Устройство для моделирования компрессора двойного действия Советский патент 1980 года по МПК G06G7/48 

1

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и может быть использовано при проектировании и эксплуатации компрессорных машин в геологоразведочной, горной, химической и строительной отраслях народного хо зяйства.

Известно устройство для моделирования компрессора, содержащее источники переменного тока, диодные вентили, моделирующие клапаны компрессора, управляемые емкости, моделирующие емкость цилиндра в рабочих состояниях Однако это устройство неточно отображает процессы, происходящие в цилиндре.

Наиболее близким техническим реще- нием к изобретению является устройство, содержащее модели цилиндров и клапанов первой и второй ступеней сжатия в режимах нагнетания и всасывания 2J. Однако это устройство имеет невысокую точность моделирования исследуемь1х физических процессов.

Цель изобретения - повыи ениз точности процесса.

Указанная цель достигается тем, что в предложенное устройство введены модели трубопроводов первой и второй ступеней сжатия и модель промежуточного холодильника, выход которой соединен со входами моделей цилиндров второй ступени сжатия в режимах нагнетания и всасывания. Выходы моделей цилиндров через модели клапанов второй ступени сжатия в режимах нагнетания и всасываний, соответственно, соединены со входами модели трубопровода второй ступени сжатия, выход которой является выходом устройства. Вход устройства соединен с моделями цилиндров первой ступени сжатия в режимах нагнетания и всасывания, выходы которых через модели клапанов первой ступени сжатия в режимах нагнетания и всасывания, соответственно, соединены со входами модели трубопровода первой ступени сжатия, выход кото- рой подключен ко входу модели промежуточного холодильника. Модели цилиндров первой и второй ступеней сжатия в режимах нагаетания и всасывания содержат сумматор, первый вход которого подключен ко входу модели, второй вход к выходу инвертора, а выход соединен со входом первого интегратора. Выход первого интегратора через второй интегратор соединен с первым выходом модели и входом инвертора, выход которого через масштабный блок соединен со вторым выходом модели. Модели клапанов первой и второй ступеней сжатия в режиме нагнетания содержит сумматор, выход которого сое динен с выходом модели, а входы через соответствующие встречно включенные выпрямительные диоды подключены ко входам модели. Модели клапанов первой и второй ступеней сжатия в режиме всасывания содержат сумматор, выход которого через инвертор соединен с выходом модели, а входы через соответствующие встречно включенные выпрямительные диоды подключены ко входам модели. Модели трубопроводов первой и второй ступеней сжатия содержат сумматор входы которого подключены ко входам модели, а выход через двухсторонний диодно-резистивный ограничитель соединен с выходом модели. Модель промежуточного холодильника содержит блок задания температуры вне ней среды, выход котрого соединен с од ним входом блока моделирования механи ческой системы холодильника, второй вход которого подключен ко входу модели, а выход соединен с выходом модели Блок моделирования механической си темьн холодильника содержит сумматор, входы которого являются входами блок моделирования механической системы хо лодильника, а выход сумматора через инвертор соединен с выходом блока моделирования механической системы холо Пильника. На чертеже показана электрическая схема предложенного устройства для мо делирования компрессора двойного дейст вия. Устройство содержит модель 1 цилин ра и модель 2 клапанов первой ступени сжатия в режиь1е нагнетания, модель 3 трубопровода первой ступени сжатия, мо двпь 4 цплипцрп и модель- П кллпапов 34 первой стуш.ли сжптня в южиме чспсыВйния,. модель в про.1ежуточно1 о холодильника, модель 7 цилиндра и модель и клапанов второй ступени сжатия в режиме нагнетания, модель 9 трубопровода второй ступени сжатия, модель 10 цилиндра и модель 11 клапанов второй ступени сжатия в режиме всасывания. Модель 6 промежуточного холодильника состоит из блока 12 задания температуры внешней среды и блока 13 моделирования механической системы холодильника. Модели 1, 4, 7 и 10 цилиндров первой и второй ступеней сжатия в режимах мах нагнетания и всасывания включают в себя сумматор 14, инвертор 15, Первый интегратор 16, второй интегратор 17 и масштабный блок 18.. Модели 2 и 8 клапанов первой и второй ступеней сжатия в режиме нагнетания содержат сумматор 19 и выпрямительные диоды 2О и 21. Модели 5 и 11 клапанов первой и второй ступеней сжатия в режиме всасывания состоят из сумматора 22, инвертора 23 и выпрямительных диодов 24 и 25. Модели 3 и 9 трубопроводов первой и второй ступеней сжатия содерн ат сумматор 26 и двухсторонний диодно-резистивный ограничитель 27. Блок 13 моделирования механической системы холодильника включает в себя сумматор 28 и инвертор 29. Устройство работает следующим образом. После включения напряжения питания и выдержки временТи для установления стационарного режима работы на входы моделей 1 и 4 устройства подается постоянное напряжение, моделирующее атмосферное давление It (Рд j . С выходов моделей 1 и 4 сигналы, соответствующие давлению сжатого воздуха в режимах нагнетания и всасывания, поступают на входы моделей 2 и 5 клапанов первой ступени сжатия в режимах нагнетания и всасывания. Сигналы с выходов моделей 2 и 5 клапанов поступают на входы модели 3 трубопровода пзрвой ступени сжатия. Сигнал с выхода модели 3 трубопровода передается на вход модели б промежуточного холодильника, а именно на один из входов блока 13 моделирования механической системы холо- аильника. На другой вход этого блока параллельно с моделируемым сигналом первой ступени сжатия подается напряже- 57 иие с выко.аа блока 12 зада}1ия Te iiepa туры внешней среды, С вых.ода модели 6 промежуточного холощшьянка сигнал, соответствующий давлению сжатог о воздуха на выходе модели 3, охлажденного до заданной температуры в холод1шьни ке, поступает на вход моделей 7 и 10 цилиндров второй ступени сжатия в режимах нагнетания и всасывания. С выходов этих моделей сигналы, соответствую щие давлению сжатого воздуха в режимах нагнетания и всасывания второй ступени, поступают на входы моделей 8 и 11 клапанов второй ступени сжатия в режимах нагнетания и всасыва- НИН. С выходов моделей 8 и 11 сигналы поступают на два входа модели 9 трубопровода второй ступени сжатия, на выхо де которой вырабатывается напряжение У (PIT) Моделирующее давление, получаемое на выходе компрессора двойного действия. Технико-экономический эффект от использования предложенного устройства обусловлен более прогрессивной реализа цией выбора оптимальных параметров компрессорного комплекса, при этом энергопотери процесса получения сжатого воздуха уменьшаются на 8 - 10% по сравнению с энергопотерями в известных устройствах. Годовой экономический эффект от внед рения устройства для моделирования компрессорных хозяйств по одной геолого разведочной экспедиции составит 10 тыс. руб. Формула изобретения 1. Устройство для моделирования компрессора двойного действия, содержащее модели цилиндров и клапанов первой и второй ступеней сжатия в режимах нагнетания и всасывания, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит модели трубопроводов первой и второй ступеней сжатия и модель промежуточного холодильника, выход которой соединен со входами моде лей цилиндров второй ступени сжатия в режимах нагнетания и всасывания, выходы которых через модели клапанов второй ступени сжатия в режимах нагнетания и всасывания, соответственно, соединены со входами модели трубопровода второй ступени сжатия, выход которой яв является выходом устройства, вход кото- 336 рого сооцикен с г юделями цилиндров пэ; вой ступени сжатия в режимах нагиетсшшя и всасывания, выкоаы кото1)ых через модели клапанов первой ступени сжатия в режимах нагнетания и всасывания, соответственно, соеди11ены со входами модели трубопровода первой ступени сжатия, выход которой гоещшен со входами мо дели промежуточного холодильника. 2.УстройстЕо по п. 1, отличающееся тем, что в нем модели цилиндров первой и второй ступеней сжатия в режимах нагнетания и всасывания содержат сумматор, первый вход которого подключен ко входу модели, второй вход подключен к выходу инвертора, а-выход соединен со входом первого интегратора, выход которого через второй интегратор соединен с первым выходом модели и входом инвертора, выход которого через масштабный блок соединен со вторым выходом модели. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем модели клапанов первой и второй ступеней сжатия в режиме нагнетания содержат сумматор, выход которого соединен с выходом модели, а его входы через соеотвётствующие встречно включенные выпрямительные диоды подключены ко входам модели. 4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем модели клапанов первой и второй ступеней сжатия в режиме всасывания содержат сумматор, выход которого через инвертор соединен с выходом модели, а его входы через соответствующие встречно вютюченные выпрямительные диоды подключены во входам модели. 5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем модели трубопроводов первой и второй ступеней сжатия содержат сумматор, входы которого подключены ко входам модели, а его выход через двухсторонний диодно- резистчвный ограничитель соединен с выходом модели. 6.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в нем модель промежуточного холодильника содержггг блок задания температуры внешней среды, выход которого соединен с одним входом блока моделирования механической системы холодильника, второй вход которого подключен ко входу модели, а выход соединен с выходом модели. 7, 7 7. Устройство по пп. 1 и 6, о т ли чающееся тем, что блок моделирования механической системы холодильника содержит сумматор: входы которого являются входами блока моделирования механической системы холодильника, а выход сумматора через инвертор соединен с выходом блока моделирования механической системы холодильника. 338 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 321826, кл. G 06 G-7/48, 1970. 2.Аронзон Н. 3. и др. Применение электрического моделирования для расчета компрессорных-станций. М., Недра 1969, с. 115, рис. 33 (прототип).