УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КАМЕР СГОРАНИЯ Советский патент 1996 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательным установкам, использующим газотурбинный двигатель в качестве источника сжатого воздуха.

Цель изобретения повышение эффективности и расширение функциональных возможностей.

На чертеже изображена принципиальная схема установки для испытания камер сгорания.

Установка содержит расходомерный коллектор 1 с защитной сеткой 2, шумоглушитель 2, газотурбинный двигатель 4, пневмотормоз 5 для поглощения вырабатываемой газотурбинным двигателем 4 мощности, расходомерный коллектор 6 с защитной сеткой 7 и шумоглушитель 8 с эжекторной трубой 9. Газотурбинный двигатель 4 имеет устройство 10 для отбора воздуха от компрессора и патрубок 11 для подвода топлива. Пневмотормоз 5 имеет выхлопной патрубок 12 для удаления воздуха. Вал ротора пневмотормоза 5 соединен с валом свободной турбины газотурбинного двигателя 4 с помощью промежуточного торсионного вала 13.

Устройство 14 для подвода воздуха соединено с испытуемой камерой сгорания 15, за которой установлен шумоглушитель 16 с эжекторной трубой 17. Испытуемая камера сгорания 15 имеет патрубок 18 для подвода топлива.

Трубопровод 19, имеющий параллельно установленные запорно-регулирующие органы 20 и 21, и отводной трубопровод 22, соединенный с эжекторной трубой 9, подключен к воздухоподводящей магистрали 23. Устройство 10 для отбора воздуха от компрессора соединено воздухоподводящей магистралью 23 через запорно-регулирующие органы 24, 25 и 26 с устройством 14 для подвода воздуха к испытуемой камере сгорания 15. В отводном трубопроводе 22 установлен быстродействующий запорный орган 27. В отводном трубопроводе воздухоподводящей магистрали 23 установлен эжектор 28, активное сопло которого сообщено с воздухоподводящей магистралью 23 через быстродействующий запорный орган 29, а пассивное с трубопроводом 19. Трубопровод 30, имеющий быстродействующий запорный орган 31, соединяет воздухоподводящую магистраль 23 с эжекторной трубой 9 шумоглушителя 8. В воздухоподводящей магистрали 23 установлены теплообменник 32, контрольно-измерительные приборы 33, 34, 35 и 36 и быстродействующий запорный орган 37.

Установка для испытаний камер сгорания работает следующим образом.

В исходном положении все запорно-регулирующие и быстродействующие запорные органы закрыты.

По команде с пульта управления включается в работу газотурбинный двигатель 4 и открывается быстродействующий запорный орган 27. Во время работы газотурбинного двигателя 4 его компрессором воздух из окружающей среды засасывается через расходомерный коллектор 1 и сжимается до давления Р 15 кгс/см². Сжатый воздух оттуда поступает в камеру сгорания газотурбинного двигателя 4 и смешивается с топливом, поступающим через патрубок 11. Горючая смесь, образующая в ней в результате смешивания воздуха с топливом, сгорает. Продукты сгорания горючей смеси поступают в свободную турбину, где отдавая свою кинетическую энергию, приводят во вращательное движение ее ротор и удаляются в атмосферу через шумоглушитель 3. Под действием вала ротора свободной турбины через промежуточный торсионный вал 13 приводится во вращательное движение вал ротора пневмотормоза 5. В результате этого пневмотормозом 5 воздух из окружающей среды засасывается через расходомерный коллектор 6, сжимается до давления Р₁ 1,25 кгс/см² и выбрасывается в атмосферу через выхлопной патрубок 12.

После выхода газотурбинного двигателя 4 на расчетный режим открываются регуляторы расхода 20 и 24 и быстродействующий запорный орган 37, закрывается быстродействующий запорный орган 27. В результате этого сжатый воздух из устройства 10 и выхлопного патрубка 12 начинает поступать в испытуемую камеру сгорания 15 через воздухоподводящую магистраль 23 и трубопровод 19 под давлением, меньшим давления Р₁ сжатого воздуха в пневмотормозе 5. Воздух, поступающий в испытуемую камеру 15, смешиваясь с топливом, поступающим через патрубок 18, образует горячую смесь. Горючая смесь попадает в зону горения испытуемой камеры сгорания 15 и сгорает. Продукты сгорания горючей смеси из нее выбрасываются в атмосферу через шумоглушитель 16. С помощью контрольно-измерительных приборов 33, 34, 35 и 36 снимаются характеристики испытуемой камеры сгорания 15 при работе в режимах пониженной силы тяги. Затем открываются регуляторы расхода 21 и 25, в результате чего увеличивается расход воздуха, поступающего из устройства 10 и выхлопного патрубка 12 через воздухоподводящую магистраль 23 и трубопровод 19 в испытуемую камеру сгорания 15 и расход топлива, поступающего через патрубок 18. С помощью контрольно-измерительных приборов 33, 34, 35 и 36 снимаются характеристики испытуемой камеры сгорания 15 при работе ее в режиме номинальной силы тяги. Далее открываются регулятор расхода 26 и быстродействующий запорный орган 29 и закрывается быстродействующий запорный орган 37, в результате чего увеличивается еще больше расход воздуха, поступающего из устройства 10 и выхлопного патрубка 12 в испытуемую камеру сгорания 15. С помощью контрольно-измерительных приборов 33, 34, 35 и 36 снимаются характеристики испытуемой камеры сгорания 15 при работе ее в режимах повышенной силы тяги. Устойчивая работа установки обеспечивается быстродействующими запорными органами 27, 31 путем сброса воздуха в атмосферу по сигналам контрольно-измерительных приборов 33 и 34 соответственно.

Использование: машиностроение, испытательные установки, использующие газотурбинный двигатель в качестве источника сжатого воздуха. Сущность изобретения: установка содержит газотурбинный двигатель 4, выполненный со свободной турбиной и пневмотормозом 5. Компрессор его подключен воздухоподводящей магистралью 23, в которой установлены запорно-регулирующие органы 24, 25, 26 и теплообменник 32, к испытуемой камере сгорания 15. Выхлопной патрубок 12 пневмотормоза 5 сообщен с воздухоподводящей магистралью 23 трубопроводом 19 для подвода воздуха. В последнем установлены запорно-регулирующие органы 20, 21. Для обеспечения устойчивой работы установка снабжена быстродействующими запорными органами 27, 31. Дополнительно установка содержит эжектор 28. Его активное сопло подключено к воздухоподводящей магистрали 23, а пассивное - к трубопроводу 19 для подачи воздуха. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ КАМЕР СГОРАНИЯ, содержащая газотурбинный двигатель, компрессор которого подключен воздухоподводящей магистралью с установленными в ней запорно-регулирующими органами и теплообменником к испытуемой камере сгорания, и систему подачи топлива, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и расширения функциональных возможностей при выполнении газотурбинного двигателя со свободной турбиной и пневмотормозом, она снабжена быстродействующим запорным органом, вход которого сообщен с воздухоподводящей магистралью, а выход с атмосферой, и трубопроводом для подвода воздуха с запорно-регулирующими органами, сообщающим выхлопным патрубок пневмотормоза с воздухоподводящей магистралью, причем трубопровод для подвода воздуха подключен к воздухоподводящей магистрали перед теплообменником. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, она снабжена дополнительным быстродействующим запорным органом, вход которого сообщен с выхлопным патрубком пневмотормоза, а выход с атмосферой. 3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена эжектором, активное сопло которого сообщено с воздухоподводящей магистралью, а пассивное с трубопроводом для подвода воздуха.