УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ ПОВОРОТНЫХ НАПРАВЛЯЮЩИХ ЛОПАТОК КОМПРЕССОРА ИЛИ ТУРБИНЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2010 года по МПК F01D7/00 

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению.

Известно устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток входного направляющего аппарата второго каскада компрессора двигателя Д-30 (Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30. Техническое описание. М., Машиностроение, 1971, с.19, рис.6). Устройство содержит размещенное снаружи корпуса поворотное кольцо, соединенное шарнирно с направляющими лопатками, тягами и силовым механизмом привода.

Недостатком известной конструкции является низкая точность регулирования из-за неточности замера регулируемого параметра вследствие передачи вибрации от направляющего аппарата к измерительному элементу датчика.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины осевого газотурбинного двигателя (ГТД) с синхронизирующими кольцами, шарнирно соединенными через рычаги с направляющими лопатками, с регулируемыми тягами, механизмом привода и датчиком положения (Патент РФ № 2098670, F04D 29/56, F01D 9/02,1997 г.).

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения точности измерения углов положения лопаток компрессора или турбины ГТД при выходе из строя механизма привода указанных лопаток. Привод датчика положения лопаток осуществляется тем же рычагом, с которым связан механизм привода, поэтому при поломке рычага вала привода датчик положения будет передавать в систему управления отличные от фактических значения углов установки поворотных лопаток.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в безотказности работы устройства за счет обеспечения достоверности измерения фактических углов положения лопаток компрессора или турбины ГТД при выходе из строя механизма привода указанных лопаток.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя, содержащем размещенные снаружи корпуса компрессора или турбины синхронизирующие кольца, связанные с направляющими лопатками, регулируемыми тягами и механизмом привода, содержащим по меньшей мере один датчик углов положения лопаток, согласно изобретению датчик углов положения лопаток связан с одним из валов привода лопаток через рычаги и дополнительную тягу, один конец которой шарнирно соединен с одним из рычагов вала привода лопаток, а второй конец дополнительной тяги - с рычагами датчика, при этом рычаги вала привода лопаток, один из которых кинематически связан с датчиком, а второй - с механизмом привода, выполнены раздельно на валу привода с возможностью перемещения в параллельных плоскостях.

Существенные признаки в совокупности позволяют осуществлять корректировку углов положения поворотных направляющих лопаток от отдельного рычага вала привода лопаток, расположенного таким образом, чтобы обеспечить возможность перемещения в параллельных плоскостях. При поломке рычага вала привода или при поломке самого механизма привода датчик будет передавать в систему управления фактические значения углов положения поворотных лопаток, тем самым обеспечивая достоверность измерения фактических углов при выходе из строя механизма привода или поломке рычага вала привода.

На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства с одним датчиком углов положения направляющих лопаток компрессора ГТД; на фиг.2 - элемент А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1.

Заявляемое устройство содержит по меньшей мере один датчик 1 углов положения поворотных направляющих лопаток типа ДБС КТ-650-1Ш, который соединен с механизмом привода 2 через пару двухзвенных рычагов 3,4 датчика 1, дополнительную тягу 5 и вал привода 10. Дополнительная тяга 5 одним концом 6 шарнирно соединена при помощи сферического подшипника 7, пальца 8 с одним из рычагов вала привода 10 направляющих лопаток. При этом рычаг 9 вала привода связан с датчиком 1, а рычаг 11 вала привода - с механизмом привода 2. Второй конец 12 дополнительной тяги 5 соединен с рычагом 4 датчика 1 при помощи пальца 13, гайки 14 и сферического подшипника 15 и установленного с возможностью перемещения в отверстии диаметра Д цилиндрическим сухарем 16 с рычагом 3 датчика 1. При этом конец 17 рычага 3 жестко с помощью шлиц 18 скреплен с выходным элементом измерительным валиком 19 датчика 1 при помощи болта 20.

Рычаг 4 шарнирно закреплен своим концом 21 при помощи штифта 22 и втулок 23 на кронштейне 24, жестко связанном с корпусом 25 компрессора (турбины). Корпус 25 скреплен с направляющими поворотными лопатками 26 и синхронизирующими кольцами 27.

Измерительный валик 19 датчика 1 расположен соосно шарниру рычага 4, соединенного с дополнительной тягой 5 со стороны вала привода 10. Шарнир рычага 3, жестко скрепленного другим концом 17 с валиком 19, выполнен с возможностью его перемещения в плоскости разреза Б-Б, проходящей через оси 28, 29, 30. При этом при повороте валика 19 рычаги 9 и 11 перемещаются в параллельных плоскостях Е и К.

Регулирование положения поворотных лопаток осуществляется следующим образом.

На переходных режимах работы двигателя датчик 1 фиксирует отклонение угла ϕ_НА положения направляющих лопаток 26 и передает данные на управляющий блок типа РЭД, ЭСУД (не показан), который формирует управляющий сигнал об изменении поправки к существующей величине ϕ_НА (Δ ϕ_НА).

Механизм привода 2 под воздействием управляющего сигнала осуществляет перемещение синхронизирующих колец 27 и направляющих лопаток 26. При этом рычаг 4 через палец 13 и сферический сухарь 16 перемещает рычаг 3 на угол, соответствующий Δ ϕ_НА. Рычаг 3, жестко связанный с выходным элементом измерительного валика 19, поворачивает ротор датчика 1 и формирует соответствующий сигнал о величине поправки частоты вращения ротора двигателя (Δ n), поступающий на управляющий блок.

При поломке рычага 11 или при поломке самого механизма привода 2 датчик 1 не потеряет кинематическую связь с синхронизирующими кольцами 27. Датчик 1 при этом будет передавать на управляющий блок информацию о фактической величине

ϕ_НА на момент поломки.

Устройство предназначено для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя. Технический результат - гарантируется безотказность работы устройства за счет обеспечения достоверности измерения фактических углов ϕ_НА положения лопаток компрессора или турбины ГТД при выходе из строя механизма привода указанных лопаток. Устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя включает размещенные снаружи корпуса компрессора или турбины синхронизирующие кольца, связанные с направляющими лопатками регулируемыми тягами и механизмом привода, содержащим по меньшей мере один датчик углов положения лопаток. Датчик углов положения лопаток связан с одним из валов привода лопаток через рычаги и дополнительную тягу, один конец которой шарнирно соединен с одним из рычагов вала привода лопаток, а второй конец дополнительной тяги - с рычагами датчика, при этом рычаги вала привода лопаток, один из которых кинематически связан с датчиком, а второй - с механизмом привода, выполнены раздельно на валу привода с возможностью перемещения в параллельных плоскостях. 3 ил.

Устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя, содержащее размещенные снаружи корпуса компрессора или турбины синхронизирующие кольца, связанные с направляющими лопатками, регулируемыми тягами и механизмом привода, содержащим по меньшей мере один датчик углов положения лопаток, отличающееся тем, что датчик углов положения лопаток связан с одним из валов привода лопаток через рычаги и дополнительную тягу, один конец которой шарнирно соединен с одним из рычагов вала привода лопаток, а второй конец дополнительной тяги - с рычагами датчика, при этом рычаги вала привода лопаток, один из которых кинематически связан с датчиком, а второй - с механизмом привода, выполнены раздельно на валу привода с возможностью перемещения в параллельных плоскостях.