Мембранный преобразователь импульса


В водяных системах регулирования паровых турбин необходимо иметь элементы, преобразующие первичный импульс регулируемого параметра (угловая скорость, давление пара в камерах регулируемых отборов) в гидравлический импульс для передачи его последующему звену усиления.
Для решения этой задачи разработан простой по конструкции мембранный преобразователь, основанный на принципе компенсации сил, который обладает следую-Г щими преимуществами:
1)            он может быть использован одновременно и в качестве разделителя сред (давление регулируемой среды масла, пара, воздуха преобразуется в давление рабочей жидкости воды);
2)            не требует паразитного расхода жидкости, так как изменяет дроссельное сечение не на сливе, а на подводе рабочей! воды в импульсную линию; это позволяет сократить общий расход рабочей жидкости в систему регулирования;
3)            компенсирует влияние воз-1 действия давления рабочей жид- Рис. 7-8. Мембранный преобразователь кости на величину преобразованного импульса на выходе;
4)            надежен в работе, так как не имеет трущихся деталей; неупругая мембрана работает практически «перепадом давления.
Конструкция такого мембранного преобразователя импульса схематично представлена на рисунке.
Мембранный преобразователь выполнен с двумя параллельно установленными и жестко соединенными между собой резиновыми мембранами: глухой  и сквозной, несущими две регулирующие заслонки, которые перемещаются относительно неподвижных сопл, установленных между мембранами. Мембрана 1 служит разделителем двух сред, а мембрана 2 обеспечивает центровку подвижной системы преобразователя. Верхнее сопло имеет кольцевое проходное сечение, нижнее — круглое. Регулируемый импульс pi подается под мембрану, рабочая жидкость под давлением к соплам; преобразованный импульс отводится из полости над мембраной.
Действие преобразователя основано на принципе компенсации сил. При изменении импульсного давления нарушается равновесие мембран, вследствие чего они прогибаются и соответственно изменяются зазоры 6j и 62 между (соплами и заслонками. Это приводит к изменению дросселирующих сечений /ь /2 и fs, что вызывает изменение давления р2. Так как дросселирующее сечение у верхнего кольцевого сопл а (/2+/3) в несчолько раз больше, чем у нижнего сопла (ft), то знак изменения преобразованного импульса рг определяется знаком изменения зазора у верхнего сопла- 'При изменении импульсного давления рi •мембраны 1 и 2 будут прогибаться до тех пор, пока преобразованный импульс — давление рг не станет равным новому значению импульсного давления pi.
Для компенсации влияния начального давления рабочей жидкости Ро на величину преобразованного импульса рг достаточно осуществить равенство площадей F± и Р% что следует из уравнения равновесия сил действующих на мембранный преобразователь.
Для компенсации влияния начального давления ро на величину рг необходимо, чтобы соблюдалось условие.
Если подставить это равенство в уравнение равновесия (7-46), то получим: т. е. преобразованный импульс рг повторяет импульсное давление pi и не зависит от начального давления ро.
Из описания принципа работы преобразователя следует, что мембраны разгружены, так как в статических условиях не испытывают перепада давлений.
Статическая характеристика преобразователя, полученная опытным путем, представлена на рис. 7-9, на котором приведена зависимость преобразованного импульса рг от изменения импульсного давления в диапазоне максимального хода регулирующей заслонки — от нижнего упора до верхнего. По опытным данным нечувствительность в преобразователе отсутствует.
При изменении начального давления Ро в пределах 4 кгс/см2 давление рг остается строго постоянным, в этом диапазоне преобразователь компенсирует влияние изменения начального давления на преобразованный импульс рг- В точках А и Б регулирующие заслонки становятся на упоры, и поэтому за этими пределами перестает действовать компенсация влияния начального давления и изменение начального давления приводит к соответствующему изменению давления.
Коэффициент расхода воды через регулирующие сечения преобразователя мало зависит от перепада давлений и значительно меняется при изменении регулирующего зазора.
Величина коэффициента расхода в зависимости от смещения регулирующей заслонки, т. е. от изменения зазоров 6i и 62, меняется от 0,98 до 0,65. На основании опытных данных среднее значение коэффициента расхода может быть принято равным а=0,85.
Особое значение имеет вопрос механической надежности мембраны. Проведенные многократные испытания показали, что при перепаде давления в 12 кгс/см2 никаких повреждений на мембране не обнаруживается. Если учесть, что в нормальных условиях работы преобразователя мембрана разгружена, поскольку испытывает равные усилия с обеих сторон (р1=рг), а в случае потери давления с одной стороны мембрана будет воспринимать давление, равное расчетному.


Яндекс.Метрика