Стенд для испытания насоса-регулятора газотурбинного двигателя

 

Стенд для испытаний насоса-регулятора газотурбинного двигателя (ГТД) позволяет обеспечить безаварийные испытания насосов регуляторов ГТД Блок электронной модели ГТД вырабатывает сигнал управления электроприводом, выходной вал которого связан с валом испытуемого насоса-регулятора , с выхода преобразователя 5 расхода топлива на вход блока подается электрический сигнал соответствующий заданному насосом-регулятором расхоу топлива Сигналы частоты вращения с трехканального оптического датчика частоты вращения поступают на блок управления определяющий ситуации вращения вала насоса-регулятора в обоих направлениях, которые фиксируются элементом памяти, индикатором вращения В случае недопустимого направления вращения отключается электропривод через электронный ключ Такое выполнение стенда позволяет повысить его надежность Зил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК

ТОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4601707/06 (22) 01.11.88 (46) 36.10.93 Бюй йя 39-40 (72) Гусельников БА; Колчин Н.B.; Люлько B.M. (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НАСОСА-РЕГУЛЯТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Стенд для испытаний насоса-регулятора газотурбинного двигателя (ГТД) позволяет обеспечить безаварийные испытания насосов регуляторов ГТД.

Блок электронной модели ГТД вырабатывает сигнал управления электроприводом, выходной вал которого связан с валом испытуемого насоса-регулятора, с выхода преобразователя 5 расхода топлива на (19) Я3 (11) 157401-0 Al (51) 5 G01M15 00 вход блока подается электрический сигнал, соответствующий заданному насосом — регулятором расхоу топлива. Сигналы частоты вращения с трехканального оптического датчика частоты вращения поступают на блок управления, определяющий ситуации вращения вала насоса-регулятора в обоих направлениях которые фиксируются элементом памяти, индикатором вращения. В случае недопустимого направления вращения отключается электропривод через электронный ключ. Такое выполнение стенда позволяет повысить его надежность. 3 ип.

1574010

Изобретение относится к машиностроению, в частности к управлению и регулированию газотурбинных установок, а также к стендам для испытаний топливо-регулирующей аппаратуры газотурбинных двигателей, например, насоса-регулятора.

Цель изобретения — повышение надежности работы стенда.

На фиг.1 изображена структурная схема стенда; на фиг.2 — пример конкретного выполнения трехканального оптического датчика частоты вращения; на фиг,3 — пример конкретного выполнения блока управления совместно с элементом памяти и индикатором вращения, Известно, что при работе насоса-регулятора на газотурбинном двигателе он имеет определенное направление вращения (по часовой стрелке) и не допускает обратного вращения, но при испытаниях насоса-регулятора на обычном полунатурном стенде ри моделировании быстрого сброс- частоты вращения, а также в случае значительного искажения напря>кения питающей сети электропривода, и в случае обрыва обратной связи или выхода из строя тахогенератора электропривода, и при других аварийных ситуациях возможно обратное вращение вала электропривода, что приводит к выходу из строя насоса-регулятора (заклинивание насоса, засасывание воздуха и т,д.) и к аварии на стенде, что, в свою очередь, приводит к снижению надежности работы стенда и простоям оборудования, так как после такого отказа на стенде необходимо проиэводить демонтаж и монтаж насоса-регулятора, определение неисправностей систем стенда (топливной, воздушной, электропитание и т,д,) и их устранение, а также комплексную наладку и настройку стенда на нормальную работу, Стенд (фиг.1) для испытаний насоса-регулятора газотурбинного двигателя, содержащий блок 1 электронной модели двигателя, выход которого по сигналу частоты вращения связан электроприводом 2 с системой 3 аварийного отключения, выходным валом, связанным с испытуемым насосом-регулятором 4, и преобразователь 5 расхода топлива, выход которого подключен к блоку 1 эталонной модели двигателя, а вход связан с выходом испытуемого насоса-регулятора 4, Кроме того, стенд содержит трехканальный оптический датчик 6 частоты вращения вала электропривода 2, логическое устройство 7, включающее блок 8 управления и элемент 9 памяти, электронный ключ 10 и индикатор 11 вращения, гервый, второй и третий выходы трехканального оптического датчика 6 частоты вращения под ключены соответственно к первому, второ«у и третьему выходам блока 8 управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам элемента 9 памяти, первый выход которого подключен к первому входу индикатора 11 вращения, а второй выход — к второму входу индикатора 11 вращения и входу электронного ключа 10, выход которого подключен к системе 3 аварийного отключения электропривода 2.

Трехканальный оптический датчик 6 частоты вращения содержит (фиг.1,2) источник 12 света, установленный на валу 13 диск

14 с отверстиями и три канала светоприемников: светоприемник 15 синхроимпульса, светоприемник 16 правого вращения, светоприемник 17 левого вращения, причем каждый из светоприемников 15, 16 и 17 состоит из фотоприемника 18 и усилителя 19, Блок 8 управления (фиг.3) может быть выполнен на шести счетных триггерах 20, 21, 23, 24 и 25 типа l3-триггер.

Элемент 9 памяти (фиг,3) может быть выполнен на двух элементах ИЛИ вЂ” НЕ 26 и

27 с обратными связями, Индикатор 11 вращения (фиг,3) может быть выполнен на двух сопротивлениях 28 и

29 и двух световодах 30 и 31.

30 Стенд работает следующим образом.

При нормальной работе стенда, когда отсутствует обратное вращение вала насоса-регулятора 4, блок 1 электронной модели двигателя вырабатывает электрический сигнал постоянного тока, напряжение которого пропорционально частоте вращения ротора двигателя. Этот сигнал поступает на вход электропривода 2, который приводит во вращение вал насоса-регулятора 4, С выхода насоса-регулятора 4 через преобразователь 5 ра-õ:îäà топлива на вход блока 1 электронной модели двигателя поступает электрический сигнал, пропорциональный отдозированному насосом-регулятором 4

45 расходу топлива для данного режима работы. Таким образом, замыкается цепь насосрегулятор — модель ГТД, Одновременно при этом от вала электропривсда 2 приводится во вращение диск трехканального оптического датчика 6 частоты вращения, на трех выходах которого формируются в определенной временной последовательности импульсы, очередность поступления которых на три входа блока 8 управления логического устройства

7 зависит от направления вращения вала насоса-регулятора 4, Блок 8 управления анализирует последовательность поступления импульсов с трехканального оптического датчика 6 частоты вращения и

1574010 (56) Теория автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов/ Под ред. А.А. Шевякова. М.:

Машиностроение. 1976, с.316 — 321, рис,11.7. ф о р м у л а и з о б р-е т е н и s . вала электропривода, логическое устройство, включающее блок управления и злеСТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НАСОСА- мент памяти, электронный ключ и индикаРЕГУЛЯТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГА- 35.тор вращения, первый, второй и третий выТЕЛЯ, содержащий блок электронной мо- ходы трехканального оптического датчика дели двигателя, выход которого по сигналу частоты вращения подключены соответстчастоты вращения связан с злектроприво- венно к первому, второму и третьему входом с системой .аварийного отключения, дам блока управления, первый и второй выходным валом, связанным с испытуе- 40 выходы которого подключены соответстмым насосом-регулятором, и преобразова- венно к первому и второму входам элементепь - расхода топлива, выход которого та памяти, первый выход . которого подключен к блоку эталонной модели дви- подключен к первому входу индикатора гателя, а вход связан с выходом испытуе- вращения, а второй выход - к второму вхомого насоса-регулятора, отличающийся 45 ду индикатора вращения и входу электрон1тем, что, с целью повышения надежности, ного ключа, выход которого подключен к он дополнительно содержит трехканаль- системе аварийного отключения электроный оптический датчик частоты вращения привода вырабатывает признак направления вращения вала по часовой стрелке, который по двумя выходам записывается в элемент 9 памяти, с которого по двум выходам на индикатор 11 вращения поступает сигнал на- 5 правления вращения по часовой стрелке.

Индикатор 11 по этому сигналу сигнализирует оператору о том, что вращение происходит по часовой стрелке. При этом на вход электронного ключа 10 с элемента 9 памяти 10 логического устройства 7 не поступает сигнал обратного вращения (против часовой стрелки) и электронный ключ 10 не выдает на систему 3 аварийного отключения команду на остановку электропривода 2. 15

При моделировании быстрого сброса частоты вращения, а также при обрыве обратной связи или выходе из строя тахогенератора электропривода 2 и т.д., вал насоса-регулятора 4 начинает вращение в 20 обратную сторону (против часовой стрелки), и на трех выходах оптического датчика 6 формируется другая временная последовательность импульсов, поступающая на входы блока 8 управления логического 25 устройства 7. Блок 8 управления вырабатывает признак вращения против часовой стрелки и по двум выходам записывает его в элемент 9 памяти, с которого по двум

30 выходам поступает на индикатор 11 вращения информация о вращении против часовой стрелки, а на электронный ключ 10 с элемента 9 памяти поступает сигнал обратного вращения (против часовой стрелки), вследствие чего электронный ключ 10 вырабатывает команду на отключение электропривода 2, которая поступает на систему 3 аварийного отключения. Система 3 аварийного отключения срабатывает и останавливает электропривод 2. Таким образом, не допускается обратное вращение вала насоса-ре гул я тора 4.

Стенд обеспечивает только однонаправленное вращение (по часовой стрелке) вала испытуемого насоса-регулятора 4 и ни при каких условиях не допускает его обратного вращения (против часовой стрелки), тем самым исключается выход из строя при испытаниях насоса-регулятора 4 и аварийные ситуации на стенде, вызванные обратным вращением насоса-регулятора 4. Таким образом, повышается надежность работы стенда.

1574010

Составитель 6. Гусельников

Техред M.Moðãåíòàë Корректор Н. Ревская

Редактор

Заказ 3192

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101