УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТУРБОКОМПРЕССОРА ОТ ПОМПАЖА

Известно устройство для защиты турбокомпрессоров от помпажа, содержащее дифференциальный измерительный механизм, электромеханическое реле и соленоидный клапан. Развивая малые перестановочные усилия, оно воздействует на систему регулирования турбокомпрессора через электрическое исполнительное устройство, причем блокировка срабатывания его также электрическая, а взводится устройство вручную.

В описываемом устройстве для защиты турбокомпрессора от помпажа измерительный механизм и исполнительное реле выполнены в одном узле с единым энергоносителем. Устройство более надежно в работе и конструкция его значительно проще. Особенность устройства заключается в том, что в полости, подключенной непосредственно к линии нагнетания, установлены закрепленные на штоке запорные элементы клапанов, перекрывающие седла, обращенные в противоположные стороны. Седла разобщены дополнительной мембраной, образующей в корпусе полости исполнительного реле, и подключены соответственно к линии нагнетания и к атмосфере.

На чертеже схематически изображено устройство для защиты турбокомпрессора от помпажа.

В наборном корпусе 1 устройства смонтированы элементы измерительного механизма и исполнительного реле, образующие полости 2, 3, 4 и 5. Полость 3 состоит из двух частей, объединенных каналом 6. В корпусе установлены мембраны 7 измерительного механизма, дополнительная мембрана 8, рабочие мембраны 9 и 10.

Все мембраны жестко скреплены с подпружиненным штоком 11, передающим перестановочный импульс. На штоке 11 установлены запорные элементы 12 и 13 клапанов, перекрывающие обращенные в противоположные стороны седла 14 и 15.

Полость 4 подключена через трубопровод 16 к линии нагнетания турбокомпрессора, а полость 2 - к линии нагнетания через дроссель 17.

Полость 5 сообщается через отверстие 18 с атмосферой.

В нижней части корпуса установлен регулировочный винт 19.

Во взведенном положении при постоянстве давления на стороне нагнетания турбокомпрессора равнодействующая сил давления на мембраны равна нулю. При этом запорный элемент 13 прижат к седлу 15 усилием предварительного натяга пружины 20, а запорный элемент 12 и седло 14 разобщены. Полости 3 и 4 сообщены между собой и подключены непосредственно к линии нагнетания. Устройство работает следующим образом.

Импульсное воздействие формируется в дифференциальном измерительном механизме, образованном полостью 2 с объемом V и полостью 3, разделенными мембраной 7 и дросселем 17. Текущее значение давления в полости 3 равно давлению в линии нагнетания турбокомпрессора, в то время как изменение давления в полости 2 из-за наличия дросселя 17 отстает от изменения давления за компрессором.

Резкое падение давления за компрессором в момент начала помпажа приводит к появлению на штоке 11 усилия, направленного сверху вниз и, обусловленного разностью давлений в полостях 2 и 3.

Когда это усилие превысит предварительный натяг пружины 20, срабатывает исполнительное реле, образованное двумя запорными элементами 12 и 13 клапанов и полостями 4 и 5, разделенными дополнительной мембраной 8. Реле работает в совокупности с полостями 2 и 3 измерительного механизма.

Как только запорный элемент 13 под импульсным воздействием отойдет от седла 15, а запорный элемент 12 начнет перекрывать седло 14, давление в полости 3 становится ниже первоначального значения, так как через отверстие в седле 15 и отверстие 18 полость 3 начинает сообщаться с атмосферой.

При этом усилие на шток 11 в направлении сверху вниз возрастает и исполнительное реле работает как усилительное звено с положительной обратной связью. Шток 11 перемещается из крайнего верхнего положения в крайнее нижнее и фиксируется.

На резкое увеличение давления устройство не реагирует.

Ложные срабатывания устройства устраняются настройкой дросселя 17 и предварительным поджатием пружины 20 винтом 19. Из положения срабатывания устройство переходит автоматически в исходное, когда усилие пружины 20 преодолеет силу давления в полости.