Двухступенчатый перепускной клапан

Двухступенчатый перепускной клапан

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

11, 682882

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к аит. свид-ву (22) Заявлено 20.06.77 (21) 2497619/18-24 с присоединением ваяв;.и № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30,08.79. Бюллетень ¹ 32 (45) Дата опубликования описания 30.08.79 (51) М. Кл. -

G 05Р 16/10

Государственный комитет (53) УДК 621.643 (088.8) по делам изобретений и OTKpbiTHH (72) Авторы изобретения И. А. Бекренев, И. Г. Брискин, А. Н. Голубов и В. Г. Семенов (71) Заявитель (54) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ПЕРЕПУСКНОЙ КЛАПАН

Изобретение относится к авиационной технике, преимущественно к авиадвигателестроению, и касается устройства перепускного клапана маслосистемы авиационного газотурбинного двигателя (ГТД).

Известен перепускной клапан для маслосистемы авиационного ГТД, состоящий из корпуса с размещенным в нем подпружиненным затвором и упором-ограничителем хода затвора (1).

Известный клапан перепуска не позволяет в зависимости от режима работы двигателя поддерживать разные ступени давления, в виду чего маслосистема снабжается дополнительным устройством, содержащим разгрузочный клапан, управляемый кран и магистрали, что приводит к усложнению конструкции маслосистемы двигателя.

Указанный недостаток устранен в перепускных клапанах, позволяющих при переводе двигателя на повышеные режимы работы под действием возрастающего давления масла перенастраивать характеристику перепускного клапана.

Известен двухступенчатый перепускной клапан, содержащий корпус с седлом и подпружиненный полый цилиндрический затвор с радиальными каналами и центральным отверстием, в котором установлен полый подпружиненный золотник с радиальными каналами, через которые входная полость связана с выходной полостью, и упоры-ограничители полого цилиндрического

5 затвора (2).

Известен двухступенчатый перепускной клапан, который применяется для маслосистемы авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) .

I0 На режимах запуска и авторотации, в диапазоне частот вращения ротора двигателя 800+ 1200 o6/Mин, работает первая ступень клапана. Давление масла на этих режимах поддерживается 0,9 0,1 кг/см с

15 помощью золотника, взаимодействующего с каналами в затворе, дополнительно сообщающими между собой входную и выходную полости перепускного клапана, в результате уменьшается расход масла в ra20 зовой тракт двигателя через лабиринтные уплотнения, в зоне расположения которых давление воздуха на указанных режимах работы двигателя незначительное. При переводе двигателя на повышенные режимы

25 работы под действием возрастающего давления масла золотник первой ступени, перемещаясь до упора, перекрывает каналы слива, выполненные в боковой стенке затвора. Увеличение давления масла в систе30 ме происходит до тех пор, пока не достиг682882

3 нет заданного значения и в работу не вступит основной затвор клапана, поддер>кивякцций постоянное давлсние 3,5+-0,5 кг/см - посредством перепуска масла из линии нагнетания в полость входа. Перепускной клапан автоматически пс рс ключптся и» вторую ступень работы.

Известный псрепускной клапан пмсст ограничительный диапазон режимов cro работы. Прп запуске двигателя до давления масла 0,9 — 0,1 кг/см (давление первой ступени) перепускной клапан не оказывает воздействия на работу маслосистемы двигателя. Упомянутая особенность извсстного клапана приводит в двух и трсхроторных

ГТД к постепенному уходу ня запуске смазки из бака в масляные полости опор ротора с последующим выбросом смазки в газовый тракт двигателя, что объясняется в значительной степени большим относительным скольжением роторов двух и трехроторного двигателя на переходных режимах, приводящим к рассогласованию в работе нагнетающего и откачивяющих масляных насосов, имеющих привод от разных роторов двигателя.

Наиболее целесообразной представляется такая работа перепускного клапана, которая позволяет на запуске сразу же иметь раскрытое проходное сечение сливных каналов золотника первой ступени, а в процессе выхода двигателя на стационарный режим работы (когда уменьшается рассогласование в работе насосов маслосистемы) эти каналы необходимо постепенно прикрывать, т. е. увеличивать долю полезного расхода через маслосистему по мере роста оборотов двигателя.

Кроме того, в случае возникновения перегрузок в маслосистеме золотник первой ступени в работу не вступает, поэтому при резком увеличении подачи, чтобы открыть дополнительный проход для выхода жидкости из системы, основной затвор должен приподниматься с седла на существенно большую высоту, превышающую для некоторых типов клапанов даже диаметр подводящего канала.

Это происходит вследствие значительного сопротивления, которое создается при протекании жидкости через кольцевую щель с небольшой высотой и резким поворотом струи. Однако при большой высоте подъема клапана постоянное давление в системе с минимальным отклонением от заданной величины нарушается. Для уменьшения изменения давления в системе после начала подъема затвора необходимо уменьшить высоту подъема затвора и жссткость пружины. Высота подъема клапана при том же расходе через него может быть уменьшена только в результате увеличения диаметра подводящего канала, что ведет одновременно к недопустимому увеличению массы и габаритов устройства. )

Iо

I ç

55 оо

Г)5

Уменьшение же жесткости пружины ограничивается возможностью возникновения колебаний клапана, а также длиной пружины, приводящей к недопустимому увеличению габаритов и массы устройства.

Огме и нньц недостатки снижают надежность рябо п,l мяслосllcòåìû авиационного

ГТД.

LIoëI lo изобрстсIl115I является повышение надежности работы клапана.

Поставленная цель достигается тем, что в двухступенчатом перепускном клапане золотник снабжен пропущенным через центральное отверстие затвора хвостовиком с соосно установленным на нем упором.

На фиг. 1 изображен двухступенчатый псрспускной клапан, разрез, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1 при выключенной из работы первой ступени и включенной второ"; на фиг. 3— то же, при включенных первой и второй ступенях клапана.

Перепускной клапан имеет корпус 1 с седлом 2, с которым контактирует полый цилиндрический затвор 3, поджатый пружиной 4, затяжка этой пружины регулируется гайкой 5 посредством упора 6, ограничивающего высоту подъема затвора 3.

Внутри затвора 3 установлен золотник 7 с хвостовиком 8, пропущенным через центральное отверстие (пружину 4 затвора 3) и снабженным регулируемым упором 9, ограничивающим ход золотника 7.

Между золотником 7 и затвором 3 размещена пружина 10 с жесткостью, существенно меньшей, чем жесткость пружины

4. В золотнике 7 выполнены радиальные каналы 11, а в затворе 3 — радиальные каналы 12, причем упор 9 установлен на хвостовике в положение, обеспечивающее совпадение между собой каналов 11 и 12.

Перспускной клапан имеет также входную полость 13 и выходную полость 14.

В процессе запуска усилие от давления масла, действующее на золотник 7 со стороны входа в перепускной клапан, растет и преодолевает усилие предварительной затяжки пружины 10, при этом золотник 7 поднимается и постепенно прикрывает дополнительный проход смазки через каналы

11 и 12 для выхода ее из системы.

Следоватсльно, изменяется полезный расход смазки через маслосистему из-за наличия переменного проходного сечения по каналам 11 и 12. Меняя положение упора 9 на хвостовике 8 золотника 7, можно регулировать начальную площадь раскрытия проходного сечения каналов 11 и 12, а усилие предварительного сжатия пружины 10 можно регулировать, например, при помощи регулировочных прокладок.

Таким образом, можно обеспечить потребный закон изменения давления в маслосистсмс на переходных режимах работы двигателя, добиваясь необходимой корре682882

6) ° >

lo !

35 .lO

ГП лrolllll 13 I)Bcходс смазки, ВОд}lвасмОЙ 13 масляныс полости опор ротора.

В процессе выхода двигателя на стационарный режим исчезает рассогласование в работе нагнетающего и откачивающпх насосов маслоспстемы, а следовательно, больше смазки можно подавать в мас,1H(tI1c полости опор ротора без опасения их переполнить.

При переводе двигателя HB повышенные режимы работы под дейстгпем возвратного давления масла золотник 7, переместившись до упора в затвор 3, разобщает канал

11 от канала 12. Дальнейшее увеличение давления в маслосистеме происходит до тех пор, пока оно пе достигнет заданных значений и В работу не вступит затвор 3.

На этих режи»(Bx работы двигателя переи > скпОЙ к, !яп}1 H поддержи!3яст по(ToHHHOc

ДЯВ:(CНИC М Я(, !а 13 М ЯСЛОСI(СТСМC, П ЯС1PО}!кото (ро! 0 I l pOH 3130, ) IITCя H;l }(l(011 5, НрН этом она приводит(я 130 вращение упором

6. Если давление масла В системс возрастает выше заданного значения, то усилие, действующее на затвор 3 со стороны .,!асла, преодолеет усилие предварительной затяжки пружины 4, затвор 3 поднимается с седла 2, закрепленного относительно корпуса 1, открывает проход для выхода масла из системы. Давление в системе восстанавливается и полезный расход через систему с нерегулируемым проходным сечением почти не изменяется.

При резком увеличении подачи масла в систему или в случае закупорки системы (например, при отказе запорного клапана) затвор 3 поднимается на максимальную высоту, при этом хвостовик 8 золотника 7

Вступает в контакт с упором 6, происходит смещение золотника 7 относительно затвора 3, которое происходит до тех пор, пока упор 9 не коснется верхнего торца затвора

3. В этот момент совпадают каналы 11 и

12,;l H перспус}(ном клапане «ткрывается дополнигельный прок< д для t)t,ë<)ä<} жидкости из системы.

Реализация предло>кения позволяет прп возникновении перегрузок в маслоспстеме

ОТI

ДОПОЛ 1(H 1 ЕЛ ЫII>1 Й ПРО. ;ОД Д. }1 13Ь}хода жидкости из системы без увслпчснпч

ВысОты подъема зятВОр я перс>п > с(ПО! 0 кл япана, что снижает возникающие прп этом забросы давления, à тякжс сокрящя T габариты и вес клапана.

1(роме ТОГО, (IBO()pCTC(IHC 110;>HO, (яС(П;1 (ICрсходных режимах работы двигателя корректировать полезный расход через мяслосистему, что уменьшает расход смаз >Ht В газовый тракт двигателя чсрез лабпрпптПЫЕ УПЛОтПСППЯ. l; BOH(PBCI!OложЕНПЯ КОторых давление (30;}äóT(B и,". Пониженных рсжимах работы двигателя псзн lчптсльпо.

Отмеченные особенности приводят к повышению надежности работы маслоспстемы двух и трсхроторных явпяtt»0(!HI!i ГТ, 1„

В которы; п рпво Ibl нагнетающего и откячивяющпх насосов Выпо toeïû От разных рОТОРОВ;113>нгат(IH.

П рп мсп спи с и рсдложсп ного тсхн!(ч еского

РС!I}CI(IIH»В. ЯСТСЯ ТЯКЖС 10POII!(f >! Ct)C3CTВом «ëc>le(3}(H» дефектны.; мяслоспстсм яппаttпонпых ГТД.

Формула пзобретснпя

Двухступеп !атый псрспускной клапан, содер>кащий корпус с седлом и подпружиненный полый цилиндрический затвор с радиальными каналами и центральным отверстием, в котором установлен полый подпружиненный золотник с радиальными каналами, через которые входная полость связана с выходной полостью и упоры-ограничители полого цилиндрического затвора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности клапана, золотник снабжен пропущенным через центральное отверстие затвора хвостовпком с соосно установленным на нем упором.

Источники информации, принятыс 130 внимание при экспертизс

1. M. Л, РBздолпп, Д, H. Сурков «Лгрсг» t h(возд I}IHo-реактивных двигателей. М. .Мап(ино><-тро(>}!ие», 1973, с, 157, 163.

?. Л})пяпионнь!1! туроореактпвный двигатель 1 Д-, 01-500. М., «Транспорт», 1966.

682882 Ъ2 2 о для

Составитель П. Мирная

Редактор Т. Якова Техред А. Камышникова Корректбр Л. Брахника

Заказ 2015/В Язд. Мв 498 Тираж 1015 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раущская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2