Устройство для измерения перестановочного хода гидравлического регулирующего устройства

Авторы патента:


Устройство для измерения перестановочного хода гидравлического регулирующего устройства
Устройство для измерения перестановочного хода гидравлического регулирующего устройства

 


Владельцы патента RU 2433313:

ТЛТ-ТУРБО ГМБХ (DE)

Изобретение относится к устройству для измерения перестановочного хода гидравлического регулирующего устройства лопастей рабочего колеса осевого вентилятора и позволяет при его использовании обеспечить измерение перестановочного хода в регулирующем лопасти устройстве в ступичной камере осевого вентилятора. Указанный технический результат достигается тем, что осевой вентилятор снабжен гидравлическим регулирующим устройством лопастей рабочего колеса. Регулирующее устройство состоит, по существу, из регулирующего цилиндра и поршневого штока с поршнем, из которых одна часть выполнена аксиально перемещаемой, а другая выполнена аксиально неподвижной. Аксиально перемещаемая часть соединена с регулирующим диском, на котором через вращаемые регулирующие рычаги закреплены соответственно валы лопастей. Выступающее из регулирующего цилиндра удлинение поршневого штока окружено масляным переходником, служащим для питания маслом регулирующего цилиндра. Для измерения перестановочного хода регулирующее устройство связано с магнитострикционным устройством измерения пути, состоящим из сенсорного корпуса с волноводом, сенсорной головки и кольцеобразного магнита, причем сенсорный корпус и сенсорная головка магнитострикционного устройства измерения пути соединены с масляным переходником, а магнит присоединен к аксиально перемещаемой относительно масляного переходника части регулирующего устройства. 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к устройству для измерения перестановочного хода гидравлического регулирующего устройства лопастей рабочего колеса осевого вентилятора с признаками ограничительной части п. 1 формулы.

Современные осевые вентиляторы являются регулируемыми рабочими машинами, преобразующими механическую энергию в энергию течения. Регулирование осевых вентиляторов происходит посредством частоты вращения или углов установки лопастей. При необходимости изменения положения лопасти во время работы лопасть должна быть закреплена на установленном в опорах валу. Изменение положения лопасти происходит большей частью гидравлически. Для этой цели к рабочему колесу осевого вентилятора приделывают гидравлическое регулирующее устройство. Такое регулирующее устройство состоит, по существу, из системы регулирующего гидроцилиндра, которая вращается с частотой вращения вентилятора, и из не вращаемого масляного переходника, к которому присоединены питающие маслопроводы.

Положение лопастей осевого вентилятора соответствует определенному положению системы регулирующего гидроцилиндра. Это положение, указываемое вне корпуса вентилятора посредством индикатора положения, механически соединенного с перемещаемой частью системы регулирующего гидроцилиндра, может быть посредством подключенного кодировщика углового положения передано дальше на пульт управления. Подобная механическая система относительно индикатора положения является относительно неточной. Из-за механического соединения, кроме того, следует учитывать износ соединительных деталей.

Настоящее изобретение занимается проблемой создания предпочтительного устройства для измерения перестановочного хода гидравлического регулирующего устройства для осевых вентиляторов. Такое устройство должно быть пригодным для использования в регулирующем лопасти устройстве в ступичной камере осевого вентилятора.

В основе изобретения лежит задача создания соответствующего родовому понятию устройства измерения пути, которое работало бы с относительно высокой точностью, давало бы абсолютные значения и было бы свободным от износа.

Эта задача решается в соответствующем родовому понятию устройстве посредством отличительных признаков п. 1 формулы. Предпочтительные варианты осуществления изобретения приведены в зависимых пунктах.

Решение задачи лежит в применении для данной цели магнитострикционного устройства измерения пути. Магнитострикционные устройства измерения пути сами по себе известны, например, из US 3898555 А. Устройства отличаются относительно высокой точностью, небольшим допуском на линейность и очень высокой точностью повторения измерения. Устройства измерения пути обеспечивают измерение абсолютных значений, так что запуск по эталонным меткам является излишним. Наконец измерительная система работает бесконтактно, так что не возникает износа между выполненными с возможностью вращения и перемещения по отношению друг к другу деталями измерительной системы и регулирующим устройством. Магнитострикционные устройства измерения пути устанавливают, согласно изобретению, в регулирующем лопасти устройстве в ступичной камере осевого вентилятора, и они предпочтительным образом согласованы с имеющимися там особыми конструктивными особенностями.

Другие примеры осуществления изобретения изображены на чертежах и ниже поясняются более подробно. На чертежах представлено:

- фиг. 1: продольный разрез рабочего колеса осевого вентилятора с регулирующим устройством согласно изобретению;

- фиг. 2: продольный разрез рабочего колеса осевого вентилятора с регулирующим устройством в другом варианте выполнения.

Рабочее колесо 1 осевого вентилятора оснащено на своей периферии несколькими лопастями 2, из которых частично показана одна лопасть. Для согласования осевого вентилятора с различными режимами лопасти 2 выполнены с возможностью регулирования вокруг своей продольной оси. Для этого в несущем кольце 4 рабочего колеса 1 с возможностью поворота установлен несущий лопасти 2 вал 3. На каждом валу 3 закреплен изогнутый регулирующий рычаг 5, установленный в выполненном на периферии регулирующего диска 22 пазу.

На фиг. 1 регулирующий диск 22 соединен с поршневым штоком 8, на котором закреплен поршень 7. Поршень 7 находится внутри регулирующего цилиндра 6. Поршневой шток 8 с поршнем 7 и регулирующий диск 22 установлены с возможностью перемещения вдоль оси осевого вентилятора и вращаются с той же частотой вращения, что и рабочее колесо 1 и регулирующий цилиндр 6. Регулирующий цилиндр 6 соединен с рабочим колесом 1 и неподвижен относительно поршневого штока 8 и поршня 7.

Обращенный от рабочего колеса 1 конец поршневого штока 8 с целью удлинения свинчен с валом 23, вращающимся внутри не вращающегося масляного переходника 13. Через поршневой шток 8 и вал 23 проходят осевые управляющие каналы 9, 10, которые с обеих сторон от поршня 7 заканчиваются в одной из поршневых камер 11, 12. Масляный переходник 13 служит для питания регулирующего цилиндра 6 маслом под давлением и снабжен выпуском 16 для слива масла и двумя питающими линиями 14, 15 для обеих поршневых камер 11, 12. Питающие линии 14, 15 служат для соответствующей поршневой камеры как в качестве подвода, так и в качестве отвода в зависимости от того, в каком направлении должен быть перестановлен поршень 7 на поршневом штоке 8 с регулирующим диском 22.

Для измерения перестановочного хода, совершаемого поршнем 7 на поршневом штоке 8 для регулировки лопастей 2, предусмотрено магнитострикционное устройство 24 измерения пути, известное, например, из US 3898555 А.

Магнитострикционное устройство 24 измерения пути состоит в данном примере из различных компонентов, а именно из стержнеобразного сенсорного корпуса 25, который окружает волновод 26 из ферромагнитного материала, из соединенной с сенсорным корпусом 25 сенсорной головки 27, которая несет электронику для обработки сигналов, и из постоянного, подвижного относительно сенсорного корпуса 25 магнита 28 в качестве датчика положения. Сенсорный корпус 25 может иметь также профильное выполнение или т.п.

На фиг. 1 сенсорная головка 27 вместе со стержнеобразным сенсорным корпусом 25 магнитострикционного устройства 24 измерения пути жестко установлена в кольцевом фланце 29, закрепленном на масляном переходнике 13. При этом сенсорный корпус 25 ориентирован в направлении оси осевого вентилятора и, тем самым, в направлении движения поршневого штока 8. Вместо одного устройства 24 измерения пути, как показано, в кольцевом фланце 29 масляного переходника 13 могут быть установлены также несколько устройств измерения пути.

Магнит 28 магнитострикционного устройства 24 измерения пути выполнен в виде кольцевого магнита с внутренней магнитной лентой. Магнит 28 окружает, тем самым, на заданном участке сенсорные корпуса 25 всех смонтированных или вставленных магнитострикционных устройств 24 измерения пути.

Устройство 24 измерения пути и масляный переходник 13 окружены защитной трубой 30, жестко соединенной с регулирующим цилиндром 6. На стенке защитной трубы 30 закреплен кольцеобразный магнит 28. Защитная труба 30 служит, таким образом, в качестве держателя для магнита 28. Защитная труба 30 с магнитом 28 вращается с частотой вращения осевого вентилятора. Кольцевой фланец 29 и закрепленные на нем сенсорные корпуса 25 не вращаются.

Для регулировки лопастей 2 осевого вентилятора аксиально перемещают поршневой шток 8 и, тем самым, также масляный переходник 13. При этом, если смотреть в осевом направлении, магнит 28, закрепленный на соединенной с регулирующим цилиндром 6 защитной трубе 30, остается в своем положении. Состоящее из сенсорного корпуса 25 и сенсорной головки 27 устройство 24 измерения пути с кольцевым фланцем 29 на масляном переходнике 13 движется и выдает, тем самым, ход поворота в качестве сигнала пути.

Изображенный на фиг. 2 вариант выполнения регулирующего устройства для осевого вентилятора соответствует по принципу действия изображенному на фиг. 1 регулирующему устройству. В отличие от фиг. 1 регулирующий цилиндр 6' регулирующего устройства на фиг. 2 выполнен, однако, с возможностью осевого перемещения, а поршневой шток 8' установлен без возможности осевого перемещения.

Регулирующий цилиндр 6' жестко соединен с аксиально перемещаемым регулирующим диском 22. Поршневой шток 8' с закрепленным на нем поршнем 7 соединен посредством опорного конуса 31 с рабочим колесом 1. Обращенный от рабочего колеса 1 конец поршневого штока 8' вращается в виде вала 23 внутри не вращающегося масляного переходника 13.

Сенсорная головка 27 вместе со стержнеобразным корпусом 25 магнитострикционного устройства 24 измерения пути у изображенного на фиг. 2 регулирующего устройства жестко установлена в удерживающем фланце 32. Удерживающий фланец 32 закреплен на масляном переходнике 13, который здесь выполнен без возможности осевого перемещения. При этом сенсорный корпус 25 ориентирован в направлении оси осевого вентилятора и, тем самым, в направлении движения регулирующего цилиндра 6'. Вместо одного устройства 24 измерения пути, как показано, в удерживающем фланце 32 масляного переходника 13 могут быть установлены также несколько устройств измерения пути.

Магнит 28 магнитострикционного устройства 24 измерения пути выполнен в виде кольцевого магнита, окружающего сенсорный корпус. Каждое смонтированное или вставленное устройство 24 измерения пути содержит свой собственный магнит 28.

Регулирующий цилиндр 6' жестко соединен с возвратной тягой 33 и совершает такое же осевое движение, что и регулирующий цилиндр. Возвратная тяга 33 жестко соединена с держателем 34, на котором закреплен или закреплены магниты 28, возможных нескольких устройств измерения пути.

Для регулировки лопастей 2 аксиально перемещают регулирующий цилиндр 6' и, тем самым, также регулирующий диск 22 и возвратную тягу 33. При этом аксиально в своем положении перемещают также магнит 28. Состоящее из сенсорного корпуса 25 и сенсорной головки 27 устройство 24 измерения пути и удерживающий фланец 32 на масляном переходнике 13 аксиально не перемещаются. Устройство 24 измерения пути выдает, тем самым, перестановочный ход в виде сигнала пути.

1. Устройство для измерения перестановочного хода гидравлического регулирующего устройства (6, 6', 7, 8, 8', 9, 10, 11, 12) для лопастей (2) рабочего колеса (1) осевого вентилятора, причем регулирующее устройство состоит, по существу, из регулирующего цилиндра (6, 6') и поршневого штока (8, 8') с поршнем (7), из которых одна часть выполнена с возможностью аксиального перемещения, а другая выполнена аксиально неподвижной, причем аксиально перемещаемая часть соединена с регулирующим диском (22), на котором через выполненные с возможностью поворота регулирующие рычаги (5) закреплены соответственно валы (3) лопастей (2), и причем выступающее из регулирующего цилиндра (6, 6') удлинение поршневого штока (8, 8') окружено масляным переходником (13), служащим для питания (14, 15) маслом регулирующего цилиндра (6, 6'), отличающееся тем, что регулирующее устройство связано с магнитострикционным устройством (24) измерения пути, состоящим из сенсорного корпуса (25) с волноводом (26), сенсорной головки (27) и кольцеобразного магнита (28), причем сенсорный корпус (25) и сенсорная головка (27) магнитострикционного устройства (24) измерения пути соединены с масляным переходником (13), при этом магнит (28) присоединен к аксиально перемещаемой относительно масляного переходника (13) части регулирующего устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнитострикционное устройство (24) измерения пути окружено защитной трубой (30), при этом магнит (28) магнитострикционного устройства (24) измерения пути закреплен на защитной трубе (30), которая соединена с аксиально не перемещаемым регулирующим цилиндром (6).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что масляный переходник (13), окружающий удлинение аксиально перемещаемого поршневого штока (8), снабжен кольцевым фланцем (29), при этом в кольцевом фланце (29) закреплены сенсорный корпус (25) и сенсорная головка (27) одного или нескольких магнитострикционных устройств (24) измерения пути.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что магнит (28) магнитострикционного устройства (24) измерения пути опосредованно соединен с аксиально перемещаемым регулирующим диском (22).

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что через поршневой шток (8') пропущена возвратная тяга (33), причем один конец возвратной тяги (33) соединен с регулирующим диском (22), а на другом конце возвратной тяги (33) посредством держателя (34) закреплен магнит (28).

6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что масляный переходник (13) снабжен удерживающим фланцем (29), при этом в удерживающем фланце (29) закреплены сенсорный корпус (25) и сенсорная головка (27) одного или нескольких магнитострикционных устройств (24) измерения пути.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к вентиляторостроению, может быть использовано в рабочих колесах осевых вентиляторов и обеспечивает при его использовании повышение надежности, снижение стоимости осевых вентиляторов, регулируемых и реверсируемых на ходу изменением направления и частоты вращения рабочего колеса.

Изобретение относится к компрессорам необъемного вытеснения, а именно к регулируемым устройствам, направляющим текучую среду, для осевых компрессоров и вентиляторов газотурбинных двигателей, и позволяет предотвратить отцепление рычагов от кольца привода при любой деформации рычагов.

Изобретение относится к области авиастроения, в частности к авиационному двигателестроению, и может быть использовано в поворотных устройствах крепления лопаток направляющего аппарата осевого компрессора.

Изобретение относится к вентиляторостроению, а именно к механизму поворота лопаток вентилятора, и обеспечивает при своем использовании бесконтактность передачи усилия со статора на вращающуюся часть через воздушный зазор между статорами и роторами.

Изобретение относится к вентиляторостроению, может быть использовано в рабочих колесах осевых вентиляторов и обеспечивает при своей работе надежность и упрощение конструкции рабочего колеса осевого вентилятора путем снижения массивности и снижения центробежных и инерционных нагрузок, действующих на вал вращения рабочего колеса осевого вентилятора и его опорные подшипниковые узлы.

Изобретение относится к многоступенчатому компрессору для турбомашины, в частности для авиационного турбовинтового или турбореактивного двигателя, содержащему корпус с двойной стенкой, в котором внутренняя стенка выполнена из бандажей, окружающих соответствующие кольцевые ряды подвижных лопаток и кольцевые ряды спрямляющих лопаток статора, причем упомянутые бандажи присоединены к наружной стенке корпуса с помощью независимых средств для прикрепления, применение которых позволяет выполнять регулировку радиальных зазоров между наружными концами подвижных лопаток и бандажами внутренней стенки корпуса, независимо одной ступени сжатия от другой.

Изобретение относится к вентиляторостроению, может быть использовано в рабочих колесах осевых вентиляторов с механизмами поворота лопаток и направлено на повышение точности и надежности обеспечения заданных, в т.ч.

Изобретение относится к механизму управления углом установки (угловое положение) лопатки неподвижного лопаточного аппарата статора в турбореактивном двигателе, который может быть отрегулирован раздельно для упомянутых лопаток двух соседних ступеней, управляемых одним общим приводным средством.

Изобретение относится к осевому вентилятору, содержащему рабочее колесо и регулируемые лопатки, с признаками ограничительной части п.1 формулы и к способу монтажа лопаток.

Изобретение относится к вентиляторостроению, может быть использовано в рабочих колесах осевых вентиляторов с механизмом поворота лопаток и обеспечивает при его использовании предотвращение перегрузок и сверхнормативного нагревания корпуса перестановочного узла при повороте лопаток на ходу рабочего колеса

Изобретение относится к устройствам рабочих колес вентиляторов, в частности для гидравлического регулирования лопаток рабочего колеса осевого вентилятора, и обеспечивает регулирование лопаток таким образом, чтобы даже в случае исчезновения напряжения можно было удержать лопатки в их последнем перед этим положении до того момента, когда после переключения питания сети другой управляющий блок возьмет на себя функцию регулирования положения лопаток

Изобретение относится к турбовинтовому двигателю с воздушными винтами изменяемого шага, в котором каждый воздушный винт содержит набор лопастей управляемого изменяемого шага

Изобретение относится к вентиляторостроению, может быть использовано в рабочих колесах осевых вентиляторов и обеспечивает при его использовании повышение ремонтопригодности и эксплуатационной экономичности осевых вентиляторов

Предложено устройство для изменения наклона лопасти импеллера/пропеллера. Оно содержит по меньшей мере один линейный приводной механизм. На неповоротном механическом элементе с первым участком установлен первый подшипник, а второй подшипник установлен на второй участок, обеспечивающий относительное осевое перемещение между этим первым подшипником и вторым подшипником. Первый подшипник установлен между опорной конструкцией поворотного вала и неповоротным механическим элементом, допуская относительный поворот между опорной конструкцией и по меньшей мере одним линейным приводным механизмом. Второй подшипник установлен между вторым участком и рычажным средством, имеющим точку вращения на опорной конструкции. Во время работы по меньшей мере одного линейного приводного механизма второй участок перемещается в осевом направлении, приводя к угловому перемещению рычажного средства, вызывающему изменение наклона лопасти, и во время работы по меньшей мере одного линейного приводного механизма возникает сила, которая воздействует на неповоротный элемент таким образом, что поворотный вал не подвержен действию этой силы. Кроме того, предложен вентилятор, содержащий это устройство. Изобретение направлено на упрощение конструкции устройства. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Система регулирования шага лопасти воздушного винта в турбовальном двигателе содержит первую и вторую кольцевые направляющие, активирующий элемент, а также первый и второй блокирующие элементы. Первая кольцевая направляющая обеспечивает установку угла атаки указанной лопасти и имеет первое и второе гнезда, отдаленные друг от друга по окружности. Каждое гнездо образовано первой и второй упорными поверхностями. Вторая кольцевая направляющая выполнена концентрически с первой направляющей и расположена снаружи относительно нее. Вторая упорная поверхность первого гнезда и первая упорная поверхность второго гнезда ориентированы ко второй направляющей. Активирующий элемент размещен между первой и второй направляющими и имеет первую и вторую упорные поверхности. Первый блокирующий элемент размещен в первом гнезде напротив указанной второй упорной поверхности активирующего элемента. Второй блокирующий элемент размещен во втором гнезде напротив первой упорной поверхности активирующего элемента. Первый и второй блокирующие элементы выполнены с возможностью занимать нормальное центрированное положение, а также положения разблокировки в первом и втором круговом направлениях. При контроле указанной выше системы регулирования шага лопасти воздушного винта к активирующему элементу прикладывают активирующий крутящий момент. Другие изобретения группы относятся к воздушному винту турбовального двигателя, содержащему указанную выше систему регулирования шага лопасти, а также к авиационному двигателю, содержащему такой воздушный винт. Изобретения позволяют повысить надежность системы регулирования шага лопасти, а также снизить ее массу. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Предлагаемое изобретение относится к нагнетательной части (1а) двухконтурного турбореактивного двигателя, имеющей в своем составе множество лопаток (20) вентилятора и опорный диск (22) для этих лопаток. Диск выполнен с возможностью вращения по отношению к статорной части (4) вентилятора относительно продольной оси (2) этого вентилятора. Система изменения угла установки лопаток связана с каждой лопаткой вентилятора. Эти системы разрабатываются таким образом, чтобы угол установки каждой лопатки изменялся в соответствии с единым законом, который представляет собой функцию углового положения данной лопатки (20) по отношению к статорной части вентилятора относительно упомянутой продольной оси (2). Единый закон изменения угла установки лопаток является периодическим и имеет период Р=360°n, где n представляет собой целое число, превышающее или равное 1. Изобретение позволяет предельно удовлетворительным образом отреагировать на случаи неравномерного питания вентилятора воздухом, уменьшая, таким образом, опасность помпажа двигателя и падения его коэффициента полезного действия. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Турбомашина содержит, по меньшей мере, один винт без обтекателя с лопатками с изменяемым углом установки. Эти лопатки удерживаются цилиндрическими пластинами, установленными вращающимися вокруг их осей (В) в радиальных пазах кольцевого роторного элемента и соединенными их радиально внутренними концами с регулировочным кольцом. Кольцо приводится во вращение вокруг оси (А) турбомашины и совершает поступательное движение вдоль этой оси для вращения пластин вокруг их осей. Регулировочное кольцо центрировано и направляется во время вращения вокруг оси турбомашины на средствах, которые не могут вращаться и совершают поступательные движения вдоль этой оси посредством силового цилиндра, удерживаемого статором турбомашины. Средства центрирования и направления регулировочного кольца содержат кольцевую направляющую, имеющую U-образную форму сечения. Направляющая содержит две боковые стенки, ограничивающие в пространстве между собой кольцевой, выходящий наружу желобок. В желобок вставляется регулировочное кольцо. Подшипники установлены с одной и другой стороны регулировочного кольца, между этим кольцом и боковыми стенками. Достигается простое, эффективное и экономичное решение, исключающее воздействие центробежной силы на силовые цилиндры, что может затруднить их функционирование. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Ступица винта с лопастями с изменяемым углом установки для турбомашины содержит многоугольное кольцо для удержания лопастей и соединительное средство, связывающее многоугольное кольцо с элементом ротора турбины турбомашины. Многоугольное кольцо выполнено концентрично продольной оси турбомашины и содержит две торцевые кольцевые кромки. Кольцевые кромки разнесены параллельно одна другой и диаметрально жестко соединены зонами закрепления, выходящими из упомянутых торцевых кольцевых кромок, с кольцами с цилиндрическими радиальными гнездами для размещения лопастей. Кольца расположены на равномерном угловом расстоянии по боковой периферии многоугольного кольца и отделены одни от других промежуточными зонами. Промежуточные зоны размещены между двумя последовательными кольцами и торцевыми кольцевыми кромками и содержат усилительные элементы колец, установленные радиально и/или тангенциально и жестко соединенные с боковыми стенками двух последовательных колец. Другое изобретение группы относится к турбомашине с открытым вентилятором, содержащей указанную выше ступицу винта вентилятора. Группа изобретений позволяет исключить деформацию цилиндрических гнезд для лопастей вентилятора. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх