Устройство для регулирования осевого усилия ротора турбомашины Советский патент 1992 года по МПК F01D21/00 

H3o6peteHMe относится к машиностроению, а именно к турбостроению, и может быть использовано при изготовлениитурбомашин..

Известно устройство для выключения турбомашины, содержащее датчик реле осевого сдвига ротора и исполнительное устройство, отключающее турбомашину при недопустимом износе или выплавлении упорных подшипников турбины.

Однако это техническое; решение не предусматривает автоматическое регулирование величины осевого усилия ротора, действующего на упорный подшипник при работе турбины на различных режимах, что снижает надежность работы упорного подшипника и турбоагрегата в целом.

Наиболее близким техническим реш нием к предлагаемому является устр(йство для выключения турбомашины, содержащее ротор с диском, индуктивный датчик с обмотками, охватывающий край диска, и электрическое, реле осевого сдвига ротора, регистрирующее осевое положение ротора и отключающее турбомашину при недопустимом износе или резком,изменении величины и знака осевого усилия.

Недостатком известного устройства является отсутствие автоматического регулирования величины осевого усилия ротора турбомашины, действующего на упорный подшипник. Это снижает надежность работы турбомашины.

Цель изобретения - повышение надежности турбомашины путем,автоматического регулирования величины осевого усилия ротора.

Указанная цель достигается в устройстве для регулирования осевого усилия ротора турбомашины, содержащем ротор с диском и индуктивный датчик с первичной, первой и второй вторичными обмотками, охватывающий край диска, ротор снабжен регулирующим органом, включающим первый и второй кольцевые электромагниты, размещенные в корпусе турбомашины и установленные с двух сторон диска симметрично относительно ротора, -выпрямители, силовой блок, источник питания и две цепи управления силового блока, в каждой из которых последовательно соединены усилитель, формирователь импульсов и компаратор. Электромагниты подключены к , источнику питания через выпрямители и силовой блок, а вторичная обмотка индуктивного датчика через цепи управления, силовой блок и В1р1прямители соединена с электромагнитами, при этом первая вторичная обмотка подключена к второму электромагнитному, а вторая - к первому электромагниту.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для регулирования

осевого усилия ротора турбомашины.

Устройство содержит ротор 1 турбомашины с диском 2 и индуктивный датчик 3, который oxBatbiBaeT край диска 2 и имеет первичную обмотку 4, а также первую 5 и

0 вторую 6 вторичнью обмотки, Ротор 1 снабжен регулирующим органом, включающим первый 7 и второй 8 электромагниты, размещенные в корпусе 9 турбомашины и установленные с двух сторон диска 2

5 симметрично относительно ротора 1, силовой блок 10, смонтированный на тиристорах, выпрямители 11, источник 12 питания переменного тока и две цепи 13 управления силового блока 10, в каждой из которых последовательно соединены усилитель 14, формирователь 15 импульсов и компарптор 16. Электромагниты 7 и 8 подключены к источнику 12 питания через выпрямители 11 и силовой блок 10.

5Вторичные обмотки 5 и 6 индуктивного

датчика 3 через цепи 13 управления, силовой блок 10 и выпрямители 11 соединень с электромагнитами 7 и. 8. При этом первая вторичная обмотка 5 индуктивного датчика

0 3 подключена к второму электромагниту 8, а вторая, вторичная обмотка 6 - к первому электромагниту 7.

Устройство работает сл.едующим образом.

5 В исходном положении при работе турбомашины ротор 1 одинаково удалён от сердечников первой 5 и второй 6 вторичных обмоток индукти вного датчика 3. На его первичную обмотку 4 подают переменное

0 напряжение, а на компараторы 16 цепей 13 управления - опорный сигнал от внешнего устройства в виде определенного по величине напряжения (не показан). Синусоидальные напряжения, индуцируемые во

5 вторичных обмотках 5 и 6, равны между со бой по величине и поступают параллельно в цепи 13 управления, где усиливаются в усилителях 14, после чего преобразуются в прямоугольную форму в формирователях 15

0 импульсов.. Сформированные указанным образом импульсы напряжения поступают на вход компараторов 16, где происходит сравнение с опорным сигналом. В исходном положении величина импульсов тока на входе в компараторы 16 меньше опорного сигнала, силовой блок выключен и электрический ток на электромагниты 7 и 8 от источника 12 питания не поступает. Диск 2 с ротором 1 не меняет своего первоначального положения.

При смещении ротора 1 с диском 2 турбомашины, например, вправо напряже ние, индуцируемое во второй вторичной обмотке 6 индуктивного датчика 3, увеличивается и после усилителя 14 и формирователя 15 импульсов поступает в компаратор 16. Величина этого напряжения превышает величину опорного сигнала компаратора 16, что обеспечивает включение силового блока 10 и подачу питания через выпрямители 11 на первый электромагнит 7 регулирующего органа.

Под действием создаваемой первым электромагнитом 7 электромагнитной силы ротор 1 СДИСКОМ2 турбомашин11| перемещается в исходное положение. В резул1 тате напряжение во второй вторичной обмотке 6 индуктивного датчика 3 после усилителя 14 и формирователя 15 импульсоа и компаратора 16 становится меньше величины рпорного сигнала. Силовой блок 10 отключает питание первого электромагнита 7, и перемещение ротора 1 с диском 2 турбомашины прекращается.

При смещении ротора 1 турбомашины во время работы влево устройство действует аналогично.

Таким образом, при изменении действующей на potop 1 турбомашины осевой силы в электромагнитах 7 или 8 (в зависимо; сти от направления усилия) возникает электромагнитная сила, компенсирующая изменение осевого усилия на рсгор 1 турбомашины. Это позволяет автоматически гюддерживать нагрузку на упорный подшипник на заданном уровне при изменении режимов работы турбомашины.

Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в том, что Ё известном устройстве отклонение турбомашины происхо 1ит только при недопустимом износе или резком изменении величины и знака осевого усилия. Это происхо/ ит при срабатывании электрического реле осевого сдвига ротора.

Предлагаемое устройство имеет регулирующий орган, включающий первый и BTQрой кольцевые электромагниты, размещенные в корпусе и установленные с двух сторон диска симметрично относительно ротора, силовой блок, выпрямители, источ-.

ник питания и две цепи управления силового блока, в каждой из -которых последовательно соединены усилитель, формирователь импульсов и компаратор. Электромагниты подключены к источнику

питания через выпрямители и силовой блок, а вторичная обмотка индуктивного датчика через цепи управления, силовой блок и выпрямители соединена с электромагнитами. При этом первая вторичная обмотка подключена к второму электромагниту, а вторая - к первому электромагниту. Благодаря автоматическому регулированию величины осевого усилия ротора обеспечивается повышение надежности турбомашины.

Формула изобретения Устройство для регулирования осевого усилия ротора турбомашины, имеющей ротор с диском, содержащее индуктивный дйтчик с первичной и первой и вторрй вторичными обмотками, охватывающий край диска, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности устройства для регулирования осевого усилия ротора

турбомашины, ротор которой имеет регулирующу1й орган, включающий первый и второй кольцевые электромагниты, размещенные в корпусе и установленные с двух сторон диска симметрично относительно ротора, оно дополнительно содержит силовой блок, выпрямители, источник питания и две цепи управления силового блока, выполненные каждая в виде последовательно соединенных усилителя, формирователя

импульсов и компаратора, первый и второй электромагниты подключены к источнику питания через выпрямители и силовой блок, а первая и вторая вторичные обмотки индуктивного датчика через цепи управления, силовой блок и выпрямители подключены соответственно к второму и первому электромагнитам.

Изобретение относится к турбиностро- ению и позволяет повысить надежность в работе. При смещении ротора 1 с диском 2 напряжение, индуцируемое в одной из вторичных обмоток 4 и 5 индуктивного датчика 3, увеличивается, что приводит к созданию в одном из электромагнитов 7 или 8 электромагнитной силы, под действием которой ротор 1 с диском 2 перемещается в исходное положение. Сигналы с дат^^ика 3 воздействуют на электромагниты 7 или 8 через усилители 14, формирователи 15 импульсов, компаратооы 16, силовой блок 10 и выпрямитель 11. Такое выполнение устройства позволяет повысить его надежность. 1 ил.10О^СХ)VJ