Стенд для испытания насоса-регулятора газотурбинного двигателя Советский патент 1993 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к управлению и регулированию газотурбинных установок, а также к стендам для испытаний топливо-рег/лирую- щей аппаратуры газотурбинных двигателей, например, насоса-регулятора.

Цель изобретения повышение надежности работы стенда.

На фиг. 1 изображена структурная схема стенда; на фиг 2 - пример конкретного выполнения трехканального оптического датчика частоты вращения; на фиг.З - пример конкретного выполнения блока управления совместно с элементом памяти и индикатором вращения

Известно, что при работе насоса-регулятора на газотурбинном двигателе он имеет определенное направление вращения (по часовой стрелке) и не допускает обратного вращения, но при испытаниях насоса-регулятора на обычном полунатурном стенде при моделировании быстрого сброса частоты вращения, а также в случае значительного искажения напряжения питающей сети электропривода, и в случае обрыва обратной связи или выхода из строя тахогенера- тора электропривода, и при других аварийных ситуациях возможно обратное вращение вала электропривода, что приводит к выходу из строя насоса-регулятора (заклинивание насоса, засасывание воздуха и т.д.) и к аварии нз стенде, что, в свою очередь, приводит к снижению надежности работы стенда и простоям оборудования, так как после такого отказа на стенде необходимо производить демонтаж и монтаж насоса-регулятора,определение неисправностей систем стенда (топливной, воздушной, электропитание и т.д.) и их устранение, а также комплексную наладку и настройку стенда на нормальную работу.

Стенд (фиг. 1) для испытаний насоса-регулятора газотурбинного двигателя, содержащий блок 1 электронной модели двигателя, выход которого по сигналу частоты вращения связан электроприводом 2 с системой 3 аварийного отключения, выходным валом, связанным с испытуемым насосом-регулятором 4, и преобразователь 5 расхода топлива, выход которого подключен к блоку 1 эталонной модели двигателя, а вход связан с выходом испытуемого насоса-регулятора 4. Кроме того, стенд содержит трехкаиальный оптический датчик 6 частоты вращения вала электропривода 2. логиче ское устройство 7, включающее блок 8 управлений и элемент 9 памяти, электронный ключ 10 и индикатор 11 вращения, первый, второй и третий выходы трехканального оптического датчика б частоты вращенмя под

ключе мы соответственно к первому, второму и третьему выходам блока 8 управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму

входам элемента 9 памяти, первый выход которого подключен к первому входу индикатора 11 вращения, а второй выход - к второму входу индикатора 11 вращения и входу электронного ключа 10, выход которо0 го подключен к системе 3 аварийного отключения электропривода 2.

Трехканальный оптический датчик б частоты вращения содержит (фиг. 1,2) источник 12 света, установленный на валу 13 диск

5 14 с отверстиями и три канала светоприем- ников; светоприемник 15 синхроимпульса, светоприемник 16 правого вращения, светоприемник 17 левого вращения, причем каждый из светоприемников 15, 16 и 17 состоит

0 из фотоприемника 18 и усилителя 19.

Блок 8 управления (фиг.З) может быть выполнен на шести счетных триггерах 20, 21, 23, 24 и 25 типа D-триггер.

Элемент 9 памяти (фиг.З) может быть

5 выполнен на двух элементах ИЛИ-НЕ 26 и 27 с обратными связями.

Индикатор 11 вращения (фиг.З) может быть выполнен на двух сопротивлениях 28 и 29 и двух световодах 30 и 31.

0Стенд работает следующим образом.

При нормальной работе стенда, когда отсутствует обратное вращение вала насоса-регулятора 4, блок 1 электронной модели двигателя вырабатывает электрический сиг5 нал постоя иного тока, напряжение которого пропорционально частоте вращения ротора двигателя. Этот сигнал поступает на вход электропривода 2, который приводит во вращение вал насоса-регулятора 4. С выхо0 да насоса-регулятора 4 через преобразователь 5 расхода топлива на вход блока 1 электронной модели двигателя поступает электрический сигнал, пропорциональный отдозированному насосом-регулятором 4

5 расходу топлива для данного режима работы. Таким образом, замыкается цепь насос- регулятор - модель ГТД,

Одновременно при этом от вала элект- ропривсда 2 приводится во вращение диск

0 трехканального оптического датчика 6 частоты вращения, на трех выходах которого формируются в определенной временной последовательности импульсы, очередность поступления которых на три входа

5 блока 8 управления логического устройства 7 зависит от направления вращения вала насоса-регулятора 4 Блок 8 управления анализирует последовательность поступления импульсов с трехканального оптического датчика 6 частоты вращения и

вырабатывает признак направления вращения вала по часовой стрелке который по двумя выходам записывается в элемент 9 памяти, с которого по двум выходам на индикатор 11 вращения поступает сигнал направления вращения по часовой стрелке Индикатор 11 по этому сигналу сигнализирует оператору о том, что вращение происходит по часовой стрелке При этом на вход электронного ключа 10с элемента 9 памяти логического устройства 7 не поступает сигнал обратного вращения (против часовой стрелки) и электронный ключ 10 не выдает на систему 3 аварийного отключения команду на остановку электропривода 2

При моделировании быстрого сброса частоты вращения, а также при обрыве обратной связи или выходе из строя тахогене- ратора электропривода 2 и т д.. вал насоса-регулятора А начинает вращение в обратную сторону (против часовой стрелки), и на трех выходах оптического датчика 6 формируется другая временная последовательность импульсов, поступающая на входы блока 8 управления логического устройства 7. Блок 8 управления вырабатывает признак вращения против часовой стрелки и по двум выходам записывает его в элемент 9 памяти с которого по двум

Формула изобретения

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ НАСОСА- РЕГУЛЯТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий блок электронной модели двигателя, выход которого по сигналу частоты вращения связан с электроприводом с системой аварийного отключения, выходным валом, связанным с испытуемым насосом-регулятором, и преобразователь расхода топлива, выход которого подключен к блоку эталонной модели двигателя, а вход связан с выходом испытуемого насоса-регулятора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, он дополнительно содержит трехканаль- ный оптический датчик частоты вращения

выходам поступает на индикатор 11 вращения информация о вращении против часовой стрелки, а на электронный ключ 10 с элемента 9 памяти поступает сигнал обрат- ного вращения (против часовой стрелки), вследствие «его электронный ключ 10 вырабатывает команду на отключение электропривода 2, которая поступает на систему 3 аварийного отключения. Система 3 аварийного отключения срабатывает и останавливает электропривод 2 Таким -образом, не допускается обратное вращение вала насоса-регулятора 4

Стенд обеспечивает только однонаправленное вращение (по часовой стрелке) вала испытуемого насоса-регулятора 4 и ни при каких условиях не допускает его обратного вращения (против часовой стрелки), тем самым исключается выход из строя при

испытаниях насоса-регулятора 4 и аварийные ситуации на стенде, вызванные обратным вращением насоса-регулятора 4 Таким образом повышается надежность работы стенда

(56) Теория автоматического управления силовыми установками летательных аппаратов/ Под ред. А.А. Шевякова. М.: Машиностроение, 1976, с.316-321, рис 11.7.

вала электропривода, логическое устройство, включающее блок управления и элемент памяти, электронный ключ и индикатор вращения, первый, второй и третий выходы трехканального оптического датчика частоты вращения подключены соответственно к первому, второму и третьему входам блока управления, первый и второй

выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам элемента памяти, первый выход которого подключен к первому входу индикатора вращения, а второй выход - к второму входу индикатора вращения и входу электронного ключа, выход которого подключен к системе аварийного отключения электропривода.

N

04

&

г

tva

Ю

«n

Г-3

Ш

Hi Ш

л

Выходы к блоку в

Стенд для испытаний насоса-регулятора газотурбинного двигателя (ГТД) позволяет обеспечить безаварийные испытания насосов регуляторов ГТД Блок электронной модели ГТД вырабатывает сигнал управления электроприводом, выходной вал которого связан с валом испытуемого насоса-регулятора, с выхода преобразователя 5 расхода топлива на вход блока подается электрический сигнал соответствующий заданному насосом-регулятором расхоу топлива Сигналы частоты вращения с трехканального оптического датчика частоты вращения поступают на блок управления определяющий ситуации вращения вала насоса-регулятора в обоих направлениях, которые фиксируются элементом памяти, индикатором вращения В случае недопустимого направления вращения отключается электропривод через электронный ключ Такое выполнение стенда позволяет повысить его надежность Зил

Фиг.З