Турбинный пневмодвигатель

.ЫХ Г 01 О 21/О 2 ЗОБРЕТЕН м ль,О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1153316, кл. С 05 О 13/28, 1983,Наборы пневматические унивные ПУН. Паспорт ПГАМ 4.073,000 Пс, 5-7. рис, 2,Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано в пневмодвигателях с турбинным приводом и чувствительными элементами ротора, применяемыми для стабилизации числа оборотов и ограничения частоты вращения механизмов.Цель изобретения - уменьшение габаритов и повышение быстродействия.Эта цель достигается тем, что в турбинном пневмодвигателе, содержащем рабочее колесо, установленное на валу, связанном с механическим центробежным датчиком регулятора числа оборотов, имеющего подключенный к датчику золотник, устанодленный во входном канале, и сопловой аппарат, последний выполнен в виде профилированных лопаток на торцевой поверхности золотника.На фиг. 1 изображен турбинный пнев- модвигатель в момент запуска (датчик частоты вращения и золотник расположены в исходном положении); на фиг. 2 - турбинный пневмодвигатель в рабочем положе 2 .(54) ТУРБИННЫЙ ПНЕ (57) Использование: ту ность изобретения: соп модвигателя выпо профилированных лопа верхности золотника. 3 на входе и связан с мех регулятора числа оборо числа оборотов ротора о лотник перемещается. ство газа, пропускаем поступающего на рабо вращения ротора восст ВМОДВИГАТЕЛЬ рбостроенив, Сущловой аппарат пневлнен в виде ток на торцевой поолотник установлен аническим датчиком тов, При отклонении т номинального, зоИзменяется количеого золотником и чее колесо. Частота анааливается, 5 ил. нии; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг, 1 и 2; на фиг. 4 - зависимость мощности от частоты вращения для турбомашины без регулятора числа оборотов и для предлагаемой конструкции; на фиг, 5 изображен график зависимости частоты вращения ротора от времени при изменении нагрузки для(1;2) и для пред- Ю лагаемой конструкции. ОТурбинный пневмодвигатель состоит иэ кожуха 1 (фиг. 1) с подшипниками 2, в кото-: в рых установлен вал 3 с закрепленным на нем рабочим колесом 4, Валсвязан с механическим центробежным датчиком регулятора числа оборотов, представляющим из сея шток 5 с конической поверхностью иФ шариками 6, расположенными в попереч ф ном пазу 7, Направляющий элемент, необходимый для того, чтобы частота вращения ротора и штока совпадали, выполнен в виде шпон ки 8. Датчик подключен к исполнительному элементу. выполненному в виде золотника 9, на торцевой поверхности которого выполнены профилированные лопатки 10 соплового аппарата, накрытые глухим бандажом 11, прикрепленным к золотнику винтом 12 с гайкой 13, Ня золотник, размещенный в корпусе 14, воздействует пружина 15,натяг которой регулируется гайкой 16, В исходном положении отверстия 17 и 18 в золотнике и корпусе 14 совпадают, В кожухе1 выполнена выхлопное отверстие 19.Турбинный двигатель работает следующим образом.При открытии расходного клапана (не "0показан) гаэ поступает в полость между кожухом 1 и корпусом 14 (изображено стрелками), затем через отверстия 17 и 18 внутрьзолотника 9 и через сопловой аппарат 10 нарабочее колесо 4, Отработанный газ выходит в атмосферу через отверстие 19,При увеличении расхода и, соответственно, частоты вращения ротора 3 центробежные силы, действующие на шарики 6 истремящиеся "вытолкнуть" шток 5, возрастают. При достижении некоторого значения числа оборотов шток начинаетдвигаться вправо, перемещая золотник 9,преодолевая сопротивление пружины 15(см, фиг. 2), При этом уменьшается сечениедля прохода газа в золотник через отверстия 17 и 18 из-за их взаимного смещения.Одновременно прим движении газа черезсопловой аппарат часть газа попадает нарабочее колесо 4 (см. фиг, 3) и срабатывается, а часть протекает мимо, Таким образоммощность турбины резко падает, что даетэффект уменьшения максимальных (угонных) оборотов ротора на холостом ходу, Вслучае, когда величина максимального числа оборотов ограничена по условиям работымашины, появляется возможность, благодаря предложенному устройству, увеличитьмощность турбины на номинальном режиме(см. фиг. 4). Кривая 20 - нагрузочная характеристика турбины без регулятора числаоборотов, точка Х соответствует максимальной частоте вращения турбины; кривая 21 -нагрузочная характеристика турбины с ограничителем частоты вращения; пунктиромобозначена правая ветвь кривой 21 в томслучае, если бы данная турбина применя, лась без ограничения частоты вращения(точка У соответствует максимальной частоте вращения турбины); точки С, М, 0 соответствуют максимальной мощности дляуказанных турбинных приводов.При работе турбопривода золотник 9 сразмещенным на нем сопловым аппаратом55 занимает некоторое положение, определяемое моментом, действующим на вал, расходом воздуха и натягом пружины, причем данное положение золотника соответствует некоторому значению частоты вращения ротора. Изменение нагрузки на ротор приво-. дит к отклонению числа оборотов от заданного, Это в свою очередь вызывает перемещение золотника под действием датчика и воСстановление частоты вращения ротора 3, Золотник оказывает на поток двойное воздействие: перемещение золотника одновременно с изменением количества пропускаемого воздуха (взаимное перемещение отверстий 17 и 18) изменяет соотношение количества газа поступающего на рабочее колесо и газа, протекающего мимо него, Таким образом примененный в конструкции чувствительный элемент передает на рабочее колесо(а, следовательно, и на ротор) более сильный сигнал, который восстанавливает число оборотов быстрее, чем обычный золотник. Благодаря этому уменьшается инерционность системы, выражающаяся во времени стабилизации числа оборотов и амплитуде колебаний частоты вращения ротора при изменении нагрузки.На фиг, 5 изображены зависимости частоты вращения от времени при изменении нагрузки, для предлагаемого турбинного пневмодвигателя(кривая 24).Номинальное число оборотов определяется натягом пружины 15, которое в процессе переналадки машины может измеНяться.Таким образом, благодаря применению предложенной конструкции уменьшается время стабилизации и амплитуда колебаний числа оборотов ротора при изменении нагрузки. также уменьшаются габариты турбинного пневмодвигателя.Формула изобретенияТурбинный пневмодвигатель, содержащий рабочее колесо, установленное на валу, связанном с механическим центробежным датчиком регулятора числа оборотов, имеющего подключенный к датчику золотник, установленный во входном канале, и сопловой аппарат, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения быстродействия, сопловой аппарат выполнен в виде профилированных лопаток на торцовой поверхности золотника,1809129 кто изводственно-издательский комбинат "Патен жгород, ул.Гагарина, 101 аказ 1271 ВНИИПИ Госуд ставитель Ю,Кузнецовхред М,Моргентал Корректор Н,Кешеля Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5