СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПРЕССОРОВ

Полезная модель относится к компрессоростроению и предназначено для использования при испытании осевых, центробежных и диагональных компрессоров, а также их комбинаций.
Известен стенд для испытаний компрессора, содержащий последовательно расположенные компрессор, дроссель и ресивер, состоящий из последовательно соединенных диффузора, цилиндрической камеры и конфузора, в последнем установлен расходомер, причем выходной участок диффузора введен в цилиндрическую камеру на расстояние, составляющее 0,6-0,7 от входного диаметра диффузора, в цилиндрической камере установлена сетка, расположенная от выходного сечения диффузора на расстоянии, составляющем 0,7-0,8 от его входного диаметра, а отношение длины цилиндрической камеры до конфузора к входному диаметру диффузора равно 7-9 (авторское свидетельство СССР №1086906 «Стенд для испытаний компрессоров» авторов Иванова Е.С.и др., МКИ G01М 15/00).
Недостатком этого стенда является наличие гидравлических потерь и низкая точность определения расхода.
Известен стенд для исследования компрессоров, содержащий привод, мультипликатор, исследуемый компрессор, на входе которого установлен мерный коллектор и успокоительная камера с выравнивающим устройством, а на выходе - воздухосборник, дроссельное устройство и выходной трубопровод, дроссельное устройство выполнено в виде части выходного трубопровода, имеющего коллектор, при этом в коллекторе или части выходного трубопровода выполнены отверстия и сообщены с полостью выходного трубопровода, а сам коллектор соединен с регулируемым источником подвода рабочего тела высокого давления (патент РФ №2253854, кл, G01М 15/00; F04D 27/02, опуб. 10.06.2005, БИ №16, авторы Иванов О.И. и др. «Стенд для исследования компрессоров»).
Недостатком этого стенда является низкое гидравлическое сопротивление выходной сети испытательного стенда, так как значительная глубина проникновения струй в поток требует больших давлений и расходов воздуха.
Данный стенд выбран авторами в качестве прототипа.
Техническим результатом изобретения является повышение гидравлического сопротивления выходной сети исследуемого компрессора на испытательном стенде, его плавное изменение в широком диапазоне рабочих режимов и снижение энергозатрат.
Технический результат достигается тем, что в известный стенд для исследования компрессоров, содержащий привод, мультипликатор, исследуемый компрессор, на входе которого установлен мерный коллектор и успокоительная камера с выравнивающим устройством, а на выходе - воздухосборник, дроссельное устройство и выходной трубопровод, причем дроссельное устройство выполнено в виде части выходного трубопровода, имеющего коллектор, при этом в коллекторе или части выходного трубопровода выполнены отверстия и сообщены с полостью выходного трубопровода, а сам коллектор соединен с регулируемым источником подвода рабочего тела высокого давления, дополнительно введены три регулирующих заслонки, два датчика пульсации, блок регистрации и управления, а в дроссельное устройство дополнительно введен второй коллектор, в котором по оси выходного трубопровода размещен пустотелый тор, наружная стенка которого соединена со стенками второго коллектора пилонами с радиальными каналами, в наружной и внутренней стенках пустотелого тора выполнены отверстия, которые расположены под углом навстречу друг к другу, а дроссельное устройство своими коллекторами соединено с регулируемым источником подвода рабочего тела высокого давления, причем на входах первого и второго коллекторов и на входе в испытуемый компрессор установлены регулируемые заслонки, а на входе и выходе из испытуемого компрессора установлены датчики пульсации воздушного потока, выходы датчиков пульсации и регулирующие заслонки соединены с блоком регистрации и управления.
Введение в конструкцию дроссельного устройства известного стенда второго коллектора, который соединен пилонами с радиальными каналами с пустотелым тором, установленном по оси выходного трубопровода, позволяет повысить гидравлическое сопротивление исследуемого компрессора на испытательном стенде, и изменять гидравлическое сопротивление выходной сети в широком диапазоне рабочих режимов с минимальными энергозатратами. Введение датчиков пульсации позволяет контролировать возникновение предпомпажных режимов. Введение регулируемых заслонок, позволяет регулировать гидравлическое сопротивление сети и мгновенно его уменьшать.
На фиг.1 представлена общая схема стенда для исследования компрессоров.
На фиг.2 показано продольное сечение дроссельного устройства.
На фиг.3 показано поперечное сечение А-А фиг.2.
На фиг.4 показано поперечное сечение Б-Б фиг.2.
Стенд для исследования компрессоров содержит: двигатель привода - 1; мультипликатор - 2; воздухосборник - 3; исследуемый компрессор - 4; датчик пульсации - 5; регулируемую заслонку - 6; успокоительную камеру - 7; выравнивающее воздушный поток устройство - 8; мерный коллектор - 9; датчик пульсации - 10; дроссельное устройство - 11; регулируемую заслонку - 12; регулируемую заслонку - 13; выходной трубопровод - 14; блок регистрации и управления 15; второй коллектор - 16; первый коллектор - 17; пилоны с радиальными отверстиями - 18; входные отверстия первого коллектора, - 19; входные отверстия второго коллектора - 20; штуцер второго коллектора - 21; штуцер первого коллектора - 22; пустотелый тор - 23.
Работа стенда для исследования компрессоров осуществляется следующим образом. При работе стенда исследуемый компрессор 4 приводится во вращение двигателем привода 1 через мультипликатор 2. Воздух через мерный коллектор 9 и успокоительную камеру 8 с выравнивающим воздушный поток устройством 7 поступает в исследуемый компрессор 4. Из компрессора 4 сжатый воздух поступает в воздухосборник 3 и в выходной трубопровод 14, в котором расположено дроссельное устройство 11. К первому коллектору 17 через штуцер 22 и второму коллектору 16 через штуцер 21 подводится воздух повышенного давления от внешнего регулируемого источника (на чертежах не показан). Во втором коллекторе 16 размещен пустотелый тор 23, который соединен пилонами с радиальными отверстиями 18 с расположенными в стенках второго коллектора входными отверстиями 19. Регулирование давления и расхода подаваемого внутрь выходного трубопровода 14 воздуха, за счет введения второго коллектора 16, изменяет гидравлическое сопротивление выходной сети компрессорного стенда и уменьшает расход воздуха исследуемого компрессора.
При дросселировании, в случае возникновения неустойчивой работы исследуемого компрессора 4, которая определяется по датчикам пульсации 5 и 10, регулируемыми заслонками 12, 13 через штуцеры 21, 22 прекращается подача воздуха в отверстия второго коллектора 19 и отверстия первого коллектора 20 дроссельного устройства 11, и в то же время перекрываются регулируемые заслонки 6, 12,13 установленные, соответственно, на входе компрессора 4 и на входах первого и второго коллекторов, при этом практически мгновенно уменьшается гидравлическое сопротивление выходной сети компрессора 4 и режим работы компрессора 4 переходит в область устойчивой работы.
Оси отверстий расположенные на наружных и внутренних стенках пустотелого тора 23, выполнены под углом навстречу друг к другу, таким образом, образуется встречный воздушный поток, и гидравлическое сопротивление выходной сети увеличивается.
Стенд для исследования компрессоров оснащен датчиками пульсации 5, 10 которые установлены до и после исследуемого компрессора 4. Выходы датчиков пульсации соединены со входом блока регистрации и управления 15. Причем выход блока регистрации и управления 15 соединен с регулируемыми заслонками 6, 12, 13, что позволяет отслеживать неустойчивые режимы работы стенда и плавно регулировать гидравлическое сопротивление выходной сети. Контролируемые при исследовании компрессора параметры измеряются, обрабатываются и регистрируются в блоке регистрации и управления 15.
Предлагаемый стенд для исследования компрессоров позволяет, за счет введения второго коллектора дроссельного устройства, быстро и эффективно регулировать гидравлическое сопротивление выходной сети испытательного стенда, а при возникновении неустойчивого режима работы мгновенно устранять помпаж. Снижение расхода воздуха, для создания большего противодавления в выходном трубопроводе, позволяет существенно снизить энергетические затраты при исследовании компрессоров на 15-25%. Оснащение стенда датчиками пульсации позволяет контролировать возникновение предпомпажных режимов.