Устройство управления термоциклическими испытаниями дисков турбоагрегатов на разгонных стендах

Номер патента: 1695164

Авторы: Ерохин, Котенев, Макаровский, Орлов, Рапопорт

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ СПУБЛИ 5)5 О 01 М 13/00 ьс ЪЪсюг. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(71) Самарский политехнический институт (72) И.В,Ерохин, В,И,Котенев, Л.Я.Макаровский, Д,В.Орлов и З.Я.Рапопорт(56) Авторское свидетельство СССР М 1483313, кл, 8 01 М 13/00, 1986.,(54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКИМИ ИСПЫТАНИЯМИ ДИСКО В ТУР БОАГР Е ГАТОВ НА РАЗ ГОН Н Ы Х СТЕНДАХ(57) Изобретение относится к турбонасосостроению и позволяет повысить качество испытаний дисков, Устройство дополнительно обеспечивает подсчет и индикацию числа температурных циклов нагружений ЕТЕНИЯ 1: дисков при испытаниях. По сигналу от датчика температуры через нормирующий усилитель 57, преобразователь 58 ток - напряжение при помощи формирователя импульсов, выполненного на триггере 60 Шмидта и элементах И - НЕ 61 - 63, формируются импульсы, поступающие на счетный вход счетчика 64 импульсов меньшего разряда, Состояние счетчиков 64 и 72 импульсов через дешифраторы 65 и 70 отображаются на индикаторах 66 и 71, число которых равно. выбранному числу разрядов индикации. С помощью ЯЯ-триггера 67 и двухпозиционного ключа 68 обеспечивается начальная установка счетчиков 64 и 72. Такое выполнение устройства позволяет обес- с печить повышение точности измерения и регистрации числа термоциклических нагружений дисков турбоагрегатов, 4 ил.1695164 оставитель В,Колясниковехред М.Моргентал Корректо Редактор М,Келем алии Заказ 4156 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушскаянаб., 4/5 Производственно издательский комбинат "Патент", г, Уж л.Гагарина, 10Изобретение относится к турбонасосостроению, а именно к устройствам управления и измерения параметров при термоциклических нагружениях дисков турбоагрегатов на разгонных стендах, и может быть использовано в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности, применяющих термоциклические нагружения, организованные с помощью градиентного индукционного нагрева,Цель изобретения - повышение точности измерения и регистрации числа термоциклических нагружений дисков турбоагрегатов на разгонных стендах, каждый цикл которого содержит этап подъема температуры до максимального значения, этап работы на установившейся температуре максимального значения, этап снижения температуры диска до минимального значения, этап работы на установившейся температуре минимального значения,На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг,2 - пример конкретного выполнения блока логики; на фиг,3 - структурная схема части устройства для измерения и регистрации числа термоциклических нагружений дисков; на фиг,4 - диаграммы, поясняющие принцип работы устройства на этапах изменения температуры т диска, включающих подъем температуры до максимального значения тмакс за время ту.макс, работу с установившейся максимальной температурой смаке на временном интервале ту.макс снижение температуры тдиска до минимального значения тмин за время 1 т, работу с установившейся температурой минимального значения тмин на временном интервалету.минУстройство управления термоциклическими испытаниями турбоагрегатов на разгонных стендах (фиг,1) содержит привод 1 вращения диска 2, индуктор 3, подключенный к источнику 4 питания, вход которого подключен к выходу первого блока 5 управления, первый исполнительный механизм 6, первый и второй датчики 7 и 8 температуры, первый сумматор 9, первый вход которого подключен к первому датчику 7 температуры, а второй - к первому выходу программного задатчика 10, Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные второй сумматор 11, первый ключ 12, второй блок 13 управления ивторой ключ 14, последовательно соединенные первый блок 15 формирования производной, третий сумматор 16 и блок 17 логики, последовательно соединенные третий ключ 18 и второй ис 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 полнительный механизм 19, второй блок 20 формирования производной, четвертый сумматор 21, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 22 - 26 и источник 27 постоянного напряжения, первый выход программного задатчика 10 подключен к входам второго блока 20 формирования производной и четвертого сумматора 21, выходы которых подключены к вторым входам соответственно третьего сумматора 16 и блока 17 логики, второй выход программного задатчика подключен к входу первого блока 15 формирования производной и первому входу второго сумматора 11, второй вход которого подключен к второму датчику 8 температуры, выход второго ключа 14 подключен к первому входу первого исполнительного механизма 6, выход источника 27 постоянного напряжения через седьмой и восьмой ключи 25 и 26 подключены к вторым входам первого и второго исполнительных механизмов 6 и 19 соответственно, выход первого сумматора 9 через шестой ключ 24 подключен к второму входу второго блока 13 управления, а через четвертый ключ 22 - к входу первого блока 5 управления и первому входу шестого ключа 23, выход которого подключен к первому входу первого ключа 12, выход блока 17 логики подключен к вторым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого и восьмого ключей 12, 14, 18, 22, 23, 24, 25 и 26,Блок 17 логики может быть выполнен в виде двухкратного магнитного усилителя фиг,2), содержащего первый и второй нормирующие усилители 28 и 29 соответственно канала измерения знака отклонения .температуры обода и ступицы диска, а также знака градиента бТ/бт отклонения температуры, первый и второй ограничители 30 и 31 сигнала "Сверху - снизу" соответственно канала измерения знака отклонения температуры обода и ступицы диска, а также знака ОТ/бт отклонения темпераутры, первь 1 й и второй согласующие усилители 32 и 33 соответственно канала измерения знака отклонения температуры обода и ступицы диска, а также знака градиента бТй 1 отклонения температуры, обмотки 34 и 35 управления В/упр,1 и Лупа,2 соответственно однотактных магнитных усилителей МУ 1 и МУ 2 канала измерения знака отклонения температуры обода и ступицы диска, а так- жЕ знака градиента ОТ/Ш отклонения температуры, рабочие обмотки 36 - 39 соответственно МУ 1 и МУ 2, обмотки 40, 41 смещения й/см.1, Ясм.2 соответственно МУ 1 и МУ 2, полупроводниковые диоды 42-49 соответственно МУ 1 и МУ 2, балластные5 1.0 15 20 25 30 35 40 45 50 резисторь 50 и 51 соответственно МУ 1 и МУ 2, нагруэочный резистор 52 двухтактного магнитного усилителя, регулировочные потенциометры 53 и 54 цепи смещения магнитного усилителя, вторичные обмотки 55 и 56 питающего трансформатора,Устройство управления термоциклическими испытаниями дисков турбоагрегатов на разгонных стендах дополнительно содержит третий нормирующий усилитель 57, преобразователь 58 ток - напряжение, стабилитрон 59, триггер Шмидта 60, первый, второй и третий элементы И - Н Е 61, 62 и 63, по числу разрядов индикации счетчики 64 импульсов, дешифраторы 65 и индикаторы 66, а также ВЯ-триггер 67 и двухпозиционный ключ 68 с фиксированной нулевой точкой, первый вывод которого подключен к общей шине 69, второй - к Я-входу, а третий - к В-входу ВЯ-триггера 67, прямой выход которого подключен к входам сброса счетчи ков 64 импульсов и В-входу ЙЯ-триггера 67, а инверсный - к Я-входу ВЯ-триггера 67, первый и второй выходы третьего нормирующего усилителя 57 подключены к первому и второму входам преобразователя 58 ток - напряжение, первый выход которого подключен к катоду стабилитрона 59 и входу триггера Шмидта 60, а второй - к аноду стабилитрона 59 и общей шине 69, выход триггера 60 Шмидта подключен к первому входу третьего элемента И - НЕ 63 и входу первого элемента И - НЕ 61, выход которого подключен к входу второго элемента И - НЕ 62, выход которого подключен к второму входу третьего элемента И - НЕ 63, выход которого подключен к счетному входу счетчика 64 импульсов младшего разряда, выходы счетчиков импульсов предшествующих разрядов подключены к счетным входам соответствующих счетчиков импульсов последующих разрядов, выходы счетчиков импульсовы 64 всех разрядов через дешифраторы 65 подключены к соответствующим индикаторам 66, вход третьего нормирующего усилителя 57 подключен к выходу первого или второго датчиков 7 или 8 температуры. На фиг,З показаны также дешифратор 70, индикатор 71 и счетчик 72 импульсов старшего разряда индикации,Устройство работает следующим образом. Индуктор 3 воздействует на диск 2. Приэтом электромагнитная энергия, передаваемая от индуктора 3 к диску 2, зависит от величины зазора между индуктором и диском, причем чем больше зазор, тем меньше энергия, передаваемая диску. Если индуктор 3 расположен параллельно плоскости нагреваемого диска 2, зазор между индукгором 3 и диском 2 одияков, а электрокдгнитная энерия, передаваеяч диску 2, равномерно распределена по всей плоскости диска 2. При наклоне индуктора 3 относительно плоскости диска 2 (например на фиг,1 показано сплошной линией) энеогия, передаваемая диску 2, распределяется неравномерно, причем там, где зазоо минимальный (на периферии диска-обода), энергия максимальна, а там, где зазор минимальный (ступица), энергия минимальна, Поскольку температурное поле, распределенное по диску 2, определяется мощностью нагрева диска 2, оно также неравномерное, а в рассматриваемой ситуации температура обода диска 2 выше, чем температура ступицы. Закон распределения мощности нагрева для тех зазоров которые имеют место в реальной ситуации, представляет собой линейную функцию зазора, При изменении направления наклона индуктора 3 (пунктирная линия индуктора 3 на фиг.1) радиальный градиент температуры изменяет свой знак вслед за изменением распределения электромагнитной энергии, передаваемой диску 2. Таким образом, изменяя наклон индуктора 3 относительно плоскости диска 2, можно регулировать мощность нагрева диска 2 по радиусу и соответствующеетемпературное расп ределение.На фиг.4 представлена реализация программы испытаний диска, где кривая т - изменение температуры обода диска, а Т = =т(т) - изменение температуры ступицы. На участке 0-т 1 температура обода диска 2 должна быть выше, чем температура ступицы, а скорость нагрева обода также больше скорости нагрева ступицы, Сигналы с выходов программного задатчика 10 воздействуют на первый и второй блоки 15 и 20 формирования производной сигнала задания в каждой точке и одновременно поступают на входы четвертого, второго и первого сумматоров 21, 11 и 9. Первый и второй блоки 15 и 20 формирования производной формируют сигналы, пропорциональные скорости изменения температуры диска 2 и воздействуют на третий сумматор 16, С выхода четвертого сумматора 21 разность сигналов поступает на второй вход блока 17, а с выхода третьего сумматора 16 разность сигналов - на первый вход блока логики. Если на интервале 0 - т 1 разность сигналов на выходе четвертого сумматора 21 положительна, т.е. температура обода диска 2 выше, чем температура ступицы, то разность сигналов на выходе третьего сумматора 16 также положительна, что означает превышение скорости нагрева обода над скоростью нагреваступицы, Следовательно, на вход блока 17 логики воздействуют два положительных сигнала, Блок 17 логики формирует положительный сигнал Оных.бл.пО, который воздействует на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 12, 14, 18, 22, 23, 24, 25 и 26 так, что первый, второй, четвертый и восьмой ключи 12, 14, 22 и 26 замкнуты, а третий, пятый, шестой и седьмой ключи 18, 23, 24 и 25 разомкнуты. При этом восьмой ключ 26 подсоединяет выход источника 27 постоянного напряжения к второму входу второго исполнительного механизма 19, а третий ключ 18 отключает первый вход второго исполнительного механизма 19 от второго блока 13 управления. Второй исполнительный механизм 19 изменяет положение индуктора 3 относительно диска 2 так, чтобы расстояние между индуктором 3 и ободом диска 2 было минимальным, В этом положении второй положительный механизм 19 фиксирует тот край индуктора, который находится над ободом 2 до очередного сигнала с выхода блока 17 логики. Одновременно седьмой ключ 25 отсоединяет второй вход первого исполнительного механизма 6 от входа источника 27 постоянного напряжения, а второй ключ 14 подсоединяет первый вход первого исполнительного механизма б к выходу блока 13 управления, Кроме того, четвертый ключ 22 подсоединяет выход первого сумматора 9 к входу первого блока 5 управления, а первый ключ 12 подсоединяет выход второго сумматора 11 к входу второго блока 13 управления. Следовательно, на первый блок 5 управления воздействует сигнал, равный разности сигнала задания температуры обода диска 2 и сигнала фактической температуры в той же точке, а на второй блок 13 управления воздействует сигнал, равный разности сигнала задания температуры ступицы диска 2 и фактической температуры ступиць 1, Первый блок 5 управления формирует сигнал, который воздействует на регулируемый источник 4 питания таким образом, чтобы поддерживать температуру обода диска на заданном уровне (по заданной программе), а второй блок 13 управления воздействует на первый исполнительный механизм 6, который изменяет наклон индуктора 8 относительно диска 2 таким образом, чтобы поддерживать температуру ступицы диска.по заданной программе.При изменении параметров программ, например на участке 11 - 2 разность между сигналами задания температуры г обода (фиг,4) и температуры Т ступицы (фиг,4) остается положительной, т.е, сигнал с выхода 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 первого сумматора 9 не изменяет своего знака. Однако сигнал, пропорциональный производной сигнала задания температуры лобода, становится равным нулю, а сигнал, пропорциональный производной сигнала задания температуры ступицы, остается положительным, вследствие чего третий сумматор 16 формирует сигнал положительного знака, который воздействует на блок 17 логики, Последний под воздействием сигналов с выходов третьего и четвертого сумматоров 16 и 21 формирует сигнал отрицательной полярности Оных.бл.О, который воздействует на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 12, 14, 18, 22, 23, 24, 25 и 26 так, что четвертый ключ 22 отсоединяет вход первого блока 5 управления от выхода первого сумматора 9, а пятый ключ 23 подсоединяет вход первого блока 5 управления к выходу второго сумматора 11, первый ключ 12 отсоединяет выход второго сумматора 11 от первого входа блока 13 управления, а шестой ключ 24 подсоединяет выход первого сумматора 9 к второму входу второго блока 13 управления, второй ключ 14 отсоединяет первый вход первого исполнительного механизма б от второго блока 13 управления, а седьмой ключ 25 подсоединяет второй вход первого исполнительного механизма б к выходу источника 27 постоянного напряжения, восьмой ключ 26 отсоединяет выход источника 27 постоянного напряжения от второго входа исполнительного механизма 19, а третий ключ 18 подсоединяет первый вход второго исполнительного механизма 19 к выходу второго блока 13 управления. В результате проведенных логических операций первый блок 5 управления формирует сигнал в функции температуры ступицы диска 2 и воздействует на источник 4 питания, который изменяет мощность, подводимую к индуктору 3 таким образом, чтобы поддерживать температуру ступицы диска 2 в соответствии с заданной программой, а второй блок 13 управления формирует сигнал в функции температуры обода диска и воздействует на второй исполнительный механизм 19, который изменяет наклон индуктора 3 таким образом, чтобы поддерживать температуру обода диска 2 в соответствии с заданной программой.На интервале т 2-з (фиг,4) обе производные равны нулю но температура обода больше, чем температура ступицы. В этом случае четвертый сумматор 21 формирует положительный сигнал, а третий сумматор 16 формирует сигнал "0", Эти сигналы воздействуют на блок 17 логики, который фор 1695164 10мирует сигнал положительной полярности Овых.бл.17О. Этот сигнал воздействует на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 12, 14, 18, 22, 23, 24, 25 и 26 так, чтобы восстановить состояние схемы, которое было на интервале 0 - 11 времени. Следовательно, по аналогии с рассмотренным при любом изменении знака сигналов с выходов третьего и четвертого сумматоров 16 и 21 происходит переключение первого и второго блоков 5 и 13 управления и первого и второго исполнительных механизмов 6 и 19 таким образом, чтобы обеспечить заданный перепадтемператур путем изменения подводимой к индуктору 3 мощности нагрева и наклона индуктора 3.На интервале 1 з - т 4 (фиг,4) разностьмежду температурами обода и ступицы положительна, а разность производных температуры отрицательна. В этом случае блок 17 логики формирует сигнал отрицательной полярности Овцх,бл.17О, который воздействует на первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой, седьмой и восьмой ключи 12, 14, 18, 22, 23, 24, 25 и 26. При этомчетвертый ключ 22 отсоединяет вход первого блока 5 управления от выхода первого сумматора 9, а пятый ключ 23 подсоединяет его к выходу второго сумматора 11, первый ключ 12 отсоединяет вход второго блока управления от выхода второго сумматора 11, первый ключ 12 отсоединяет вход второго блока 13 управления от выхода второго сумматора 11, а шестой ключ 24 подсоединяет вход второго блока 13 управления к выходу первого сумматора 9, второй ключ 14 отсоединяет первый вход первого исполнительного механизма 6 от выхода второго блока 13 управления, а седьмой ключ 25 подсоединяет его к выходу источника 27 постоянного напряжения, восьмой ключ 26 отсоединяет второй вход второго исполнительного механизма 19 от выхода источника 27 постоянного напряжения, а третий ключ 18 подсоединяет его первый вход к выходу второго блока 13 управления, При очередной смене знака разности сигналов задания температуры обода и ступицы или их производных блок 17 логики восстанавливает предыдущее состояние схемы,Блок 17 логики (фиг.2) работает следующим образом.В полупериод питающего напряженияна вторичной обмотке 55, соответствующего положительному потенциалу на обмотке 36 первого однотактного МУ 1, ток по нагрузке протекает по цепи: положительный потенциал обмотки 55 - обмотка 36 - диод 42 - резисторы 50 и 52 - диод 45 - отрица 50 55 103040 тельный потенциал обмотки 55. В следующий полупериод питающего напряжения положительный потенциал соответствует точке соединения диодов 43 и 45, а ток по нагрузке протекает по цепи: положительный потенциал обмотки 55 - диод 43 - резисторы 50 и 52 - диод 44 - обмотка 37 - отрицательный потенциал обмотки 55. Следовательно, в оба полупериода питающегонапряжения ток в нагрузочном резисторе 52от МУ 1 протекает слева направо. В полупериод питающего напряжения на вторичной обмотке 56, соответствующего положительному потенциалу на обмотке 39 второго однотактного МУ 2, ток по нагрузке протекаетпо цепи; положительный потенциал обмотки 56 - обмотка 38 - диод 46 - резисторы 51 и 52 - диод 49 - отрицательный потенциал обмотки 56, В следующий полупериод питающего напряжения положительный потенциал соответствует точке соединения диодов 27 и 49, а ток по нагрузке протекает по цепи: положительный потенциал обмотки 56 - диод 47 - резисторы 51 и 52 - диод 48 - обмотка 39 - отрицательный потенциалобмотки 56. Следовательно, в оба полупериода питающего напряжения ток в нагрузочном резисторе 52 от второго однотактного МУ 2 протекает справа налево. Если рассматривать токи в нагрузочном резисторе52 от двухтактного магнитного усилителя, то имеем вычитание токов в этой цепи. Результирующая характеристика двухтактного магнитного усилителя получается суммированием характеристик двух однотактных МУ1 и МУ 2, Цепь смещения двухтактного магнитного усилителя настраивается регулировочными потенциометрами 53, 54 таким образом, чтобы каждый из однотактных МУ 1 и МУ 2 работал на линейной части характеристики "Вход - выход" при равенстве начальных значений выходных напряжений и при нулевой намагничивающей силе управления Еупр = 0 однотактных МУ 1 и МУ 2,цепь управления двухтактного магнитногоусилителя настраивается так, чтобы во всех возможных режимах намагничивания сила управления МУ 2 по каналу знака градиента с Т/бт отклонениЯ темпеРатУРы (Еупр.2) пРевышала намагничивающую силу управления МУ 1 по каналу измерения знака отклонения температуры обода и диска Еупр.1), что достигается настройкой первого согласующего усилителя 32 или выполнением МУ 1 и МУ 2 таким образом, чтобы ЧЧупр.1Яупр.2 При таком выполнении блока 17 логики, в частности двухтактного магнитного усилителя, он имеет три устойчивых положения - с положительным выходным напряжением Овых.бл.17О, с отрицательным выходным20 40 50 55 напряжением и нулевым, причем каждому из этих выходных напряжений соответствуют следующие положения индуктора 3 относительно диска 2: индуктор 3 находится в положении а; индуктор 3 находится в положении б; индуктор 3 расположен параллельно диску.Работа блока 17 логики на отдельных интервалах программы (фиг,4) при различных сочетаниях знака отклонения температуры обода диска со знаком градиента бТ/бс отклонения температуры и соответствующей установкой индуктора 3 относительно диска 2 происходит следующим образом,Канал отклонения температуры состоит из первого нормирующего усилителя 28, первого ограничителя 30 сигнала, первого согласующего усилителя 32 с обмоткой 34 управления однотактного МУ 1, а канал отклонения градиента температуры выполнен в составе второго нормирующего усилителя 29, второго ограничителя 31 сигнала, второго согласующего усилителя 33 с обмоткой 35 управления однотактного МУ 2,На интервале 0-11(фиг,4) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный (т - Т = ЛТО, тТ), а знак изменения градиента бТ/б 1 отклонения температуры бТ/б 1О. За счет управления канала отклонения температуры и канала отклонения градиента температуры Еупр,1 0 и Еупр,2О, Рабочая точка двухтактного магнитного усилителя находится в первом квадранте и Овых,бл,17О, что обеспечивает установку индуктора 3 в положении а по отношению к диску 2 (фиг.1).На интервале т 1 - т 2 (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный ( т - Т = Л ТО, гТ), а знак изменения градиента бТ/й отклонения температуры бТ/бтО, За счет управления канала отклонения температуры и канала отклонения градиента температуры Еупр,10 и Еулр.2О, С учетом условий настройки цепей управления магнитного усилителяЕупр,2Еупр,1и фактичес" ких значений намагничивающих сил (Еупр.1 О, Еупр,20) рабочая точка двухтактного магнитного усилителя находится в третьем квадранте, выходное напряжение Овых.бл.17О, и блок 17 логики выдает команду на установку индуктора 3 в положение б по отношению к диску (фиг,1),На интервале с 2 - тэ (фиг,4) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный ( т - Т = Л ТО, тТ), а знак изменения градиента бТ/бт отклонения температуры бТ/й = О, За счет управления канала отклонения температуры намагничи 5 10 15 25 30 35 ваюЩаЯ сила Еупр 1О, а за счет УпРавлениЯ канала отклонения градиента температуры намагничивающая сила Еупр.2 = О. Рабочая точка двухтактного магнитного усилителя находится в первом квадранте, а выходное напряжение Овых,бл,17О, и блок 17 логики выдает команду на установку индуктора 3 в положение а по отношению к диску,На интервале 1 з - х 4 (фиг.5) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный ( т - Т = ЛТО, тТ), а знак изменения градиента бТ/бс отклонения температуры бТ/б 1О, следовательно, этот режим полностью аналогичен режиму на интервале О.На интервале 4 - 15 (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы отрицательный (т - Т = ЛТО, т Т), а знак изменения градиента бТ/б 1 отклонения температуры бТ/б 1О, За счет управления канала отклонения градиента температуры намагничивающая сила Еупр,2О, Рабочая точка двухтактного магнитного усилителя находится в третьем квадранте, а выходное напряжение блока 17 логики выдает команду на установку индуктора 3 в положение б по отношению к диску (фиг.1),На интервале т 5 - т 6 (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы отрицательный (т - Т = ЛТ 0, гТ), а знак изменения градиента бТ/бс отклонения температуры бТ/б 1О, За счет управления канала отклонения температуры намагничивающая сила Еупр,1О, за счет управления канала отклонения градиента температуры намагничивающая сила Еупр.20 С учетом условий настройки цепей управления магнитного усилителяЕупр.2Еупр,1 и фактических значений намагничивающих сил (ЕупрлО, Еупр.2) рабочая точка двухтактного магнитного усилителя находится в первом квандранте, выходное напряжение Овых,бл.17О, и блок 17 логики выдает команду на установку индуктора в положение а по отношению к диску(фиг.1).На интервале т 6 - 17 (фиг.4) знак отлонения температуры обода и ступицы положительный (ю-Т = ЬТО, т Т), а знак изменения градиента бТ/б 1 отклонения температуры бТ/б 1О. Этот режим полностью аналогичен описанному интервалу 0- т 1На интервале Р 7-18 (фиг,4) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный ( х - Т = Л ТО, юТ), а знак изменения градиента бТ/бт=О, Этот режим полностью аналогичен описанному интервалу т,2 13На интервале тв-с 9 (фиг,4) знак отклонения температуры обода и ступицы положительный (т - Т = ЛТО, тТ), а знак изменения градиента бТ/й отклонения температуры бТ/бО, следовательно, режим полностью аналогичен интервалу 11-12,На интервале с 9 - т 1 о(фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы отрицательный (т-То = ЬТ О, тТ), а знак изменения градиента дТ/б 1 отклонения температуры дТ/бсО, следовательно, этот режим полностью аналогичен интервалу 14 15.На интерваоле со (фиг.4) знак отклонения температуры обода и ступицы отрицательный (т - Т = ЬТО, тТ), а знак изменения градиента дТ/д 1 отклонения температуры дТ/б 1 = О. За счет управления канала отклонения температуры намагничивающая сила Рупр,1О, а за счет управления канала отклонения градиента температуры намагничивающая сила Еупр.2 = О. Рабочая точка двухтактного магнитного усилителя находится в третьем квадранте, а выходное напряжение Овцх.бд,17О, и блок 17 логики выдает команду на установку индуктора в положение б по отношению к диску (фиг.4).При отклонении температур обода и ступицы, равных нулю, изменении градиента бТ/бт отклонения температуры, также равном нулю, имеем намагничивающие силы обоих каналов Еупр,1 = Рупр,2 = О. В этом случае рабочая точка двухтактного магнитного усилителя находтся в точке начала координат, а индуктор располагается параллельно по отношению к диску 2 (фиг.1).Часть устройства, обеспечивающая измерение и регистрацию числа термоциклических нагружений дисков (фиг,3),работает следующим образом. Сигнал с выхода из датчиков температуры 7 или 8 усиливается третьим нормируемым усилителем 57, выходной ток которого преобразуется преобразователем 58 в напряжение Овцх.58 = ф) и ограничивается на уровне опорного напряжения Ооп.ст стабилитрона (фиг,4) стабилитроном 59. Температура обода диска т = ф) изменяется по указанному закону (фиг.4) с помощью описанного градиентного индукционного нагрева, При превышении Овых,5 в уровня Ооп.от напряжение на выходе стабилитрона 59 поддерживается на уровне Ооп.ст, равном сигналу "1", и поступает на вход триггера 60 Шмидта, который необходим для формирования напряжения прямоугольной формы с крутыми фронтами нарастания и спада выходного напряжения Овых,БО= ф) (фиг,4) из входного напряжения 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 призвольной формы, имеющей не сформированные передние и задние фронты, которой является выходное напряжение стабилитрона 59. На элементах 61, 62 и 63 И - НЕ реализован одновибратор, предназначенный для формирования фронтов нарастания и спада Овых,а 0, а также повышения помехоустойчивости устройства, При поступлении с выхода триггера 60 на вход элемента 61 И - НЕ сигнала "О" выходы элементов 61 и 63 находятся в состоянии "1". При этом на вход элемента 62 поступает сигнал "1", а выходное напряжение элемента 62 соответствует сигналу "0". Если на вход элемента 61 поступает сигнал "1", то на выходе элемента 63 возникает сигнал "0". В процессе изменения выходного напряжения элемента 63 из состояния "О",в состояние "1", т,е. в момент 1 А (фиг,4) образуется счетный импульс, от которого срабатывает счетчик 64. В процессе изменения выходного напряжения элемента 63 из состояния "1". в состояние "О", т.е. в момент тБ (фиг,4), также образуется импульс, счетчик 64 при этом подтверждает свое состояние. Следовательно, счетчик 64 импульсов меняет. свое состояние на этапе снижения температуры обода диска г =до минимального значения тмин от максимального значения гмвхс при снижении значения Овых.5 в ниже уровня Ооп.ст (фиг,4), т.е. в момент тд, В целом, учитывая циклический характер управляющих воздействий на интервале Т, второй счетный импульс будет образован в момент тс, На длительном интервале циклических управляющих воздействий счетные импульсы образуются на этапах снижения температуры диска при снижении значения Овых.58 ниже уровня Ооп,ст (фиг,4). Выходные счетчика 64 импульсов связаны с дешифратором 65, преобразующим двоичный код в двоично-десятичный, управляемый индикатором 66, отображающим число измеренных циклов управляющих воздействий. Число счетчиков определяется числом значащих цифр для измерения циклов управляющих воздействий. Каждый разряд счетчиков имеет свой дешифратор и индикатор, Счетчики импульсов работают на сложение,Осуществление режима "Сброс" счетчиков необходимое для приведения счетчиков в первоначальное нулевое положение перед проведением циклических управляющих воздействий, производится следующим образом, Сброс счетчиков осуществляется ВЯ-триггером 67, управляемым двухпозиционным ключом 68 с фиксированной нулевой точкой, На выходе триггера 67 существуетсигнал "1" при действии "0" на Я-входе. Аналогично на выходе, триггера 67 существует сигнал "0" при действии "0" на Й-входе. Сброс счетчиков осуществляется при изменении выходного сигнала триггера 67 со значения "1" до значения "0", Следовательно, для сброса счетчиков следует осуществить переключение с общей нулевого Я-входа на В-вход ВЯ-триггера с помощью двухпозиционного ключа 68.Таким образом, в устройстве обеспечивается подсчет и индикация числа температурных циклов нагружений диска.Формула изобретения Устройство управления термоциклическими испытаниями дисков турбоагрегатов на разгонных стендах по авт, св, М 1483313, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения и регистрации числа термоциклических нагружений дисков турбоагрегатов на разгонных стендах путем обеспечения отслеживания изменения температурных режимов испытаний дисков, оно дополнительно содержит третий нормирующий усилитель, преобразователь ток - напряжение, стабилитрон, триггер Шмидта, первый, второй и третий элементы И - НЕ; по числу разрядов индикации счетчики импульсов, дешифраторы и индикаторы, а также ВЯ-триггер и двухпозиционный ключ с фиксированной нулевой точкой, первый вывод которого подключен к общей шине, второй - к Я-входу, а 5 третий - к Я-входу ВЯ-триггера, прямой выход которого подключен к входам сброса счетчиков импульсов и В-входу ЯЯ-триггера, а инверсный - к Я-входу ВЯ-триггера, первый и второй выходы третьего нормирующе го усилителя подключены к первому ивторому входам преобразователя ток - напряжение, первый выход которого подключен к катоду стабилитрона и входу триггера Шмидта, а второй - к аноду стабилитрона и 15 общей шине, выход триггера Шмидта подключен к первому входу третьего элемента И - НЕ и входу первого элемента И - НЕ, выход которого подключен к входу второго элемента И - НЕ, выход которого подключен к 20 счетному входу счетчика импульсов младшего разряда, выходы счетчиков импульсов предшествующих разрядов подключены к счетным входам соответствующих счетчиков импульсов последующих разрядов, вы ходы счетчиков импульсов всех разрядовчерез дешифраторы подключены к соответствующим индикаторам, вход третьего нормирующего усилителя подключен к выходу первого или второго датчиков температуры, 30

Смотреть

Заявка

4781386, 12.01.1990

САМАРСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. В. КУЙБЫШЕВА

ЕРОХИН ИГОРЬ ВИКТОРОВИЧ, КОТЕНЕВ ВИКТОР ИВАНОВИЧ, МАКАРОВСКИЙ ЛЕОНИД ЯКОВЛЕВИЧ, ОРЛОВ ДМИТРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ, РАПОПОРТ ЭДГАР ЯКОВЛЕВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01M 13/00

Метки: дисков, испытаниями, разгонных, стендах, термоциклическими, турбоагрегатов

Опубликовано: 30.11.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/10-1695164-ustrojjstvo-upravleniya-termociklicheskimi-ispytaniyami-diskov-turboagregatov-na-razgonnykh-stendakh.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство управления термоциклическими испытаниями дисков турбоагрегатов на разгонных стендах</a>

Похожие патенты