Энергетическая установка
Изобретение позволяет повысить надежность работы энергетической установки на аварийных режимах отключения генератора по сигналу от аппаратуры защиты и управления. В корпусе 18 гидротрансформатора 1 установлен двухпозиционный электромагнитный клапан 19, связанный с каналом 21 пониженного давления. Рабочие полости 8, 9 сервопоршня 7 связаны гидролиниями 16, 17 с чувствительным элементом. Гидравлический переключатель выполнен в виде размещенного в корпусе 18 золотника 23 с центральным каналом 24, подключенным к источнику 15 повышенного давления. Дифференциальный поршень 25 жестко связан с золотником 23 и образует с корпусом 18 две камеры 26, 27. Камера 27 через клапан 19 сообщена с каналом 24 через последовательно установленные друг за другом жиклеры 29, 30, большего сечения - в поршне 25, малого сечения - в корпусе 18. Жиклер 29 отделен от камеры 27 контактным кольцевым уплотнительным пояском 31. Такое выполнение установки исключает возврат к аварийному режиму работы при отсутствии сигнала на клапане 19, предотвращая аварийное разрушение генератора. 4 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к энергетическим установкам. Целью изобретения является повышение надежности работы на аварийных режимах отключения генератора по сигналу от аппаратуры защиты и управления. На фиг. 1 изображена конструктивная схема описываемой энергетической установки; на фиг. 2 - золотник с центральным каналом и двухпозиционным клапаном при нормальной работе генератора (т.е. до наступления аварийного режима работы); на фиг.3 - золотник и двухпозиционный клапан (при поступлении сигнала об аварийном режиме работы); на фиг.4 - золотник и двухпозиционный клапан (при пропадании сигнала об аварийном режиме работы). Энергетическая установка летательного аппарата содержит гидротрансформатор 1, включающий колесо насоса 2, турбину 3 и реактор с поворотными лопатками 4, генератор 5, систему регулирования с центробежным датчиком 6 оборотов и сервопоршнем 7, полости 8 и 9 которого связаны с чувствительным элементом, выполненным в виде пяты 10 и маятника 11. Пята 10 имеет три отверстия 12, 13, 14. Отверстие 12 подключено к источнику повышенного давления 15. Отверстия 13 и 14 линиями связи 16 и 17 соединены с полостями 8, 9 сервопоршня 7. В корпусе 18 гидротрансформатора 1 установлен двухпозиционный электромагнитный клапан 19, подключенный к аппаратуре защиты и управления 20 генератора 5. Двухпозиционный электромагнитный клапан 19 связан каналом 21 с внутренней полостью 22 генератора 5. На линиях связи 16 и 17 сервопоршня 7 с чувствительным элементом установлен золотник 23 с центральным каналом 24, подключенным к источнику повышенного давления 15. Золотник 23 жестко связан с дифференциальным поршнем 25, образующим две камеры 26 и 27. Камера 26 соединена с внутренней полостью 22 генератора 5. Камера 26 соединена каналом 28 через двухпозиционный электромагнитный клапан 19 с внутренней полостью 22 генератора 5 и сообщена с центральным каналом 24 золотника 23 через последовательно установленные друг за другом жиклеры: большого сечения 29 и дифференциальном поршне 25 и малого сечения 30 в корпусе 18. Жиклер большого сечения 29 отделен от камеры 27 контактным уплотнительным кольцевым пояском 31. Золотник 23 с дифференциальным поршнем 25 прижимается к уплотнительному кольцевому пояску 31 пружиной 32. Колесо насоса 2 гидротрансформатора 1 связано с валом коробки приводов 33 двигателя 34 летательного аппарата. Работа энергетической установки происходит следующим образом. От коробки приводов 33 двигателя 34 летательного аппарата приводится во вращение насосное колесо 2 гидротрансформатора 1 с переменными оборотами, кратными оборотам двигателя 34. В насосном колесе 2 крутящий момент от двигателя 34 преобразуется в кинетическую и потенциальную энергию рабочей жидкости - топлива. Далее турбиной 3 энергия рабочей жидкости преобразуется в крутящий момент ротора генератора 5. Ротор генератора 5 вращается с постоянными оборотами независимо от оборотов двигателя 34 и нагрузки в системе электроснабжения летательного аппарата. Регулирование частоты вращения ротора генератора 5 осуществляется системой регулирования воздействующей через сервопоршень 7 на поворотные лопатки 4 реактора. Рабочая жидкость - топливо поступает в гидротрансформатор 1 и систему регулирования к отверстию 12 пяты 35 от источника повышенного давления 15 топливной системы летательного аппарата. В установленном режиме работы энергетической установки, когда частота вращения генератора 5 равна заданной, грузики центробежного датчика оборотов воздействуют на маятник 11, таким образом, что в линиях связи 16 и 17, а также в полостях 8 и 9 сервопоршня 7 устанавливается такое давление, при котором силы, действующие на сервопоршень 7 взаимоуравновешены, а он занимает определенное положение. При увеличении частоты вращения ротора генератора 5 грузики центробежного датчика оборотов 6 перемещают маятник 11 в положение, при котором давление рабочей жидкости из отверстия 12 попадает в отверстие 14 и через линию 17 в полость 10 сервопоршня 7. Сервопоршень 7 перемещается вверх и поворачивает лопатки 4 реактора в сторону уменьшения проходного сечения на входе в колесо 2 насоса. Энергия рабочей жидкости, проходящей через насосное колесо, уменьшается, крутящий момент на турбине 3 падает, соответственно уменьшается частота вращения ротора генератора 5. Перемещение сервопоршня 7 вверх продолжается до тех пор, пока не установится номинальная частота вращения ротора генератора 5. При уменьшении частоты вращения ротора генератора 5 сервопоршень 7 перемещается вниз, поворачивая лопатки 4 реактора в сторону увеличения проходного сечения на входе в колесо насоса 2. С ростом расхода рабочей жидкости через колесо насоса 2 увеличивается энергия жидкости, передаваемая турбине 3, и частота вращения ротора генератора 5 восстанавливается. При возникновении аварийных режимов отключения генератора 5, например, при коротких замыканиях в обмотке генератора, разрушении ротора генератора или заклинивании подшипников и др. на двухпозиционный электромагнитный клапан 19 подается сигнал от аппаратуры защиты и управления 20 генератора 5. Под действием электрического тока двухпозиционный электромагнитный клапан 19 перекрывает канал 28, сообщающий камеру 29 с внутренней полостью 22 генератора 5. Причем при нормальном режиме работы, например, давлении жидкости в центральном канале 24 - 10 ат, а давление в камере 27 - 2 ат (подбором сечения жиклера 30 снижают давление на 8 ат), а усилие пружины 32 в пересчете на давление - равно 5 ат (при этом не учитывается дополнительное усилие на золотник 23 со стороны канала 24, т.к. поршень 25 с золотником 23 выполнен дифференциальным). При возникновении аварийного режима работы клапан 19 закрывается. Это вызовет прекращение отвода жидкости из камеры 27 и повышение в ней давления 2 ат до 10 ат, поршень 25, преодолев усилие пружины 32, начинает перемещаться влево, отходя от уплотнительного пояска 31 жиклера 30, при этом происходит заполнение камеры 27 через жиклер большего сечения 29 и обеспечивается быстрое перемещение золотника 23 в крайнее левое положение, как показано на фиг.3. Пока двухпозиционный клапан 19 закрыт (после окончания движения золотника 23) давление в камере 27 равно давлению в канале 24, т. е. 10 ат. В этом положении золотника 23 давление рабочей жидкости из центрального канала 24 по линии связи 17 поступает в полость 9 сервопоршня 7. Сервопоршень 7 перемещается вверх, поворачивая лопатки 4 реактора до полного закрытия проходного сечения на входе в колесо насоса 2. Энергия рабочей жидкости, поступающая на турбину 3, падает до минимальной величины, обеспечивающей безопасную работу энергетической установки. Если давление в канале 24 - 10 ат - давление в камере 27 - 7-8 ат, то в канале 28 должно быть обеспечено падение давления в 5-6 ат при давлении на сливе - 2 ат. Сечение в канале 28 выбирается из условия обеспечения минимального усилия на штоке электромагнитного клапана 19. При остановке двигателя 34 давление в канале 24 падает (практически до 0) и под действием пружины 32 дифференциальный поршень 25 и золотник 23 возвращаются в рабочее положение до упора в контактный кольцевой уплотнительный поясок, так что после выяснения причин аварийной работы и их устранения дальнейшая работа энергетической установки будет осуществляться с аварийной защитой. Таким образом такое выполнение энергетической установки повышает надежность работы на аварийном режиме, т.к. исключается возврат к аварийному режиму работы при пропадании сигнала на двухпозиционном электромагнитном клапане, предотвращая аварийное разрушение генератора.
Формула изобретения
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА с генератором и аппаратурой защиты и управления преимущественно для летательного аппарата, содержащая гидротрансформатор, в корпусе которого установлен двухпозиционный электромагнитный клапан, связанный с каналом пониженного давления, систему регулирования с сервопоршнем, рабочие полости которого связаны гидролиниями с чувствительным элементом, и источник рабочей жидкости повышенного давления, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы на аварийных режимах отключения генератора по сигналу от аппаратуры защиты и управления, она снабжена установленным в гидролиниях связи рабочих полостей сервопоршня с чувствительным элементом, гидравлическим переключателем, выполненным в виде размещенного в корпусе золотника с центральным каналом, подключенным к источнику повышенного давления, и дифференциального, жестко связанного с золотником, поршня, образующего с корпусом две камеры, подключенные к каналу повышенного давления, при этом одна из камер подключена через двухпозиционный электромагнитный клапан, сообщенный с центральным каналом золотника через последовательно установленные друг за другом жиклеры, большего сечения - в поршне и малого сечения - в корпусе, причем жиклер большего сечения отдален от камеры контактным кольцевым уплотнительным пояском.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
