FR2491127A1 - OIL RECYCLING AND PURIFYING CIRCUIT FOR DIESEL ENGINE - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN CIRCUIT DE RECYCLAGE ET D'EPURATION D'HUILE POUR MOTEUR. ELLE SE RAPPORTE A UN CIRCUIT DANS LEQUEL UNE POMPE 34 ASSURE UN POMPAGE PERIODIQUE DE L'HUILE DU CARTER 56 DU MOTEUR, SOUS LA COMMANDE D'ELECTROVANNES 20, 22, 24 ELLES-MEMES COMMANDEES PAR UNE MINUTERIE 12 QUI FONCTIONNE LORSQUE LE MOTEUR EST EN MARCHE. UN RESERVOIR 28 D'AIR COMPRIME CONSTITUE LA SOURCE MOTRICE POUR LA POMPE 34 ET MET EN OUTRE UN RESERVOIR D'HUILE 82 SOUS PRESSION AFIN QUE L'HUILE DU MOTEUR SOIT RENOUVELEE. APPLICATION A L'EPURATION CONTINUE DE L'HUILE DES MOTEURS DIESEL DES CAMIONS ROUTIERS.THE INVENTION RELATES TO A CIRCUIT FOR RECYCLING AND DEPURING ENGINE OIL. IT RELATES TO A CIRCUIT IN WHICH A PUMP 34 PROVIDES PERIODIC PUMPING OF THE OIL FROM THE CRANKCASE 56 OF THE MOTOR, UNDER THE CONTROL OF SOLENOID VALVES 20, 22, 24 THEY ARE CONTROLLED BY A TIMER 12 WHICH OPERATES WHEN THE MOTOR IS WORKING. A COMPRESSED AIR TANK 28 CONSTITUTES THE DRIVING SOURCE FOR THE PUMP 34 AND FURTHER PRESSURES AN OIL TANK 82 SO THAT THE ENGINE OIL IS RENEWED. APPLICATION TO THE CONTINUOUS PURIFICATION OF THE OIL OF THE DIESEL ENGINES OF ROAD TRUCKS.
Description
Dispositif pour manoeuvrer les volets d'une tuyère de turbomachine LaDevice for operating the flaps of a turbomachine nozzle
présente invention concerne un dispositif pour manoeuvrer The present invention relates to a device for maneuvering
les volets d'une tuyère de turbomachine. the shutters of a turbomachine nozzle.
On connait depuis longtemps déjà des tuyères de turbomachines dont la section peut être réglée en fonction du régime, grâce au déplacement de volets, constituant des éléments de paroi mobiles; les brevets français no 1 215 236 et 1 215.237 de la déposante décrivent par exemple des tuyères équipées de volets pivotants qui permettent de régler leur section et en outre de modifier leur profil pour le faire passer d'une forme convergente convenant aux écoulements subsoniques, à une forme convergente-divergente, convenant aux écoulements Turbomachine nozzles have already been known for a long time, the section of which can be regulated as a function of the speed, thanks to the movement of flaps, constituting movable wall elements; French patents No. 1,215,236 and 1,215,237 of the Applicant describe, for example, nozzles equipped with pivoting flaps which make it possible to adjust their section and in addition to modify their profile from a convergent form suitable for subsonic flows, to a convergent-divergent form, suitable for flows
supersoniques, et inversement.supersonic, and vice versa.
On connait également des inverseurs de pouss-ée pour tuyères Thrust reversers are also known for nozzles
de turbomachines, qui comportent également des volets mobiles. turbomachines, which also include movable flaps.
On connait déjà de nombreux types différents de dispositifs We already know many different types of devices
permettant de manoeuvrer les volets d'une tuyère de turbo- allowing the shutters of a turbo nozzle to be maneuvered
machine. Certains de ces dispositifs connus comportent, pour manoeuvrer les volets mobiles, des vérins hydrauliques, qui machine. Some of these known devices comprise, for operating the movable flaps, hydraulic cylinders, which
sont alimentés, avec du carburant ou avec un liquide hydrau- are fueled, with fuel or with a hydraulic fluid
lique usuel, par une pompe, choisie de façon à satisfaire aux conditions de fonctionnement du dispositif: les gaz chauds sortant de la tuyère appliquent à chaque volet à manoeuvrer une pression qui tend à le faire pivoter en l'écartant davantage de l'axe de la tuyère; cette pression exercée sur chaque volet est relativement faible lorsqu'il The conventional fluid, by a pump, chosen so as to satisfy the operating conditions of the device: the hot gases leaving the nozzle apply to each flap to maneuver a pressure which tends to rotate it further away from the axis of the nozzle; this pressure on each component is relatively low when
se trouve dans sa position correspondant à l'ouverture ma- is in its position corresponding to the manual opening
ximale de la tuyère, et beaucoup plus forte lorsque chaque maximum of the nozzle, and much stronger when each
volet est dans sa position correspondant à l'ouverture mini- flap is in its position corresponding to the minimum opening
male de la tuyère (ou à sa fermeture complète dans le cas male of the nozzle (or at its complete closure in the case
des volets d'un inverseur de poussée). La pression de refou- flaps of a thrust reverser). The pressure of refusal
lement de la pompe doit donc être beaucoup plus élevée dans le second cas que dans le premier. D'autre part, la pompe doit pouvoir fournir un débit important pendant les courts régimes transitoires de la turbomachine, pendant lesquels les volets de sa tuyère doivent être ramenés de l'une à l'autre de leurs positions correspondant respectivement à l'ouverture maximale et à l'ouverture minimale de ladite tuyère. Par contre, en régime permanent de la turbomachine, la pompe n'a à fournir qu'un faible débit, correspondant The pump must therefore be much higher in the second case than in the first. On the other hand, the pump must be able to provide a high flow rate during the short transient conditions of the turbomachine, during which the flaps of its nozzle must be brought back from one to the other of their positions respectively corresponding to the maximum opening. and at the minimum opening of said nozzle. In contrast, in steady state of the turbomachine, the pump has to provide a low flow, corresponding
notamment aux fuites des vérins hydrauliques. especially the leakage of hydraulic cylinders.
Pour tenter de satisfaire à ces différentes conditions de fonctionnement, on a déjà utilisé des pompes de différents types, entraînées chacune mécaniquement à partir de l'arbre de la turbomachine,-directement ou par l'intermédiaire d'une transmission appropriée. C'est ainsi que-l'on a déjà utilisé In an attempt to satisfy these different operating conditions, pumps of different types have been used, each driven mechanically from the shaft of the turbomachine, either directly or via a suitable transmission. This is how we have already used
des pompes volumétriques auto-régulatrices à cylindrée cons- volumetric self-regulating pumps with
tante, associées à des clapets modulateurs destinés à recycler aunt, associated with modulator valves intended to recycle
la fraction du débit de la pompe qui est en-excès. the fraction of the flow rate of the pump which is in excess.
Tous ces systèmes ont en commun l'inconvénient que la vitesse All these systems have in common the disadvantage that the speed
de la pompe et le débit restent élevés, même en régime per- the pump and the flow rate remain high, even
manent, provoquant usure et échauffement. De plus, les clapets modulateurs donnent au système un temps de réponse eat, causing wear and heating. In addition, the modulator valves give the system a response time
trop long en régimes transitoires.too long in transient conditions.
On a également tenté d'utiliser une pompe volumétrique, à cylindrée constante, associée à une soupape à jet; la stabilité d'un tel dispositif n'est cependant pas encore It has also been attempted to use a positive displacement, constant displacement pump associated with a jet valve; the stability of such a device is however not yet
certaine. On a également imaginé d'associer deux pompes volu- certain. It has also been imagined to combine two
métriques, dont l'une envoie en permanence un faible débit de liquide hydraulique ou de carburant dans le vérin, pour compenser les fuites en régime permanent, tandis que le débit refoulé par l'autre pompe volumétrique est recyclé, sauf lors des régimes transitoires, o il est également envoyé dans le vérin. Un tel dispositif est évidemment lourd et coOteux. On a également utilisé des pompes à débit variable pouvant de surcroît inverser le sens d'écoulement du débit. De tels systèmes sont cependant relativement complexes et différents accessoires doivent leur être associés, tels que des limiteurs de pression. Enfin, on a metric, one of which constantly sends a low flow of hydraulic fluid or fuel into the cylinder, to compensate for leakage in steady state, while the flow rate discharged by the other positive displacement pump is recycled, except during transient conditions, o It is also sent to the cylinder. Such a device is obviously heavy and expensive. Variable flow pumps have also been used which can in addition reverse the flow direction of flow. Such systems, however, are relatively complex and different accessories must be associated with them, such as pressure limiters. Finally, we have
imaginé d'associer à une pompe volumétrique à débit rela- imagined to associate with a positive displacement volumetric pump
tivement faible, mais suffisant pour le régime permanent, un accumulateur hydraulique, qui n'était mis à contribution que lors des régimes transitoires; bien entendu, cette solution suppose que les intervalles entre les régimes transitoires successifs, c'est-à-dire entre les manoeuvres weak, but sufficient for the steady state, a hydraulic accumulator, which was only used during transient regimes; of course, this solution supposes that the intervals between the successive transient regimes, that is to say between the maneuvers
successives du volet mobile, sont suffisants pour per- successive stages of the mobile component, are sufficient to
mettre à chaque fois la recharge de l'accumulateur. each time to recharge the battery.
La présente invention a pour objet principal de réaliser un dispositif pour manoeuvrer les volets d'une tuyère de turbomachine au moyen de vérins hydrauliques, alimentés par une pompe volumétrique à cylindrée constante, en évitant les inconvénients, précédemment indiqués, des dispositifs The main subject of the present invention is to provide a device for operating the flaps of a turbomachine nozzle by means of hydraulic cylinders fed by a positive displacement displacement pump, while avoiding the drawbacks mentioned above.
de ce genre qui ont été réalisés jusqu'à présent. of this kind that have been achieved so far.
Le dispositif selon la présente invention est caractérisé en ce que la pompe à cylindrée constante est entraînée par un moteur pneumatique, alimenté lui-même avec de l'air sous haute pression prélevé dans le compresseur de ladite turbomachine. Le dispositif selon la présente invention offre l'avantage d'une excellente adaptation des performances des vérins The device according to the present invention is characterized in that the constant displacement pump is driven by a pneumatic motor, itself fed with high pressure air taken from the compressor of said turbomachine. The device according to the present invention offers the advantage of an excellent adaptation of the performances of the cylinders
hydrauliques aux conditions de fonctionnement de la turbo- hydraulics to the operating conditions of the turbo-
machine. En effet, d'une part, la pression de refoulement machine. Indeed, on the one hand, the pressure of repression
de la pompe à cylindrée constante est pratiquement propor- of the constant displacement pump is practically
tiânnelle à la pression - relative - de l'air prélevé dans le compresseur de la turbomachine, par exemple à la sortie de son dernier étage; ceci est particulièrement avantageux puisque, ainsi, l'effort maximal disponible que chaque vérin applique au volet mobile est constamment proportionnel à la pression à la sortie du compresseur de la turbomachine, alors que la résistance qui s'oppose à la manoeuvre de chaque volet est due essentiellement à la pression des gaz éjectés tiânnelle at the pressure - relative - of the air taken from the compressor of the turbomachine, for example at the exit of its last stage; this is particularly advantageous since, thus, the maximum available force that each jack applies to the movable flap is constantly proportional to the pressure at the outlet of the compressor of the turbomachine, while the resistance opposing the operation of each flap is due mainly to the pressure of ejected gases
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par la tuyère, qui est elle-même une fonction croissante de la pression à la sortie du compresseur; on obtient ainsi une adaptation automatique de la pression c'est-à-dire des forces disponibles pour la manoeuvre des volets de la tuyère, aux résistances qui s'opposent à la manoeuvre desdits volets. D'autre part, lorsque la turbomachine fonctionne en régime permanent, la diminution de la demande de débit vers les vérins, provoqué par la fermeture du distributeur se traduit par une diminution de la vitesse de rotation de la pompe et du moteur pneumatique; ladite pompe envoie donc by the nozzle, which is itself an increasing function of the pressure at the outlet of the compressor; an automatic adjustment of the pressure is thus obtained, that is to say of the forces available for the operation of the flaps of the nozzle, the resistances which oppose the operation of said flaps. On the other hand, when the turbomachine operates in steady state, the decrease in the demand for flow to the cylinders, caused by the closure of the distributor results in a decrease in the speed of rotation of the pump and the air motor; said pump therefore sends
- dans le distributeur de commande un débit de liquide hydrau- - in the control valve a hydraulic liquid flow rate
lique ou de carburant, qui est relativement faible, mais cependant suffisant pour compenser les fuites éventuelles et alimenter éventuellement un circuit de refroidissement de ladite pompe, alors que, dans les dispositifs antérieurs, qui ont été mentionnés, la pompe ne cesse pas de tourner à grande vitesse, même en régime permanent, ce qui donne lieu à des échauffements intempestifs. Ainsi, l'utilisation, selon la présente invention, d'une pompe à cylindrée constante, qui est entraînée à une vitesse variable en fonction de la demande en débit vers les vérins, procure sensiblement les mêmes avantages qu'une pompe à débit variable mais à vitesse de rotation constante autorégulatrice, mais en outre l'avantage supplémentaire que, dans le cas du dispositif selon la présente invention, la pompe à cylindrée constante tourne la plupart du temps, c'est-à-dire pendant les régimes It is relatively small, but still sufficient to compensate for any leaks and possibly feed a cooling circuit of said pump, whereas, in the previous devices, which have been mentioned, the pump does not stop turning to high speed, even in steady state, which leads to untimely heating. Thus, the use, according to the present invention, of a constant displacement pump, which is driven at a variable speed depending on the flow demand to the cylinders, provides substantially the same advantages as a variable flow pump but at constant self-regulating rotational speed, but also the additional advantage that, in the case of the device according to the present invention, the constant-displacement pump rotates most of the time, that is to say during the
permanents, à une vitesse faible, ce qui ralentit considé- permanent, at a slow speed, which slows down the
rablement son usure. Par ailleurs, l'accroissement de poids dû au moteur pneumatique que comporte le dispositif selon la présente invention, est compensé, au moins partiellement, par la suppression de la prise de mouvement sur l'arbre de its wear. Moreover, the increase in weight due to the pneumatic motor that comprises the device according to the present invention is compensated, at least partially, by the suppression of the power take-off on the shaft of
la turbomachine, pour l'entraînement mécanique de la pompe. the turbomachine, for the mechanical drive of the pump.
A titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré sché- By way of example, it has been described below and illustrated by
matiquement sur le figure unique du dessin annexé, une forme in the single figure of the attached drawing, a form
de réalisation de l'invention.embodiment of the invention.
Sur la figure, on a représenté seulement, de façon schéma- In the figure, it is shown only, schematically
tique, le compresseur 1 d'une turbomachine, notamment d'un turboréacteur. 2 désigne un moteur pneumatique rotatif, qu'une conduite 3 alimente avec de l'air sous haute pression, prélevé par exemple à la sortie du dernier étage du compres- seur 1, sous une pression P4, variable suivant le régime de fonctionnement du turboréacteur. L'air détendu dans le moteur à air comprimé 2 s'échappe dans l'atmosphère à la pression Po. 4 désigne une pompe volumétrique rotative, à cylindrée constante, dont le rotor est accouplé en permanence à celui du moteur pneumatique 2, par des moyens connus, qui ont été figurés sous la forme d'un arbre 5. La conduite d'aspiration 4a de la pompe 4 plonge dans du liquide hydraulique, contenu dans une capacité 6, tandis que sa conduite de refoulement 4b aboutit.à l'entrée d'un distributeur 7, dont les deux sorties sont elles-mêmes raccordées, par des conduites 7a et 7b, aux deux chambres, A et B, d'un vérin hydraulique 8 la tige 8b du piston 8a du vérin hydraulique 8 est accouplée, tick, the compressor 1 of a turbomachine, including a turbojet engine. 2 denotes a rotary pneumatic motor, which a pipe 3 supplies with air under high pressure, taken for example at the outlet of the last stage of the compressor 1, under a pressure P4, which varies according to the operating speed of the turbojet engine. . The air expanded in the compressed air motor 2 escapes into the atmosphere at pressure Po. 4 designates a rotary displacement pump with a constant displacement, the rotor of which is permanently coupled to that of the air motor 2, by means of known means, which have been shown in the form of a shaft 5. The suction pipe 4a of the pump 4 is immersed in hydraulic fluid, contained in a capacity 6, while its discharge pipe 4b ends. inlet of a distributor 7, whose two outlets are themselves connected, by pipes 7a and 7b, to the two chambers, A and B, a hydraulic cylinder 8 8b the piston rod 8a of the hydraulic cylinder 8 is coupled ,
par des moyens qui n'ont pas été représentés, à un ou plu- by means which have not been represented, at one or more
sieurs des volets mobiles dont la tuyère de la turbomachine movable shutters including the turbomachine nozzle
considérée est équipée, de façon connue en soi. Le distri- considered is equipped, in a manner known per se. The distribution
buteur 7, dont il existe de nombreuses réalisations connues, qu'il n'est pas nécessaire de décrire en détail, est conçu de façon à raccorder son entrée, c'est-à-dire sa tubulure raccordée à la conduite 4b, soit à la conduite 7a, soit à la conduite 7b, en fonction de signaux, de nature physique scorer 7, of which there are many known embodiments, that it is not necessary to describe in detail, is designed to connect its inlet, that is to say its tubing connected to the pipe 4b, or to the pipe 7a, that is to the pipe 7b, depending on signals, physical nature
quelconque, par exemple pneumatiques, hydrauliques, électri- whatever, for example pneumatic, hydraulic, electric,
ques... etc, en provenance d'un dispositif de calcul et de commande 9. En même temps qu'il dirige le débit de liquide hydraulique envoyé par la pompe 4, vers la chambre A ou vers la chambre B du vérin 8, le distributeur 7 fait communiquer son autre chambre, B ou A, avec une conduite de retour 7c, etc ..., from a computing and control device 9. At the same time as it directs the flow of hydraulic fluid sent by the pump 4, to the chamber A or to the chamber B of the cylinder 8, the distributor 7 communicates its other chamber, B or A, with a return pipe 7c,
débouchant au-dessus ou dans la capacité 6. Au lieu de con- over or in the capacity 6. Instead of
tenir un liquide hydraulique spécial, la capacité 6 peut être insérée dans le circuit du carburant qui alimente le turboréacteur. Le dispositif de calcul et de commande 9 comporte des moyens connus pour élaborer les signaux de commande du distributeur 7 à partir des informations relatives hold a special hydraulic fluid, the capacity 6 can be inserted into the fuel circuit that supplies the turbojet engine. The computing and control device 9 comprises means known to develop the control signals of the distributor 7 from the information relating to
aux conditions instantanées de fonctionnement de la turbo- instantaneous conditions of operation of the turbo-
machine, que des capteurs appropriés transmettent à ses entrées. Ce dispositif de calcul et de commande peut d'ailleurs être intégré au calculateur général de commande machine, that appropriate sensors transmit to its inputs. This calculation and control device can also be integrated into the general control computer
du fonctionnement de la turbomachine. the operation of the turbomachine.
Si l'on désigne par " m la cylindrée du moteur pneumatique 2, et par ce p celle de la pompe volumétrique 4, et dans l'hypothèse o le rendement global de ce groupe rotatif est peu inférieur à l'unité, on voit facilement que la pression relative de refoulement de ladite pompe 4 est donnée par la formule P = a m (P4-Po) "( p c'est-à-dire que la pression maximale applicable au piston 8a du vérin hydraulique 8 est sensiblement proportionnelle If one designates by "m the displacement of the pneumatic motor 2, and by this p that of the volumetric pump 4, and assuming that the overall efficiency of this rotary group is little less than unity, it is easy to see that the relative discharge pressure of said pump 4 is given by the formula P = am (P4-Po) "(ie that the maximum pressure applicable to the piston 8a of the hydraulic cylinder 8 is substantially proportional
à la pression relative de l'air qui alimente le moteur pneu- the relative pressure of the air supplying the pneumatic motor.
matique 2. Il en résulte, comme on l'a déjà indiqué, une adaptation automatique entre la force de manoeuvre appliquée au volet mobile par la tige Bb du vérin 8, d'une part, et 2. As a result, as already indicated, an automatic adaptation between the actuating force applied to the movable flap by the rod Bb of the jack 8, on the one hand, and
la résistance au déplacement dudit volet, qui résulte essen- the resistance to movement of said flap, which essentially results
tiellement de la pression exercée sur lui par les gaz chauds the pressure exerted on him by the hot gases
traversant la tuyère.crossing the nozzle.
Bien entendu, le moteur pneumatique 2 pourrait être alimenté avec de l'air prélevé, sous une pression moins élevée, dans Of course, the pneumatic motor 2 could be supplied with air taken at a lower pressure in
l'un des étages antérieurs du compresseur 1 du turboréacteur. one of the prior stages of the compressor 1 of the turbojet engine.
Le dispositif selon la présente invention peut être utilisé pour manoeuvrer tous les types de volets de tuyère d'une turbomachine. Bien entendu, le vérin unique 8 peut manoeuvrer simultanément plusieurs volets mobiles de la tuyère, ces volets étant The device according to the present invention can be used to maneuver all types of nozzle flaps of a turbomachine. Of course, the single jack 8 can simultaneously maneuver several movable flaps of the nozzle, these flaps being
accouplés entre eux mécaniquement, de façon connue en soi. mechanically coupled, in a manner known per se.
Plusieurs vérins, destinés chacun à manoeuvrer un seul volet, peuvent aussi être alimentés en parallèle par les Several jacks, each intended to maneuver a single flap, can also be fed in parallel by the
conduites de sortie Ta et 7b du distributeur 7. outlet lines Ta and 7b of the distributor 7.
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FR2491127B1 (en) | 1985-03-29 |
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