SU706555A1

SU706555A1 - Bypass valve of air intake chamber of gas-turbine unit

Info

Publication number: SU706555A1
Application number: SU772469804A
Authority: SU
Inventors: Борис Иванович Морозов; Владимир Васильевич Пчелкин; Владимир Артемович Меркулов
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Природных Газов Вниигаз
Priority date: 1977-04-13
Filing date: 1977-04-13
Publication date: 1979-12-30

Description

ii

Изобретение относитс к области газотурбостроени , в частности, к байпасным клапанам воздухозаборных камер газотурбинных установок.The invention relates to the field of gas turbine construction, in particular, to the bypass valves of the air intake chambers of gas turbines.

Известен байпасный клапан воздухозаборной камеры газотурбинной установки, содержащий неподвижно закрепленную на боковом окне камеры раму и установленную с внутренней стороны камеры с возможностью поворота на неподвижной оси, расположенной над рамой, заслонку, и фиксирующий электромагнит, предотвращающий открытие клапана при перепаде давлений, меньщем расчетного I.The bypass valve of the intake chamber of a gas turbine installation is known, comprising a frame fixedly mounted on the side window of the chamber and mounted on the inside of the chamber with the possibility of turning a fixed axis above the frame, a damper, and a locking electromagnet preventing valve opening at a pressure drop less than the calculated I.

Однако такое выполнение характеризуетс относительно низкой эффективностью регулировани , так как при этом не обеспечиваетс потребный дл газотурбинных установок диапазон частичного перепуска воздуха .However, such an implementation is characterized by relatively low control efficiency, since it does not provide the partial air transfer range required for gas turbine installations.

Известен также байпасный клапан воздухозаборной камеры газотурбинной установки , содержащий закрепленную на боковом окне камеры раму, с внутренней стороны которой установлена на неподвижной оси поворотна заслонка с закрепленным на нейAlso known is the bypass valve of the air intake chamber of a gas turbine installation, containing a frame fixed on the side window of the chamber, on the inner side of which a rotary valve is mounted on a fixed axis with a fixed one

со стороны камеры рычагом, снабженным на конце грузом 2.from the side of the camera with a lever supplied at the end with a load 2.

Однако и такое выполнение не обеспечивает необходимой эффективности регулировани , так как не обеспечиваетс возможность поддержани посто нного перепада давлений на клапане при изменении расхода воздуха.However, such an implementation does not provide the necessary efficiency of regulation, since it is not possible to maintain a constant pressure drop across the valve when the air flow rate changes.

Целью данного изобретени вл етс повышение быстродействи клапана при регулировании расхода воздуха путем поддержани посто нного перепада давлений.The purpose of this invention is to increase the valve speed in controlling the air flow rate by maintaining a constant pressure differential.

Указанна цель достигаетс тем, что клапан снабжен вертикальным рычагом с противовесом , уравновещивающим заслонку, а рычаг с грузом расположен под углом 10- 35° к горизонтальной плоскости, проход щей через неподвижную ось.This goal is achieved by the fact that the valve is equipped with a vertical lever with a counterweight, balancing the valve, and the lever with the load is located at an angle of 10-35 ° to the horizontal plane passing through the fixed axis.

На чертеже приведен байпасный клапан воздухозаборной камеры газотурбинной установки , разрез.The drawing shows the bypass valve of the intake chamber of a gas turbine installation, section.

Клапан содержит неподвижно закрепленную на боковом окне камеры 1 раму 2 и установленную с внутренней стороны камеры 1 с возможностью поворота на неподвижной оси 3, расположённой над рамой 2, заслонку 4 с закрепленным с внутренней стороны рычагом 5 с грузом 6. Заслонка 4 снабжена уравновешивающим ее дополнительным вертикальным рычагом 7, имеющим противовес 8. Рычаг 5 расположен над проход щей через неподвижную ось 3 горизонтальной плоскостью 9 под углом а 10-35° к ней. Рычах 7 соединен с заслонкой 4 при помощи наклон- ной т ги 10. При этом центр т жести системы из заслонки 4, рычагов 5 и 7, противовеса 8 и т ги 10 лежит на оси 3.The valve contains a frame 2 fixedly mounted on the side window of the chamber 1 and mounted on the inside of the chamber 1 with the possibility of rotation on the fixed axis 3 located above the frame 2, a damper 4 with a lever 5 fixed on the inner side with the load 6. The damper 4 is equipped with an additional balancing a vertical lever 7 having a counterweight 8. The lever 5 is located above the horizontal plane 9 passing through the fixed axis 3 at an angle a 10-35 ° to it. The levers 7 are connected to the flap 4 by means of the inclined pull 10. In this case, the center of gravity of the system of the flap 4, the levers 5 and 7, the counterweight 8 and the pull 10 is on axis 3.

При работе газотурбинной установки на режиме, которому соответствует перепад давлений на заслонке 4, меньщий заданного значени , байпасный клапан закрыт. При этом момент от силы давлени воздуха на заслонку 4 меньще момента от груза 6. При увеличении перепада сверх заданного значени момент от силы давлени воздуха начинает превышать момент от груза 6, заслонка 4 поворачиваетс вокруг оси 3, и клапан начинает пропускать воздух в воздухозаборную камеру газотурбинной установки через образовавшуюс между рамой 2 и заслонкой щель.When the gas turbine unit operates in a mode that corresponds to a pressure drop over the valve 4, which is less than a predetermined value, the bypass valve is closed. At the same time, the moment of the force of air pressure on the damper 4 is less than the moment of load 6. As the differential increases above a predetermined value, the moment of the force of air pressure begins to exceed the moment of load 6, the damper 4 rotates around axis 3, and the valve starts passing air into the air intake chamber the installation through the gap formed between the frame 2 and the flap.

По мере увеличени объема воздуха, поступающего через, клапан, увеличиваетс угол поворота заслонки 4. Увеличение объема пропускаемого воздуха возможно за счет соответствующего увеличени перепада давлений на клапане. Однако рост перепада давлений приводит к росту силы давлени воздуха на заслонку 4, т. е. увеличению момента от газодинамических сил. При неизменном моменте от груза 6, указанный рост момента оп газодинамических сил вынуждает поворачиватьс вокруг неподвижной оси 3 заСЛОйку 4 в сторону открыти сеЧени клапана . Увеличение проходного сечени приводит к увеличению объема перепускаемого клапаном воздуха. При этом перепад давлений на клапане, скорость воздуха через него, а, следовательно, и сила давлени воздуха на заслонку 4 снижаютс . Уменьщаетс и плечо приложени силы, что вызывает снижение создаваемого воздущньш потоком на заслонке 4 момента. Одновременно поворот , вокруг неподвижной оси 3, заслонки 4 и жестко св занного с ней рычага 5 приводит к снижению момента от груза 6. Следовательно , заслонка 4 займет новое положение , соответствующее равенству .моментов от газодинамических сил и груза б и увеличенному объему байпасируемого воздуха.As the volume of air entering through the valve increases, the angle of rotation of the flap 4 increases. The increase in the volume of air flow is possible due to a corresponding increase in the pressure drop across the valve. However, the increase in pressure drop leads to an increase in the force of air pressure on the valve 4, i.e. an increase in the moment from the gas-dynamic forces. With a constant moment from load 6, the indicated increase in the moment of op gas-dynamic forces forces the rotation of the fixed axis 3 of the LAYING 4 towards the opening of the valve section. An increase in the flow area results in an increase in the volume of air transferred through the valve. In this case, the pressure drop across the valve, the air velocity through it, and, consequently, the force of air pressure on the valve 4, decreases. The leverage of the force is also reduced, which causes a decrease in the air flow created at the valve 4 points. At the same time, turning around the fixed axis 3, the flap 4 and the lever 5 rigidly connected with it leads to a decrease in the moment from the load 6. Therefore, the valve 4 will take a new position corresponding to the equality of the moments from the gas-dynamic forces and the load b and the increased volume of the bypass air.

При этом, как показано экспериментально , обеспечиваетс посто нство перепада давлений на клапане по расходу воздуха и, следовательно, повышение эффективности регулировани .In this case, as shown experimentally, a constant pressure differential across the valve in terms of air flow and, consequently, an increase in the efficiency of regulation is ensured.

Аналогично рассматриваетс переход клапана с режима больщего объема байпасируемого воздуха на меньший, вплоть до момента его закрыти .Similarly, the transition of the valve from a mode of a larger volume of bypass air to a smaller one, up to the moment of its closure, is considered.

Обеспечение практически посто нства перепада давлений при работе клапана позволило выполнить меньшей толщины стенки воз/ухозаборной камеры, что привело к снижению ее металлоемкости, т. е. снижению веса камеры. Сокращены потери мощности газотурбинных агрегатов на режимах перепуска воздуха через клапан за счет уменьшени сопротивлени воздухозаборной камеры с байпасным клапаном.Ensuring almost constant pressure drop during valve operation made it possible to perform a smaller wall thickness of the air / intake chamber, which led to a decrease in its metal intensity, i.e., a decrease in the chamber weight. The power losses of gas turbine units at the air bypass modes through the valve are reduced by reducing the resistance of the air intake chamber with the bypass valve.

Claims

1. The patent of Belgium No. 707055, cl. F 23 L, pub. 1971.

2. The design of the company "American Air Filter, 1972 ..