Способ диагностики топливных форсунок

 

Изобретение относится к технике стендовых испытаний и предназначено для неразрушающего контроля и диагностики состояния форсунок химических реакторов и камер сгорания энергонапряженных теплотехнических установок. Цель изобретения - повышение информативности и достоверности диагностики форсунок. Измерение спектра генерируемых колебаний при пропускании через форсунку под давлением модельной среды, например сжатого газа, и сравнение со спектром колебаний давления, измеренным для эталонной форсунки , дает возможность проведения экспресс-диагностики путем оперативного получения данных о состоянии форсунок, а та кже упрощает технологический цикл проведения диагностики. Пропускание модельной среды для многокомпонентных форсунок последовательно по каждому тракту форсунки и их комбинации повышает достоверность данных о диагностируемых дефектах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 G 01 М 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4724959/28 (22) 22.05.89 (46) 07.08.92. Бюл, М 29 (71) Научно-исследовательский институт химического машиностроения (72) М.Л.Драновский, Д.И,Абугов, В.Г.Базаров, В.И.Жданов, H.Н,Панченко и B .Ï.Ïèêaлов (56) Пажа Д.Г., Галустов В.С. Основы техники распыливания жидкостей. M. Химия, 1984, с. 231-242, Кибернетическая диагностика механических систем по виброакустическими процессам. — Материалы Всесоюзного симпозиума. Каунас, 1972, с. 283 — 286. (54) СПОСОБДИАГНОСТИКИ ТОПЛИВНЫХ

ФОРСУНОК (57) Изобретение относится к технике стендовых испытаний и предназначено для неразрушающего контроля и диагностики

Изобретейие относится к технике испытаний и предназначено для неразрушающего контроля и диагностики состояния форсунок химических реакторов и камер сгорания энергонапряженных- твплотехнических установок.

Цель изобретения — повышение информативности и достоверности диагностики форсунок.

На чертеже представлена схема измерения, реализующая предложенный способ.

Испытуемая форсунка 1 (или блок, составляющий форсуночную головку) подсоединена к системе 2 питания модельной сжимаемой жидкости или газа под давлением. к корпусу форсунки 1 жестко подсоеди.,. Ж 1753318 А1 состояния форсунок химических реакторов и камер сгорания энергонапряженных теплотехнических установок. Цель изобретения — повышение информативности и достоверности диагностики форсунок. Йэмерение спектра генерируемых колебаний при пропускании через форсунку под давлением модельной среды, например сжатого газа, и сравнение со спектром колебаний давления, измеренным для эталонной форсунки, дает возможность проведения экспресс-диагностики путем оперативно о получения данных о состоянии форсунок, а также упрощает технологический цикл проведения диагностики. Пропускание модельной среды для многокомпонентных форсунок последовательно по каждому тракту форсунки и их комбинации повышает достоверность данных о диагностируемых дефектах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, нен виброакустический датчик 3, обычно волноводный, пьезоэлектрический. Датчик

3 соединяется через преоб0азователь 4 с осцилографом 5, магнитографом 6. измерительным и анализатором 7 спектра. К преобразователюю 4 в случае подвода к форсунке 1 газа может быть также подключен другой датчик 8 микрофонного типа, установленный у выходного сопла форсунки 1.

Сущность способа заключается в следующем.

Если при нормальной работе форсунки работают стабильно, то при использовании сжатого газа или, например, легко вскипающей жидкости (фреон, бутан и др.) центробежная форсунка становится генератором

1753318

10

20

30

50 колебаний давления, причем собственная частота колебаний и спектр шумов, генерируемых типичной топливной форсункой

ТРД или любого теплоэнергетического агрегата, очень чутко реагирует на маленькие изменения конфигурации каналов форсунки, которые еще практически не сказываются на ее расходных характеристиках, форме факела, качестве распыливания и других обычно регистрируемых параметрах форсунки.

Если применить вместе рабочей жидкости сжатым газ или специальную мбдельную жидкость, например легко вскипающую (фреон, бутан, подогретая вода и др,), то при их истечении из форсунки организуется автоколебательный процесс, спектр частот которого существенным образом зависит от геометрической конфигурации проточной части форсунки, особенно от деформаций, вызванных эксплуатационными дефектами (подгоранием кромок, эрозией стенок тангенциальных каналов, камеры закручивания

-и др.). Спектр колебаний, генерируемых

:процессом истечения модельного рабочего тела из форсунки, является лишь диагностическимм параметром, по которому можно судить об их скрытых дефектах. Для этого существенными операциями являются применение в качестве рабочего тела модельной сжимаемой жидкости или газа, измерение колебаний давления в протекающем через форсунку рабочем теле.

Способ осуществляется следующим образом.

При проливке форсунки 1 жидкостью в ней возникают широкополостные колебания жидкостного потока, регистрируемые датчиком 3 виброакустическим, установленным на корпусе форсунки 1 или их блоке, В этом случае колебания давления передаются по корпусу форсунки 1 как по волноводу.

Далее эти колебания усиливаются, с помощью преобразователя 4, регистрируются на магнитограф 6 с целью дальнейшей обработки, При проведении анализа в реальном масшабе времени применяют осциллограф 5 и анализатор 7. Получаемый в результате эксперимента спектр сравнивают с эталонным, полученным на той же аппаратуре для исправной форсунки при одинаковых условиях.

Наибольший эффект достигается при продувкеэжидкостной ступени форсунки сжимаемой средой. При этом каждая из форсунок начинает генерировать колебания давления согласно. причем спектр колебаний сильно зависит от незначительных C точки зрения расходной характеристики отклонений от исходной формы проточной части. При продувке группы форсунок 1 применение датчика 8 микрофонного типа, установленного на специальной штанге с контролируемым положением, перемещаемого к соплу исследуемой форсунки, позволяет выявить дефектную из большой группы по наличию в спектре излучаемых ею колебаний характерных составляющих, При диагностике многокомпонентных форсунок модельную среду пропускают последовательно по тракту каждого компонен-. та. Это позволит диагностировать наличие эксплуатационных дефектов по каждому тракту в отдельности, После этого модельную среду пропускают по нескольким трактам одновременно, комбинируя их при этом. Это повышает достоверность диагностируемых признаков, поскольку наличие эксплуатационных дефектов приведет к изменению спектрального состава шума, генерируемого при взаимодействии струй модельной среды.

,Формула изобретения

Способ диагностики топливных форсунок, заключающийся в том, что пропускают через топливную форсунку жидкую среду, измеряют параметры колебаний, вызванных истечением среды через форсунку, определяют спектр измеренных колебаний, по изменению характеристик которого по сравнению с эталонным спектром осуществляют диагностику форсунки, о т л и ч а ю.шийся тем, что, с целью повышения информативйости и достоверности, в качестве жидкой.среды используют модельную сжимаемую жидкость или сжатый газ, в качестве параметров колебаний измеряют мгновенное давление модельной сжимаемой жидкости или сжатого газа, а диагно- стику форсунки осуществляют по изменению соотношения частот и амплитуд в спектре колебаний давления модельной сжимаемой жидкости или сжатого газа.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности диагностики многокомпонентых форсунок, в процессе измерения колебаний модельную сжимаемую жидкость или сжатый газ последовательно пропускают через каждый из каналов многокомпонентной форсунки, а затем одновременно через каждую группу каналов форсунки.

1753318

Составитель С.Волков

Техред М.Моргентал

Редактор В.Данко

Корректор Л.Ливринц

Производственно-издательский комбийат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 27б1 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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