Система перепуска воздуха из-за компрессора высокого давления на запуске двухконтурного газотурбинного двигателя

Авторы патента:

F04D27/02 - способы и устройства для устранения помпажа

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Техническая задача заключается в повышении эксплуатационных характеристик и предотвращении возможного помпажа компрессора за счет обеспечения плавного закрытия магистрали перепуска воздуха. Сущность изобретения заключается в том, что в системе перепуска воздуха из-за компрессора высокого давления на запуске двухконтурного газотурбинного двигателя, включающей магистраль перепуска воздуха в наружный контур, установленное в магистрали перекрывное устройство с приводом от пневмоцилиндра и управляющий канал, сообщающий рабочую полость пневмоцилиндра с полостью за компрессором высокого давления, согласно изобретению в управляющем канале установлен дроссель с постоянным проходным сечением, а рабочая полость пневмоцилиндра дополнительно соединена с наружным контуром через дроссель с переменным проходным сечением. 1 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения.

Известна система перепуска воздуха на запуске из промежуточных ступеней компрессора высокого давления двухконтурного газотурбинного двигателя, содержащая нормально открытые перекрывные устройства (клапаны) с приводом от топливных гидроцилиндров, блок управления клапанами, размещенный в насосе-регуляторе, и каналы управления (трубопроводы), сообщающие рабочие полости гидроцилиндров с блоком управления /1/.

Однако применение специального блока управления усложняет конструкцию известного устройства, кроме того, использование топлива в качестве рабочей жидкости повышает пожароопасность системы.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является система перепуска воздуха на запуске двухконтурного газотурбинного двигателя, включающая магистраль перепуска воздуха из-за компрессора высокого давления в наружный контур, установленное в магистрали нормально открытое перекрывное устройство с приводом от пневмоцилиндра и управляющий канал, сообщающий рабочую полость пневмоцилиндра с полостью за компрессором высокого давления /2/.

Однако в процессе работы на поршень пневмоцилиндра перекрывного устройства непосредственно действует давление воздуха, подводимого из-за компрессора, что требует использование пружины с относительно большим рабочим усилием (50...100 кгс и более). В свою очередь это приводит к появлению относительно высоких и нестабильных сил трения, из-за которых закрытие перекрывного устройства может происходить за достаточно малый промежуток времени и явиться причиной помпажа компрессора. Кроме того, затруднена достаточно точная регулировка (настройка) момента закрытия перекрывного устройства на заданную величину давления за компрессором.

Еще один эксплуатационный недостаток известной системы связан с ограничениями по размещению перекрывного устройства на двигателе, поскольку необходимо обеспечить хороший доступ к пружине пневмоцилиндра, т.к. регулировка (настройка) момента закрытия выполняется за счет изменения усилия затяжки пружины.

Техническая задача заключается в повышении эксплуатационных характеристик и предотвращении возможного помпажа компрессора за счет обеспечения плавного закрытия магистрали перепуска воздуха.

Сущность изобретения заключается в том, что в системе перепуска воздуха из-за компрессора высокого давления на запуске двухконтурного газотурбинного двигателя, включающей магистраль перепуска воздуха в наружный контур, установленное в магистрали перекрывное устройство с приводом от пневмоцилиндра и управляющий канал, сообщающий рабочую полость пневмоцилиндра с полостью за компрессором высокого давления, согласно изобретению в управляющем канале установлен дроссель с постоянным проходным сечением, а рабочая полость пневмоцилиндра дополнительно соединена с наружным контуром через дроссель с переменным проходным сечением.

Наличие дросселей в системе позволяет снизить величину давления в рабочей полости пневмоцилиндра по сравнению с давлением в полости за компрессором и применить вследствие этого пружину с относительно невысоким рабочим усилием. В результате становится возможным получить более продолжительное (плавное) закрытие перекрывного устройства и обеспечить более точную регулировку (настройку) момента закрытия.

Кроме того, использование дросселя с переменным проходным сечением для регулировки (настройки) момента закрытия снимает ограничения по размещению перекрывного устройства на двигателе, так как указанный дроссель может быть выполнен в виде отдельного конструктивного элемента и размещен в удобном с точки зрения эксплуатации месте.

На чертеже изображена заявляемая система перепуска воздуха.

Система перепуска двигателя 1 содержит магистраль 2 перепуска воздуха из полости 3 за компрессором высокого давления в наружный контур 4, установленное в магистрали нормально открытое перекрывное устройство 5 с приводом от пневмоцилиндра 6, а также управляющий канал 7, сообщающий рабочую полость пневмоцилиндра 6 с полостью 3 за компрессором высокого давления. В управляющем канале 7 установлен дроссель 8 с постоянным проходным сечением. Рабочая полость пневмоцилиндра 6 дополнительно соединена с наружным контуром 4 через дроссель 9 с переменным проходным сечением.

Система работает следующим образом.

На остановленном двигателе перекрывное устройство 5 открыто, и магистраль 2 сообщает полость 3 за компрессором с наружным контуром 4. С началом запуска двигателя по магистрали 2 происходит перепуск части воздуха, подаваемого в камеру сгорания. Одновременно воздух из-за компрессора подводится в рабочую полость пневмоцилиндра 6. При достижении определенной величины давления воздуха за компрессором пневмоцилиндр 6 начинает плавно перемещать запорный элемент перекрывного устройства 5 на закрытие магистрали перепуска, а при дальнейшем повышении давления за компрессором магистраль 2 полностью перекрывается.

Наличие дросселей 8 и 9 позволяет снизить величину давления в рабочей полости пневмоцилиндра 6 по сравнению с давлением в полости за компрессором. Это позволяет применять в пневмоцилиндре пружину с относительно небольшим усилием и обеспечить плавность и достаточную продолжительность закрытия перекрывного устройства 5.

Возможность изменения проходного сечения в дросселе 9 позволяет регулировать (настраивать) момент закрытия перекрывного устройства в зависимости от давления за компрессором.

Источники информации

1. Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30КУ. Техническое описание. М., Машиностроение, 1975, стр. 37, рис.38, 39.

2. Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30. Техническое описание. М., Машиностроение, 1971, стр. 68, рис.69.

Формула изобретения

Система перепуска воздуха из-за компрессора высокого давления на запуске двухконтурного газотурбинного двигателя, включающая магистраль перепуска воздуха в наружный контур, установленное в магистрали перекрывное устройство с приводом от пневмоцилиндра и управляющий канал, сообщающий рабочую полость пневмоцилиндра с полостью за компрессором высокого давления, отличающаяся тем, что в управляющем канале установлен дроссель с постоянным проходным сечением, а рабочая полость пневмоцилиндра дополнительно соединена с наружным контуром через дроссель с переменным проходным сечением.

РИСУНКИРисунок 1

QZ4A Государственная регистрация изменений в зарегистрированный договор

Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения: 07.10.2010 № РД0070892

Вид договора: лицензионный

Лицо(а), передающее(ие) исключительное право: Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" (RU)

Лицо, которому предоставлено право использования: Открытое акционерное общество "Пермский моторный завод" (RU)

Дата и номер государственной регистрации изменений, внесенных в зарегистрированный договор: 26.08.2011 РД0086062

Изменения:Из предмета договора исключены патенты 2255234 и 2250416. Изменения условий договора, не отраженных в Государственном реестре.

Дата публикации: 10.10.2011

Изобретение относится к компрессорам ГТД как авиационного, так и наземного применения, и позволяет повысить надежность компрессора путем исключения деформации контровочного замка при работе двигателя

Способ регулирования режимов работы компрессора // 2230939

Изобретение относится к области компрессоростроения, в частности к его регулированию и защите

Двухконтурный газотурбинный двигатель со средствами отведения избыточного количества воздуха с упрощенным управлением // 2222708

Изобретение относится к области двухконтурных газотурбинных двигателей, конкретно авиационных двухконтурных турбореактивных двигателей

Способ защиты компрессора газоперекачивающего агрегата от помпажа // 2220328

Изобретение относится к эксплуатации компрессоров, в частности к способам защиты компрессоров от помпажа в системах транспортировки газа, и обеспечивает защиту компрессора газоперекачивающего агрегата от помпажа путем измерения текущих значений параметров, характеризующих положение рабочей точки компрессора, уточнения и запоминания положения границы помпажа и формирования выходного сигнала антипомпажного регулятора пропорционально удаленности рабочей точки компрессора от границы помпажа, причем уточнение положения границы помпажа производят, используя математическое моделирование процесса приближения рабочей точки к границе помпажа, для чего антипомпажный регулятор периодически переводят в состояние "Коррекция", создают несколько установившихся режимов компрессора, соответствующих различным значениям удаленности, в каждом из указанных режимов находят и запоминают значение дифференциального сопротивления расходной характеристики компрессора и расчетное значение удаленности, по этим зарегистрированным значениям подбирают аппроксимирующую функцию, описывающую зависимость дифференциального сопротивления от расчетного значения удаленности, путем экстраполяции данной функции находят значение удаленности, соответствующее нулевой величине дифференциального сопротивления, найденное значение удаленности запоминают как поправку, антипомпажный регулятор переводят в состояние "Работа" и далее сигнал управления антипомпажным клапаном формируют с учетом уточненного значения удаленности, которое определяют по формуле Lут=Lрасч-L', где Lрасч - расчетное значение удаленности, L' - поправка по удаленности

Устройство для регулирования перепуска воздуха из компрессора газотурбинного двигателя самолета // 2215908

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к устройствам для обеспечения заданной тяги и сохранения запасов газодинамической устойчивости газотурбинного двигателя (ГТД) самолета при возможных отказах

Способ управления перепуском воздуха в компрессоре двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя // 2214535

Изобретение относится к области защиты от помпажа компрессоров двухвальных газотурбинных двигателей (ГТД)

Способ антипомпажного регулирования компрессорной станции // 2210008

Изобретение относится к регулированию технологических процессов в газовой промышленности и может быть использовано для защиты от помпажа компрессоров на компрессорных газопроводах

Способ аварийной остановки газоперекачивающего агрегата // 2209349

Изобретение относится к антипомпажной защите компрессоров газоперекачивающих агрегатов компрессорных станций магистральных газопроводов и может быть использовано в газовой промышленности и любых других отраслях народного хозяйства, в которых используются компрессорные агрегаты, в частности на компрессорных станциях магистральных газопроводов при выполнении аварийных остановок газоперекачивающих агрегатов

Двухконтурный турбореактивный двигатель // 2208177

Изобретение относится к области двухконтурных турбореактивных двигателей и позволяет повысить надежность работы изделия путем авторегулируемого перепуска воздуха из-за компрессора во второй контур

Надроторное устройство турбомашины // 2199680

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано во входных ступенях осевых компрессоров турбомашин, преимущественно для энергоустановок и газоперекачивающих станций

Вентилятор турбореактивного двухконтурного двигателя // 2235917

Изобретение относится к вентиляторам турбореактивных двухконтурных двигателей (ТРДД) с высокой степенью двухконтурности

Система диагностирования газоперекачивающих агрегатов // 2245533

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для диагностирования газоперекачивающих агрегатов (ГПА), служащих для перекачивания природного газа через магистральные газопроводы

Способ контроля режимов работы компрессорной системы и устройство для его реализации // 2246640

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, компрессоростроения и эксплуатации компрессорных систем

Способ определения параметров течения в компрессоре и устройство для его осуществления // 2246711

Изобретение относится к авиационной технике, а именно к способам определения динамики изменения газодинамических параметров потока в компрессоре в заданных областях течения потока, и может быть использовано при их испытании

Способ распознавания помпажа турбокомпрессора и система для его реализации // 2247868

Изобретение относится к области автоматизации компрессорных установок, в частности к системам защиты от помпажа турбокомпрессоров, и может быть использовано в различных отраслях промышленности

Способ диагностики помпажа турбокомпрессора и система для его реализации // 2247869

Изобретение относится к области компрессоростроения, в частности к системам защиты от помпажа турбокомпрессоров, и может быть использовано в различных отраслях промышленности

Компрессор // 2253758

Изобретение относится к компрессоростроению, а именно к одноступенчатым и многоступенчатым осевым и комбинированным осецентробежным и оседиагональным компрессорам газотурбинных установок, и направлено на решение проблемы для расширения диапазона газодинамической устойчивости компрессора

Стенд для исследования компрессоров // 2253854

Изобретение относится к компрессоростроению и предназначено для использования при испытании осевых, центробежных и диагональных компрессоров, а также их комбинаций

Способ защиты турбокомпрессора от помпажа и устройство для его осуществления // 2254498

Изобретение относится к области выявления и предотвращения помпажа компрессора в газотурбинных двигателях (ГТД) и может быть применено в системах управления авиационными ГТД

Устройство защиты турбокомпрессора от помпажа // 2254499