Изодромный регулятор расхода газа Советский патент 1978 года по МПК G05D7/03 F01D17/26 

(54) ИЗОДРОМНЫЙ РЕГУЛЯТОР РАСХОДА ГАЗА

1

Изобретение относится к области турбокомпрессоростроения, в частности к конструкциям регуляторов постоянного расхода (так называемых регуляторов количества), входящих в состав системы автоматического регулирования турбокомпрессора и обеспечивающих постоянный расход газа через компрессор.

Известен изодромный регулятор, содержащий измеритель регулируемого параметра, связанный с управляющим элементом непосредственно и через изодром ное устройство ,

Недостатками указанного регулятора являются заниженная точность, малая надежность из-за сложности конструкции и невозможность плавно менять постоянную времени изодрома.

Целью изобретения является повышение надежности и упрощение конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что изодромное устройство выполнено в виде цилиндра, в котором расположен гидроуплотненный поршень с образованием двух, полостей, одна из которых соединена с входом, а другая через дроссель, регулирующий время изодромного устройства, - с выходом измерителя регулируе- . мого параметра.

На чертеже схематично изображен

изодромный регулятор расхода газа.

Регулятор содержит измеритель 1 регулируемого параметра, управляющий элемент и изодромное устройство. Управляющий элемент состоит из сопла 2 и мембраны 3, помещенной в корпус 4. Сопло соединено с пружиной 5 возврата, мембрана - с пружиной 6, натяг которой регулируется винтом 7. Жесткий центр мембраны соединен с сильфоном 8, отделяющим воздушную полость А от сливной полости Б.

Иаодромное устройство выполнено, в виде цилиндра 9, в котором расположен

гидроуплотненный; поршень 10с образованием полостей В и Г. Шток 11, который перемещается внутри приваренной к цилиндру 9 трубы 12 и к которому подвешены грузы 13, соединен рычагом

14 с кулачком 15, врашаюшимся вокруг

оси и посредством перемещения: сопла 2 воздействующим на импульсную линию 6, управляющую открыванием паровых клапанов турбины. Труба 12 служит одновременно для подвода воздуха из линии 17 до измерителя 1 регулируемого параметра в полость Г. Полости В соединена с линией 18 после измерителя 1 через дроссель 19.

Внутренняя полость цилиндра 9 заполнена гидроуплотняющей жидкостью (вода или масло), уровень которой ниже верхней части трубы 12 на 4О-50 мм.

На чертеже псжазаны также линия 20 подачи воздуха из атмосферы на вхор измерителя 1 и линия 21 подачи воздуха на всасывание компрессора.

Регулятор работает следующим образом.

При увеличении расхода воздуха через компрессор выше заданного перепад давления на измерителе 1 увеличивается, вследствие чего мембрана 3, преодолевая силу пружины 6, перемещается вправо и увеличивает слив рабочей жидкости (воды) из сопла 2, соединенного с импульсной линией 16. Это ведет к прикрытию паровых клапанов, снижению скорости вращения приводной турбины и прекращению возрастания расхода воздуха через компрессор. Таким способом осуществляется пропорциональное воздействие регулятора на систему автоматического регулирования.

Одновременно при увеличении перепада давления на измерителе 1 выше заданного увеличивается перепад давления, действующий на порщень 10, в результате чего сила, действующая на порщень снизу, превьтщае т силу тяжести подвижных частей (вес грузов 13, поршня 10 со щтоком 11) и он начинает перемещаться |t§epx, поворачивая рычаг 14 с кулачком 16 по часовой стрелке. Это приводит к перемещению сопли 2 .под действием пружины 5 влево и дополнительному увеличению слива рабочей жидкости из импульсной линии 16, тем самым дополнительно уменьшается расход воздуха через компрессор до заданной постояннойвеличины.

Уравнение равновесия поршня имеет следующий вид:

(1)

Чр

(2)

или

где Др - перепад на расходомерном устройстве.

- вес подвижных частей астатической части регулятора; Р - площадь поршня.

Так как Q и , - постоянные величины, то и перепад (см, уравнение 2), а значит, и расход воздуха через комппрессор на устлан овившемся режиме будет постоянным.

Так как чувствительный элемент (мембрана 3) пропорционального устройства непосредственно изменяет слив из импульсной линии управления сервомотором турбокомпрессора, то быстродействие пропорциональной части предлагаемого регулятора расхода выше быстродействия пропорциональной части регулятора количества, принятого за прототип.

При уменьшении расхода воздуха через компрессор ниже заданного перепад давления на измерителе 1 уменьшается, мембранаЗ перемещается влево и уменьшает слив воды из импульсной линии 16 что ведет к открыванию паровых клапанов, увеличению оборотов турбины и прекращению уменьшения расхода воздуха через компрессор.

При снижении перепада давления на расходомерном устройстве меняется перепад давления между полостями В и Г, :в результате чего сила, действующая на: поршень 10 снизу, становится меньше веса поршня и он начинает перемещаться вниз, поворачивая рычаг 14 с кулачком 15 против часовой стрелки. При этом кулачок перемещает сопло 2 вправо .что ведет к дотюл ни тельному уменьшению слива рабочей жидкости из импульсной линии и дополнительному увеличению расхода воздуха через компрессор до заг данной постоянной величины, по достижении которой поршень 10 останавливается Время изодрома предлагаемого регулятора расхода увеличивается с прикрыванием дросселя 19 и наоборот. Поскольку полость В тупиковая, то время изодрома можно менять при помощи дросселя в широких, практически неограниченных пределах.

Предлагаемый регулятор позволяет обеспечивать высокую точность поддержания расхода воздуха через кок прессор, так как измеритель 1 регулируемого параметра объединен с изодромным устройством и управляющим элементом, вследствие чего перепад с измерителя подается непосредственно на поршень с гидроуплотнением, Эффективная площадь поршня 10 не зависит от его положения, Д качества элемента сравнения приме