Датчик отношения давлений воздуха в компрессоре газотурбинного двигателя

Изобретение относится к областиприборостроения, в частности к устройствам для измерения отношения давлений воздуха в компрессоре газотурбинного двигателя (ГТД).Известны устройства для замераотношения двух давлений воздуха, связанные с рычагом, имеющим подвижнуюопору 1) .Недостаток устройства - невысокаяточность измерения отношения давлений,Наиболее близким по техническойсущности к достигаемому техническомуэффекту к предлагаемому способу является датчик отношения давлений воз.духа в компрессоре ГТД, содержащийдва имеющих общую полость чувствительных элемента, каждый из которыхсоединен с концом суммирующего рычага, подвижная опора которого жестко связана с сервопоршнем, а один конец суммирующего рычага выполнен ввиде плоского клапана, соединенногоканалом с управляемой полостью сервопоршня. (2) .Однако чувствительные элементы,замеряющие давления, и вся кинематическая часть устройства расположены .в воздухе. Это повышает требования к смазке трущихся поверхностей, защите их от попадания пыли ивлаги, что сложйо осуществить на самолетной силовой установке, особеннов условиях высоких температур окружающего воздуха, достигающих сотен,,градусов при высоких скоростях поета. Кроме того, так как большинтво систем регулирования ГТД явяются гидравлическими, а не пневатическими, сигнал от такого датика необходимО подать на некотороегидравлическое исполнительное устройство, вследствие чего неизбежнопоявляется уплотнение подвижных деталей, разделяющих среды топливовоздух, которые неизбежно снижают точность работы устройства, повышают требования к чистоте воздуха и герметичности уплотнения (изсоображения пожарной безопасности),Целью изобретения является увеличение точности замера отношениядавлений воздуха в компрессоре ГТД,Поставленная цель достигаетсятем, что в датчик отношения давлений воздуха в компрессореГТЛ, содержащий два ймеющих общую полостьчувствительных элемента, каждый изкоторых соедииен с концом суммирующего рычага, подвижная опора которого жестко связана с сервопоршнем;а один конец суммирующего рычагавыполнен в виде плоского клапана,соединенного каналом с управляемойполостью сервопоршня, введены трипреобразователя давления воздухав давление жидкости, причем входыдвух преобразователей 1:ообщены сполостями компрессора, а выходыс соответствующими полостями чувствительных элементов, вход третьего преобразователя сообщен с источником вакуума, а его выход - собщей полостью чувствительных элемен.тов,На чертеже изображен предлагаемый датчик.10 Полости компрессора 1 ГТД, имеющие давления Р 1 и Р, сообщены ао 1входами преобразователей 2 и 3 давления воздуха в давление жидкости.Вход преобразователя 4 сообщен с 15 вакуумом. Выходы преобразователей 2и 3 соединены с соответствующимиполостями 5 и 6 чувствительных элементов 7 и 8, а выход преобразователя 4 с общей полостью 9 этих чувствительных элементов. Элементы 7и 8 штоками 10 и 11 связаны с рычагом 12, один конец которого представляет собой плоский клапан 13, соединенный каналом 14 с управляемойполостью 15 сервопоршня 16. Рычаг 12имеет подвижную опору 17, связанную с сервопоршнем 16. Питаются преобразователи 2-4 от гидронасоса(Ргиь,о )Уравнение равновесия рычага 12 ГгЕ-Р, г, Е бО где Р и Р - эффективные площадиэлементов 7 и 8 соответственно. Так как преобразователь 4 преоб-30разует постоянное давление воздухаР = 0 в гидравлическое, то он посуществу является клапаном посто)янного абсолютного давления жидкости,Датчик работает следующим образом.При изменении, например уменьшении, давления Р 1 в компрессоре умень40 шается давление на входе преобразователя 2 и, следовательно, в полости 5 элемента 7. Это приводит кповороту рычага 12 .по часовой стрелке относительно опоры 17. При.этом45 увеличиваются сечение клапана 13 ислив топлива из полости 15 сервопоршня 16. Вследствие этого последнийначинает перемещаться вместе сосвязанной с .ним опорой 17, увеличиуменьшая пч фрычага 12. Перемещение происходит дотех пор, пока на рычаге не наступает равенства моментов от усилий,передаваемых элементами 7 и 8, ине восстанавливается исходное проходное сечение клапана 13. Аналогично датчик работает и при изменениидавления Р 2696809 Редактор З.Бородкина Корректор Л Патай Техред М. Тепер Заказ 8208/5 Тираж 873 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Подписное Филиал ППП 1 Патентф, г. ужгород, ул, Проектная, 4 Перепишем уравнение равновесия ввиде 5 " г Рг--- : К - , где К = - = соп 1, г е. е ГС другой стороны отношение плеч 5 есть Функция положения сервопоршня 16, Следовательно, перемещение последнего (г) есть Функция замеряемого отношения давлений, т.е.%Введение в предлагаемый датчик отношения давлений преобразователя 4 обусловлено следующим.В компрессоре ГТД давления (1 и 15могут изменяться в довольно широких диапазонах, в том числе принимать достаточно малые значения (полет на большой высоте, низкие режимы работы двигателя, В этом случае, если бы при преобразовании давления воздуха в давление жидкости в преоб- .разователях 2 и 3 давления не увеличивались на некоторую постоянную величину, то возникли бы значительные 5 трудности при получении малых гидравлических давлений, так как минимальным давлением в системе топливопитания двигателя, от которой пита ется и датчик, является давление ,на входе в насос, составляющее не менее 2-3 кг/см . Кроме того, необ, ходимо получить нулевое давление в полости 9 элементов 7 и 8. Поэтомуставится преобразователь 4, выдающий некоторое постоянное абсолютное давление жидкости Р . Преобразователи 2 и 3 выдают давления жидкости Ри Р, которые соответственно больше входных давлений Р и Рг возг духа на величину Ро, т,е. Р -- Р 1+Рг, Р = Рг +Р На элементах 7 и 8 давление Рд вычитается из давлений Р и Р и они, таким образом, передают на рычаг 12 усилия, определяемые исходными давлениями Р и Р .Некоторое усложнение датчика отношения давлений, вызванное введением преобразователей 2-4, компенсируется тем, что из конструкции убираются узлы уплотнения подвижных элементов, разделяющих среды топливо- воздух.Таким образоМ, предложенный датчик повышает точность замера отношения давлений воздуха за счет исключения трения в узлах уплотнения, а также исключает возможность попадания топлива в воздушные полости компрессора, что может явиться причиной пожара. Еще больший эффект дает применение преобразователей давления в случае использования этих давлений в нескольких регулирующих или корректирующих устройствах одной системы,.так как один преобразователь может питать несколько устройств.