Противопомпажная система турбокомпрессора Советский патент 1980 года по МПК F04D27/02 

(54) ПРОТИВОПОМПАЖНАЯ СИСТЕМА ТУРБОКОМПРЕССОРА Изобретение относится к турбокомпрессоростроению, в частности, к конструкциям противопомпажных систем. Известны противопомпажные системы турбокомпрессоров, в которых в качестве рабочей жидкости применено масло, а изодромный блок выполнен в виде задемпфированного дросселем поршня l. Однйко малые зазоры снижают надежность работы системы, так как при попадании груза в зазор между поршнем и бук сой происходит ёаедание поршня. Наиболее близкой к изобретению по технической сущнсхти и достигаемому эффекту является противопомпажная система турбокомпрессора, содержащая блок пропорциональности с расположенными в нем основным соплом и плоской пружиной и изодромый .блок с двумя полостями, разделенными гидроуплотнительным поршнемЩ Однако при применении в-этой системе в качестве рабочей жидкости воды снижается точность регулирования и надежность работы. Цель изобретения - повышение точности и эксплуатационной надежности. Это дост11гается тем, что противопсж - пажная система дополнительно содер кит блок постоянного давления воздуха в виде редуктора, дросселей и двух соосно расположенных сопёл, соединенный с полостями изодромного блока, и две заслонки, закрепленные на плоской пруж1ше и установленные соответственно между соосно расположенными соплами и перед основным соплом, причем пружина закреплена консольно. На чертеже представлена пр1шципиальгная схема противопомпажной системы. Система состоит из блока 1 пропорциональности, внутри которого помещена мембрана 2, соединенная- с импульсным сильфоном 3, уплотнительным сильфоном 4 и плоской пружиной 5, на которой расположены заслонка 6, регулирующая открытие воздушных сопел 7 и 8 и заслонка 9, регулирующая открытие основного сопла 1О, изодрсв 1ного блока 11 и расположенного в нем гидроуппотненного поршня 12, соед1шенного со штоком 13,к концу которого подвешены грузы 14.С штоком 13 соединен также 15, к которому жестко прикреплен кулачок 16, вращающийся вокруг оси 17. Надпоршневая полость 18 и подпоршневая полость 19 иаодромного блока соединены с блоком постоянного давления, в который входят сопла 7 и 8, а также дроссели 20 и 21, соединенные с воздушным редук тором 22, на вход которого подается воздух из заводской сети. Мембрана 2 подключена к расходомерному устройств у 23 через делитель перепада, состоящий из шайбы 24 и регулировочного дросселя 25. Внутренняя полость сильфона 3 соединена с линией нагнетания компрессора, а внутренняя полость блока пропорциональности сообщается с атмосферой через окно 26. Система работает следующим образом. При нормальной безпомпажной работе компрессора сила, создаваемая перепадом давлений на мш 4брану 2, больше создавав мой давление воздуха в сильфон 3, вследствие чего сопло 1О и 8 полностью открыты, выпускной клапан закрыт, поршень 12 находится в верхнем положении. При наступлении помпажа сила, создаваемая давлением на сильфон 3, становится : больше силы, создаваемой перепадом дав-i лений на мембрану, вследствие чего заслонки 6 и 9 пер ъсещаются вправо и прик рывают сопла 8 и 10, что приводит к быстрому частичному открытию выпускного клапана « перемещению поршня 12 вниз. Открытие выпускного воздушного клапана переводит режим работы компрессора в устойчивую область. При перемелцении поршня 12 вниз кулачок 16 поворачивается по часовой стрелке и производит перемещение сопла 1О влево, что приводит к его прикрытию и дополнителен ному открытию воз шного клапана, вследствие ч&го расход воздуха через компрессор будет возрастать, а давление падать. Это вызывает перемещение заслонок 6 и 9 влево, а следовательно, будет увеличиваться давление в полости 19 и снижаться давление в полости 18 до тех пор пока не наступит равновесие состояния поршня 12, для которого справедливо уравнение - площадь поршня 12:, Р - давление над nopumeNf; Р - давление под поршнем; Gf.p - вес подвижных частей (грузов, поршня со штоком, рычага) (р.р ..5IE. (, Р Из уравнения (2) следует, что равновесное положение поршня 12 (а значит и всей системы) может быть лишь при постоянной разности ( -РЙ). так как Grpconst MF -const-Так как величины давлений 1 и Р однозначно зачисят от относительного положения заслонки 6 и сопл 7 и 8, то равновесное положение системы может быть только при одном положении заслонок 6 и 9, а значит, и определенном соотношении расхода воздуха через KCQvinpeccop и давления в линии его нагнетания, характеризующем границу помпажа компрессора. После устранения помпажа заслонки 6 и 9 медленно перемещаются влево, что приводит к закрытию выпускного клапана. Изменение времени изодрома осуществляется изменением проходных сечений дрссс лей 20 и 21, а также изменением ройки редуктора 22.. Ланная пpoтивoп яvIпaжнaя система позволяет изменять время перемш1ения поршня изодрсмного блока в широких пределах (от 3 до 2О мин), а также имеет повышенную эксплуатационную надежность и точность работы иэ-за отсутствия залотниковых пар с малым радиальным зазором. Формула изобретения Противопсмпажная спст&ла турбокомпрессора, содержащая бпок пропорциональч ности с расположенным.и, в нем основным соппам и плоской пружшюй и изодромны блок с двумя полостом, разделенными гидроуплотненным поршнем, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности и эксплуатационной надежности, она дополнительно содержит блох постоянного давления воздуха в виде редуктора, дросселей и двух соосно расположенных сопел, соединенный с полос тями изодрОмного блока, и две заслонки, закрепленные на плоской пружине и установленные соответственно между соосно

расположенными соплами и перед основным роплом, прячем пружина закреплена консольно..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Турбокомпрессоростроенив. Под ред. Елисеева В, А, Л., Машиностроение, 1970, с. 321, рис. 1.

2. Турбокомпрессоростроение. Поя ред. Елисеева В. А. Л., Машиностроение, 19 7О, с. 334, рис. 7,

I

lliJkaeuBatii№ ifnnfe fHt

9