Промежуточный усилитель системы регулирования турбины Советский патент 1978 года по МПК F01D17/26 

1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при регулировании паровых турбин, особенно теплофикационных турбин с промежуточным перегревом.

Известны промежуточные усилители сервомоторов части низкого давления системы регулирования турбины, где необходимо получение большой постоянной времени для обеспечения высокого качества регулирования давления в камере отбора, расположенной после промежуточного перегрева . Реализация большой постоянной времени в гидравлическом усилителе требует выполнения весьма . малых зазоров между цилиндром и поршнем, что приводит к снижению чувствительности.

Известен также промежуточный усилитель системы регулирования турбины, содержаш,ий цилиндр с расположенным в нем поршнем, иадпоршневое пространство которого соединено через дроссель с управляюш,ей линией, и золотник, соединенный со штоком поршня . Этот усилитель обеспечивает достаточно большую постоянную времени.

Известный усилитель близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату.

Однако он имеет ограниченную надежность и чувствительность, так как для увеличения постоянной времени необходимо уменьшать протечки из надпоршневого и

подпоршневого пространства по зазору между поршнем и цилиндром и протечки из золотниковой полости. Это приводит к необходимости уменьшения зазоров, что в свою очередь вызывает появление облитерации, нестабильность характеристик усилителя, снижение чувствительности и надежности.

Цель изобретения - повышение надежности и чувствительности при увеличении постоянной времени.

Для этого подпоршневое пространство цнлиндра II золотниковая полость соединены гидравлической линией.

На чертеже приведена схема усилителя.

В цилиндре 1 размещены жестко соединенные между собой поршень 2, шток 3 и золотник 4, управляющий окном 5 обратной связи (самовыключения) и сливным окном 6. Через подводящий дроссель 7 рабочая жидкость подводится в золотниковую полость 8, в которой расположен торец золотника 4. Полость 8 гидравлической линией 9 соединена с нодпоршневым пространством 10, образованным поверхностями

3

цилиндра 1, торца поршня 2 и штока 3. С линией 9 связан сливной дроссель И. Надноршневое пространство 12 усилителя со стороны свободного торца поршня 2 соединено через дроссель 13 с управляюш,ей гидравлической линией, образованной окном 5 на подводе рабочей жидкости и окном 14 на сливе. Окно 14 связано с регулятором 15 скорости. При помощи окна 6 промежуточный усилитель связан с линией 16, управляющей звеном 17 последу1ош,ей ступени усиления системы регулирования турбины.

Благодаря гидравлической линии 9 компеисируется разность усилий, действующих на поршень, определяемая неравенством площадей торцовых поверхностей поршня (например, для изображеиного на чертеже поршня площадь нижней его торцовой поверхности меньше площади верхней торцовой поверхности на величину площади сечеиия штока 3).

Компенсация указанной разности усилий способствует уменьшению разпости давлений по обе стороны поршня и тем самым позволяет увеличить радиальный зазор между иоршнем и цилиндром без увеличения проточек по этому зазору. В усилителе с большой постоянной времеин, определяемой большим сопротивлением дросселя 13, имеиио величипой этих протечек определяются такие показатели усилителя, как чувствительность, стабильность характеристик, возможность достижения больших постоянных времени, симметричность характеристик при движеиии поршия вверх и вниз.

Кроме того, увеличение зазора повышает надежность работы уснлителя при иаличии примесей в рабочей жидкости, а также снижает требования к точности изготовления сопрягаемых поверхностей поршня и цилиндра. Благодаря увеличению зазора появляется возможность выполнить поршень с золотником вращающимися, что повышает чувствительность из-за уменьшения силы трения и определяемой этими силами разиости давлений по обе стороны поршня.

Комненсация разности площадей торцов иоршня путем введения гидравлической линии 9 не полностью устраняет разность давлений по обе стороны поршня, так как остается еще неуравновешенной сила тяжести поршня, штока и золотника. Для уравновешивания силы тяжести диаметры штока 3 и золотника 4 выполнены несколько различными и связаны соотношением

-У ± bwгде G - осевая составляющая силы тяжести поршня, штока и золотника,

р-давлеиие в гидравлической линии 9 (за подводящим дросселем 7). Знак или «- под радикалом зависит от взаимного расположения поршня и золотника:

4

если поршень расположен выше золотника, как показано на чертеже, то под радикалом стоит знак «-, в противном случае знак «+.

Работает промежуточный усилитель следующим образом.

При изменении, например увеличении, частоты вращения ротора регулятор 15 скорости увеличивает площадь открытия окна 14, в результате чего давление в надпорщневом пространстве 12 оказывается меньщим, чем давление в иодпоршневом пространстве 10. Поршень 2 перемещается вверх, выталкивая часть жидкости из пространства 12 в слив через дроссель 13 и окно 14. Больщое сопротивление дросселя 13, например пакетного, и практически отсутствие протечек ио зазору между поршнем 2 и цилиндром 1 обеспечивают медленное движение норщня 2. Остановка порщпя в положении, соответствующем команде регулятора скорости, осуществляется окном 5 обратной связи (самовыключение). В статических положениях поршня и ввиду малого ускорения при его движении давления по обе стороны норщня практически одинаковы. Подводящий дроссель 7, выполненный в виде тангенциальных отверстий, обесиечивает вращение порщия с золотником. При помощи окна 6 усилитель через линию 16 управляет звеном 17 иоследующей ступени системы регулироваиия.

Таким образом, благодаря введенной гидравлической линии 9 между подпоршневым пространством цилиндра и золотниковой полостью достигается положительный эффект- повышение надежности и чувствительности при большой постоянной времени.

По сравнению с известными коиструкциями промел уточных усилителей аналогичного назначения чувствительность и постоянная времени данного усилителя могут быть увеличины в несколько раз.

Формула изобретения

Промежуточный усилитель системы регулирования турбины, содержащнй цилиндр с расположенным в нем поршнем, надпоршневое пространство которого соединено через дроссель с управляющей линией, и золотник, соединенный со штоком поршня, отличающийся тем, что, с целью повышения надежиости и чувствительности при увеличении постоянной времени усилителя, подпоршпевое пространство цилиндра и золотниковая полость соединены гидравлической линией.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 499407, кл. F 01D 17/20, 1974.

2.Щегляев А. В. Регулирование паровых турбин. М.-Л., ГЭИ, 1962, с. 121.

;;