Способ управления поршневым детандером

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ А 1 ПУБЛИН 9/00 9/О ЕТЕНИЯ ЛЬСТВУ ного значедным и выопределяют КПД, Затем сторону ния им мак- исключения корости ется ее ания в на тормоз стройки макя периодиом, 4 ил. ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ И АВТОРСКОМУ СВИ(56) Раггоп С,ег.а 1 Сошрогег Сопгго 11 ей Не 11 цщ Ехрапзоп Еп 8 дпе,АЧСЬЕ Бущр, Бег 1983, ч. 79,В 224, р. 95-99,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПОРШНЕВЫМДЕТАНДЕРОМ(57) Изобдильной т ретение относится к холоехнике и позволяет снизить энергозатраты. Для начал ния отсечки впуска по вх ходным т-рам и давлениям значение адиабатическог время отсечки изменяют в увеличения КПД до достиж симального значения, Для влияния на КПД изменения движения поршня осуществл стабилизация путем регули личины тока, подаваемого 12, Процедура поиска и на симума КПД осуществляетс чески с заданным интервал1 129179Изобретение относится к холодильной технике, в частности к поршневымрасширительным машинам, и может бытьиспользовано для управления работойпоршневых детандеров в криогенных установках.На фиг,1 представлена структурнаясхема системы управления, с.помощьюкоторой реализуется предлагаемыйспособ управления поршневым детандером; на фиг,2 - блок-схема алгоритмапрограммы поиска и настройки максимального КПД; на фиг,З - графическаяинтерпретация поиска максимальногоКПД детаидера на графике зависимости 15КПД от угла отсечки 1 = Е(С,); нафиг, 4 - схемастабилизации температуры газа на входе в детандер в про.цессе поиска максимального КПД награфике зависимости температуры на 20входе в детандер от скорости движенияпоршня Т = Е(Н).ВлСистема управления поршневым детандером 1 содержит микро-ЭВМ 2, Вкачестве входной информации в микроЭВМ 2 от детандера 1 используютсясигналы от светофотодиодного датчика 3 положения поршня, измеряюще- .го угол 9 поворота вала детандераот О до 360 фС, светофотодиодного датчика 4 скорости И движения поршня,измеряющего число оборотов вала детандера в единицу времени, датчика 5температуры газа на входе в детандер и датчика 6 температуры газа на 351выходе из детандера, датчика 7 давления газа на входе в детандер идатчика 8 давления газа на выходе из детандера. К выходной информации от микро-ЭВМ 2 на детандер 1 относятся управляющие сигналы открытия и закрытияэлектромагнитных впускного 9 и выпускного1 О клапанов, сигнал регулирования скорости поршня, подаваемый через блок 11 регулирования тока на тормоз 12, в качестве которогоиспользуется электромагнитный нагрузочный порошковый тормоз, а такжесигналы в виде уставок по отсечкевпуска С, и отсечке В выдаваемые 50.на блок 13 управления газораспределением управляющий впускным и выпускным клапанами детандера 1,Система управления при реализации 55предлагаемого способа работает сле.дующим образом,Для начального установленного на .блоке 13 управления газораспределением значения отсечки впуска, например С = 80 , по измеренным значениям температур и давлений газа на входе и выходе детандера Т к РТвыхвк ф вли Р, определяется начальное значение адиабатического КПД по формулегде Ч,. - КПД на д-м шаге поиска, для начального шага =1;1 и 1 , - энтальпии газа на входевки выходе детандера, определяемые с помощью, программы расчета теплофизических своиств газа как функции температур и давления газа на входе и выходе детандера 1 вк = Г(Рвк, Т) и 1 вык =(Рвыкк Т,) соответственно;1 а - энтальпия газа на выходе иэ детандера при иэоэнтропийном расширении, которая находится как функция измеренного давления газа на выходе Ри температуры Т газа на выходе при иэоэнтропийном расширении 1 ад(Р к к Тод ) по известной прог рамме расчета теплофизических свойствТ а- температура газа на выходе из детандера при изоэнтропийном рас" ширении, определяется с помощью программы расчета теплофизических свойств газа как функция измеренного давления газа на выходе и энтропии газа на выходе при изоэнтропийном расширении Т,д = 1(Р Б а ) а энтропия газа Бопределяется как функция давления и температуры газа на. входе детандера при изоэнтропийном расширении Ба = Г(Р , Твк ) с помощью программы расчета теплофи-зических свойств газа.Затем делается пробное изменение отсечки впускЛ, например, умень" шение на величину дС (Фиг.З) - С .=о = С , - дС Новая установка по от-; сечке впуска Свыдается на блок 13 управления газораспределением.Одновременно для исключения влияния на КПД изменения скорости Н движения поршня осуществляется стабилизация скорости М путем регулирования величины тока, подаваемого по инициативе от микро-ЭВМ блоком 11 на тормоз 12.Далее вычисляется новое значениеКПД по приведенной формуле для установленного нового значения отсечки впуска С,3 129Затем выполняется сравнение величин КПД на текущем и предыдущем шагах поиска - Ь; .й 6 .Если это условие выполняется, т,е, КПД увеличился, осуществляется стабилизация температуры Т, газа на входе в детандер путем воздействия на скорость Н движения поршня (.фиг.4), выполняется еще шаг по отсечке впуска в том же направлении, и так до тех пор, пока не будетнайдено максимальное значение КПД.Если в результате первого измерения по отсечке впуска КПД уменьшил.ся, то знак направления шага по отсечке ьГ, изменяется на обратный, и далее процедура поиска максимума КПД продолжается аналогичным образом. Формула изобретения 5Способ управления поршневым детандером путем контроля входных ивыходных температур и давлений рабочего газа и изменения времени отсечки впуска и скорости поршня, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения энергозатрат путем обеспеченияпри заданной холодопроизводительности максимального адиабатического КПД, последний создают 15 путем ступенчатого изменения времениотсечки впуска и определения на каждой ступени по входным и выходнымтемпературам и давлениям значенияадиабатического КПД, при этом время 20 отсечки иэменякт в сторону увеличения адиабатического КПД до достижения максимального значения последнего и на каждой ступени стабилизируют входную температуру рабочего газа на первоначальном уровне путемсоответствующего изменения скорости поршня. хпд устнМт науакьнагп номера шаго ппаскц мцкс нпб г-.в Росуеха ппр нк асхппхясеуки бя ско. Уь .а мц аранцаия номершаго поискагь8+ пхвнп ка нп пга цнпуея опсечка 5 пусна сог сд- -ьсо Схпобапцоция снпрпс Яажения поршня Х рцсуеп нп агц кпц иг-м жге поиска 2 Спгп цхпгаиая пгеппера гяуры гаа на бхпае Обепг акпер Ъ Если яе КПД детандера уменьшился в результате отсечки на некотором 1-м(12) няге поиска, а на предыдущем (-1)-м шаге КПД увеличился, то следует вывод, что на (-1)-м шаге имеет место максимум КПД,Таким образом, процедура поиска и настройки максимума КПД осущест 1797 4вляется периодически с заданным интервалом 1Составитель В.ДоброТехред В. Кадар е едактор О.Юрковецк орректор Н.Корол Подписное аказ 221 НИИП 13035 ул, Проектная, 4 жг Тираж 476 И Государственного о делам изобретений сква, Ж"35, Раушска роизводственно-полиграфическоепредприяти итета СССоткрытий аб д,4/