Авиационный турбогенератор стабильной частоты

 

Использование: машиностроение, в частности авиационные турбогенераторы стабильной частоты. Сущность изобретения: для предотвращения выбросов забросов оборотов турбины при запуске турбогенератора во всем диапазоне рабочих давлений воздуха на входе в турбину турбогенератор содержит дистанционный узел управления, имеющий сервоцилиндр 19 регулирующей заслонки 24, сливной клапан 16 и поршень 25 перестройки. Сервоцилиндр 19 регулирующей заслонки 24 снабжен упругим упором и пружиной 31 для установки регулирующей заслонки 24 в положении заданного начального приоткрытия, поршень 25 перестройки снабжен дополнительной пружиной 27 и выполнен дифференциальным с образованием дополнительной рабочей камеры 27 со стороны меньшей площади. Сливной клапан 16 установлен в напорной магистрали 10, причем напорная магистраль 10 соединена с основной рабочей камерой 26 поршня 25 перестройки через гидравлическое сопротивление, а с дополнительной камерой - непосредственно. 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к авиационным турбогенераторам стабильной частоты.

Известны авиационные турбогенераторы стабильной частоты, содержащие воздушную турбину, генератор перемещенного тока, автономную масляную систему с источником рабочего давления, дистанционный узел управления и регулятор числа оборотов, который снабжен автоматически действующими клапанами, снижающими провалы и забросы частоты вращения воздушной турбины на переходных режимах (1).

Такие турбогенераторы обеспечивают стабильную частоту тока при переходных процессах, однако при запуске возможны забросы по частоте при повышенных параметрах подводимого сжатого воздуха.

Известны также авиационные турбогенераторы стабильной частоты, содержащие воздушную турбину, генератор переменного тока, автономную масляную систему с источником рабочего давления, дистанционный узел управления, имеющий воздушный сервопоршень пусковой заслонки с управляющим электромагнитным клапаном, сливной клапан и регулятор скорости вращения, имеющий центробежный датчик оборотов турбины, связанный с распределительным золотником сервоцилиндра регулирующей заслонки, и поршень перестройки, снабженный пружиной, расположенной в корпусе и образующий с последним рабочую камеру, сообщенную с напорной магистралью источника рабочего давления (2).

Такие турбогенераторы имеют надежные запуск и работу при низких параметрах подводимого сжатого воздуха, однако в условиях запуска в работу в области максимальных давлений сжатого воздуха, когда двигатель летательного аппарата работает на максимальных режимах, возможен заброс частоты вращения выше допустимых значений, т.к. регулирующая заслонка в момент запуска находится в открытом положении.

Задачей изобретения является предотвращение забросов оборотов турбины при запуске турбогенератора во всем диапазоне рабочих давлений воздуха на входе в турбину.

Поставленная задача достигается тем, что в авиационном турбогенераторе стабильной частоты, содержащем воздушную турбину, генератор переменного тока, автономную масляную систему с источником рабочего давления, дистанционный узел управления, имеющий воздушный сервопривод пусковой заслонки с управляющим электромагнитным клапаном, сливной клапан и регулятор скорости вращения, имеющий центробежный датчик оборотов турбины, связанный с распределительным золотником сервоцилиндра регулирующей заслонки, и поршень перестройки, снабженный пружиной, расположенный в корпусе и образующий с последним рабочую камеру, сообщенную с напорной магистралью источника рабочего давления, согласно изобретению, сервоцилиндр регулирующей заслонки снабжен упругим упором и пружиной для установки регулирующей заслонки в положение заданного начального приоткрытия, поршень перестройки снабжен дополнительной пружиной и выполнен дифференциальным с образованием дополнительной рабочей камеры со стороны меньшей площади, причем сливной клапан установлен в напорной магистрали, а последняя соединена с основной рабочей камерой поршня перестройки через гидравлическое сопротивление, с дополнительной рабочей камерой непосредственно.

Такое выполнение авиационного генератора стабильной частоты позволяет быстро обеспечить выход на промежуточную частоту вращения и достижение номинальной частоты практически без забросов во всем диапазоне давлений сжатого воздуха.

На фиг. 1 изображен описываемый авиационный турбогенератор стабильной частоты (в момент запуска); на фиг. 2 часть турбогенератора по фиг1 перед запуском; на фиг. 3 то же, при работе.

Авиационный турбогенератор стабильной частоты содержит воздушную турбину 1, снабженную патрубком 2 подвода сжатого воздуха, генератор 3 переменного тока, автономную масляную систему, имеющую картер 4, промежуточную емкость 5 с радиатором 6 и двухсекционный масляный насос 7, выход которого снабжен редукционным клапаном 8 и через фильтр 9 сообщен с напорной магистралью 10, дистанционный узел управления, имеющий воздушный сервопоршень 11, выходной шток 12 которого через систему тяг 13 связан с пусковой заслонкой 14, и электромагнитный клапан 15, сливной клапан 16 и регулятор скорости вращения, имеющий центробежный датчик 17 оборотов турбины 1, связанный с распределительным золотником 18 сервоцилиндра 19, поршень 20 которого образует две рабочие камеры 21 и 22 и связан через систему тяг 23 с регулирующей заслонкой 24, и поршень 25 перестройки, выполненный дифференциальным с образованием основной рабочей камеры 26 со стороны большей площади и дополнительной рабочей камеры 27 со стороны меньшей площадки и снабженный основной и дополнительной пружинами 28 и 29, первая из которых имеет стержень 30 для регулирования предварительной затяжки. Поршень 20 сервоцилиндра 19 снабжен пружиной 31 и упругим упором, образованным установочным толкателем 32 и пружиной 33, для установки регулирующей заслонки 24 в положение заданного приоткрытия. Рабочая камеры 21 сервоцилиндра гидравлически связана через канал 34, распределительный золотник 18 и канал 35 с напорной магистралью, через канал 36, имеющий жиклер 37, с картером 4, а рабочая камера 22 через канал 33 с камерой 39 поршня 40 обратной связи. Сливной клапан 16 установлен в напорной магистрали 10, отделяя последнюю от сливной магистрали 41, и связан с мембраной 42, воздушная полость 43 которой подключена через электромагнитный клапан 16 к патрубку 2 до пусковой и регулирующей заслонок 14 и 24 относительно потока сжатого воздуха, причем полость 44 сервопоршня 11 постоянно сообщена с патрубком 2, а полость 45 через электромагнитный клапан 15. Последний имеет канал 46 выхода в атмосферу, а его обмотка подключена через выключатель 47 к источнику питания. Поршень 25 перестройки через пружину 48 связан с распределительным золотником 18, в основная рабочая камера 26 подключена к напорной магистрали 10 через гидравлическое сопротивление 49, дополнительная рабочая камера 27 непосредственно с напорной магистралью через канал 50.

Работа авиационного турбогенератора происходит следующим образом.

Перед запуском турбогенератора выключатель 47 разомкнут, ток к электромагнитному клапану 15 не поступает, поэтому он под воздействием пружины находится в крайнем левом положении и перекрывает канал 46. В связи с тем, что в патрубке 2 подвода сжатого воздуха имеется давление (силовая установка летательного аппарата работает), то это давление сжатого воздуха имеется в обеих полостях 44 и 45 сервопривода 11, который находится в крайнем правом положении и удерживает пусковую заслонку 14 в положении закрытия. Причем в полости 43 также имеется давление и мембрана 42 удерживает сливной клапан 16 в открытом положении (см. фиг. 2). При этом поршень 20 сервоцилиндра 19 пружиной 33 прижат к выдвинутому во внутрь толкателю 32, т.к. пружина 33 имеет предварительную затяжку, превышающую усилие пружины 31. Этим достигается установка регулирующей заслонки 24 в положение заданного малого приоткрытия. Поршень 25 перестройки находится под действием обеих пружин 28 и 29 в крайнем верхним положении, а распределительной золотник 18 под воздействием пружины 48 находится в крайнем нижнем положении (см. фиг. 1), обеспечивая сообщение рабочей камеры 21 через каналы 34 и 35 с напорной магистралью 10, а рабочая камера 22 не сообщена с последней.

Для запуска турбогенератора выключатель 47 замыкают, в связи с чем обмотка электромагнитного клапана 15 питается током и он перемещается в крайнее правое положение. При этом давление воздуха в полостях 43 и 45 падает до атмосферного через канал 46, мембрана 42 перемещается в крайнее правое положение, закрывая сливной клапан 16, а сервопоршень 11 под действием оставшегося в полости 44 давления сжатого воздуха перемещается в крайнее левое положение, устанавливая пусковую заслонку 14 в открытое положение. Поршень 20 сервоцилиндра и поршень 25 перестройки остаются в положениях, показанных на фиг. 1. Так как регулирующая заслонка 24 приоткрыта, то к турбине 1 поступает сжатый воздух и она раскручивается. Одновременно вращаются генератор 3 и двухсекционный масляный насос 7, так что в напорной магистрали 10 начинается повышение давления. Повышенное давление передается в рабочую камеру 21 сервоцилиндра 19, поршень 20 которого, преодолевая усилие пружины 33, перемещается вверх и перемещает регулирующую заслонку 24 к положению полного открытия. В связи с этим количество сжатого воздуха, поступающего к турбине 1, резко увеличивается, так что обеспечивается за заданный промежуток времени раскрутки турбины 1 и генератора 3 до промежуточной частоты вращения, задаваемой усилиями от центробежного датчика 17 и предварительной затяжки пружины 48. В процессе раскрутки турбины 1 насос 7 обеспечивает повышенное давление в напорной магистрали 10 до номинального значения, определяемого настройкой редукционного клапана 8. Одновременно при достижении давления жидкости в магистрали 10 примерно 50% от номинального, вызываемое этим повышение давления в рабочих камерах 26 и 27 приведет к перемещению поршня 25 перестройки вниз со скоростью, задаваемой гидравлическим сопротивлением 49. Это вызывает увеличение затяжки пружины 48, что приводит к плавному возрастанию частоты вращения от промежуточной до номинальной, практически без заброса, причем время этого периода обеспечивается подбором величины гидравлического сопротивления 49, а элементы турбогенератора установятся в положение, показанное на фиг. 3. После этого регулирование частоты вращения турбогенератора обеспечивается регулятором скорости вращения обычным способом (согласно приведенной на фиг. 3 и 1 схемой).

Выключение из работы турбогенератора происходит путем размыкания выключателя 47, что вызовет перемещение элементов турбогенератора согласно фиг. 2 и 1, как было описано выше.

Формула изобретения

Авиационный турбогенератор стабильной частоты, содержащий воздушную турбину, генератор переменного тока, автономную масляную систему с источником рабочего давления, дистанционный узел управления, имеющий воздушный сервопоршень пусковой заслонки с управляющим электромагнитным клапаном, сливной клапан, установленный в напорной магистрали, и регулятор скорости вращения, имеющий центробежный датчик оборотов турбины, связанный с распределительным золотником сервоцилиндра регулирующей заслонки, и поршень перестройки, снабженный пружиной, расположенный в корпусе и образующий с последним рабочую камеру, сообщенную с напорной магистралью источника рабочего давления, отличающийся тем, что он имеет гидравлическое сопротивление, а сервоцилиндр регулирующей заслонки снабжен упругим упором и пружиной для установки регулирующей заслонки в положение заданного начального приоткрытия, поршень перестройки снабжен дополнительной пружиной и выполнен дифференциальным с образованием дополнительной рабочей камеры со стороны меньшей площади, причем напорная магистраль соединена с основной рабочей камерой поршня перестройки через гидравлическое сопротивление, а с дополнительной рабочей камерой - непосредственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиационной техники и, в частности, касается систем управления воздухозаборником двигателя самолета

Изобретение относится к воздухозаборникам для воздушно-реактивных двигателей летательных аппаратов с расширенным диапазоном скоростей полета

Изобретение относится к способу управления воздушным потоком, подаваемым в камеру сгорания, и к камере сгорания. Камера сгорания газовой турбины содержит корпус с трубопроводом подачи топлива для подачи топлива в корпус и трубопроводом подачи воздуха-носителя для подачи воздуха в корпус. Упомянутая камера сгорания также содержит регулирующую систему для регулировки массового расхода воздуха-носителя, подаваемого в корпус, согласно характеристикам топлива. Трубопровод подачи топлива и трубопровод подачи воздуха-носителя соединены с по меньшей мере общим соплом. По меньшей мере общее сопло используется как для впрыскивания топлива, так и воздуха-носителя. Регулирующая система выполнена с возможностью поддержания импульса топлива и воздуха-носителя, по существу постоянным. Регулирующая система содержит датчик для измерения отличительной характеристики топлива, дросселирующий клапан, соединенный с трубопроводом подачи воздуха-носителя, блок управления, для управления дросселирующим клапаном на основании отличительной характеристики топлива, измеренной датчиком. Обеспечивается корректировка смешиваемых количеств топлива и воздуха, снижение выбросов и эффективная работа, в том случае, когда состав топлива изменяется со временем. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ (39) эксплуатации стационарной газотурбинной установки (10), которая оснащена по меньшей мере одним фильтром (32, 34) для очистки всасываемого воздуха (А) и подсоединена к генератору (20). Генератор выполнен с возможностью запитывания электрической энергии в электрическую токораспределительную сеть (22). При необходимости поддержания частоты токораспределительной сети (22) и для повышения отдаваемой от газотурбинной установки (10) генератору (20) мощности осуществляют подачу в стационарную газотурбинную установку (10) от частично до полностью нефильтрованного окружающего воздуха (А). Достигается возможность избежать повышения температуры на входе, сокращающего срок службы конструктивных элементов, направляющих горячий газ, несмотря на увеличенную отдачу мощности. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике. В устройстве (110) вентиляции и электропитания вычислительного устройства (112) двигателя летательного аппарата, включающем в себя воздушный винт (124), связанный со средствами (126) приведения в движение и способный генерировать воздушный поток (130) для вентиляции вычислительного устройства, и средства (120) подачи воздуха вблизи от вычислительного устройства, воздушный винт установлен в средствах подачи воздуха, а средства приведения в движение включают в себя электрическую машину (126), способную функционировать в качестве двигателя для приведения в движение воздушного винта и в качестве генератора для электропитания вычислительного устройства. Ротор этой электрической машины, функционирующей в качестве генератора, приводится в движение воздушным винтом, который в свою очередь приводится в движение воздушным потоком, циркулирующим или выходящим из средств подачи воздуха. Также представлен способ использования устройства вентиляции и электропитания вычислительного устройства двигателя летательного аппарата. Изобретение позволяет обеспечить охлаждение вычислительного устройства на земле, а также приводит к выигрышу в массе и размере. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх