RU2126U1 - HYDRAULIC AUTOMATIC ACCELERATION OF A GAS-TURBINE ENGINE - Google Patents

Description

/ J J/J/.p/ J J / J / .p

/if/ if

ЩЦРАБЛШЕСЖШ ABTOMfSCHRABLESHESH ABTOMf

msiom ГАЗоетшшного дамтижmsiom

ШЖ 9/26SHZ 9/26

Полезная модель; относитсха к системам управления топливоподачей газотурбинных: двигателей ж являетсш существенным: усовершенствованием известных техЕическиз: решенжйUtility model; relates to gas turbine fuel supply control systems: engines and is essential: an improvement of known technical technologies: solution

Б известном гидравлическом автомате разгона описанном в авторском свидетельств© № 388127 МПК 9/26, содержите сзбъёмныж насос, дроссель и регулятор скорости, соединенные с линией подкачки, клапан: нагрузкЕЕ, cBH3aHHBit с насосом и через жиклер с регулятором скоросоги, причем клапан наотрузки выполнен в виде подпружиненного золотника, перепускная полость которого соединена через жиклёрз и пружинную полость с регулжсором скоросошIn the well-known hydraulic accelerator described in the copyright certificate No. 388127 of IPC 9/26, contain an extra pump, a throttle and a speed controller connected to the swap line, a valve: load, cBH3aHHBit with a pump and through a nozzle with a speed controller, and the discharge valve is made in in the form of a spring-loaded spool, the bypass cavity of which is connected through jets and a spring cavity with a speed regulator

Недостатком данного автомата разгона является низкая надёжность запуска,, так как он имее практически линейную характеристику подачи топлива в зависимости, ooi частоты вращекин ротора турбокомпре15СО| а, которая не обеспечивает качественного распыла топлива и, следсша-иштьно, надёжного) запуска двигаоюлн в начальной стадии,, , примерно до 20 % от номинальной част©аш :1Е|)ащенинThe disadvantage of this accelerator is the low reliability of the start, since it has an almost linear characteristic of the fuel supply, depending on the frequency of rotation of the turbine compressor 15CO | a, which does not ensure high-quality fuel atomization and, consequently, reliable, reliable) engine start-up in the initial stage, up to about 20% of the nominal part © your: 1E |) aschenin

Известен также гидравлический: автомат разгона по авторскощу свидетельст II5S442 МПК .0 9/26, который жзжно вринжсь за блж жаШшжй прототип. Этот автомат разгсша. содержит объёмный насос, дрос сель и регулятор скорости, соединенные с лошиёй слива, клапан нагруз- 1Ш, связанный с насосом и через жиклёр с регулятором скорости, причём клапан нагрузки выполнен в виде подпружиненного золотника, перепускная полость которого соединена через жиклер и пружинную полость © регулятором скорости, В данный автомат разгона, дополнительно; встроеш после дросселЕ подпружиненный сливно:й клапану пружинная поло-СТБ) которого сообщена с линией сливаAlso known is hydraulic: an automatic overclocking machine according to author’s testimony of II5S442 IPC .0 9/26, which zhzhzhno burst for a damn prototype. This machine is unremitting. contains a volumetric pump, a throttle and a speed regulator connected to the drain drain, a 1-load valve connected to the pump and through a nozzle with a speed regulator, and the load valve is made in the form of a spring-loaded spool, the bypass cavity of which is connected through the nozzle and the spring cavity © by the regulator speed, In this automatic acceleration, optionally; If you are interrupted after throttle, the spring-loaded drain: valve spring polo-STB) which is connected to the drain line

Этот автомат разгожа имеет нелинейную: характеристику подачи тошшва в камеру сгорания двигателя: на начальном участке харакотерис тшш разгона в зависимости от частоты вращения ротора турбокомпрессора, что повышает надёжность запуска дшгателя.This unloading machine has a non-linear: characteristic of supplying a tail to the combustion chamber of the engine: at the initial stage, the acceleration characteristic depends on the rotational speed of the turbocompressor rotor, which increases the reliability of the launch of the accelerator.

Однако) существенным, недостатком данного автомата разгона являет ся зависимость указанной характеристики от величины давления слжва, или давления после подкачивающего насоса на входе в объёмны насос,However, a significant drawback of this accelerator is the dependence of this characteristic on the pressure value of the slit, or pressure after the booster pump at the inlet to the volumetric pump,

Объясняетш это тем, что давление слива в пружинной полостж допбжжтельного клапана влияет на величину давления срабатывания этого) клапана.This is explained by the fact that the drain pressure in the spring cavity of the auxiliary valve affects the value of the response pressure of this valve.

В процессе эксплуатащш .о.турбинжЕС двигателей давление слзшва может быогь переменным, что в свою очередь вызовет расслоение харавзге- ристики подачи тошшва на разгоне и снизит надёжность запуска двигателя.During the operation of the engine’s turbine, the pressure of the joint can be variable, which in turn will cause stratification of the supply curve of the tailstock at acceleration and reduce the reliability of the engine starting.

Целью предлагаемой полезной модели, является; повыщение надёжноетж запуска при переменном давлешш рабочей жидкостж на. входе в объёмный насос.The purpose of the proposed utility model is; Increase reliable start up at variable pressure of the working fluid. the entrance to the volumetric pump.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемый гидравлж ческий автомат разгона газотгурбшшого двигателя, еодержшрЖ объёмный насос, дроссель,, подпружинешшй. сливной клапан, установленный после дросселя регулятор; скорости, клапан нагрузки, связанный с; насосом; и через жиклёр с регулятором; скорости ;. дош олжш€йь ш. ; л-- с:.: снабжен корректором, встроенным: в канал от насоса перед форсункой и состоящим из втулкж и подпружиненного золотника, причем подпружиненный торец золотника связан с давлением, слива, противоположный торец GD входом к форсунке; на золотнике выполнены; профилированные пазы, форма которых зависим от жесткости пружины и диаметра золотника, образующие с кромкой кольцевой, канавки во втулке дросселирующее: сече J eThis goal is achieved by the fact that the proposed hydraulic control unit for accelerating a gas turbine engine, a volumetric displacement pump, throttle, spring-loaded. drain valve, regulator installed after the throttle; speed, load valve associated with; a pump; and through a jet with a regulator; speed;. dosh olzhsh sh. ; l-- s:.: equipped with a corrector built-in: into the channel from the pump in front of the nozzle and consisting of bushings and a spring-loaded spool, the spring-loaded end face of the spool being connected with pressure, draining the opposite end face GD by the entrance to the nozzle; on spool made; profiled grooves, the shape of which depends on the stiffness of the spring and the diameter of the spool, forming with the edge of the annular groove in the sleeve throttling: section J e

«г 2 "G 2

ние, вход, которого. соеданен о налорной магистралью наеооа, а выход, связан с форсункойentry, of which. connected to the Naoooa Taxiway, and the output is connected to the nozzle

При таком вьшолненин автомата разгона тгри изменении давления слива, т.е. давления послегодкачивающего насоса, происходитг автоматическая компенсация данного изменения давления перед форсункой за. счет соответствующего изменения дросселирующего сечения корректора, давления подЕсачки,With this, the accelerator of the accelerator changes by changing the discharge pressure, i.e. pressure after the bleeding pump, there is an automatic compensation of this pressure change in front of the nozzle. account of the corresponding change in the throttling section of the corrector, the pressure cutter,

Сущность предполагаемого технического решения поясняечюя чертежом (фиг,1), на котором изображена принципиальная схема заявляемого устройства. На фиг. 2 представлена характеристика подачи топлива в камеру сгоранйж двигателя в зависимости: от частотж вращения ротора Кривые I и 2 характеризуют расслоение характеристики в зависимоети от величинЕ давлеюш слива (по прототипу). Кривая 3 изображает требуемую характеристику. Из анализа данных кривых следует;, что относительное влияние изменения давления слива на величину расхода топлива в камеру сгорании наиболе® существенно на начальном . к® запуска, т.е. именно на эт:ом участке (примерно до 40 % от. НОМЕнальной скорости) и требуется коррекция изменения давления слзгша Предлагаемый гидравлический автомао разгона содержи. объёмныйThe essence of the proposed technical solution is illustrated by a drawing (Fig. 1), which shows a schematic diagram of the inventive device. In FIG. 2 shows the characteristic of the fuel supply to the engine burner chamber depending on: the rotor rotation frequency Curves I and 2 characterize the stratification of the characteristic depending on the values of the pressure when the drain is carried out (according to the prototype). Curve 3 depicts the desired characteristic. From the analysis of these curves it follows that the relative influence of the change in the discharge pressure on the amount of fuel used in the combustion chamber of the most® is significant on the initial one. k® launch, i.e. It is at this: th section (up to about 40% of the rated speed) that the correction of the pressure change is required. The proposed hydraulic automatic overclocking is maintained. volume

ТОПЛИВНЫЙ насос I, соединенный череэ магистраль 2 с клапаном; 3 нагрузки, включающим в себя долошнжш: 4 и полость с пружиной 5, которая соединена с регулятором 6 частоты вращения, дроссель 7 регулжрованш разгова, шединенией через жиклер 8 с пружиншйй полостью клапана 3 нагрузки и подпружиненным сливныш клапаном 9, пружинная жшюсть Ю которого соединена с линией слшва И. Кроме того), в автомат разгдаа встроен коррвкто 12 давления ,; содержанщй втулку 13 ж золотник 14, подпружиненный Tope 15- которого соединеж с линией слива 16, а тороц 17 с форсункой 18 Ш золотнике 14 выполнежн про шшрованжые:FUEL PUMP I, connected through a line 2 with a valve; 3 loads, including a length: 4 and a cavity with a spring 5, which is connected to the speed controller 6, the throttle 7 is adjusted for talking, by connecting through the nozzle 8 with the spring cavity of the load valve 3 and the spring-loaded drain valve 9, the spring plate of which is connected to the line of the masterpiece I. In addition), pressure regulator 12 is built into the automatic distribution unit; containing sleeve 13 g spool 14, spring-loaded Tope 15 - of which is connected to drain line 16, and end face 17 with nozzle 18 W to spool 14

5Г S.5G S.

напорнуюpressure

а выхсщ с форсункой 18and exhaust with nozzle 18

Автомат разгсиа работает слелз щийъабразоыйThe ragssia machine works slidable

Перед з-апускож двигателя ЗОЖОЗРНЙК 4 клапана 3 нагрузки под л ежсушем пружЕШЖ 5 находит:ся в кра1нвм верхнем: положении, сюобщая а страль 2 форсунки с реагулштором 6 скорости,. Исполнительный орган регулятора скорости 6 закргаг и перекрывает слив токли-ш из мазжсть разш 2 в линию; слаша IIBefore the Z-start of the engine, ZOZHOZRNYK 4 valves 3 loads under the right side. Spring 5 is located in the upper limit: position, common position 2 nozzles with speed regulator 6 ,. The executive body of the speed controller 6 closes and closes the drain tokens-w from the lubricant rash 2 in line; slush II

В на алБНБЕй момент: запусжа вс& топливо, от насоса I, прмш:я0мого во вращение оог ротора двигателж (на чертеже не показан), постуf GinopHcuAt AlbNBEY moment: starting up all & fuel, from pump I, prmsh: i0mogo rotation of the engine rotor (not shown), post GinopHcu

пает по агистрала 2 через корректор 12 к; форсунке 18. Нри этом давление перед: форсункой определяется настройкой клапана 9,котор1й,falls on the highway 2 through the corrector 12 to; nozzle 18. At the same time, the pressure before: the nozzle is determined by the setting of valve 9, which

перепуская избыток топлива;, из дагистрали 2 форсунки в, линию олива II, поддерживаеч необходимую велинищ давления топлива, перед форсунко постоянной, благода чев5 на этош участк© запуска обеспечивается требуемое качество распыла и поддержание, темпераяурн газов перед турбинсгй в задашшх пределах При дальне ем увеличении частотш вращенжЕ давление топлива перед форсушсо увеличжвается ко ха ра1стеристик@ определяемой проходвой площадаю дфосселя 7 ж настгрэйкой клапана 9,bypassing the excess fuel ;, from the nozzle 2 into line, the line of olive II, maintaining the required fuel pressure, before the nozzle is constant, thanks to Che5 to this start-up area © the required quality of spraying and maintenance is provided, the temperature of the gases before the turbine is within the specified limits With a further increase the frequency of rotation of the fuel pressure in front of the outboard increases ka ha rasteristerik @ determined by the bore area of dfossel 7 w by adjusting valve 9,

На режиме разгона перепуск топлива через регулятор 6 ж, следовательно, через жиклер 8 отсутствует, поэтому давление в иружиннюй полости клапана 3 нагрузки равно: давлению за. насосом, поэтощ золотник 4 под дейсошИем щружиаи 5 находится в верхнеш положенииIn acceleration mode, the fuel bypass through the regulator 6 g, therefore, through the nozzle 8 is absent, so the pressure in the external cavity of the load valve 3 is equal to: pressure for. with a pump, therefore the spool 4 under the action of the gun 5 is in the upper position

При достижении та.сто.опш жращения, на кото|}ую настроен регуляторWhen you reach that.opsh gratification, on which |} the regulator is configured

WOnopkoii магистралиWOnopkoii trunk

6, начинается ежиов. топлива из JHKHicf2 через жиклер 8,щ)ужшшую полость клапана 3 ж исполвиогельнвй элемент регулятора 6 в линию слива-. II Па жиклере 8 ж золотнике 4 клапана 3 нагрузки возникает: перепад давлений, под дейЬтвиеш которого) золотник 4 перемещается вниз до упора При этом полностью перекрывается слив огоплива через6, the hedgehogs begin. fuel from JHKHicf2 through the nozzle 8, u) the extinguished valve cavity 3 and the regulator element 6 in the drain line. II Spare nozzle 8 and spool 4 of the valve 3 of the load occurs: a pressure drop, under which) the spool 4 moves down to the stop.

..

Л Напор к юL Head to south

напорной j регулируемый дроссель 7 и клапан 9, а регулятор 6 непосредственно MClncptJCu соединяется сГ магистралБЮ 2 и управляет подаче тошшва в двигатель по статической характеристике,. Как было указано выше, давление на начальном; участке характеристики запуска определяется, настройкой клапана 9 и величиной давления слива НйПОр К Ю Встроенный в%агистраль 2 перед форсункой 18 корректор 12 работает следующим образом Рассмотрит изменение (например уменьшение) давления слива при постоянно ; частоте вращения насоса . Б этом, случае цроисжодит уменьшение давзюшш и в напорной магистрали 2, что при отсутствии ж)рреЕ Е;орж вызвало соответствующее уменьшение давления перед форсункой. Однако, в связи с уменьшением давления слива происходит смещение золотника 14 влево, что вызывает увеличение проходного сечения, обраьзуемоГ;0) , йромкой 20 кольцевой: канавшЕ 21 и профилем пазов 19, за счет чего уменьшается степень дфосселированжя подводимого из шагиетрали; 2 к форсунке 18 тошшва, что приводит к повышению давление топлива перед форсункой 18 до ИСХОДНОГО) значения При перемещении золотника 14 влево происходит увеличение затяжки пружины корректора. Жесткость данной пружины; и профиль пазов 19 рассчитываютетс таким образом, что при изменении положения золотника в пределах рабочего участка пазов 19 сохраняется силовое равновесие золотника 14, согласно уравнению: давление слива, - площадь золотника j 4anOp O ,е pressure j adjustable throttle 7 and valve 9, and regulator 6 directly MClncptJCu connects to the SG main 2 and controls the supply of toshva to the engine according to the static characteristic. As stated above, the pressure is on the initial; the start characteristics section is determined by the valve 9 setting and the discharge pressure value НйПор К Ю The corrector 12 built in% of the air line 2 in front of the nozzle 18 works as follows Consider the change (for example, decrease) in the discharge pressure at a constant; pump speed. In this case, a decrease in pressure also occurs in the pressure line 2, which, in the absence of g) rpEE E; orge caused a corresponding decrease in pressure in front of the nozzle. However, due to a decrease in discharge pressure, the spool 14 displaces to the left, which causes an increase in the bore, formed by G; 0), with an annular 20 ring: groove 21 and groove profile 19, which reduces the degree of dfosseling of the feed from the pedestal; 2 to the nozzle 18 is completely sealed, which leads to an increase in fuel pressure in front of the nozzle 18 to the ORIGINAL) value. When the slide valve 14 moves to the left, the corrector spring tightens. The rigidity of this spring; and the profile of the grooves 19 are calculated in such a way that when the position of the spool is changed within the working section of the grooves 19, the force balance of the spool 14 is maintained, according to the equation: drain pressure, - spool area j 4anOp O, е

Из данного уравнения следует, что. для обеспечения: постоянсоша. давлешш перед форсункой неохЗходимо параметры цружишл и золотника подобрать таким образом, чтобы, изменение усилия на золотник от- изменения давлений слива компенсировалась бы соответствующим, изменением усилия цружинш. Параметры корректора рассчитываются из условий обеспечения его) работоспособности в диапазоне т: нужн до, примерно, сорока процентов от номинальной частоты: вращения, Прж дальнейшем увеличении частоты вращения в процессе запуска давление на торец золотника, со сторо:ше форсунки продолжает увеличиваться и при достижении определенной частотм золотник 14 устанавливается на левы упор, т.е. корректор перестает выполнять свои функции в диапазоне частот, :Еде степень влияния измененжЕ давления слжва на расход в камеру сгорания уже становится незначительной, т:.е, на участке от О до. 40 fo ОЖ номинальной частотж; дращенин запуск двигателя независимо от давления на входа в объёмннЁ насос I (фиг,) происходит па характеристике 3 (фиг,2),From this equation it follows that. to ensure: permanent. the pressure before the nozzle is necessary. It’s necessary to adjust the parameters of the spool and select the spool so that the change in the force on the spool due to the change in the discharge pressure is compensated by the corresponding change in the force of the springs. The corrector parameters are calculated from the conditions for ensuring its operability in the range of t: up to about forty percent of the nominal frequency: rotation, Pr further increasing the speed during start-up, the pressure on the end face of the spool, from the side of the nozzle continues to increase and when a certain the frequency spool 14 is installed on the left emphasis, i.e. the corrector ceases to fulfill its functions in the frequency range,: When the degree of influence of the change in the pressure on the flow rate into the combustion chamber is already becoming insignificant, i.e.: in the area from O to. 40 fo coolant rated frequency Drastenin starting the engine, regardless of the pressure at the inlet to the volumetric pump I (fig.), occurs on characteristic 3 (fig. 2),

1аким образом, наличие в автомате разгона описанного корректор;. 12 позвожет обеспечить независимосош- характеристики подачи топлива, в камеру сгорания на требуемом участЕ® запуска от. величины давления: слива и тем самым повысить надёжнсюда. процесса запуска1 Thus, the presence in the machine of acceleration described corrector ;. 12 makes it possible to provide independent characteristics of the fuel supply to the combustion chamber at the required start-up area. pressure values: discharge and thereby increase reliability. launch process

Claims (1)

Гидравлический автомат разгона газотурбинного двигателя, содержащий объемный насос, дроссель, подпружиненный сливной клапан, установленный после дросселя, регулятор скорости, клапан нагрузки, связанный с насосом и через жиклер - с регулятором скорости, отличающийся тем, что в канал за насосом перед форсункой встроен корректор, содержащий втулку и золотник, подпружиненный торец которого подключен к входному каналу объемного насоса, противоположный торец соединен с входом в форсунке, на золотнике выполнены профилированные пазы, образующие с кромкой кольцевой канавки во втулке дросселирующее сечение, вход которого соединен с напорной магистралью насоса, а выход связан с форсункой.

A hydraulic machine for accelerating a gas turbine engine, comprising a volumetric pump, a throttle, a spring-loaded drain valve installed after the throttle, a speed regulator, a load valve connected to the pump and through a nozzle with a speed regulator, characterized in that a corrector is installed in the channel behind the pump in front of the nozzle, comprising a sleeve and a spool, the spring-loaded end of which is connected to the input channel of the volumetric pump, the opposite end is connected to the inlet of the nozzle, profiled grooves are made on the spool, forming throttling section with the edge of the annular groove in the sleeve, the inlet of which is connected to the pressure line of the pump, and the output is connected to the nozzle.