Читайте также:
|
Электромеханический индикатор МАИ-2 предназначен для записи индикаторных диаграмм компрессоров, двигателей внутреннего сгорания и других поршневых машин с частотой вращения вала до
85 с–1 и давлении в исследуемой полости не более 15 МПа. Индикатор обеспечивает запись диаграмм в 10 различных масштабах по оси давлений путем замены пружин и плунжерных пар. Размеры диаграмм по оси давлений до 180 мм и по оси угла поворота – 360 мм. Точность записи находится в пределах 1,5 %.
Индикатор состоит из четырех отдельных узлов, связанных между собой электрической и пневматической системами:
– приемника давления;
– записывающей части индикатора;
– отметчика мертвой точки;
– пульта управления.
На рис. 1 схематично показано устройство индикатора. Записывающая часть индикатора соединена муфтой 4 с валом электродвигателя, обеспечивающего непосредственный привод исследуемого компрессора 1.
Барабан 5 записывающего устройства вращается синхронно с коленчатым валом компрессора. На боковой поверхности барабана нанесена разметка, соответствующая углу поворота вала, а с помощью прорези на боковой поверхности на барабане закрепляется лист термочувствительной бумаги. Связь индикатора с исследуемым компрессором осуществляется через датчик давления 2, в котором имеются две полости, разделенные упругой мембраной. Полость "а" соединена с рабочим пространством исследуемой полости ступени компрессора. Полость "б" через вентиль В1 соединена с баллоном сжатого воздуха 7. По желанию оператора в полости "б" может быть установлено произвольно заданное давление; эта же полость соединена с гидросистемой "в" записывающего устройства индикатора.
|
|
|
|
|
|
Рис. 1. Устройство индикатора МАИ-2:
1 – компрессор; 2 – датчик давления; 3 – отметчик мертвой точки; 4 – муфта; 5 – барабан;
6 – пневматическая система; 7 – баллон; 8 – искровой разрядник; 9 – плунжер; 10 – пружина,
11 – корпус разрядника; 12 – тиратронный преобразователь; 13 – манометр
Мембрана является чувствительным элементом, прогиб которой в ту или иную стороны указывает на соотношение давлений в полостях «а» и «б». При равенстве давлений мембрана будет занимать нейтральное положение. В случае, когда давление газа в пневматической системе больше, чем давление газа в цилиндре, мембрана прогнется и ее центр переместится в сторону полости «а»; при обратном перепаде давлений мембрана выгнется в другую сторону и ее центр переместится в сторону полости «б». Для того, чтобы зафиксировать перемещение мембраны в приемнике давления, со стороны пневматической системы установлен контакт. Зазор между мембраной в нейт-ральном положении и контактом очень мал (0,02–0,03 мм), поэтому при минимальном избытке давления газа в цилиндре (0,002–0,005 МПа) мембрана будет касаться контакта и замыкать электрическую цепь индикатора.
Ток в электрической цепи индикатора возникает лишь в моменты замыкания и размыкания мембраны с электроконтактами датчика давления. Следовательно, замыкание или размыкание электрической цепи будет происходить при давлении газа в цилиндре практически равном давлению газа в пневматической системе. В случае записи процессов с очень малой амплитудой изменения давления во времени перепад давлений на мембране, соответствующий ее прогибу необходимо учитывать.
Записывающее устройство индикатора кроме барабана содержит измерительный механизм, представляющий собой пружинно-поршневой манометр. Его основными элементами являются: искровой разрядник 8 и сменная плунжерная пара 9 с калиброванной пружиной 10. Путем замены плунжерной пары и пружин достигается возможность записи индикаторных диаграмм в широком диапазоне давлений.
Работа прибора осуществляется следующим образом. При открытии вентиля В1 сжатый воздух из баллона 7 поступает в полости "б", "в" и "г", где устанавливаются одинаковые давления, несколько превышающие максимально возможное давление в исследуемой рабочей полости. В этом случае мембрана прогибается в сторону полости «а» и постоянно замкнута на корпус через нижние контакты, что исключает появление тока в электрической цепи индикатора. Под действием давления в полости "г" плунжер передвигается, растягивая пружину, и перемещает искровой разрядник вдоль поверхности барабана, на боковой поверхности которого закреплена термочувствительная бумага. Таким образом, направление образующей барабана соответствует оси давлений на экспериментальной индикаторной диаграмме, а положение разрядника – предельно возможному давлению в исследуемой рабочей полости.
При работающем компрессоре и плавном открытии вентиля В2 давление в полостях «б», «в» и «г» будет постепенно снижаться и при каком-то угле поворота коленчатого вала наступит момент равенства давлений в полостях "а" и ''б", что приведет к размыканию мембраны с нижним контактом датчика давления в результате чего в электрической цепи индикатора появится электрический ток. В этот момент искровой разрядник будет находиться в определенном положении в направлении образующей барабана, соответствующем давлению в полости "б". Электрический сигнал преобразуется в тиратронном преобразователе 12 и в виде импульса высокого напряжения (14–18 кВ) подается на искровой разрядник. Между наконечником разрядника и поверхностью барабана образуется искра, которая оставляет точку на поверхности термочувствительной бумаги.
По мере снижения давления в полостях «б», «в» и «г» от р max до р min на термочувствительной бумаге записывается развернутая индикаторная диаграмма, состоящая из большого числа точек ("замыкание" и "размыкание"), каждая из которых принадлежит одному из Z -го числа циклов. Количество циклов Z при заданной частоте вращения вала исследуемого компрессора пропорционально времени снижения давления в процессе индицирования (обычно не более 1 мин.) от р max до р min. В итоге получается индикаторная диаграмма "осредненная" по нескольким сотням циклов, на которой можно видеть "разброс" давления как по величине, так и по углу поворота коленчатого вала. Такой принцип записи индикаторной диаграммы позволяет растягивать процесс индицирования по времени и снижать влияние сил трения, возникающих в записывающем механизме.
Для отметки положения поршня в ВМТ служит индуктивный отметчик, состоящий из неподвижно закрепленных катушек 3 и ферромагнитного сердечника, закрепленного на маховике (полумуфте) компрессора. Отметчик срабатывает в тот момент, когда мимо магнитопровода катушек проходит сердечник, вращающийся вместе с муфтой. В этот момент в обмотках катушек индуцируется ЭДС, которая усиливается в тиратронном преобразователе и в виде импульса высокого напряжения подается на искровой разрядник.
2.4. Работа с индикатором
при записи индикаторной диаграммы
Управление индикатором осуществляется с помощью системы вентилей, тумблеров и переключателей, размещенных на пульте прибора. Конструкция индикатора в случае использования двух датчиков давления, установленных в различных полостях (например, в цилиндре и в полости нагнетания компрессора), позволяет записывать одновременно две диаграммы.
На пульте управления имеются две симметричные группы тумблеров для правого и левого блоков. Для записи диаграмм применяется специальная термочувствительная бумага размером 400´180 мм. Путем вращения затяжного валика бумага плотно притягивается к поверхности барабана.
Запись индикаторной диаграммы начинают с нанесения горизонтальных тарировочных линий и вертикальной отметки мертвой точки. Для этого на пульте управления необходимо:
- Открыть кран "в атмосферу".
- Переключатель П1 поставить в положение "тарировка" и в течение 5–8 с зафиксировать на бумаге горизонтальную линию атмосферного давления.
- Довести давление в системе до необходимого уровня и нанести новую линию, соответствующую максимальному давлению. Обычно тарировка производится в рабочем диапазоне давлений с интервалом 1 атм.
- Поставить переключатель в положение "ВМТ". Закрыть кран "в атмосферу". Открывая кран "давление", постепенно повышаем давление в системе. При этом на диаграмме появится отметка верхней мертвой точки в виде вертикальной линии.
- Переключатель П1 поставить в положение "диаграмма" и произвести запись диаграммы.
Запись индикаторной диаграммы следует производить в процессе понижения давления, приоткрывая вентиль "в атмосферу". Регулируя степень открытия вентиля "в атмосферу", необходимо следить за тем, чтобы скорость движения стрелки манометра была бы приблизительно постоянной.
Порядок операций следующий:
- включить последовательно тумблеры "замыкание" – "размыкание";
- открыть кран "в атмосферу";
- после доведения давления в системе до нуля выключить тумблеры "замыкание" – "размыкание";
- отключить барабан индикатора от муфты двигателя и убедиться в качественной записи диаграммы.
Перед снятием бумаги с барабана следует провести карандашом по линии крепления кромок листа и тем самым обозначить на оси абсцисс участки, соответствующие полному обороту коленчатого вала.
Одновременно с записью индикаторной диаграммы измеряются и фиксируются следующие параметры исследуемой ступени компрессора:
- давление во всасывающем патрубке – р вс;
- температура всасываемого газа – t вс;
- давление в нагнетательном патрубке – р нг;
- температура выходящего из компрессора газа – t нг;
- перепад давлений в расходомерном устройстве – ∆ р;
- мощность, потребляемая двигателем компрессора, по ваттметру – N эл;
- атмосферное давление – р бар.
Дата добавления: 2015-12-07; просмотров: 199 | Нарушение авторских прав