Датчик отношения давлений Советский патент 1979 года по МПК G01L15/00 

1

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах управления газотурбинными двигателями (ГТД), например в системах регулирования .статического режима по степени повышения давления в компрессоре, ограничителях степени повьшения давления в компрессоре, автоматах разгон ГТД по комплексу параметров, регуляторах форсажных камер турбореактивных двигателей по степени расширени газов в турбине,а также в системах регулирования и управления воздухозаборником и геометрией компрессора

Известны пневматические датчики отношения давления (1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому датчику является датчик отношения давления газа, содержащий сопло питания, вход которого соединен с источником высокого давления, а выход - с камерой взаимодействия, соединенной с источником низкого давления, и цилиндрический приемник полного давления с отверстиями у закрытого его торца, расположенный против сопла питания.

Датчик отношения давления снабжен струйно-акустическим преобразователем температуры газа, сопло питания которого соединено с источником высокого давления, частотным смесителем и фильтром, а на внутренней поверхности приемника полного давления установлен частотный преобразователь .

0

Выходным сигналом датчика является результирующий сигнал с частотой, равной разности частот автоколебаний в струйно-акустическом преобразователе температуры и автоколебаний в 5 приемнике полного давления 2.

Такой датчик позволяет формировать электрические выходные сигналы, что ограничивает область применения его в системах управления, например

0 в гидромеханической системе управления ГТД, где желательно иметь выходной сигнал датчика в форме механического перемещения.

Целью изобретения является расши5рение области применения датчика отношения давлений.

Это достигается тем, что предложенный датчик отношения давлений, содержащий сопло питания, вход ко0тррого соединен с источником высокого давления, а выход - с камерой взаимодействия, соединенной с источником низкого давления, и цилинд рический приемник полного давления J отверстиями у закрытого его торца .расположенный против сопла питания, снабжен поршнем со штоком,размещенн в пневмоцилиндре, надпоршневая полость которого соединена с источником ВЫСОКОГО давления через дроссе .ный делитель, а поло.сть под поршнем сообщена с внутренней полостью приемника полного давления, при этом поршень жестко соединен с закрытым торцом приемника полного давления. В полость над поршнем подается корректированное высокое давление (коррекция - деление на постоянное число, осуществляется в делителе, состоящем из двух жиклеров), в полость под поршнем подается давление равное восстановленному давлению в приемнике полного давления, для чег полость под поршнем соеди 1ена с внутренней полостью приемника полно Io давления с помощью отверстий у торца приемника. Принцип действия устройства осно ван на сравнении поршнем пневмоцилиндра величин давлений: корректиро ванного высокого давления и восстановленного давления в приемнике пол ного давления, которое зависит от числа Маха (М) струи на срез сопла питания и от расстояния между срезо сопла питания и торцом приемника (с увеличением М и увеличением расстояния потери полного давления уве личиваются, коэффициент восстановле ния давления уменьшается, а число М на срезе сопла питания однозначно зависит от отношения входных давлений) . При постоянном значении отношени давлений и числа М поршень находитс в положении, соответствующем равенству сил, действующих на поршень. При изменении отношения давлений-, например повышении, число М струи, истекающей из сопла питания, увеличивается, а коэффициент восстановления давления уменьшается, под дей ствием возникшей разности давлений поршень перемещается, расстояние между срезом сопла питания и торцом приемника уменьшается, и число М на входе в приемник также уменьшается, что приводит к увеличению восстанов ленного давления. При достижении равенства сил, действующих на поршень, движение поршня прекращается. Величина перемещения поршня определяется отношением входных да лений, а перемещение штока, соединенного с поршнем пневмоцилиндра, является выходным сигналом датчика отношения давлений. 14 Получение выходного сигнала за счет механического перемещения штока обеспечивает по сравнению с прототипом возможность непосредственного соединения датчика отношения давлений с гидромеханической системой управления двигателя. На чертеже представлена схема датчика отношения давлений. Датчик отношения давлений состоит из пневмоцилиндра 1 с поршнем 2, соосно установленных в камере 3 сопла питания 4 и соизмеримого с ним приемника 5 полного давления ( О, 8-1, 5, где d,, - внутренний диаметр приемника 5 полного давления, d. - диаметр выходного отверстия сопла питания 4), выполненного в виде цилиндра с отверстиями 6 у закрытого его торца, и соединенного с поршнем 2. Камера 3 через отверстия 7 сообщена с источником низкого давления, например с входом воздуха в компрессор. Поршень 2 соединен со штоком 8, вывод которого из пневмоцилиндра 1 осуществлен через уплотнение, в полости 9 пневмоцилиндра 1 поддерживается давление, равное высокому давлению, умноженному на коэффициент деления делителя, состоящего из двух жиклеров 10 и 11. Датчик отношения давлений работает следующим образом. При постоянном значении отношения входных давлений и числа М струи, искетающей из сопла питания 4, например при постоянной степени повышения давления в компрессоре, поршень 2 находится в положении, соответствующем равенству сил, действующих на него. При изменении отношения давлений, например при повышении, число М струи повышается, а коэффициент восстановления давления уменьшается, поршень 2 перемещается вниз, расстояние между срезом сопла питания 4 и торцом приемника полного давления уменьшается, давление в приемнике 5 начинает увеличиваться. При достижении равенства сил, действующих на поршень 2, давление поршня 2 прекращается. Перемещение штока 8, соединенного с поршнем 2, определяет отношение входных давлений. Формула изобретения Датчик отношения давлений, содержащий сопло питания, вход которого соединен с источником высокого давления, а выход - с камерой взаимодействия, соединенной с источником низкого, давления, и цилиндрический приемник полного давления с отверстиями у закрьггого его торца, расположенный против сопла питания, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, он снабжен поршнем со штоком, размещенным в пневмоцилиндре, надпоршневая полость которого соединена с источником высокого давления через дроссельный делитель, а полость под nopuiH&n сообщена с внутренней полрстью приемника 11олного давления, при этом поршень жестко соединен с закрытым торцом приемника полного давления . 16 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Залманзон Л.А. Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем. М., 1973, с,20-23. 2,Авторское свидетельство СССР 588478, кл. G 01 L 15/00, 1976.