборного устройства многоступенчатого воздушного компрессора 29 установки 8, Дополнительные порции воздуха поступают в воздухозаборное устройство многоступенчатого воздуш- ного компрессора 29 из атмосферы за счет создаваемого разряжения в кольцевом пространстве между наружным ди5и

аметром воздушного коллектора 6 и внутренним диаметром воздухозаборного устройства. Для снижения температур газов до величины, соответствующей заданному режиму испытаний турбокомпрессоров 1, сжатый воздух, дозируемый управляемым дросселем 15 по трубопроводу 14, поступает под давлением в газовый коллектор 7. Строго заданные для каждого режима испытаний параметры давления газов газового коллектора 7, давления воздуха воздушного коллектора 6, температуры газов газового коллектора 7 введены в контроллер 17, По сигналу датчика 27 положения выходной заслонки 13 газового коллектора 7 через соответствующие ключи 24, 25 и 26 приводится в действие блок 12 управления работой стенда

Выбор требуемого режима работы осуществляется следующим образом. При установке переключателя З4 (фиг, 2) в одно из возможных положений к источнику 33 постоянного напряжения Vn подключаются три масштабирующих резистор ных делителя 35, соответствующих желаемому режиму работы стенда согласно программе испытаний турбокомпрессоров. На выходе каждого из подключенных делителей 35 появляется потенциал VeW)( , значение которого определяется соотношением плеч делителя,

Потенциалы с выходов трех делителей 35, соответствующие параметрам: давлению газов газового коллектора 7, давлению воздуха воздушного коллектора 6 и теШгературе газов газового коллектора 7, через диоды 36 (эти диоды необходимы для устранения взаимного влияния делителей) поступают в соответствующие компараторы 18, 19 и 20, где сравниваются с действием параметрами газового 7 и воздушного 6 коллекторов, подаваемыми соответствующими датчиками 10, 9 и 11 давления газов газового коллектора 7л давления воздуха воздушного коллектора 6 и температуры газов газового коллектора 7, Сформированные сигналы управления через соответствующие усилители 21, 22 и 23 мощности передаются элементам управления. Элементами управления служат управляемый топливный насос 30 установки 8, регулируемый дроссель 16 управления подачей воздуха в компрессор 29 установки 8 и регулируемый дроссель 15 подачи воздуха в газовый коллектор 7, Таким образом, заданный

jd87

оператором режим испытания турбокомпрессоров 1 стабилизируется, При переключении переключателя 34 контроллера 17 в следующие положения система управления отрабатывает заданный режим аналогичным образом.

Устройство управления стенда для испытания турбокомпрессоров позволяет

Q полнрстью исключить зависимость работы стенда от внешних коммуникаций как на период запуска, так и в процессе работы, проводить испытания турбокЪм- прессоров в широком диапазоне их ра5 бочих режимов при устойчивой работе стенда на заданном режиме, снизить его малогабаритные характеристики.

За счет автоматизации режимов запуска и работы стенда снижаются затра0 ты времени на испытания турбокомпрессоров и трудоемкость работ по обслуживанию стенда, кроме того, отпадает необходимость отбора воздуха от пнев- мосети предприятия,

5

Формула изобретения

1. Устройство управления стендом для испытаний турбокомпрессоров, имею- 0 щим подключенные через заслонки к воздушным и газовым полостям турбокомпрессоров воздушный и газовый коллекторы, подключенные к входу и выходу соответственно генератора газа, содержащее

датчики давления воздуха в воздушном

коллекторе, датчики давления и температуры газов в газовом коллекторе, блок управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем расширения режимов испытаний турбокомпрессоров и обеспечения автономности стенда, имеющего выходную заслонку на выходе газового коллектора,

трубопровод между воздушным и газовым коллекторами с первым регулируемым дросселем, второй регулируемый дроссель на входе генератора газа, выполненного в виде одновальной упрааляемой газотурбинной установки, блок уп-г- равления выполнен в виде контроллера, первого, второго и третьего компараторов, первого, второго и третьего усилителей мощности, первого, второго и

третьего управляющих ключей, а устройство дополнительно содержит датчик положения выходной заслонки, первый выход контроллере через первый управляемый ключ, первый компаратор и первый

усилитель мощности подключен к входу второго регулируемого дросселя, второй его выход через второй управляемый ключ, второй компаратор и второй усилитель мощности - к газотурбинной установке, а третий его выход через третий управляемый ключ, третий компаратор и третий усилитель мощности - к иходу первого регулируемого дрюс- селя, датчик давления воздуха, датчик давления и температуры газов подключены к вторым входам соответственно первого, второго и третьего компараторов, управляющие входы первого, второго и третьего управляемых клю-

35

гЧИ

5

чей к выходу датчика положения выходной заслонки,

2, Устройство по п. 1, о т л и - чающее.с я тем, что контроллер содержит последовательно соединенные источник постоянного напряжения и переключатель на число положений по числу испытуемых турбокомпрессоров, масштабирующие резисторные делители и1 диоды, входы тэезисторных делителей подключены к выходам переключателя, а их средние точки через диоды - к входам первого, второго и третьего управляемых ключей,, i

35

Изобретение позволяет проводить испытания турбокомпрессоров в широком диапазоне их рабочих режимов. Режим испытания турбокомпрессоров задается контролером 17 блока 12 управления. В зависимости от сигналов датчиков 10 и 11 давления и температуры газов в газовом коллекторе 7 и датчика 9 давления воздуха в воздушном коллекторе 6 блок 12 управления формирует сигналы для управления первым и вторым регулируемыми дросселями 15 и 16 и топливным насосом 30 одновальной управляемой газотурбинной установки 8. Такое выполнение устройства позволяет повысить его функциональные возможности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

JJ О

L/