Двухступенчатый перепускной клапан

Двухступенчатый перепускной клапан

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистических

Республик (809100 (61) Дополнительное к авт. свид-ву № 682882 (22) Заявлено 04.01.79 (21) 2707002/18-24 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл з

G 05 D 16/10

Государственный комитет м делам изобретений и открытий

Опубликовано 28.02.81. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 0.03.81 (53) УДК 621.646 (088.8) И. А. Бекренев, И. Г. Брискин, А. Н. Голубов и В. (72) А вторы изобретения

CeMeh((((,::: -. :; (71) Заявитель (54) ДВУХСТУПЕНЧАТЫЙ ПЕРЕПУСКНОИ КЛАПАН

Изобретение относится к авиационной технике.

По основному авт. св. № 682882 известен двухступенчатый перепускной клапан, используемый в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) для поддержания заданных ступеней давления в маслосистеме в зависимости от режима работы двигателя. Этот клапан содержит корпусС седлом и контактирующий с ним торцом подпружиненный пустотелый затвор с радиальными каналами, взаимодействующими с радиальными каналами подпружиненного золотника, встроенного со свободным ходом внутрь затвора, причем золотник снабжен пропущенным через центральное отверстие затвора хвостовиком с соосно установленным на нем yvopoM (1).

К недостатку известного клапана следует отнести то, что он не оказывает воздействия на расход смазки в двигатель в диапазоне режимов, лежащих между 1-ой и 2-вй ступеьями давления, из-за отсутствия перепуска смазки через клапан в указанном диапазоне.

Однако в диапазоне режимов работы двигателя, лежащих между упомянутыми ступенями, давление воздуха в зоне расположения уплотнений, отделяющих газовый тракт от масляных полостей, может быть незначительным, что приводит к увеличению расхода смазки в воздушный тракт двигателя и загрязнению окружающего воздушного бассейна. Для борьбы с описанным дефектом, возможен путь, заключающийся в резком увеличении жесткости пружины золотника и изменении начальной площади раскрытия проходного сечения каналов в золотнике. Но такое решение приводит одновременно и к изменению настройки 1- — ой ступени клапана, что может вызвать недопустимое нарушение в подаче смазки в двигатель уже на пониженных ре15 жимах его работы. Задача поставлена таким образом, чтобы, добива ясь необходимой корреляции в расходе смазки, подаваемой в масляные полости опор ротора двигателя в диапазоне режимов его работы, лежащих между 1-ой — и 2-о1 - ступенями дав2о ления, не нарушМть настройку упомянутых ступеней давления.

Следовательно, задача содержит два взаимно исключающих друг друга требования. Изобретение позволяет устранить ука809100 занное техническое противоречие посредством использования принципа динамичности, позволяющего характеристики объекта менять так, чтобы они были оптимальными на каждом этапе работы, например, разделив объекты на части, способные перемещаться друг относительно друга.

Цель изобретения — повышение надежности двухступенчатого перепускного клапана.

Поставленная цель достигается тем, что клапан содержит тарель и дополнительную пружину, установленную соосно на хвостовике золотника и связанную через тарель с пружиной золотника.

Такое конструктивное решение позволяет предовтратить преждевременное включение из работы сливных отверстий в затворе, что дает возможность осуществить перепуск смазки через клапан в более широком диапазоне режимов работы двигателя.

На фиг. 1 изображен двухступенчатый перепускной клапан, общий вид в разрезе; на фиг. 2 — элемент 1 на фиг. 1 в момент выключения из работы 1-ой ступени клапана; на фиг. 3 — элемент 1 на фиг. 1 в момент включения в работу 2-ой ступени клапана; на фиг. 4 — элемент 1 на фиг. 1 в момент резкого заброса давления в маслосистеме; на фиг. 5 — кривые зависимости давления масла на входе в клапан от частоты вращения ротора двигателя, полученные при работе известного и предлагаемого клапана.

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

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

В затворе 3 выполнены радиальные сливные отверстия 10, взаимодействующие с радиальными отверстиями 11 в золотнике 7.

На хвостовике 8 установлена соосно с зазором тарель 12 так, что со стороны торца, обращенного к золотнику 7, она контактирует с пружиной 13, фиксирующей золотник 7 в исходном положении, а со стороны противоположного торца — с дополнительной пружиной 14 существенно большей жесткости, установленной внутри затвора 3 последовательно с пружиноч 13.

Тарель 12 расположена на расстоянии от взаимодействующего с ним торца золотника 7, обеспечивающем требуемое максимальное проходное сечение между отверстиями 10 и 11 затвора 3 и золотника 7 при перемещении последнего до контакта с тарелью 12. Эта часть хода Золотника 7 может корректироваться посредством регулировочных прокладок 15, установленных между затвором 3 и дополнительной пружиной 14.

5 ! о

25 зо

dQ

4

В полете при отказе двигателя его ротор вращается от набегающего потока с малой частотой вращения. например 800-1200 об/мни

В этом случае, а также при запуске двигателя в том же диапазоне частот вращения, работает 1-ая ступень клапана, которая поддерживает в маслосистеме небольшое давление (например 0,9 — 0,1 кгс/см ). Если на упомянутых режимах вследствие увеличения подачи давление масла превысит заданную величину, золотник 7 вместе с упором 9 на хвостовике 8 приподнимается, сжав пру кину 13, и проходное сечение между отвеостиями 10 и 11 увеличится, что обеспечит дополнительный слив масла из системы.

Давление в системе вновь восстановится до заданной величины.

С увеличением частоты вращения ротора двигателя (выше 1200 об/мин) проходное сечение между отверстиями 10 н 11 раскроется полностью, и 1-ая ступень клапана выключится из работы, поскольку все возможности для дальнейшего увеличечия слива масла из системы будут исчерпаны.

B этот момент торец золотника 7 сядет на тарель 12 и последующее перемещение золотника 7 резко затормозится, поскольку теперь в работу вступит дополнительная пружина 14 с большей жесткостью, а пружина 13 будет из работы выключена. При дальнейшем росте частоты вращения ротора двигателя проходное сечение между отверстиями 10 и 11 будет плавно изменяться (от требуемого максимального в момент контакта торцов золотника 7 и тарели 12 до

0 в момент контакта тарели 12 с затвором 3).

Такой характер изменения проходного сечения между отверстиями !0 и 11 по мере роста частоты вращения в диапазоне режимов работы двигателя, лежащих между

1-ой и 2-ой ступенями давления, дает возможность постепенно уменьшать долю смазки, перепускаемой через клапан, и тем самым увеличивать долю смазки, поступающей в двигатель, то есть для последнего создавать оптимальные условия работы в указанном диапазоне режимов. Подбор параметров пружины 14 и регулировка с помощью прокладок 15 той части хода золотника, которую он проходит до начала контакта с тарелью 12, дает возможность воздействовать на закон изменения проходного сечения между отверстиями 10 и 11 в зависимости от частоты вращения ротора в диапазоне режимов работы двигателя между 1-ой и 2-ой ступенями давления.

Давление масла в системе будет расти до тех пор, пока не достигнет заданного значения (например 3,5+ 0,5 кгс/см ) и в работу не вступит 2-ая ступень клапана.

На этом режиме давление масла поддерживается постоянным благодаря перепуску масла через затвор 3, который отжимается от седла 2 корпуса 1 при превышении давления в системе. При вращении упора 6

809100

Формула изобретения

30

5 гайка 5 движется поступательно и в зависимости от направления вращения сжимает или разжимает пружину 4, что обеспечивает настройку давления, при котором срабатывает 2-ая ступень клапана.

При резком увеличении подачи масла в систему или в случае закупорки системы затвор 3 поднимается на максимальную высоту, при этом упор 9 на хвостовике 8 вступит в контакт с упором 6, что вызовет смещение золотника 7 относительно затвора 3, которое будет гроисходить до тех пор, пока упор 9 не сядет на верхний торец затвора 3. В этот момент отверстия 10 и 11 совпадут, и в клапане откроется дополнительный проход для выхода жидкости из системы, что повышает надежность работы устройства.

На фиг. кривая 16 показывает изменение давления масла в системе по частоте вращения ротора двигателя при использовании в системе известного двухступенчатого клапана, а кривая 17 — при использовании в системе предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство дает возможность управлять перепуском масла в диапазоне режимов работы двигателя, лежащих между 1-ой и 2-ой ступенями давления клапана, и тем самым сократить потерю смазки, проникающей в воздушные полости двигателя через уплотнения, в зоне расположения которых давление воздуха в указанном диапазоне режимов может быть незначительным. Наибольшую экономию в расхо5

15 де смазки устройство дает при использовании в многороторных ГТД, например двухконтурных ГТД, для которых характерно значительное относительное кольжение ротороа низкого и высокого давления на переходных режимах, что приводит к рассоглаванию работы нагнетающего и откачивающих насосов маслосистемы, имеющих привод от разных роторов двигателя.

Кроме того, предлагаемое устройство позволяет предотвратить переполнение смазкой масляных полостей двигателя при длительной работе в диапазоне режимов между 1-ой и 2-ой ступенями давления, а также связанный с этим перегрев масла.

Следует обратить особое внимание на меньшую загрязненность окружающей среды при использовании в маслосистеме двигателя предлагаемого двухступенчатого перепускного клапана.

Двухступенчатый перепускной клапан по авт. св. № 682882, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности клапана, оч содержит тарель и дополнительную пружину, установленную соосно на хвостовике золотника и связанную через тарель с пружиной золотника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 682882, кл. G 05 D 16/10, 1977 (прототип1.

Фиг,4 р КОС ко " М и «Ob

00 7000

Фцг.5

Составитель Н. Мирная

Редактор Н. Буааева Техред А. Бойкас Корректор О. Билак

Заказ 3/55 Тираж 95! Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патен », r. Ужгород, ул. Проектная, 4