Система автоматического регулирования процесса горения Советский патент 1990 года по МПК F23N5/20 

ФаЫ

Изобретение относится к области рЬгулирования процессом горения и мо- ж-гт быть использовано в энергетических установках для стабилизации тре- буемого режима горения, защиты от возгорания элементов конструкции и борьбы с возникшими в камере сгорания высоко- и низкочастотными акустическими колебаниями.

Цель изобретения - повышение надёжности функционирования.

На фиг. 1 представлена функциональная схема системы автоматического регулирования процессом горения; на фрг. 2 - дроссельная игла, выполнен- н|зя в форме цилиндра; на фиг, 3 - TJD же, в форме гиперболоида вращения; на фиг. 4 - блок-схема алгоритма ра- брты процессора.

| Система содержит плазменно-ионные дгтекторы 1, установленные на камере 2 сгорания и центробежную регулируемую форсунку 3, Центробежная регулируемая форсунка 3 содержит корпус 4 камеры закручивания и цилиндрический корпус 5, внутри которого по оси размещен излучатель колебаний,, вытголнек- фй в виде индуктивной катушки 6 и подпружиненного стержня 7„ Последний в| толнен из ферромагнитного материала с конусообразным наконечником5 обращенным к срезу центробежной регулиру-- форсунки, на острие которого иИеется дроссельная игла 8. Дроссельная игла 8 в зависимости от конкретного выполнения камеры сгорания энер- г тической установки может иметь форму цилиндра (см.фиг. 2) или гиперболоида вращения (см.фиг.З),, Стержень 7 расположен внутри индуктивной катуш кЦ 6. Управление индуктивной катушки 6 осуществляется от цифро аналоге-- вого преобразователя (ЦАН) 9. Плазмен но-ионные детекторы 1 параллельно

подключены через амплитудные детекто- рЫ ,|0 к последовательно соединенньм аналоговому коммутатору 1, аналого-цифровому преобразователю (АЦП) 12, процессору 13, ЦАП 9 и индуктивной я атушке 6

Система работает следующим обра- зю м.

При распиливании ионными дефекте- рами 1 сигнал через амплитудные детек торы 10 поступает на вход аналогового Коммутатора 11. Аналоговый коммутатор 11с высокой частотой поочередно г(одключает выход амплитудных детекто

5 0

5 о Q

Q

5

5

ров к входу А1Щ 12, где формируются коды, отражающие распределение энергии вдоль реакционной зоны. Анализ информации производится процессором 13. В результате формируется код, который поступает в ЦАП 9. Напряжение с выхода ЦАП 9 подается на индуктивную катушку ,6. Величина магнитного поля, создаваемого катушкой, определяет положение ферромагнитного стержня 7, а значит расход и геометрию факела распиливания.

Воздействие внешних возмущающих факторов приводит к отклонению профиля энерговыделения от требуемого, вследствие этого - изменение информации, поступающей в процессор, В результате под действием управляющей программы формируется код, вызывающий перемещение стержня, а значит и такое изменение геометрии распыли- вания, которое компенсирует внешнее воздействие и устанавливает требуемое распределение энергии вдоль реакционной зоны.

Алгоритм работы процессора 13 представлен на блок-схеме. Работа происходит путем выполнения следующих операций.

Ввод матрицы заданных значений энерговыделения по оси камеры сгорания в память процессора. Формирование кода установки стержня в начальное положение для выдачи - ЦАП. Выдача кода в ЦАП. Опрос детекторов 1 и запись кодов их показаний в память процессора (ОЗУ), Сравнение информации с детектора 1 с заданным распределением. Если максимум значений смещается к форсунке, код ЦАП для компенсации возмущения увеличивается на величину, определенную исходя из характеристики форсунки. Сравнение информации с детекторов 1 с заданным распределением. Если максимум значений смещается от форсунки, код ЦАП для компенсации возмущения уменьшается на упомянутую величину. Если распределение энерговыделения соответствует заданному, изменение кода ЦАП не производится. Выдача нового кода ЦАП. Проверка условия: требуется изменение начальных условий. Если начальное условие требуется изменить, то переход к следующей операции. Если их не требуется изменять, то переход на - дальнейший опрос детекторов 1, Выборка из памяти процессора новых значений матрицы - распределение энерговыделения. Переход на опрос детекторов 1.

Цикл выполняется с частотой, существенно превышающей частоты процессов, происходящих в камере сгорания, в результате чего происходит подавление высоко- и низкочастотных колебаний уже на стадии их возникновения, когда отклонения зоны знерговьщеле- ния от заданной минимально. Эффективность регулирования повышается также за счет использования информации о характеристиках конкретно реализованной форсунки. Характеристика форсунки определяется экспериментально и хранится в ОЗУ процессора в виде матрицы чисел, на основании которой вычисляется код, определяющий положение стержня.

Определение характеристики осуществляется путем перемещения стержня по всему диапазону регулирования и измерения сигналов с датчиков.

Формула изобретения

0

5

0

5

установленную на камере сгорания, имеющую цилиндрический корпус и кор- пус камеры закручивания и снабженную излучателем колебаний, выполненным в виде индуктивной катушки, размещенной в цилиндрическом корпусе, и стержня из ферромагнитного материала, установленного внутри индуктивной катушки корпуса камеры закручивания и имеющего наконечник, обращенный к срезу Лорсунки на выходе из камеры закручивания, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, она дополнительно содержит плаэ- менно-ионные детекторы, установленные в камере сгорания, амплитудные детекторы, соединенные с готазменно-ионны- ми детекторами, и последовательно соединенные аналоговый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, процессор и цифроаналоговый преобразователь, выход которого подключен к индуктивной катушке, амплитудные детекторы подключены к входам аналогового коммутатора, а наконечник стержня из ферромагнитного материала дополнительно снабжен дроссельной иглой.

Изобретение относится к регулированию процесса горения. Целью изобретения является повышение надежности. Это достигается тем, что регулируемая центробежная форсунка 3 управляется по системам плазменно-ионных детекторов 1 с помощью последовательно соединенных аналогового коммутатора 11, аналого-цифрового преобразователя 12, процессора 13 и цифроаналогового преобразователя 9. Последний подсоединен к индуктивной катушке 10, управляющей положением ферромагнитного стержня 7, на конце которого выполнена дроссельная игла 8 в форме цилиндра или гиперболоида вращения. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

2. Система по п. 1, отлича1. Система автоматического регули- 30 ю щ а я с я тем, что дроссельная рования процесса горения, содержащая игла выполнена в форме гиперболоида центробежную регулируемую форсунку, вращения или цилиндра.

«Ь2

ФагЗ

t Ввод начальных условий

1

i

& Увелич. код ЦАП

HO &У Зцап Лим +А#

ft Уменьш. код ПАП на ьЗ Зцапт9мп & Э

цел

НОВЫХ Н.Ц

Нет

Ли