Система автоматического регулирования процесса горения

Система автоматического регулирования процесса горения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к процессу горения и может быть использовано в энергетических установках. Целью изобретения является повышение надежности и точности регулирования. Это достигается тем, что система дополнительно содержит последовательно соединенные аналоговый коммутатор 13, аналого-цифровой преобразователь /АЦП/ 14, процессор 15 и цифроаналоговый преобразователь, которые по сигналам датчиков 1 амплитуд колебаний давления в камере 2 сгорания управляют работой регулируемой форсунки 3 путем перемещения с помощью индуктивной катушки 10 феромагнитного стержня 11, выполненного в виде золотника с эллиптическими лысками на конце. 3 ил.

ссюэ соеетсних социюистич вских

РКСГ1УЬ ЛИК (51)5 F 23 N 5 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPC340MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ гос дАРственный комитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

APH ГКНТ СССР (21) 4364097/24-06 (22) 29. 01. 88 (46) 30. 03.90. Бюл. Р 12 (71) Казанский авиационный институт ик. A.Н, Туполева (72) P.À. Гафуров, В.В. Головков, Г.В. Авдонин и Г.В. Зуева (53) 621. 182. 26(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

-У 1229522, кл. F 23 N 5/20, 1984, (54) СИСТЕИА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ (57) Изобретение относится к процессу горении и м.б. использовано в энергетических установках. Целью изобретения, SU „1553792 А1

2 является повышение надежности и точности регулирования. Это достигается тем, что система дополнительно содержит последовательно соединенные аналоговый коммутатор 13, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 14, процессор 15 и цифроаналоговый преобразователь, которые по сигналам датчиков 1 амплитуд колебаний давления в камере 2 сгорания управляют работой регулируемой форсунки 3 путем перемещения с помощью индуктивной катушки 10 ферромагнитного стержня 11, выполненного в виде золотника с эллиптическими лысками на конце. .3 HJI

1553792

Изобретение относится к технике регулирования процессов горения и может быть использовано в энергетичес,ких установках для обеспечения требуемого режима работы при воздействии

5 внешних возмущающих факторов и борьбы с возникшими в камере сгорания высоко- и низкочастотными акустическими колебаниями (высоко- и низкочастотной неустойчивостью).

Цель изобретения — повышение надеж,ности и точности регулирования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы автоматического ре- 15 гулирования; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — схема алгоритма работы системы.

Система автоматического регулиро вания процесса горения содержит датчи- 20 ки 1 амплитуды колебаний давления, установленные в камере 2 сгорания, установленную торцом на стенке камеры 2 сгорания регулируемую форсунку 3, которая включает цилиндрический кор- 25 пус 4, изготовленный из диамагнитного материала, на внутренней поверхности н которого со .стороны торца, обращеного к камере 2, выполнены кольцевая анавка 5 с отверстием 6 в стенке и

1орцовая выточка 7 с отверстием 8 в стенке, во второй торцовой выточке 9 азмещена индуктивная катушка 10. нутри корпуса по его оси расположен. одпружиненный ферромагнитный стер кень 11, выполненныи в виде золотни35 а с четырьмя продольными эллиптическими лысками 12 на конце, обращенном камере 2 сгорания. Датчики 1 подючены к последовательно соединенным алоговому коммутатору 13„ аналого40

Цифровому преобразователю (АЦП) . 14, процессору 15, цифроаналоговому пре<образователю (ЦАП) 16, к выходу которого подсоединена индуктивная катушка 10. Катушка 10 и стержень 11 об45 разуют излучатель колебаний давления.

Система работает следующим образом.

В кольцевую канавку 5 подается горючее, которое через канал образоФ 50 ванный лысками 12 и корпусом 4, попадает в виточку 7, где смешивается с аЖйслителем, поступающим через отверстие 8, причем перемещение золотника из одного крайнего положения в другое вызывает изменение режима

55 рвботы форсунки, регулируя в некото-. ррм диапазоне тонкость и однородность распила топлива, а также его pacnpeделение вдоль оси камеры сгорания.

Датчики 1 с высокой частотой попеременно подключаются с помощью коммутатора 13 к входу АЦП 14, В последнем формируются коды, соответствующие вепичине сигналов на входе подключаемых датчиков, которые далее передаются на процессор 15.

Таким образом, информация о распределении давления вдоль реакционной зоны (его абсолютная величина, амплитуда, частота и фаза колебаний) записывается в определенную память процессора 15.

Измеренная величина давления сравнивается с заданной и в случае отклонения на основании известной характеристики форсунки формируется код, который преобразуется в напряжение с помощью ЦАП 16. Напряжение прикладывается к индуктивной катушке 10.

В результате стержень 11 устанавливается в положение, при котором уменьшается или увеличивается расход и изменяется соотношение компонентов при увеличении и уменьшении давления соответственно. В результате многократного последовательного приближения давление приобретает требуемое значение, В процессе работы энергетической установки в камере сгорания могут возникнуть акустические колебания со сложным спектром частот. В результате изменяется распределение давления вдоль реакционной зоны, а следовательно, и информация, записанная в оперативную память процессора. управляющая программа, проанализировав измерительную информацию, вызывает периодическое изменение кода, который преобразуется в напряжение с помощью ЦАП, а следовательно„ и изменение магнитного поля. Движение стержня в результате действия магнитного поля осуществляет такой процесс распыливания топлива, который резко снижает добротность колебательной системы камера сгорания — рабочее тело, что вызывает быстрое затухание возникших колебаний !

Ф

Алгоритм работы процессора представлен на блок-схеме (фиг . 3).

Процессор 15 выполняет следующие операции.

Ввод матрицы заданного распределения давлений в камере сгорания в память процессора.

1553792

Формирование кода установки стержня в начальное положение для выдачи в ЦАП.

Выдача кода в ЦАП.

Опрос датчиков 1 и запись кодов

АЦП в память процессора.

Сравнение информации с датчиков с эаданньм распределением амплитуд колебаний давления. 10

Если измеренные амплитуды оказыва-, ются меньше заданных, код ЦАП для компенсации возмущения увеличивается на величину, определенную исходя из записанной в запоминающем устройстве (ОЗУ) экспериментально полученной характеристики форсунки.

Сравнение информации с датчиков

1 с заданным распределением амплитуд.

Если измеренные амплитуды оказывают- 20 ся больше заданных, код ЦАП для компенсации возмущения уменьшается на величину, определенную по записанной в ОЗУ информации.

Если измеренные амплитуды равны 25 заданным, изменение кода ЦАП не происходит.

Выдача нового кода в ЦАП.

Проверка условия: требуется изменение начальных условий? 30

Если начальные условия требуется изменить, то переход к следующей операции. Если их изменять не требуется, то переход на дальнейший опрос датчиков 1.

Выборка из памяти процессора новых значений матрицы распределения амплитуд колебаний давления. Переход на продолжение опроса датчиков 1.

Цикл выполняется с частотой, су-. 40 щественно превышающей частоты процессов, происходящих в камере сгорания.

В результате процесс регулирования заключается в компенсации небольших отклонений давлений от заданных. По- 45 давление пульсаций происходит на стадии их возникновения. Использование информации о характеристиках конкретной форсунки возможно при использовании процессора. Характеристика форсунки определяется экспериментально и хранится в ОЗУ процессора в виде матрицы чисел,ка основании которой вычисляется код, определяющий положение золотника. Определение характеристики осуществляется путем перемещения золотника по всему диапазону регулирования и измерения сигналов с датчиков.

Формула и з о б р е т е н и я

Система автоматического регулирования процесса горения, содержащая датчики амплитуды колебаний давления в камере сгорания, и регулируемую форсунку, прикрепленную торцом к стенке камеры сгорания и имеющую цилиндрический корпус, выполненный иэ днамагнитного материала, и излучатель колебаний давления, выполкенный в виде индуктивной катушки, установленной в корпусе форсунки, и ферромагнитный стержень, установленный внутри катушки соосно с цилиндрическим корпусом форсуики, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования, ока дополнительно содержит последовательно соединенные аналогоBblA коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, процессор и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к индуктивной катушке, датчики амплитуды колебаний давления в камере сгорания подключены к аналоговому коммутатору, в ципиндрическом корпусе на внутренней поверхности со стороны торца, обращенного к камере сгорания, выполнены кольцевая канавка с отверстием и торцовая выточка с отверстием, а ферромагнитный стержень выполнен в виде золотника с четырьмя эллиптическими лысками на конце, обращенном к камере сгорания.

1553792

Составитель А. Зосимов

Техре д Л. Сердюкова Корректор Э. Лончакова

Редактор А. Огар, Заказ 448 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101