Управляющий элемент сервомотора системы регулирования турбины

Сента Советских Социалистических Республик(51) М. Кл.- Г 010 17/2 99900/ОГ) с присоединением заявкиПриоритетбликовано 30.04.77. Бюллетень1а опубликования описания 23.05,77 Государственнын комитет Совета Министров СССР 53) УДК 621.165-546(71) Заявитель ВеллерТрудового Красного Знаменсследовательский инститчтзержинского Н есоюзныи дважды орденатеплотехнический научно-иим. ф. Э. Д 54) УПРАВЛЯЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ СЕРВОМОТОРЛ СИСТЕМ РЕГУЛ И РОВАН ИЯ ТУРЬИ Н ЫВ корпусе 1 разные между собой установленные на ло 6 предназначе жидкости в усили вомотора (на чер 7 - для слива жи 0 сти сервомотора. мешены жестко сосл основные клапаны 2 опоре 4. Патрубок 5 и ны для подвода раб тель и далее в полость теже не показан), патр %кости из усилителя и шепи 3, сопочей серубок полоИзобретение относится к области регулирования паровых и газовых турбин и может быть использовано для управления сервомоторами промежуточного или выходного усиления систем регулирования.Известны управляющие элементы сервомоторов системы регулирования турбин, выполненные в виде цилиндрических золотников (1). При перемещении золотника полости сервомотора сообщаются с подводом или сливом рабочей жидкости, что вызывает перемещение поршня сервомотора,Трение между золотником и оуксой и износ кромок золотника снижают надежность систем регулирования, усложняют и удорожают ремонт.Известен также управляющий элемент сервомотора системы регулирования турбины, солержащий жестко соединенные между собой и размещенные в корпусе два клапана, патрубок с соплом для подвода рабочей жидкости в полость сервомотора и патрубок для слива жидкости из этой полости (2). Упомянутые два клапана, управляющие подводом и сливом жидкости из полости сервомотора, соединены рычажной передачей с командным элементом и сервомотором. Этот управляющий элемент является ближайшим к данному по технической сущности и достигаемому результату. 1-1 едостатком такого элемента следует считать то, что клапаны не разгружены от гидравлических усилий, и, кроме того, в направляющих штоках и шарнирах возникают зна чительные силы трения, которые могут вызвать заклинивание, что снижает надежность системы регулирования.Цель изобретения - повышение надежностии управляющего элемента сервомотора пу тем разгрузки от гидравлических усилий исил трения.Для этого основные клапаны подвешены ккорпусу на мембранах, патрубок для слива рабочей жидкости снабжен соплом, площадь 15 которого равна плошади сопла в патрубкедля подвода жидкости, а против обоих сопл установлены дополнительные клапаны, подвешенные на мембранах к основным клапанам,20 На чертеже схематически изображен данный управляющий элемент.Клапаны 2 и 3 подвешены к корпусу 1 на нсупругих мембранах 8 и 9, Патрубок 7 для слива 2 кидкости снабжен соплом 10, площадь которого равна площади сопла 6. В центральной части клапана 2 расположен допол нительный клапан 11, подвешенный к основному клапану 2 на мембране 12, а в центральной части клапана 3 - дополнительный клапан 13, подвешенный к клапану 3 на мембране 14. 10Опора 4 кестко связана с помощью штока 15 с диском 16 (жестким центром мембраны 9). На штоке 15 установлен клапан 17, предназначенный для управления давлением в камере 18 под диском 16. Давление в камере 18 15 определяется соотношением площадей отверстия 19 и сливного отверстия 20. Патрубок 21 служит для сообщения с устройством обратной связи. Камера 22 над диском 16 используется для подвода гидравлической команды 20 в виде изменения давления, например, от регулятора пли промежуточного элемента системы регулирования.В мембране 8 выполнены отверстия 23 для слива жидкости. Таким Оорязом, мембрана 9 25 только центрирует полокение опоры 4 и клапанов 2 и 3, но не разобщает камеры 24 и 25.Дополнительные клапаны 11 и 13 с большими зазорами надеты на шток 15, Движение клапана 11 вверх ограничено заплечиком 26 на штоке 15, а вниз - не ограничено ничем. В клапане 11 выполнено отверстие 27 для выравнивания давления по обе стороны от него. В клапане 13 есть отверстие 28, сообщающее полость 29 над ним со сливным патрубком 7. Отверстие 30 малого диаметра соединяет полость 29 с камерой 24. Размеры отверстий 28 и 30 подбираются так, чтобы в полости 29 создавалось расчетное давление Р, выбираемое из условия:40)(о) где Р, - давление в полости 29;В - наружный диаметр мембраны 14; 45 Р, - давление в камере 24;Во - диаметр сопла 10;К и К 2 - коэффициенты, величина которыхзависит от сопротивлений отверстий28 и 30,Камера 24 сообщается с полостью сервомотора с помощью патрубка 31.Действие управляющего элемента можно проследить на примере передачи импульса в камеру 22 в виде повышения давления. Обычно все схемы гидравлического регулирования строятся так, чтобы повышение давления соответствовало повышению нагрузки, т. е, открытию регулирующих органов.В случае повышения давления в камере 22 60 диск 16 перемещается вниз. Клапан 17 увеличивает пропуск жидкости в камеру 18 и тем тормозит движение диска 16 (самовыключение). При перемещении диска 16 шток 15 перемещает опору 4 вниз, Подвод жидкости в 65 камеру 24 увеличивается, а слив из этой камеры уменьшается. Это приводит к росту давления в камере 25, что, в свою очередь, вызывает перемещение поршня сервомотора в сторону открытия. При движении поршня в этом направлении регулирующий орган обратной связи (не показан) прикрывает слив патрубка 21, в результате давление в камере 18 повышается и диск 16 возвращается в исходное положение.Если требуется более быстрое увеличение нагрузки и рост давления в камере 22 становится относительно большим, то соответственно большим будет перемещение диска 16 и штока 15. Суммарный зазор между седлами (торцами сопл 6 и 10) и клапанами 11 и 13 может оказаться меньше перемещения штока 15 и опоры 4. Клапан 13 прижимается к седлу. При дальнейшем перемещении опоры 4 клапан 13 перемещается вверх по штоку 15, что приводит к дополнительному повышенному открытию клапана 11 и сохранению закрытого поло 2 кения клапана 13. Движение диска 16 несколько тормозится, так что действу 1 ощему на него усилию из камеры 22 придется преодолеть усилие прижатия клапана 13 к заплечику 26 штока 15,Но это усилие, выбираемое по приведенной формуле, может быть принято относительно малым.Так же происходит действие управляющего элемента при сбросе нагрузки с управляемого агрегата - уменьшении давления в камере 22. При равенстве диаметров дополнительных клапанов 11 и 13 и мембран 12 и 14 полностью исключается воздействие давления в камере 25 на шток 15. Далее при равенстве этих диаметров на шток 15 действует полноеД2усилие Ро, где Ро - давление в камере432, а .01 - диаметр сопла 6.Это усилие уравновешивается соответствующим увеличением давления в камере 18, т. е, уравнение равновесия будет (без учета дав. ления на клапан 17 и шток 15)"2 "2 г.й2Р=Р,. +Р,4 4 4где Р, - давление в камере 18;02 - наружный диаметр мембраны 9; Р, - давление в камере 22.Но поскольку управляющее усилие на диск 16 создается потоком, питаемым от общего источника питания системы регулирования с давлением нагнетания, то изменение этого давления не может нарушить равновесия сил на шток 15, так как Р; и Рп изменяются пропорционально изменению давления нагнетания,В данном управляющем элементе сохраня. ются все преимущества цилиндрического золотника, но в нем полностью устранены трущиеся пары и значительно упрощен и удешевлен ремонт. При износе отсекающих кромок556225 Формула изобретения ГР б Я Составитель А. Калашниковедактор Л. Осочников Текред Н. Аук Корректор О. Тюрин Изд. Юе 420 Тираж 690сударственного комитета Совета Мипис по делам изобретений и открытий35, Москва, )К, Раушская наб., д. 4 Заказ 1107/14ЦНИИПИ Подписноеов СССР пография, пр. Сапунова и клапанов их легко заменить, не изменяя работоспособности элемента. Одновременно элемент разгружен от гидравлических усилий и лишен сил трения, что существенно повышает надежность работы системы. Управляющий элемент сервомотора системы регулирования турбины, содержащий жестко соединенные между собой и разме. щенные в корпусе два основных клапана, патрубок с соплом для подвода рабочей жидкости в полость сервомотора и патрубок для слива жидкости из этой полости, о т л и ч а ю . щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем разгрузки от гидравлическихусилий и сил трения, основные клапаны подвешены к корпусу на мембранах, патрубокдля слива жидкости снабжен соплом, пло 5 щадь которого равна площади сопла патрубка для подвода жидкости, а против обоихсопл установлены дополнительные клапаны,подвешенные на мембранах к основным клапанам.10 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1, Шегляев А. В, Регулирование паровыхтурбин, М., ГЭИ, 1962, с. 74 - 75,2. Веллер В. Н. Автоматическое регулиро 15 вание паровых турбин. М., Энергия, 1967,с. 215,