CS243307B1

CS243307B1 - Turning back the turbocharger

Info

Publication number: CS243307B1
Application number: CS85519A
Authority: CS
Inventors: Josef Travnicek; Jaroslav Holecek; Vaclav Simunek; Jaroslav Fleischmann
Original assignee: Josef Travnicek; Jaroslav Holecek; Vaclav Simunek; Jaroslav Fleischmann
Priority date: 1985-01-24
Filing date: 1985-01-24
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS51985A1

Abstract

Spolehlivé zabezpečení turbokompresoru, který je opatřen přisáváním, proti zpětnému roztočení, zejména u turbokompresorú chladicích, které spočívá v tom, že ve výtlač ném potrubí stroje je zabudována upravená zpětná klapka a v alespoň jednom přisávacím potrubí je uložen rychlcuzavírací orgán, tvořený např. rychlouzavíracím ventilem, na nějž je napojen ovládací pneumatický pohon, např. dvojčinný dvoupolohový silová- lec, ovládaný elektromagnetickým šoupátkem, jehož solenoid je propojen se zdrojem elektrického impulsu, šoupátko je propojeno tlakovzdušným potrubím a jeho přestavovací- mi větvemi se zásobníkem tlakového vzduchu. Zpětná klapka má na hřídeli volně ulo žený talíř. Na hřídeli klapky je napevno namontován palec se spodním zahnutým koncem, kterým dosedá na talíř. Na konci hřídele je kolmo: na osu uložena přížlačná páka se zá važím.Reliable protection of a turbocompressor equipped with suction against reverse rotation, especially in cooling turbocompressors, which consists in the fact that a modified check valve is built into the discharge pipe of the machine and a quick-closing device is placed in at least one suction pipe, consisting of, for example, a quick-closing valve, to which a control pneumatic drive is connected, for example, a double-acting two-position power cylinder, controlled by an electromagnetic slide valve, the solenoid of which is connected to a source of electrical impulse, the slide valve is connected to a compressed air pipe and its adjustment branches with a compressed air reservoir. The check valve has a plate loosely mounted on the shaft. A thumb with a lower bent end is fixedly mounted on the shaft of the valve, with which it rests on the plate. At the end of the shaft, a clamping lever with a weight is placed perpendicular to the axis.

Description

(54) Zapojení proti zpětní mu roztočení turbokompresoru(54) Turbocompressor Reverse Circuit Connection

Spolehlivé zabezpečení turbokompresoru, který je opatřen přisáváním, proti zpětnému roztočení, zejména u turbokompresorú chladicích, které spočívá v tom, že ve výtlačném potrubí stroje je zabudována upravená zpětná klapka a v alespoň jednom přisávacím potrubí je uložen rychlcuzavírací orgán, tvořený např. rychlouzavíracím ventilem, na nějž je napojen ovládací pneumatický pohon, např. dvojčinný dvoupolohový siloválec, ovládaný elektromagnetickým šoupátkem, jehož solenoid je propojen se zdrojem elektrického impulsu, šoupátko je propojeno tlakovzdušným potrubím a jeho přestavovacími větvemi se zásobníkem tlakového vzduchu.Reliable securing of the suction-assisted turbocharger against reverse rotation, especially in cooling turbo-compressors, in which a modified non-return valve is installed in the discharge line of the machine and at least one suction line is fitted with a quick-closing device, eg a quick-closing valve. to which the actuating pneumatic actuator is connected, for example a double-acting two-position force transducer, operated by an electromagnetic spool, the solenoid of which is connected to an electric pulse source, the spool is connected by a compressed air line and its adjusting branches to a compressed air reservoir.

Zpětná klapka má na hřídeli volně uložený talíř. Na hřídeli klapky je napevno namontován palec se spodním zahnutým koncem, kterým dosedá na talíř. Na konci hřídele je kolmo: na osu uložena přížlačná páka se závažím.The non-return valve has a loose plate on the shaft. On the damper shaft a thumb with a bent lower end is fixed to the plate. At the end of the shaft, a pressure lever with a weight is placed perpendicular to the axis.

obr. 4Fig. 4

Vynález se týká zapojení proti zpětnému roztočení turbokompresoru, který je opatřen přisáváním.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an anti-reverse circuit of a turbocharger which is provided with a suction.

Pro turbokompresory s přisáváním, zvláště chladicí, je stálým zdrojem nebezpečí možnost zpětného proudění stlačovaného média z přisávání a výtlaku do sání při havarijním odstavení turbokompresoru. Zpětná expanze stlačeného plynu přes průtočnou část turbokompresoru může způsobit roztočení celého agregátu v opačném .smyslu, a tím ho značně poškodit.For turbo-compressors with suction, especially cooling, the permanent source of danger is the possibility of backflow of the compressed medium from suction and discharge into the suction during emergency shutdown of the turbo-compressor. The back expansion of the compressed gas through the flow part of the turbocharger can cause the whole unit to spin in the opposite sense, thereby greatly damaging it.

Škody, které mohou takto vzniknout, mají vedle nákladů potřebných na opravu, také ekonomický dopad, vzniklý výpadkem technologie po dobu opravy agregátu. Jsou známa různá mechanická zařízení proti zpětnému roztočení turbokompresoru. Jejich společnou vadou je, že nezabraňují zpětnému proudění média v průtočné části turbokompresoru, ale pouze zamezují následkům, tj. zpětnému roztočení stroje.The damage that may arise in this way has, besides the cost of repairs, also the economic impact caused by the failure of the technology during the repair of the unit. Various mechanical anti-spin-back devices are known. Their common defect is that they do not prevent the backflow of the medium in the flow section of the turbocharger, but merely prevent the consequences, ie the backward rotation of the machine.

Zkušenosti však ukazují, že spolehlivé dimenzování jednotlivých dílců známých bezpečnostních zařízení je velmi obtížné, zejména pak tehdy, kdy součástí zařízení je rohatka a západka, u nichž dochází k častému poškození. Do výtlačného potrubí se montuje standardní zpětná klapka. Nedostatkem takovýchto běžných zpětných klapek je jejich, nízká provozní spolehlivost a netěsnost vůči vnějšímu prostředí.However, experience has shown that reliably dimensioning the individual components of known safety devices is very difficult, especially when the device includes a ratchet and a latch, which is frequently damaged. A standard non-return valve is installed in the discharge line. A disadvantage of such conventional check valves is their low operational reliability and leakage to the external environment.

Uvedené nedostatky z podstatné části odstraňuje zapojení proti zpětnému roztočení turbokompres<vu podle vynálezu. Jeho podstatou je, že ve výtlačném potrubí je zabudována upravená zpětná klapka a že v alespoň jednom přisávacím potrubí je uložen rychlouzavírací orgán, např. ventil, na který je napojen ovládací dvoupolohový pneumatický pohon, např. dvojčinný dvoupolohový siloválec.These drawbacks are largely eliminated by the turbo-compression circuit according to the invention. It is based on the fact that a modified non-return valve is installed in the discharge line and that at least one suction line is fitted with a quick-closing member, for example a valve, to which the actuating two-position pneumatic actuator is connected.

Prostor siloválce nad pístem je propojen s elektromagnetickým ovládacím členem, např. elektromagnetickým šoupátkem pomocí pneumatického uzavíracího potrubí. Podobně prostor před pístem je se šoupátkem spojen pneumatickým otevíracím potrubím.The space of the bunker above the piston is connected to an electromagnetic actuator, for example by an electromagnetic slide, by means of a pneumatic shut-off pipe. Similarly, the space in front of the piston is connected to the slide by a pneumatic opening line.

Uzavírací potrubí vyiísíuje na uzavíracím vývodu Šoupátka. Solenoid šoupátka je propojen impulsivním vedením se zdrojem elektrického impulsu. Elektromagnetické šoupátko a jeho přestavovací vět.ye jsou propojeny tlakovovzdušným potrubím se zásobníkem tlakového vzduchu.The shut-off piping provides the gate valves on the shut-off port. The slide solenoid is connected by an impulse line to an electrical pulse source. The electromagnetic gate valve and its adjusting line are connected to the compressed air reservoir by a compressed air line.

V přívodním potrubí zásobníku je uložen zpětný uzavírací orgán,, např. ventil. Zpětná klapka v zapojení má na hřídeli napevno namontován palec, který svým spodním zahnutým koncem dosedá zet talíř klapky. Ná konci hřídele kolmo na jeho osu je uložena přítlačná páka se závažím.A return shut-off member, e.g. a valve, is disposed in the supply line of the container. The non-return valve in the engagement has a thumb mounted permanently on the shaft, which bears on the bottom plate of the damper with its lower bent end. A pressure lever with a weight is mounted on the shaft end perpendicular to its axis.

Největší výhodou zapojení proti zpětnému roztočení turbokompresoru podle vynálezu je jeho vysoká spolehlivost, která vyplývá ze spolehlivosti použitých prvků,at již jde o rychlouzavírací armaturu vlastní konstrukce s přestavnou dobou 6 až 10 s, nebo speciální úpravu zpětné klapky na výtlačném potrubí, či zabezpečení potřebného tlakového vzduchu žádoucích parametrů za každé situace. Vysoký ekonomický dopad, vyplývající z této spolehlivosti je pak jen přirozeným důsledkem.The biggest advantage of the anti-rotation connection of the turbo-compressor according to the invention is its high reliability, which results from the reliability of the used elements, whether it is a quick-closing fitting of its own design with adjustable time 6 to 10 s. air of desirable parameters in every situation. The high economic impact resulting from this reliability is only a natural consequence.

Na připojeném obr. 1 je znázorněno zapojení proti zpětnému roztočení turbokompresoru podle vynálezu. Schéma zapojení je nakresleno v poloze, kdy přisávací potrubí jsou uzavřena. Na obr. 2 je nakreslen částečný svislý řez zpětnou klapkou ve výtlačném potrubí.FIG. 1 shows the anti-rotation circuit of the turbocompressor according to the invention. The wiring diagram is drawn in the position where the suction pipes are closed. FIG. 2 shows a partial vertical section through a non-return valve in the discharge line.

Na obr. 3 je pak detail palce při pohledu směrem P z obr. 2.Fig. 3 is a detail of the thumb as viewed from P in Fig. 2.

Turbokompresor £_zopatřený běžným sacím potrubím £ a výtlačným potrubím £ je v příkladu provedení na obr. 1 vybaven prvním přisávacím potrubím 4_ a druhým přisávacím potrubím £.£ turbocharger _of equipped with a conventional suction pipe and discharge pipe £ £ in the embodiment of FIG. 1 with a first line 4 by a suction by a suction pipe and a second £.

V každém z přisávacích potrubí £, £ je jeden rychlouzavírací ventil 6_, £ napojený na dvojčinný dvoupolohový siloválec 8., £.In each of the suction lines 8, 6 there is one quick-closing valve 6, 6 connected to a double-acting dual-position power cylinder 8, 8.

Vzájemně odpovídající strany nad pístem siloválců g, 2 jsou propojeny paralelními větvemi uzavíracího potrubí 10 s uzavíracím vývodem 11 pěticestného, dvoupolohového elektromagnetického Šoupátka 12. Vzájemně odpovídající strany před pístem siloválců 8/ 9 jsou obdobně propojeny paralelními větvemi otevíracího potrubí 13 s otevíracím vývodem 14 šoupátka' 12.The mutually matching sides above the piston of the force transducers g, 2 are connected by parallel branches of the closing line 10 to the closing outlet 11 of the five-way, two-position electromagnetic gate valve 12. 12.

Solenoid' 15 šoupátka 12 je propojen impulsním vedením 16 se zdrojem elektrického impulsu. Šoupátko 12 je spojeno tlakovzdušným potrubím 17 se zdrojem tlakového vzduchu přes zásobník 18 vzduchu, v jehož přívodním potrubí 19 je uložen zpětný ventil 20.The solenoid 15 of the slide 12 is connected by a pulse line 16 to an electrical pulse source. The slider 12 is connected via a compressed air line 17 to a source of compressed air via an air reservoir 18 in whose supply line 19 a check valve 20 is arranged.

Tlakovzdušné potrubí 17 přechází prvou přestavovací větví 117 k jedné straně šoupátka 12 a druhou přestavovací větví 217 k opačné straně šoupátka 12. Ve výtlačném potrubí g je uložena zpětná klapka 21 s uzavírací armaturou 22.The compressed air line 17 passes through the first adjusting branch 117 to one side of the spool 12 and the other adjusting branch 217 to the opposite side of the spool 12. A non-return flap 21 with a shut-off valve 22 is mounted in the discharge line g.

Zpětná klapká 21 /obr. 2/ sestává z talíře 23 klapky 21, který je volně uložen na hří' děli' 24, na němž je současně napevno nasazen palec 25 zajištěný proti otočení kolíkem 26. Palec' 25 dosedá svým spodním zahnutým koncem na talíř 23. Na konci hřídele 24 je kolmo na jeho osu uložena přítlačná páka 27 se závažím 28.Check valve 21 / fig. 2 / consists of a plate 23 of a flap 21 which is loosely supported on a cannon 24, on which a thumb 25 secured against rotation by the pin 26 is fixedly fixed at the same time. a pressure lever 27 with a weight 28 is placed perpendicular to its axis.

Funkce zapojení v kritickém stavu, tj. např. při přerušení dodávky elektrické energie, a tím možnosti zpětného roztočení turbokompresoru, je odvozena od impulsu havarijního odstavení, při kterém solenoid 15 šoupátka 12 ztratí napětí, čímž dojde k přestavění šoupátka- 12.The function of the wiring in a critical state, i.e. when the power supply is interrupted and thus the turbocompressor can be turned back on, is derived from an emergency shutdown pulse at which the slide solenoid 15 loses voltage, thereby adjusting the slide 12.

Tlakový vzduch o tlaku p i 0,6 až 0,9 MPa je přiváděn tlakovzdušným potrubím 17 ze zásobníku 18 vzduchu na uzavírací vývod 11 šoupátka 12. Uzavíracím potrubím 10 je tlakový vzduch přiveden nad písty siloválců g, 9..Compressed air at a pressure of 0.6 to 0.9 MPa is supplied via a compressed air line 17 from the air reservoir 18 to the shut-off outlet 11 of the slide 12. The compressed air is supplied via the shut-off line 10 above the pistons of the cylinders.

Druhá strana siloválců g, 9. je přitom spojena s atmosférou. Písty siloválců g, g tak zaujmou opačnou krajní polohu a způsobí uzavření rychlouzavíracích ventilů g,' 7 v obou přisávacíoh potrubích 4/ 5. Tím je zabráněno expansi plynu ze sáni o vyšším tlaku do sání o nižším tlaku.The other side of the power cylinders g, 9 is connected to the atmosphere. Thus, the pistons of the force transducers g, g assume the opposite extreme position and cause the quick-closing valves g, 7 to close in both suction lines 4 / 5. This prevents the gas from the higher pressure suction into the lower pressure suction from being expanded.

Expansi plynu z výtlačného potrubí g do sacího potrubí g zabezpečuje zpětná klapka 21. Během přípravy k opětnému spuštění turbokompresoru g se přivede napětí na solenoid 15 šoupátka 12. Tím se otevře přívod tlakového vzduchu první přestavovací větví 117 do šoupátka 12.Expansion of the gas from the discharge line g to the suction line g is provided by a non-return valve 21. During preparation for restarting the turbocharger g, voltage is applied to the solenoid 15 of the slide 12. This opens the compressed air supply through the first adjusting branch 117 to the slide 12.

Šoupátko 12 se přestaví do druhé polohy a umožní tak propojení tlakovzdušného. potrubí 17 s otevíracím vývodem 14 šoupátka 12 a otevíracím potrubím 13 před písty siloválců g, g. Druhá strana siloválců g, g je opět spojena s atmosférou. Tím dojde k opětovnému otevření rychlouzavíracích ventilů g, g.The slide 12 moves to the second position to allow the air-pressure connection. The manifold 17 with the opening outlet 14 of the slide 12 and the opening piping 13 in front of the pistons of the force transducers g, g. The other side of the force transducers g, g is again connected to the atmosphere. This opens the quick-acting valves g, g again.

Podmínkou řádné funkce zapojení je rychlouzavírací armatura, která se přestaví z otevřené do uzavřené polohy za dobu max. do 15 s. Armatura musí být samočinně uzeivíratelná při ztrátě tlakového vzduchu. Dále musí mít malé průtočné ztráty v plně otevřené poloze.The condition of the proper function of the connection is a quick-closing fitting, which moves from the open to the closed position within a maximum of 15 s. The fitting must be self-serviceable in case of loss of compressed air. It must also have low flow losses in the fully open position.

Musí být též řešena pro teploty protékajícího média t = -100 - 100 °C. Takovéto armatury pro jmenovitý tlak Jt 25 a ovládání tlakovým vzduchem 0,6 až 0,9 MPa jsou ve světě známé a vyráběné a po menších úpravách pro zapojení podle vynálezu použitelné.It must also be solved for temperatures of flowing medium t = -100 - 100 ° C. Such fittings for nominal pressure Jt 25 and compressed air control of 0.6 to 0.9 MPa are known and manufactured worldwide and are usable after minor modifications for the connection according to the invention.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A suction-proof anti-spin-back arrangement, characterized in that a modified non-return valve (2.1) is installed in the discharge line (3) of the turbo-compressor and in at least one suction line (4, 5) is a quick-closing member. eg a quick-closing valve (6, 7), to which the actuating two-position pneumatic actuator is connected, eg a double-acting double-position force actuator (8, 9), whose space behind the piston is connected with an electromagnetic actuator, e.g. the slider (12) by means of the pneumatic closing line (10) and the space in front of the piston with the opening outlet (14) of the slider (12) by means of the pneumatic opening line (13), the solenoid (15) of the slider (12) being interconnected by an impulsive line (16) is connected to the source of electric impulse and the electromagnetic gate valve (12) is connected by a compressed air line / 17 and its adjusting branches (117, 217) with a reservoir (18) of compressed air in the supply line (19) of which a non-return shut-off member, e.g. a non-return valve (20), is arranged.

Wiring according to claim 1, characterized in that the non-return flap (21) is formed by a plate (23) of the flap (21) loosely mounted on the shaft (24) of the flap (21), where a thumb (25) is fixed. its lower bent end bears on the plate (23) of the flap (21), while at the end of the shaft (24) perpendicular to its axis a thrust lever (27) with a weight (28) is mounted.