Байпасный клапан воздухозаборной камеры газотурбинной установки Советский патент 1979 года по МПК F02C7/04 F16K3/04 

i

Изобретение относится к области газотурбостроения, в частности, к байпасным клапанам воздухозаборных камер газотурбинных установок.

Известен байпасный клапан воздухозаборной камеры газотурбинной установки, содержащий неподвижно закрепленную на боковом окне камеры раму и установленную с внутренней стороны камеры с возможностью поворота на неподвижной оси, расположенной над рамой, заслонку, и фиксирующий электромагнит, предотвращающий открытие клапана при перепаде давлений, меньщем расчетного I.

Однако такое выполнение характеризуется относительно низкой эффективностью регулирования, так как при этом не обеспечивается потребный для газотурбинных установок диапазон частичного перепуска воздуха.

Известен также байпасный клапан воздухозаборной камеры газотурбинной установки, содержащий закрепленную на боковом окне камеры раму, с внутренней стороны которой установлена на неподвижной оси поворотная заслонка с закрепленным на ней

со стороны камеры рычагом, снабженным на конце грузом 2.

Однако и такое выполнение не обеспечивает необходимой эффективности регулирования, так как не обеспечивается возможность поддержания постоянного перепада давлений на клапане при изменении расхода воздуха.

Целью данного изобретения является повышение быстродействия клапана при регулировании расхода воздуха путем поддержания постоянного перепада давлений.

Указанная цель достигается тем, что клапан снабжен вертикальным рычагом с противовесом, уравновещивающим заслонку, а рычаг с грузом расположен под углом 10- 35° к горизонтальной плоскости, проходящей через неподвижную ось.

На чертеже приведен байпасный клапан воздухозаборной камеры газотурбинной установки, разрез.

Клапан содержит неподвижно закрепленную на боковом окне камеры 1 раму 2 и установленную с внутренней стороны камеры 1 с возможностью поворота на неподвижной оси 3, расположённой над рамой 2, заслонку 4 с закрепленным с внутренней стороны рычагом 5 с грузом 6. Заслонка 4 снабжена уравновешивающим ее дополнительным вертикальным рычагом 7, имеющим противовес 8. Рычаг 5 расположен над проходящей через неподвижную ось 3 горизонтальной плоскостью 9 под углом а 10-35° к ней. Рычах 7 соединен с заслонкой 4 при помощи наклон- ной тяги 10. При этом центр тяжести системы из заслонки 4, рычагов 5 и 7, противовеса 8 и тяги 10 лежит на оси 3.

При работе газотурбинной установки на режиме, которому соответствует перепад давлений на заслонке 4, меньщий заданного значения, байпасный клапан закрыт. При этом момент от силы давления воздуха на заслонку 4 меньще момента от груза 6. При увеличении перепада сверх заданного значения момент от силы давления воздуха начинает превышать момент от груза 6, заслонка 4 поворачивается вокруг оси 3, и клапан начинает пропускать воздух в воздухозаборную камеру газотурбинной установки через образовавшуюся между рамой 2 и заслонкой щель.

По мере увеличения объема воздуха, поступающего через, клапан, увеличивается угол поворота заслонки 4. Увеличение объема пропускаемого воздуха возможно за счет соответствующего увеличения перепада давлений на клапане. Однако рост перепада давлений приводит к росту силы давления воздуха на заслонку 4, т. е. увеличению момента от газодинамических сил. При неизменном моменте от груза 6, указанный рост момента оп газодинамических сил вынуждает поворачиваться вокруг неподвижной оси 3 заСЛОйку 4 в сторону открытия сеЧения клапана. Увеличение проходного сечения приводит к увеличению объема перепускаемого клапаном воздуха. При этом перепад давлений на клапане, скорость воздуха через него, а, следовательно, и сила давления воздуха на заслонку 4 снижаются. Уменьщается и плечо приложения силы, что вызывает снижение создаваемого воздущньш потоком на заслонке 4 момента. Одновременно поворот, вокруг неподвижной оси 3, заслонки 4 и жестко связанного с ней рычага 5 приводит к снижению момента от груза 6. Следовательно, заслонка 4 займет новое положение, соответствующее равенству .моментов от газодинамических сил и груза б и увеличенному объему байпасируемого воздуха.

При этом, как показано экспериментально, обеспечивается постоянство перепада давлений на клапане по расходу воздуха и, следовательно, повышение эффективности регулирования.

Аналогично рассматривается переход клапана с режима больщего объема байпасируемого воздуха на меньший, вплоть до момента его закрытия.

Обеспечение практически постоянства перепада давлений при работе клапана позволило выполнить меньшей толщины стенки воз/ухозаборной камеры, что привело к снижению ее металлоемкости, т. е. снижению веса камеры. Сокращены потери мощности газотурбинных агрегатов на режимах перепуска воздуха через клапан за счет уменьшения сопротивления воздухозаборной камеры с байпасным клапаном.

Формула изобретения

Байпасный клапан воздухозаборной камеры газотурбинной установки, содержащий закрепленную на боковом окне камеры раму, с внутренней стороны которой установлена на неподвижной оси поворотная заслонка с закрепленным на ней со стороны камеры рычагом, снабженным на конце грузом, отличающийся тем, что, t целью повышения быстродействия клапана при регулировании расхода воздуха путем поддержания постоянного перепада давлений, клапан снабжен вертикальным рычагом с противовесом, уравновешивающим заслонку, а рычаг с грузом расположен под углом 10-35° к горизонтальной плоскости,проходящей через неподвижную ось.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Бельгии № 707055, кл. F 23 L, опублик. 1971.

2.Проспект фирмы «Америкэн эр фильтр, 1972..