Система регулирования газотурбинного двигателя

Система регулирования газотурбинного двигателя

Реферат

 

Использование: автоматическое регулирование системы подачи топлива газотурбинного двигателя. Сущность изобретения: при достижении заданного давления в магистрали запорный клапан открывается. Золотник перемещается вправо, прикрывая одно дозирующее сечение. Профиль этого дозирующего сечения обеспечивает поддержание постоянного давления топлива перед форсункой. При дальнейшем росте давления в магистрали перепуска открывается другое дозирующее сечение. Профиль этого дозирующего сечения обеспечивает заданную характеристику расхода топлива на режимах разгона и установившихся режимах. 3 ил.

Изобретение относится к автоматическому регулированию, в частности к системам регулирования газотурбинных двигателей (ГТД). Известна система регулирования ГТД с перепускной форсункой, содержащая топливный насос, клапан приемистости, регулятор расхода топлива в двигатель, регулятор частоты вращения. Недостатками этой системы являются невозможность поддержания постоянного давления топлива в подводящей магистрали форсунки, обеспечивающего требуемое распыливание топлива на режимах запуска, установившихся режимах в области малых нагрузок, на холостом ходу и на режиме сброса газа, а также недостаточная надежность устройства из-за наличия мембраны. Известна система регулирования ГТД с перепускной форсункой, содержащая насос, клапан приемистости, регулятор частоты вращения, топливодозирующее устройство подвода топлива к перепускной форсунке, дополнительный жиклер подвода топлива от насоса к форсунке, клапан постоянного давления, разобщающий клапан. Система устраняет основной недостаток приведенной выше системы и обеспечивает постоянное давление топлива в подводящей магистрали форсунки на режимах запуска. К недостаткам этой системы следует отнести невысокую надежность устройства из-за наличия мембраны и из-за сложности конструкции топливодозирующего устройства, содержащего мембрану с золотником, клапан постоянного давления, клапан подключения дополнительного топливодозирующего жиклера, два жиклера. Цель изобретения - повышение надежности системы. Поставленная цель достигается тем, что топливодозирующее устройство имеет регулируемый дроссель, клапан постоянного перепада давлений с пружинной и сливной полостями, втулку с одним окном постоянной площади и с двумя профилированными окнами переменной площади, подпружиненный золотник с тремя поясками, разделенными двумя гидравлически связанными кольцевыми проточками, установленный во втулке с одним окном постоянной площади и с образованием двух дозирующих сечений переменной площади, пружинной полости, соединенной с полостью слива, и управляемой полости, связанной через регулируемый дроссель с полостью слива и с каналом перепуска топлива, причем окно постоянной площади соединено со сливной полостью клапана постоянного перепада давлений, первое дозирующее сечение - с вторым запорным клапаном, а второе - с вторым запорным клапаном и с пружинной полостью клапана постоянного перепада давлений. На фиг. 1 изображена принципиальная схема системы регулирования газотурбинного двигателя с перепускной форсункой; на фиг. 2 - профиль дозирующих отверстий во втулке топливодозирующего устройства; на фиг. 3 - характеристика перепускной форсунки с зависимостями расхода топлива в двигатель и расхода топлива, подводимого к форсунке от давления в магистрали перепуска. Система регулирования содержит топливный насос 1, топливодозирующее устройство 2, автомат 3 приемистости, регулятор 4 частоты вращения турбокомпрессора, запорные клапаны 5 и 6 и перепускную форсунку 7. Топливодозирующее устройство 2 включает в себя подпружиненный золотник 8 с тремя поясками 9, 10 и 11 и двумя гидравлически связанными кольцевыми проточками 12 и 13 между поясками, втулку 14 с входным отверстием 15 постоянной площади и двумя профилированными дозирующими отверстиями 16 и 17, образующими с рабочими кромками кольцевой проточки 13 два встречных дозирующих сечения, т.е. расположенными относительно поясков 10 и 11 таким образом, что при перемещении золотника 8 вправо поясок 10 уменьшает площадь дозирующего отверстия 16, а поясок 11 увеличивает площадь отверстия 17. В устройство входят также две полости 18 и 19, причем полость 18 содержит пружину 20 и соединена со сливом, а полость 19 связана через жиклер 21 с каналом перепускного топлива и через регулируемый жиклер 22 с линией слива. Клапан 23 постоянного перепада подключен таким образом, что сливная полость клапана соединена с клапаном 24 подвода топлива к входному отверстию 15, а пружинная полость соединена с каналом 25 за дозирующими отверстиями 16 и 17. Автомат 3 содержит мембрану 26, золотник 27, пружину 28, воздушный жиклер 29 постоянного сечения и воздушный регулируемый жиклер 30. Регулятор 4 частоты вращения турбокомпрессора содержит рычаг 32 управления двигателем, пружину 33, рычаг 34, центробежный датчик 35 и сопло 36. Запорные клапаны 5 и 6 служат для повышения давления перед форсункой и в магистрали перепуска в начале запуска двигателя. Система регулирования газотурбинного двигателя работает следующим образом. Топливо от насоса 1 по каналу 24 через входное отверстие 15 во втулке топливодозирующего устройства 2 и через дозирующее отверстие 16 по каналу 25 поступает к запорному клапану 5. При достижении заданного давления в магистрали запорный клапан 5 открывается и топливо поступает к форсунке 7. Давление в магистрали перепуска, а следовательно, и в полости 19 топливодозирующего устройства 2 также начинает расти. Золотник 8 под действием этого давления перемещается вправо, пояском 10 прикрывая дозирующее отверстие 16, площадь которого уменьшается. Профиль дозирующего отверстия 16 подбирается таким, чтобы характеристика подачи топлива в двигатель на запуске соответствовала поддержанию постоянного давления топлива перед форсункой. С дальнейшим ростом давления в магистрали перепуска поясок 11 золотника 8 начинает открывать дозирующее отверстие 17. При этом дозирующее отверстие 16 еще полностью не закрыто. Профиль дозирующего отверстия 17 выбирается из условия обеспечения заданной характеристики расхода топлива в двигатель на режимах разгона и установившихся режимах. Суммарный перепад на дозирующих отверстиях 16 и 17 поддерживается постоянным клапаном 23 постоянного перепада. Регулирование давления топлива в перепускной магистрали осуществляется либо автоматом 3 приемистости в зависимости от давления воздуха за компрессором, либо регулятором 4 частоты вращения турбокомпрессора. Кроме того, к полости 19 топливодозирующего устройства при необходимости может быть подключен преобразователь сигналов электронного регулятора. Таким образом наличие в системе регулирования топливодозирующего устройства, содержащего регулируемый дроссель, клапан постоянного перепада давлений с пружинной и сливной полостями, втулку с одним окном постоянной площади и с двумя профилированными окнами переменной площади, подпружиненный золотник с тремя поясками, разделенными двумя гидравлически связанными кольцевыми проточками, установленный во втулке с одним окном постоянной площади и с образованием двух дозирующих сечений, пружинную полость, соединенную с полостью слива, и управляемую полость, связанную через регулируемый дроссель с полостью слива и с каналом перепуска топлива, причем окно постоянной площади соединено со сливной полостью клапана постоянного перепада давлений, первое дозирующее сечение - с вторым запорным клапаном, а второе - с вторым запорным клапаном и с пружинной полостью клапана постоянного перепада давлений, позволяет упростить конструкцию и повысить надежность системы.

Формула изобретения

СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащая регулятор частоты вращения турбокомпрессора, связанный с автоматом приемистости, подключенным через первый запорный клапан к перепускной форсунке, связанной через другой запорный клапан с топливодозирующим устройством, подключенным через жиклер каналом перепуска к автомату приемистости и к полости слива, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, топливодозирующее устройство имеет регулируемый дроссель, клапан постоянного перепада давлений с пружиной и сливной полостями, втулку с одним окном постоянной площади и с двумя профилированными окнами переменной площади, подпружиненный золотник с тремя поясками, разделенными двумя гидравлически связанными кольцевыми проточками, установленный во втулке с образованием двух дозирующих сечений, пружинной полости, соединенной с полостью слива и управляемой полости, связанной через регулируемый дроссель с полостью слива и с каналом перепуска топлива, причем окно постоянной площади соединено со сливной полостью клапана постоянного перепада давлений, первое дозирующее сечение - с вторым запорным клапаном, а второе - с вторым запорным клапаном и с пружинной полостью клапана постоянного перепада давлений.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 31-2000

Извещение опубликовано: 10.11.2000