УСТРОЙСТВО ПОДАЧИ ТОПЛИВА НА ПУСКОВЫЕ ФОРСУНКИ Российский патент 1997 года по МПК F02M39/00 F02M59/00 

Изобретение относится к автоматическому регулированию и может быть использовано для регулирования газотурбинного двигателя /ГТД/.

Известно устройство подачи топлива на пусковые форсунки газотурбинного двигателя, содержащее качающий узел, чувствительный элемент, выполненный в виде мембраны, соединенной через золотник с дросселирующим сечением на клапане, пружину, связанную с золотником, запорный клапан, седло которого расположено в канале подачи топлива к форсункам, предельный клапан и дроссель, установленный в канале, соединяющем полость чувствительного элемента, замеряющую давление перед форсунками, со сливом (см. авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель АИ-25). [1]
В указанном устройстве при закрытии запорного клапана резко повышается давление в полости чувствительного элемента, что значительно снижает его надежность и ресурс.

Известно также устройство для дозирования топлива на пусковые форсунки, содержащее чувствительный элемент, замеряющий перепад давлений на пусковых форсунках, соединенный с золотником, имеющим дросселирующее сечение в канале подачи топлива на пусковые форсунки, в котором установлен запорный клапан, предельный клапан и дросселирующий элемент, установленный в канале соединяющем полость чувствительного элемента, замеряющую давление перед форсунками, со сливом (см. Блок насосов 934, Руководство по технической эксплуатации 934 РЭ, 1983, из п.я. А- 7142, стр. 12, рис. 9. Принципиальная схема).

В известном устройстве через дросселирующий элемент постоянно сливается топливо как при подаче топлива на пусковые форсунки, так и при перекрытии запорным клапаном канала подачи топлива, постоянный слив топлива приводит к необходимости изготовления качающего узла больших размеров.

Кроме того, при закрытии канала подачи топлива на пусковые форсунки резко повышается давление в полости чувствительного элемента, что увеличивает нагрузку на чувствительный элемент.

Задача изобретения повышение надежности и ресурса устройства за счет снижения нагрузки на чувствительный элемент и уменьшения габаритов качающего узла.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве подачи топлива на пусковые форсунки, содержащем качающий узел, чувствительный элемент, одна полость которого соединена с давлением топлива перед форсунками, другая полость с давлением за форсунками, золотник, соединенный с чувствительным элементом и имеющий дросселирующее сечение, сопряженное с каналом подачи топлива на форсунки, в котором установлен запорный клапан со штоком, и дросселирующий элемент, установленный в канале, соединяющем полость чувствительного элемента, замеряющую давление перед форсунками, со сливом, на штоке запорного клапана выполнен отсечной элемент, расположенный в канале, соединяющем полость, замеряющую давление перед форсунками, со сливом, последовательно дросселирующему элементы.

В предложенном устройстве на запуске запорный клапан открыт и все топливо поступает на пусковые форсунки, т.к. канал слива перекрыт отсечным элементом запорного клапана, что позволяет уменьшать необходимый расход топлива, а значит и размеры качающего узла.

Кроме того, в предложенном устройстве нагрузка на чувствительный элемент при закрытии запорного клапана не увеличивается, т.к. топливо от качающего узла и из полости чувствительного элемента, замеряющей давление перед форсунками, перепускается на слив.

Изобретение иллюстрируется чертежом.

Устройство подачи топлива на пусковые форсунки содержит чувствительный элемент 1, который может быть выполнен в виде сильфона, соединенный с золотником 2, на котором выполнено дросселирующее сечение 3, сопряженное с каналом 4 подачи топлива на пусковые форсунки. В канале 4 установлен запорный клапан 5, имеющий шток 6, на котором выполнены проточки 7.

Качающий узел 8 через проточки 7, выполненные в штоке 6, дросселирующее сечение 3 на золотнике 2 соединен с каналом 4 подачи топлива на пусковые форсунки.

На штоке 6 выполнен отсечной элемент 9, сопряженный с каналом 10, соединяющим полость 11 чувствительного элемента, замеряющую давление топлива перед форсунками, со сливом через дросселирующий элемент 12, другая полость 13 соединена с давлением за пусковыми форсунками, в частности с давлением воздуха P₂ за компрессором.

Полость 14 запорного клапана связана с управляющим элементом 15, в частности электромагнитным клапаном.

Устройство работает следующим образом.

При подаче сигнала "запуск" электромагнитный клапан 15 запитывается и закрывает сопло. Давление в управляющей полости 14 запорного клапана 5 возрастает и клапан перемещается вверх, открывая сопло, и топливо через канал 4 поступает на пусковые форсунки. При перемещении клапана 5 вверх канал 10 перекрывается отсечным элементом 9 и топливо через дросселирующий элемент 12 на слив не поступает. Топливо от качающего узла 8 через проточку 7, канал 4 и дросселирующее сечение 3 на золотнике 2 поступает одновременно в полость 11 и через сопло запорного клапана 5 на пусковые форсунки.

С другой стороны чувствительного элемента в полость 13 подводится давление P₂ воздуха за компрессором. Таким образом, на чувствительном элементе 1 замеряется перепад давлений на пусковых форсунках. Постоянный перепад на форсунках задается затяжкой чувствительного элемента. Как только перепад возрастает, чувствительный элемент 1 перемещается вверх и площадь дросселирующего сечения 3 уменьшается. Перепад на нем увеличится, а давление в полости 11 снизится, т.е. перепад на форсунках восстановится прежним. И наоборот, с уменьшением перепада на форсунках чувствительный элемент 1 с золотником 2 переместится вниз, увеличивая площадь дросселирующего сечения 3 и соответственно повышая давление в полости 11 и на форсунках.

Таким образом, в пусковые форсунки дозируется постоянный расход топлива.

После запуска двигателя на управляющий элемент 16 поступает сигнал на отключение пускового топлива, давление в полости 14 падает, запорный клапан 5 перемещается вниз, перекрывая канал 4 подачи топлива на форсунки. При перемещении запорного клапана 5 со штоком 6 вниз открывается отсечной элемент 9, сообщая канал 10 со сливом через дросселирующий элемент 12. Топливо из полости 11 сливается через дросселирующее сечение 3 золотника 2, канал 10, отсечной элемент 6 и дросселирующий элемент 12. Перепад на чувствительном элементе остается постоянным.

Таким образом, при работающем устройстве весь расход топлива идет только на пусковые форсунки, при закрытии запорного клапана подача топлива перекрывается, полость 11 чувствительного элемента соединяется со сливом и давление в ней не повышается.

Использование: двигателестроение, в частности автоматическое регулирование топливной аппаратуры. Сущность изобретения: в режиме запуска запорный клапан открыт и топливо от качающего узла через проточки в штоке и дросселирующее сечение золотника по каналу поступает к пусковым форсункам. Канал, соединяющий полость через дросселирующий элемент, перекрыт отсечным элементом. Чувствительный элемент замеряет перепад давлений на форсунках, постоянная величина которого задается затяжкой чувствительного элемента и обеспечивается изменением дросселирующего сечения. При закрытии запорного клапана шток перемещается вниз, открывая отсечной элемент и соединяя полость и канал со сливом через дросселирующий элемент, сохраняя тем самым перепад давлений на чувствительном элементе постоянным. 1 ил.

Устройство подачи топлива на пусковые форсунки, содержащее качающий узел, чувствительный элемент, одна полость которого соединена с давлением топлива перед форсунками, другая полость с давлением за форсунками, золотник, соединенный с чувствительным элементом и имеющий дросселирующее сечение, сопряженное с каналом подачи топлива на форсунки, в котором установлен запорный клапан со штоком, и дросселирующий элемент, установленный в канале, соединяющем полость чувствительного элемента, замеряющий давление перед форсунками, со сливом, отличающееся тем, что на штоке запорного клапана выполнен отсечной элемент, расположенный в канале, соединяющем полость чувствительного элемента, замеряющую давление перед форсунками, со сливом, последовательно дросселирующему элементу.