Регулятор частоты вращения газотурбинного двигателя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1825879 1)5 Е 02 С 9/26 ОСЧДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТЕДОУСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) В(54) РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТЫ ВРЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛ(57) Использование: автоматирование выходных параметро и регулироваигателей. М, рис. 7.32.АЩЕНИЯ ГАЯеское регулив газотурбинкого двигателя. Сущность изобретения; доэирующий элемент 6 выполнен в виде регулятора постоянного расхода, а дозирующий элемент 7 в виде регулятора расхода пропорционального частоте вращения, Регулятор постоянного расхода выполнен в виде клапана постоянного расхода, а регулятор пропорционального расхода в виде вращающегося золотника 13 с радиальными и осевыми каналами. 5 ил,Изобретение относится к области автоматического регулирования, в частности к устройствам регулирования выходных параметров газотурбинного двигателя (ГТД),Цель изобретения - упрощение конструкции, повышение точности,На фиг.1 изображен регулятор частоты вращения газотурбинного двигателя, на фиг.2 - регулятор частоты вращения газотурбинного двигателя (конкретный пример), на фиг,З - разрез по А - А фиг,2, на фиг,4 - разрез по Б - Б фиг,2; нэ фиг,5 - разрез по В-В фиг,2,Предложенный регулятор частоты вращения газотурбинного двигателя содержит топливный насос 1 (может быть любого типа) с магистралями входа 2 и выхода 3, механизм управления производительностью топливного насоса 1 в вире сервомотора 4, управляющая полость 5 которого связана через дозирующий элемент 6 с магистралью выхода 3, и через дозирующий элемент 7 - с магистралью входа 2, и задатчик частоты вращения 8. Дозируащий элемент 7 связан с двигателем, его ротором 9, и с задатчиком частоты вращения 8. Дозирующий элемент 6 представлен в виде регулятора постоянного расхода фиг,2), который вне зависимости от частоты вращения ротора 9 обеспечивает постоянный расходтоплива в полость 5, при соответствующих давлениях в магистрали 3, больших минимального, расчетного, Дозирующий элемент 7 представлен в виде регулятора .пропорционального расхода, содержащего корпус 10 с каналами подвода 11 и отвода 12 топлива, размещенный в корпусе 10 подпружиненный цилиндрический золотник 13; образующий с корпусом 10 первую 14 и вторую 15 полости, а также связанный с валом 16 зэдатчик, представленный также в виде золотника 13, причем полость 14 соединяется через каналы 17 с каналом 11 подвода топлива, золотник 13 связан с валом 16 кинематически, с возможностью осевого перемещения, через паз золотника 13 и выступ вала 16, Полость 14 через отверстия 18 и 19 и каналы 17 соединяется с каналом 12 отвода топлива. В корпусе 10 размещен регулируемый упор 20, на который воздействует кулачок 21 задатчика режимов 8. Золотник 13 поджат пружиной 22, жесткость и сила которой обеспечивают перемещение золотника 13 вверх и вниз,Элементы 6 и 7 могут быть любого другого конструктивного исполнения, главное, чтобы они обеспечивали выполнение своих функций, тех, которые дыполняют изображенные на фиг.2.Задвтчик частоты вращения может быть представлен в виде электронного регулятора и любого другого, 55 При постоянном положении упора 20, если частота вращения ротора 9 по каким- либо причинам изменится, то элемент 7 уменьшит слив топлива из полости 5, сервомотор 4 пойдет вниз, увеличивая расход топлива в двигатель, в результате чего частота вращения двигателя повысится до заданной задатчиком 8, при увеличении частоты вращения ротора 9 элемент 7, управляя сервомотором 4, за счет изменения подачи Предложенный регулятор частоты вращения ПД работает следующим образом,Клапан постоянного расхода (дозирующий элемент) 6 обеспечивает вне зависимо 5 сти от частоты вращения ГТД поступлениепостоянного обьема топлива в полость 5сервомотора 4. П ри оп редел ен ном, постоянном, положении упора 20 для того, чтобысервомотор 4 находился в равновесном по 10 ложении необходимо, чтобы количество поступающего в его полость 5 топлива черезэлемент 6 равнялось количеству топлива вытекающего из полости 5 через элемент 7, ээто будет в том случае, когда золотник 1315 будет вращаться со строго определеннойчастотой, обеспечивая порциями слив топлива из полости 5 в магистраль 2, При вращении золотника 13, когда канал 11 черезканалы 17 связан с полостью 14, она при20 движении золотника 13 вниз заполняетсятопливом, при дальнейшем повороте золотника 13 полость 14 через каналы 17, отверстия 18 и 19 соединяется с полостью 15 ипод действием пружины 22 золотник 13 идетвверх, вытесняя топливо из полости 14, и такдалее циклы заполнения полости 14 и ееопорожнение повторяются, обеспечиваяслив топлива из полости 14 и полости 5.В случае, если положение упора 20 ста 30 нет другим, зэ счет воздействия кулачка 21,то для равенства количества поступающегов полость 5 топлива количеству, вытекающему из нее, необходимо, чтобы частота вращения золотника 13 изменилась.В случае, если упор 20 переместилсявниз, то для восстановления количества топлиса, вытекающего из полости 5 (до прежней величины) необходимо, чтобы частотавращения золотника 13 возросла, а она на40 самом деле возрастает, т.к, при перемещении упора 20 вниз. расход топлива из полости 5 уменьшается, э значит сервомотор 4идет вниз до тех пор, пока не уменьшит слив.топлива на входе в насос, т,е. не увеличит45 подачу топлива в двигатель. который приувеличенной подаче топлива начнет увеличивать свою частоту врэщенИя, пока она необеспечит необходимый слив топлива из полости 5, 1825879топлива в двигатель, восстановит заданную частоту вращения ГТД.При изменении положения упора 20, по какому-либо закону (задается задатчиком режимов 8), будь то запуск или разгон, частота вращения ГТД, с некоторым запаздыванием, будет меняться также по этому закону, поскольку при возникновении разности заданной частоты (задатчиком 8) от фактической элемент 7 будет менять подачу топлива на исключение этой разности, по частоте вращения.Предложенный регулятор проще по конструкции, т.к. в нем применен обьемный принцип регулирования положением сервомотора, отсутствуют центробежные датчики, золотники с точными дозирующими окнами и т.д.Регулятор имеет более высокую точность, поскольку применен объемный метод дозирования. Известно, что у объемного дозирования (импульсного) нет гистерезиса, нет нечувствительности, оцень высокая точность, которая не зависит от вязкости жидкости, от ее плотности и так далее. Формула иэобреения1, Регулятор частогы вращения азотурбинного двигателя, содержащий топливныйнасос с магистралями входа и выхода, сер 5 вомотор управления производительностьютопливного насоса, полость которого связана через первый дозирующий элемент с магистралью выхода и через второйдозирующий элемент - с магистралью вхо 10 да, и задатчик частоты ьращения двигателя,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюупрощения конструкции и повышения точности, первый дозирующий элемент выполнен в виде регулятора постоянного расхода,15 а второй - в виде регулятора расхода, пропорционального частоте вращения, соединенного с двигателем и кинематическисвязанного с задатчиком,2. Регулятор по п,1, о,тл и ч а ю щ и й 20 с я тем, что регулятор постоянного расходавыполнен в виде клапана постоянного расхода, а регулятор расхода пропорционального частоте вращения, - в видевращающегося золотника с радиальными и25 осевыми каналами, подключенными соответственно к управляющей полости сервомотора и магистрали входа.1825819 Ю Ф 17 Составитель А.СкоболевТехред М.Моргентал Корректор Е,Папп Редактор Е,Савина Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2310 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5