Гидравлический привод клапанаТуРбОМАшиНы Советский патент 1981 года по МПК F01D17/26 F15B9/06 

1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в качестве средства управления запорно-регулирующими органами турбомашины.

Известны гидравлические приводы клапанов турбомашины, содержащие сервомотор с узлом обратной связи и поршнем и струйный усилитель, подключенный к линии питания, к управляющему узлу и к сервомотору 1. Струйный усилитель передает управляющее воздействие на поршень сервомотора, перемещенный регулирующий орган турбомашины. Такие приводы имеют, как правило, низкий коэффициент полезного действия и ограниченную выходную мощность.

Известен также гидравлический привод клапана турбомашины, содержащий сервомотор с узлом обратной связи и поршнем, нагруженным пружиной, и струйный усилитель, подключенный к линии питания, к управляющему узлу и к прямому тангенциальному каналу вихревого элемента, радиальный канал которого соединен с полостью под поршнем сервомотора 2. Указанный гидравлический привод является ближайшим к данному по технической сущности и достигаемому результату.

Недостатком известного привода следует

считать пониженную экономичность и надежность.

Цель изобретения - повышение экономичности и надел ности привода. 5 Для этого вихревой элемент дополнительно снабжен обратным тангенциальным каналом, который подключен к полости под поршнем сервомотора. Для обеспечения возможности регулирования скорости 10 закрытия клапана вихревой элемент дополпительно снабжен настроечным тангенциальным каналом, включенным параллельно обратному тангенциальному каналу.

На чертеже показана схема гидравличе15 ского привода клапана турбомашины.

Привод содержит сервомотор 1 с узлом

2 обратной связи, подключенным к линии 3

питания через постоянный дроссель 4, и

поршнем 5, нагруженным пружиной 6 и со20 единенным с клапаном 7.

Полость 8 под поршнем 5 соединена линией связи 9 с радиальным каналом 10 вихревого элемента И, обратный тангенциальный канал 12 и настроечный тангенциальный канал 13 которого также подключены к полости 8. Выходной канал 14 вихревого элемента И соединен со сливом, а прямой тангенциальный канал 15 - с приемным каналом 16 струйного усилителя 17.

Сопло 18 питания струйного усилителя 17 подключеио к линии 3 нитания, а сопло 19 управления связано с усилителем 20 управляющего узла 21.

Гидравлический привод работает следующим образом. При равенстве импульсного сигнала от управляющего узла 21 и сигнала от узла 2 обратной связи но положению норщня 5 сервомотора 1 давление на выходе усилителя 20 имеет определенную величину. Это давление организует струю управления, вытекающую из сопла 19 управления струйного усилителя 17, которая отклоняет на некоторый угол струю питання, вытекающую из сопла 18 питания этого усилителя. В результате отклонения струи питания от своей оси в приемном канале 16 струйного усилителя 17 устанавливается определенное давление. Под действием этого давления через прямой тангенциальный канал 15 вихревого элемента 11 протекает расход жидкости, создающий вращательное движение потока в камере элемента. Вследствие действия центробежных сил на перифе,рии камеры создается давление, которое через радиальный канал 10 и линию связи 9 воздействует на порщень 5 сервомотора, удерживая его в заданном ноложении. При этом управляющий поток жидкости сливается из камеры через выходной канал 14.

При увеличении, например, импульсного сигнала, подаваемого от управляющего узла 21, выходное давление усилителя 20 падает до нуля, управляющая струя струйного усилителя 17 исчезает и струя питания полностью попадает в приемный канал 16 струйного усилителя 17, создавая тем самым максимальный сигнал управления в прямом тангенциальном канале 15 вихревого элемента И. Вращение жидкости вследствие увеличившегося расхода управления возрастает, в результате чего давление на нериферии камеры, а следовательно, и под порщнем 5 сервомотора 1 также возрастает. Порщень 5 под действием разности усилий, действующих на него со стороны давления жидкости и пружины 6, начинает подниматься, и часть расхода унравления вихревого элемента поступает по линии связи 9 в полость 8 под порщнем сервомотора. Одновременно увеличивается давление обратной связи вследствие увеличения сопротивления узла 2 обратной связи при движении порщня 5 вверх.

порщня 5 будет продолжаться до тех пор, пока не выравняются сигнал обратной связи и импульсный сигнал.

При уменьщении импульсного сигнала до нуля выходное давление усилителя 20 возрастает до максимума, в результате чего струя питания струйного усилителя 17 отклонится настолько, что в приемное сопло она не попадает. Вследствие этого прекратится расход управления в прямом тангенциальном канале 15 вихревого элемента 11, давление на нериферии и в полости 8 сервомотора унадет до нуля и порщень 5 под действием пружины пойдет вниз. Вытесняемая из полости сервомотора жидкость будет проходить через радиальный канал 10 и выходной канал 14 вихревого элемента 11 на слив. Поскольку сопротивление вихревого элемента 11 по тракту радиальный канал 10- выходной канал 14 очень мало, то закрытие кланана 7 паровой турбины происходит быстро. Подъем же порщня 5 сервомотора и открытие клапана осуществляются расходом управления, поступающим в вихревой элемент 11 через прямой тангенциальный канал 15. При этом расход управления может быть выбран таким, чтобы обеспечить заданное время подъема норщня сервомотора.

При необходимости изменения времени перестановки порщня 5 сервомотора в каналы 12 и 13, связывающие полость 8 сервомотора с периферийной областью вихревого элемента, могут быть включены либо постоянные дроссели, либо переменные дроссели, с помощью которых возможен подбор необходимого времени закрытия или открытия клапана турбомашины. Так как

через струйный усилитель 17 проходит только расход управления вихревого элемента 11, то его габариты и нропускаемый расход определяются необходимым временем подъема порщня сервомотора, т. е.

нропускаемый им расход в 4-5 раз меньще расхода, протекающего через вихревой элемент в момент движения порщня сервомотора вниз, т. е. в момент закрытия клапана. В рабочем режиме расход, протекающий через струйный усилитель 17 и вихревой элемент 11, определяется диодностью вихревого элемента и в 4-5 раз меньше расхода через вихревой элемент при закрытии клапана. Этим обеспечивается экономичность данного привода.

Паличие свойств диода у вихревого элемента 11 между струйным усилителем 17 и полостью 8 сервомотора 1 снимает влияние нагрузки сервомотора на характеристики

струйного усилителя 17, что значительно улучшает качество процесса управления и надежность нривода.

Формула изобретения

1. Гидравлический привод клапана турбомащины, содержащий сервомотор с узлом обратной связи и порщнем, нагруженным пружиной, и струйный усилитель, подключенный к линии питания, к управляющему узлу и к прямому тангенциальному каналу вихревого элемента, радиальный канал которого соединен с полостью под поршнем сервомотора, отличающийся

тем, что, с целью повышения экономичности и надежности привода, вихревой элемент дополнительно снабжен обратным тангенциальным каналом, который также подключен к полости под норшнем сервомотора.

2. Привод но п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования скорости закрытия клапана, вихревой элемент дополнительно снабжен

настроечным тангенциальным каналом, включенным параллельно обратному тангенциальному каналу.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 499406, кл. F 01D 17/20, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 665107, кл. F 01D 17/20, 1975.

/

Ьгг