Система автоматического регулирования процесса горения

(51)5 Г 23 М 5 20 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ госда ственный комитетПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Казанский авиационный институт ик. А,Н, Туполева(56) Авторское свидетельство СССР У 1229522, кл, Г 23 Н 5(20, 1984, (54) СИСТЕИА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА ГОРЕНИЯ, ЯО 1553792 А 1 2является повышение надежности и точности регулирования. Это достигается тем, что система дополнительно содержит последовательно соединенные аналоговый коммутатор 13, аналого-цифровой преобра эователь (АЦП) 14, процессор 15 и цифроаналоговый преобразователь, которые по сигналам датчиков 1 амплитуд колебаний давления в камере 2 сгорания управляют работой регулируемой форсунки 3 путем перемещения с помощью индуктивной катушки 10 ферромагнитного стержня 11, выполненного в виде золотника с эллиптическими лысками на конце. .3 илэИзобретение относится к технике регулирования процессов горения и может быть использовано в энергетичес,ких установках для обеспечения требуемого режима работы при воздействии5 внешних возмущающих факторов и борьбы с возникшими в камере сгорания высоко- и низкочастотными акустическими колебаниями (высоко- и низкочастотной неустойчивостью),Цель изобретения - повышение надеж,ности и точности регулирования.На Фиг. 1 представлена Функциональная схема системы автоматического ре гулирования; на Фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема алгорит 1 ма работы системы.Система автоматического регулирования процесса горения содержит датчи ки 1 амплитуды колебаний давления, установленные в камере 2 сгорания, установленную тооцом на стенке камеры 2 сгорания регулируемую форсунку 3, которая включает цилиндрический кор пус 4, изготовленный из диамагнитного материала, на внутренней поверхности которого со .стороны торца, обращеного к камере 2, выполнены кольцевая анавка 5 с отверстием 6 в стенке и30 1 орцовая выточка 7 с отверстием 8 в ренке, во второй торцовой выточке 9 азмещена индуктивная катушка 10, нутри корпуса по его оси расположен. одпружиненный Ферромагнитный стеркень 11, выполненныи в виде золотни 35 а с четырьмя продольными зллиптичес" ими лысками 12 на конце, обращенном камере 2 сгорания, Датчики 1 подючены к последовательно соединенным алоговому коммутатору 13аналого 40 Цифровому преобразователю (АЦП) . 14, процессору 15, цифроаналоговому преобразователю (ЦАП) 16, к выходу котоРого подсоединена индуктивная катушка 10, Катушка 10 и стержень 11 об 45 разуют излучатель колебаний давления. Система работает следующим образом. В кольцевую канавку 5 подается горючее, которое через канал образоФ 50 ванный лысками 12 и корпусом 4, попадает в виточку 7, где смешивается с аЖйслителем, поступающим через отверстие 8, причем перемещение золотника из одного крайнего положения в другое вызывает изменение режима55 рвботы форсунки, регулируя в некоторрм диапазоне тонкость и однородность распила топлива, а также его распре Процессор 15 вьоперации.Ввод матрицьния давлений вмять процессора.эадкам няет след анного распределере сгорания в паделение вдоль оси камеры сгорания.Датчики 1 с высокой частотой попеременно подключаются с помощью коммутатора 13 к входу АЦП 14, В последнемформируются коды, соответствующиевепичине сигналов на входе подключаемых датчиков, которые далее передаются на процессор 15.Таким образом, информация о распределении давления вдоль реакционной зоны его абсолютная величина,амплитуда, частота и фаза колебаний)записывается в определенную памятьпроцессора 15.Измеренная величина давления сравнивается с заданной и в случае отклонения на основании известной характеристики Форсунки формируется код,который преобразуется в напряжениес помощью ЦАП 16, Напряжение прикладывается к индуктивной катушке 10.В результате стержень 11 устанавливается в положение, при которомуменьшается или увеличивается расходи изменяется соотношение компонентовпри увеличении и уменьшении давлениясоответственно. В результате многократного последовательного приближения давление приобретает требуемоезначение,В процессе работы энергетическойустановки в камере сгорания могутвозникнуть акустические колебания сосложным спектром частот. В результате изменяется распределение давлениявдоль реакционной зоны, э. следовательно, и информация, записанная в оперативную память процессора. Управлявшаяпрограмма, проанализировав измерительную информацию, вызывает периодическое изменение кода, который преобразуется в напряжение с помощью ЦАП,а следовательно и изменение магнитного поля. Движение стержня в результате действия магнитного поля осуществляет такой процесс распыливания топлива, который резко снижает добротность колебательной системы камерасгорания - рабочее тело, что вызываетбыстрое затухание возникших колебанийФАлгоритм работы процессора предтавлен на блок-схеме (фиг. 3), 1553792формирование кода установки стержня в начальное положение для выдачив ЦАП.Выдача кода в ЦАП.Опрос датчиков 1 и запись кодов5АЦП в память процессора.Сравнение информации с датчиковс эаданньм распределением амплитудколебаний давления. 1 ОЕсли измеренные амплитуды оказыва-,ются меньше заданных, код ЦАП длякомпенсации возмущения увеличиваетсяна величину, определенную исходя иззаписанной в запоминающем устройстве(ОЗУ) экспериментально полученнойхарактеристики форсунки,Сравнение информации с датчиков1 с заданным распределением амплитуд.Если измеренные амплитуды оказываются больше заданных, код ЦАП для компенсации возмущения уменьшается навеличину, определенную по записаннойв ОЗУ информации.Если измеренные амплитуды равны 25заданным, изменение кода ЦАП не происходит.Выдача нового кода в ЦАП.Проверка условия: требуется изменение начальных условий 30Если начальные условия требуетсяизменить, то переход к следующей операции. Если их изменять не требуется,то переход на дальнейший опрос датчиков 1.35Выборка из памяти процессора новыхзначений матрицы распределения амплитуд колебаний давления. Переход напродолжение опроса датчиков 1.Цикл выполняется с частотой, су-. 40щественно превышающей частоты процессов, происходящих в камере сгорания.В результате процесс регулированиязаключается в компенсации небольшихотклонений давлений от заданных. Подавление пульсаций происходит на стадии их возникновения. Использованиеинформации о характеристиках конкретной форсунки возможно при использовании процессора. Характеристика форсунки определяется экспериментально и хранится в ОЗУ процессора в виде матрицы чисел,на основании которой вычисляется код, определяющий положение золотника, Определение характеристики осуществляется путем перемещения золотника по всему диапазону регулирования и измерения сигналов с датчиков.Формула изобретенияСистема автоматического регулирования процесса горения, содержащая датчики амплитуды колебаний давления в камере сгорания, и регулируемую форсунку, прикрепленную торцом к стенке камеры сгорания и имеющую цилиндрический корпус, выполненный иэ днамагнитного материала, и излучатель колебаний давления, выполненный в виде индуктивной катушки, установленной в корпусе форсунки, и ферромагнитный стержень, установленный внутри катушки соосно с цилиндрическим корпусом форсуики, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования, она дополнительно содержит последовательно соединенные аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, процессор и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к индуктивной катушке, датчики амплитуды колебаний давления в камере сгорания подключены к аналоговому коммутатору, в ципиндрическом корпусе на внутренней поверхности со стороны торца, обращенного к камере сгорания, выполнены кольцевая канавка с отверстием и торцовая выточка с отверстием, а ферромагнитный стержень выполнен в виде золотника с четырьмя эллиптическими лысками на конце, обращенном к камере сгорания.1553792 Составитель А. ЗосимТехред Л. Сердюкова Редактор А. Ог Корректор Э. Лончакова роизводственно-издательский комбинат "Патент" город, ул. Гагар Заказ 448 Тираж 449 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5