Датчик отношения давлений

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфаоз Советскив Социалистических Республик(22) Завалено 250777 (21) 2510397/18-10с присоединением зенаки Ио(51) М. Кл.2 С 01 Ь 15/00 Государственный комитет СССР но Мадам изобретений н открытий(7 ) Заявитель Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А,Н,Туполева(54) ДАТЧИК ОТНОШЕНИЯ ДАВЛЕНИЙ Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах управления гаэотурбинными двигателями (ГТД), например в системах регулирования .статического режима по степени повышения давления в компрессоре, ограничителях степени повышения давления в компрессоре, автоматах разгона ГТД по комплексу параметров, регуляторах Форсажных камер турбореактивных двигателей по степени расширения газов в турбине,а также в системах регулирования и управления воэдухозаборником и геометрией компрессора. Известны пневматические датчики отношения давления 1 .Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому датчику является датчик отношения давления газа, содержащий сопло питания, вход которого соединен с источником высокого давления, а выход - с камерой взаимодействия, соединенной с источником низкого давления, и цилиндрический приемник полного давления с отверстиями у закрытого его торца, расположенный против сопла питания. Датчик отношения давления снабжен струйно-акустическим преобразователем температуры газа, сопло питания которого соединено с источникомвысокого давления, частотным смесителем и фильтром, а на внутреннейповерхности приемника полного давления установлен частотный преобразователь.Выходным сигналом датчика являетсярезультирующий сигнал с частотой,равной разности частот автоколебанийв струйно-акустическом преобразователе температуры и автоколебаний вприемнике полного давления (2.Такой датчик позволяет формировать электрические выходные сигналы,что ограничивает область примененияего в системах управления, напримерв гидромеханической системе управления ГТД, где желательно иметь выходной сигнал датчика в Форме механического перемещения.Целью изобретения является расширение области применения датчикаотношения давлений.Это достигается тем, что предложенный датчик отношения давлений,содержащий сопло питания, вход ко- ЗО торого соединен с источником высоПри постоянном значении отношения давлений и числа М поршень находится в положении, соответствующем равенству сил, действующих на поршень. При изменении отношения давлений, например повышении, число М струи, истекающей иэ сопла питания, увеличивается, а коэффициент восстановления давления уменьшается, под действием возникшей разности давлений поршень перемещается, расстояние между срезом сопла питания и торцом приемника уменьшается, и число М на входе в приемник также уменьшается, что приводит к увеличению восстановленного давления. 45 При достижении равенства сил, действующих на поршень, движение поршня прекращается.Величина перемещения поршня определяется отношением входных давлений, а перемещение штока, соединенного с поршнем пнеэмоцилиндра, является выходным сигналом датчика отношения давлений. 65 кого давления, а выход - с камерой взаимодействия, соединенной с источником низкого давления, и цилинд рический приемник полного давления с отверстиями у закрытого его торца, расположенный против сопла питания, снабжен поршнем со штоком, размещенным 5 в пневмоцилиндре, надпоршневая полость которого соединена с источником высокого давления через дроссель,ный делитель, а полость под поршнем сообщена с внутренней полостью приемника полного давления, при этом поршень жестко соединен с закрытым торцом приемника полного давления.В полость над поршнем подается корректированное высокое давление (коррекция - деление на постоянное число, осуществляется в делителе, состоящем иэ двух жиклеров), В полость под поршнем подается давление, равное восстановленному давлению в приемнике полного давления, для чего полость под поршнем соединена с внутренней полостью приемника полного давления с помощью отверстий у торца приемника.Принцип действия устройства основан на сравнении поршнем пневмоцилиндра величин давления: корректированного высокого давления и восстановленного давления в приемнике полного давления, которое зависит от 30 числа Маха (М) струи на срез сопла питания и от расстояния между срезом сопла питания и торцом приемника (с увеличением М и увеличением расстояния потери полного давления уве личиваются, коэффициент восстановления давления уменьшается, а число М на срезе сопла питания однозначно зависит от отношения входных давлений), 40 Получение выходного сигнала за счет механического перемещения штока обеспечивает по сравнению с прототипом возможность непосредственного соединения датчика отношения давлениЯ с гидромеханической системой управления двигателя.На чертеже представлена схема датчика отношения давлений. Датчик отношения давлений состоит иэ пневмоцилиндра 1 с поршнем 2, соосно установленных в камере 3 сопла питания 4 и соизмеримого с ним приемника 5 полного давления (с 1 п/й 0,8-1,5, где с)д - внутренний диаметр приемника 5 полного давления, б - диаметр выходного отверстия сопла питания 4), выполненного в виде цилиндра с отверстиями б у закрытого его торца, и соединенного с поршнем 2, Камера 3 через отверстия 7 сообщена с источником низкого давления, например с входом воздуха в компрессор.Поршень 2 соединен со штоком 8, вывод которого из пневмоцилиндра 1 осуществлен через уплотнение, В полости 9 пнеэмоцилиндра 1 поддерживается давление, равное высокому давлению, умноженному на коэффициент деления делителя, состоящего иэ двух жиклеров 10 и 11.Датчик отношения давлений работает следующим образом.При постоянном значении отношения входных давлений и числа М струи, искетающей иэ сопла питания 4, например при постоянной степени повышения давления в компрессоре, поршень 2 находится в положении, соответствующем равенству сил, действующих на него.При изменении отношения давлений, например при повышении, число М .труи повышается, а коэффициент восстановления давления уменьшается, поршень 2 перемещается вниз, расстояние между срезом сопла питания 4 и торцом приемника полного давления уменьшается, давление в приемнике 5 Юачинает увеличиваться. При достижении равенства сил, действующих на поршень 2, давление поршня 2 прекращается. Перемещение штока 8, соединенного с поршнем 2, определяет отношение входных давлений.Формула изобретенияДатчик отношения давлений, содержащий сопло питания, вход которого соединен с источником высокого давления, а выход - с камерой взаимодействия, соединенной с источником низкого. давления, и цилиндрический приемник полного давления с отверстиями у закрытого его торца, расположенный против сопла питания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области примене684351 Составитель О.ПолевРедактор Л,Бибер Техред С,Мигай Корректор В.Бутяга аказ 52 33 Тираж 1090 Ш 1 ИИПИ Государственно по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Подпио комитета ССи открытийаушская наб д.4/5 илиал ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 ния, он снабжен поршнем со штоком,размещенным в пневмоцилиндре, надпоршневая полость которого соединенас источником высокого давления черездроссельный делитель, а полость подпоршнем сообшена с внутренней полостью приемника полного давления, приэтом поршень жестко соединен с закрытым торцом приемника полного давления. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе 1. Залманзон Л.А. Азрогидродинамические методы измерения входныхпараметров автоматических систем, 5 М., 1973, с.20"23. 2. Авторское свидетельство СССР9 588478, кл. С 01 Ь 15/00, 197 б.