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"PERFECTIONNEMENTS APPORTES OU RELATIFS AUX SYSTEMES A COMBUSTIBLE
POUR MOTEURS A COMBUSTION INTERNE."
La présente invention a trait à des moteurs à combustion interne et, d'abord, bien que non exclusivement, à des moteurs à turbine à gaz, et plus particulièrement à des systèmes à combusti- ble pour de tels moteurs.
Un moteur à turbine à gaz comprend normalement un système à compresseur, un équipement de combustion où le combustible est brûlé dans l'air reçu du système à compresseur et un système à tur- bine recevant les produits de la combustion venant de l'équipement @
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de combustion et menant le système à compresseur. L'invention con- cerne d'abord les moteurs à turbine à gaz, comme on en emploie pour la propulsion des avions, dans lesquels la force propulsive est ob- tenue par réaction ou bien en faisant en sorte que le système à tur- bine actionne une hélice ou bien par une combinaison de ces arran- gements.
Dans de tels moteurs il est spécialement désirable du point de vue de la sécurité du fonctionnement et, dans certains autres cas, pour faciliter l'établissement des plans, de présenter un système à combustible où les pompes à combustible fournissant le combustible à l'équipement de combustion soient dédoublées.
Dans de tels arrangements, les pompes à combustibles sont menées indépendamment et chacune d'entre elles'fournit de préférence une quantité de combustible apte à assurer le fonctionnement du mo- teur à pleine puissance dans le cas de la défaillance de l'une des pompes.
Plus spécifiquement, la présente invention a trait aux systèmes à combustible pour moteurs à combustion interne,,systèmes de l'espèce comprenant un certain nombre de pompes à combustible menées indépendamment, dont le débit est modifié au moyen d'un sys- tème à pression hydraulique commandant la course des pompes, et a pour un de ses objets d'éviter des difficultés qui peuvent survenir par suite à la défaillance d'une pompe en fonctionnement.
Selon la présente invention, il est présenté un système à combustible de l'espèce susmentionnée où un certain nombre de pom- pes refoulent vers un point commun du système à combustible, et où le système à pression hydraulique comprend un dispositif régulateur actionné hydrauliquement pour chaque pompe,
un dispositif de com- mande hydraulique commun aux dispositifs régulateurs et un disposi- tif répondant à la différence de pression hydraulique survenant dans le système à pression hydraulique lors de la défaillance de la pres- sion dans un dispositif régulateur ou dans des dispositifs régula- teurs afin d'isoler ce dispositif régulateur ou ces dispositifs ré-
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gulateurs par rapport à la commande hydraulique tout en maintenant l'autre dispositif régulateur ou les autres dispositifs régulateurs en communication avec la commande hydraulique.
Avec un tel système à combustible, dans le cas d'une défaillance et de l'isolement ré- sultant d'une ou de plusieures pompes, le débit de la pompe ou des pompes restante ou restantes est augmenté et le dispositif de com mande hydraulique continue à commander les pompes.
Il peut convenir que ledit dispositif répondant à la pres- sion soit une vanne localisée entre un dispositif régulateur et le dispositif de commande hydraulique et qu'il soit soumis à la pression régnant dans le dispositif régulateur hydraulique et dans la commande hydraulique, étant normalement tenu ouvert de cette façon et étant actionné par la différence de pressions survenant lors de la défail- lance de la pression régnant dans le dispositif régulateur pour se fermer et isoler le dispositif régulateur de la commande hydraulique.
Selon une particularité de la présente invention, il est présenté un système à combustible de l'espèce susmentionnée, com- prenant deux pompes dont chacune est apte à couvrir sensiblement la pleine demande du moteur et dont chacune refoule vers un point com- mun du système à combustible, un dispositif régulateur hydraulique associé avec chaque pompe et destiné à régler son débit, un dispo- sitif de commande hydraulique commun destiné à commander lesdits dispositifs régulateurs, et un dispositif d'isolement normalement inactif situé entre les dispositifs régulateurs et leur commande hydraulique commune,
lequel dispositif d'isolement est actionné par la différence de pression survenant par suite de la défaillance de la pression dans un dispositif régulateur de manière à isoler ledit dispositif régulateur de la commande hydraulique commune tout en maintenant la communication entre l'autre dispositif régulateur et la commande hydraulique, grâce à quoi la pompe associée avec ledit autre dispositif régulateur augmente son débit.
Dans une construction, lesdits dispositifs régulateurs sont en communication avec un point commun de la commande hydrauli-
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que et ledit dispositif d'isolement comprend une vanne située en ce point de façon à répondre à la pression régnant dans les dispo- sitifs régulateurs et à isoler un dispositif régulateur lors de la défaillance de la pression dans ledit dispositif régulateur. De préférence, ladite vanne comprend une paire de sièges de soupapes entourant les orifices menant respectivement aux dispositifs régu- lateurs et une pièce apte à occuper une certaine position entre ces orifices et, lors d'une défaillance de la pression dans un disposi- tif régulateur, à être déplacée pour s'asseoir sur le siège placé autour de l'orifice conduisant audit dispositif régulateur.
Ladite pièce peut être une bille qui est normalement située de façon à être hors de contact avec les sièges et qui, lors d'une défaillance de la pression dans un dispositif régulateur, est déplacée pour s'asseoir sur le siège associé avec ledit dispositif régulateur.
Une réalisation préférée de la présente invention va main- tenant être décrite à titre d'exemple, appliquée à un système à com- bustible connu auparavant pour moteur de propulsion par réaction à turbine à gaz pour avion. La description se réfère aux dessins ci- annexés où : la fig. 1 est une vue schématique du système à combustible et du moteur dans leur ensemble, la fig. 2 est une vue schématique à une plus grande échel- le de la partie du système à combustible qui concerne l'invention, et la fig. 3 est une coupe à travers une réalisation pratique d'un dispositif à vanne d'isolement.
En se rapportant à la fig. 1, le moteur à turbine à gaz à réaction 5 comprend un compresseur 6, les chambres de combustion 7, une turbine 8 et une tuyère 9. Le combustible est fourni aux chambres de combustion 7 à partir d'un réservoir 10 par l'intermé- diaire d'un filtre 11, d'une commande de fourniture de combustible entourée sur la figure par une ligne pointillée 12, un robinet 13 et une conduite principale 15. Le combustible est fourni sous pres-
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sion par une paire de pompes 16, 17 qui font partie de la commande ainsi qu'il est expliqué en détail plus loin. Les deux pompes sont menées indépendamment à partir du moteur 5, ou bien l'une peut être menée par le moteur à turbine à gaz et l'autre par un moteur élec- trique par exemple.
Ainsi que le montre clairement la fig. 2, les pompes 16, 17 sont du type à plateaux oscillants et chacune d'entre elles com- prend un corps de pompe 18, un certain nombre de plongeurs 19 à l'intérieur du corps, un ressort 20 pour chaque plongeur, ressort qui le pousse contre la plaque oscillante 21, une admission commune 22 vers les barillets des plongeurs et un orifice de refoulement commun 23. Le plateau oscillant 21 est réglable angulairement par une connexion 24 afin de modifier la course effective des plongeurs et par là, le débit de la pompe. Chaque pompe est menée par un ar- bre 25.
Chaque pompe 16, 17 reçoit le combustible à basse pression d'un réservoir 10 par l'intermédiaire de la conduite principale 26 et des conduites secondaires 27, et elles refoulent toutes deux le combustible à haute pression vers une conduite principale 28 par l'intermédiaire d'une vanne régulatrice 29 et de là vers la conduite 15 et le moteur 5. La vanne régulatrice permet la commande désirée du moteur de la manière habituelle, étant réglée pour la fermeture et l'ouverture par le levier 30. Une conduite 30A constitue un tuyau de drainage conduisant le combustible provenant des fuites de la vanne régulatrice 29 à la conduite d'admission de la pompe 27.
La conduite 30A constitue aussi un tuyau de drainage pour le liquide provenant des fuites du robinet 13.
Des orifices de refoulement communs 23 de chaque pompe, part une conduite 31 qui les relie à la conduite principale 28, et chaque conduite 31 communique avec un- dispositif régulateur hydrau- lique indiqué en 32, par l'intermédiaire d'une ouverture 33. Le dispositif régulateur comprend un piston 34 relié à la connexion 24, et un ressort 35 sollicitant le piston 34 de façon à ce qu'il dispos
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le plateau oscillant 21 de manière que la pompe donne son débit maximum. Les,deux côtés du piston 34 communiquent avec l'ouverture 33, un des côtés (celui qui est soumis à l'action du ressort), com- muniquant par l'intermédiaire d'un orifice réduit 36 et l'autre com- muniquant librement.
Cet arrangement fait que le piston 34 sera déplacé par la différence des pressions régnant des deux côtés du piston, le dépla- cement vers la gauche causant une augmentation du débit de la pompe (et, par conséquent, celle de la pression de refoulement de la pom- pe, en supposant que la vanne régulatrice 29 reste dans la même po- sition) tandis que le déplacement vers la droite résulte en une ré- duction du débit de la pompe.
La pression sur le côté chargé par le ressort de chaque piston 34 est déterminée par la soupape à disque 41 qui constitue le dispositif de commande hydraulique commun aux deux dispositifs régulateurs. Cette soupape 41 est poussée vers sa position fermée par un ressort 42. La soupape 41 est située à l'extrémité de la conduite 44B qui communique par les branches 44A avec chaque dispo- sitif régulateur 32. Les conduites 31 portant la pression de refou- lement du combustible communique par une conduite commune 37 avec un cylindre 38 contenant un piston 39 agissant sur le bras oscillant 40 portant la pièce obturante de la soupape 41. Le bras 40 trouve son point d'appui sur le diaphragme d'étanchéité 14 et sa position est ajustée par la capsule barométrique 43 qui modifie la poussée du ressort 42 selon les changements d'altitude de l'avion.
L'arran- gement décrit ci-dessus, qui était connu et utilisé auparavant, est tel que lorsqu'une pression prédéterminée est atteinte dans le cy- lindre, c'est-à-dire lorsque la pression de refoulement du combus- tible atteint une certaine valeur, le piston 39 soulève le bras- 40 contre l'action du ressort afin d'ouvrir la soupape 41.
Le courant de sortie par la soupape 41 est corrélatif du courant passant par l'orifice 36 et si le courant de sortie par la soupape 41 tend à surpasser le courant par l'orifice 36, la pres- sion sur le côté chargé de ressort du piston 34 tombe et le piston
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34 se déplace afin de diminuer la course de la pompe et, donc, sa pression de refoulement. La réduction de la pression de refoulement fait que le piston 39 réduit sa poussée sur le bras 40 si bien que la soupape 41 tend à se fermer sous l'action du ressort 42, augmen- tant par là la pression dans les conduites 44 jusqu'à ce que une pression désirée de refoulement de la pompe soit atteinte et la main- tenant à cette valeur.
Si la pression régnant dans les conduites de refoulement 31 tombe, la séquence des opérations est renversée, la soupape 41 se fermant afin de faire augmenter la pression de re- foulement de la pompe. Le combustible s'écoulant par la soupape 41 est rendu à la conduite d'admission 27.
En outre, le côté chargé par le ressort de chaque piston
34 est pourvu d'un orifice d'admission 45 commandé par la soupape à disque 46 commandée par un diaphragme. Le diaphragme est soumis à la pression centrifuge engendrée dans la chambre 18 de la pompe et l'agencement est tel qu'à une vitesse de rotation prédéterminée de la pompe, cette pression ouvre la soupape 46 pour permettre au combustible de s'échapper du dispositif régulateur et d'effectuer une réduction de la course de la pompe et de sa pression de refou- lement.
Le disque de la soupape 46 est porté par un bras oscillant et est sollicité vers la position fermée par un ressort 48 et, ou- tre qu'elle est ouverte par une pression prédéterminée s'exerçant sur le diaphragme 47, la soupape peut aussi être ouverte par la pression du combustible régnant dans la conduite de sortie 45 et agissant sur le disque lorsqu'une pression de refoulement du combus- tible prédéterminée est atteinte et lui est transmise à travers cette conduite de sortie.
Le fonctionnement de l'installation des pompes est bien @ connu et ne constitue pas par lui-même une particularité de l'in- vention.
On notera que les pompes ont des dispositifs régulateurs séparés 32 qui sont commandés dans leur fonctionnement par un sys-
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tème hydraulique commun, constitué par la conduite 44B et la soupape à disque 41, par qui les pompes sont commandées indépendamment, si- multanément et semblablement.
Chaque pompe 16, 17 est capable d'un tel débit qu'elle peut couvrir sensiblement la demande de pleine puissance du moteur 5 si, pour une raison quelconque, l'autre pompe cesse de fonctionner.
Cette invention fournit un dispositif pour isoler par rap- port à la commande hydraulique commune une pompe qui, pour quelque raison, a une défaillance. Dans sa forme préférée, ce dispositif comprend un corps de soupape 49 ayant une paire d'ouvertures oppo- sées 50 où s'abouchent les conduites 44A conduisant aux dispositifs régulateurs 32 et une troisième ouverture 51 disposée latéralement par rapport aux deux autres ouvertures et où s'abouche la conduite 44B menant à la soupape 41. Les ouvertures 50 sont conformées comme des sièges de soupape et une bille 52 est placée dans le corps 49 de façon à être apte à obturer l'une des deux conduites menant aux dispositifs régulateurs 32 tout en laissant en communication l'autre de ces conduites avec la conduite menant à la soupape 41. La sou- pape à bille fait ainsi office de vanne.
En fonctionnement, la bille est normalement maintenue dans une position centrale où elle ne ferme aucune des ouvertures 50, puisqu'un courant passe à travers le corps 49 de chacune des conduites 44a vers la conduite 44b.
Toutefois, si la pression dans l'une des conduites 44a tombe par suite d'une défaillance de la pompe, la bille est déplacée de façon à obturer l'ouverture correspondante 50, isolant ainsi la pompe associée de la commande hydraulique commune, tandis qu'elle laisse l'autre pompe en communication avec la commande.
La défaillance de la pression dans les conduites 44a peut se produire par suite de causes diverses. Par exemple, la soupape 46 peut se caler en position ouverte, ou bien le dispositif menant la pompe peut défaillir, ou bien une des conduites 44a peut être percée. Dans tous ces cas, la pompe défaillante est isolée de la
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commande hydraulique et l'autre pompe augmente automatiquement sa course afin de satisfaire autant que possible, la pleine demande en combustible du moteur. De cette façon, une fuite excessive de combustible sous pression en provenance du côté chargé par le res- sort du piston 32 et la chute de la pression du refoulement du com- bustible qui en résulte sont évitées.
En se rapportant maintenant à la fig. 3, on y voit illus- trée une forme pratique de la soupape d'isolement à bille.
La soupape d'isolement comprend un corps principal 60 comportant une chambre 61 destinée à recevoir la bille 62. La pa- roi de la chambre comprend un certain nombre de saillies centrales 63 espacées suivant la circonférence, sur lesquelles la bille repose et cette paroi comporte à une extrémité un siège de soupape 64 situé à l'extrémité de l'ouverture 65. Le corps comporte un rebord exté- rieur 66 entourant l'ouverture 65 et la soupape d'isolement est por- tée par un couvercle terminal 67 d'une des pompes 16, 17 par l'in- termédiaire du rebord 66 s'engageant dans un évidemment du couvercle 67 entourant l'orifice de refoulement 68 du cylindre du piston du dispositif régulateur 32 de la pompe.
Le corps 60 de la soupape d'isolement porte aussi une pla- que terminale 69 comportant une saillie 70 qui s'adapte à l'inté- rieur de l'extrémité de la chambre 61 et est percée d'un trou cen- tral 71 qui s'achève en un deuxième siège de soupape destiné à la bille 62. Un raccord 73 est prévu dans la face extérieure de la plaque terminale 69 pour la conduite 44a menant à l'autre pompe.
Le corps de soupape 60 est foré latéralement afin d'of- frir un conduit 74 s'ouvrant à son extrémité intérieure dans la chambre 61 par une ouverture située entre une paire de saillies 63 et comportant à son extrémité extérieure un raccord pour la conduite 44b.
Des joints convenables 75 sont prévus entre le corps 60 et le couvercle 67 et la plaque terminale 69.
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Bien que la réalisation préférée de l'invention décrite en relation avec les dessins comprenne une forme connue de dispo- sitif de commande hydraulique, à savoir une soupape soumise à l'ac- tion combinée d'un ressort et d'une capsule barométrique, on notera que d'autres dispositifs connus ou convenables peuvent être utilisés en coopération avec les dispositifs régulateurs des pompes. Par exemple, une forme connue de système à combustible pour moteur à turbine à gaz comprend deux ou plusieurs pompes selon l'illustration, ayant des dispositifs régulateurs 32 et un système de commande hy- draulique comprenant des conduites 44a et 44b, dont le courant de sortie est réglé par une soupape similaire de celle qui est montrée en 41.
La soupape 41 est toutefois chargée selon la chute de pres- sion existant entre les deux côtés de la vanne régulatrice placée sur la conduite menant le combustible au moteur. Un tel arrangement assure essentiellement le maintien d'une chute de pression constante entre les deux côtés de la vanne régulatrice. Dans un tel arrange- ment, l'aire de l'orifice d'étranglement de la vanne régulatrice peut être une fonction à la fois de l'altitude et de la position du levier de puissance choisie par le pilote.
Dans l'application de l'invention à un tel système un avantage considérable est obtenu grâce au maintien du dispositif régulateur restant sous contrôle du dispositif de commande hydrau- lique dans le cas de la défaillance de l'un des dispositifs régula- teurs.
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"IMPROVEMENTS MADE OR RELATING TO FUEL SYSTEMS
FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES. "
The present invention relates to internal combustion engines and, first, although not exclusively, to gas turbine engines, and more particularly to fuel systems for such engines.
A gas turbine engine normally comprises a compressor system, combustion equipment where fuel is burned in the air received from the compressor system, and a turbine system receiving the products of combustion from the equipment.
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combustion and leading the compressor system. The invention relates firstly to gas turbine engines, such as those used for propelling airplanes, in which the propulsive force is obtained by reaction or by causing the turbine system operates a propeller or by a combination of these arrangements.
In such engines it is especially desirable from the point of view of operational safety and, in some other cases, to facilitate planning, to provide a fuel system where the fuel pumps supplying fuel to the equipment of combustion are doubled.
In such arrangements, the fuel pumps are operated independently and each of them preferably supplies an amount of fuel capable of ensuring the engine is operated at full power in the event of failure of one of the pumps. .
More specifically, the present invention relates to fuel systems for internal combustion engines, systems of the species comprising a number of independently operated fuel pumps, the flow rate of which is changed by means of a pressure system. hydraulic controlling the stroke of the pumps, and has for one of its objects to avoid difficulties which can arise as a result of the failure of a pump in operation.
According to the present invention, there is presented a fuel system of the aforementioned kind where a number of pumps deliver to a common point of the fuel system, and where the hydraulic pressure system comprises a hydraulically actuated regulator device for each. pump,
a hydraulic control device common to the regulating devices and a device responding to the difference in hydraulic pressure occurring in the hydraulic pressure system upon failure of the pressure in a regulating device or in regulating devices in order to isolate this regulating device or these re-
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gulators with respect to the hydraulic control while maintaining the other regulating device or the other regulating devices in communication with the hydraulic control.
With such a fuel system, in the event of failure and isolation resulting from one or more pumps, the flow rate of the remaining or remaining pump or pumps is increased and the hydraulic control device. continues to control the pumps.
It may be appropriate that said device responding to the pressure is a valve located between a regulating device and the hydraulic control device and that it is subjected to the pressure prevailing in the hydraulic regulating device and in the hydraulic control, being normally held. opened in this way and being actuated by the pressure difference occurring when the pressure in the regulator device fails to close and isolate the regulator device from the hydraulic control.
According to a feature of the present invention, there is presented a fuel system of the aforementioned kind, comprising two pumps, each of which is capable of substantially covering the full demand of the engine and of which each delivers to a common point of the system. fuel, a hydraulic regulating device associated with each pump and intended to regulate its flow rate, a common hydraulic control device intended to control said regulating devices, and a normally inactive isolation device located between the regulating devices and their hydraulic control common,
which isolating device is actuated by the pressure difference occurring as a result of the failure of the pressure in a regulating device so as to isolate said regulating device from the common hydraulic control while maintaining communication between the other regulating device and the hydraulic control, whereby the pump associated with said other regulating device increases its flow.
In one construction, said regulating devices are in communication with a common point of the hydraulic control.
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that and said isolation device comprises a valve located at this point so as to respond to the pressure prevailing in the regulating devices and to isolate a regulating device when the pressure in said regulating device fails. Preferably, said valve comprises a pair of valve seats surrounding the orifices leading respectively to the regulating devices and a part capable of occupying a certain position between these orifices and, upon failure of the pressure in a regulating device. , to be moved to sit on the seat placed around the orifice leading to said regulating device.
Said part may be a ball which is normally located so as to be out of contact with the seats and which, upon failure of the pressure in a regulator device, is moved to sit on the seat associated with said regulator device. .
A preferred embodiment of the present invention will now be described by way of example, applied to a previously known fuel system for gas turbine jet propulsion engines for aircraft. The description refers to the accompanying drawings where: FIG. 1 is a schematic view of the fuel system and the engine as a whole, FIG. 2 is a schematic view on a larger scale of the part of the fuel system which relates to the invention, and FIG. 3 is a section through a practical embodiment of an isolation valve device.
Referring to fig. 1, the jet gas turbine engine 5 comprises a compressor 6, the combustion chambers 7, a turbine 8 and a nozzle 9. Fuel is supplied to the combustion chambers 7 from a tank 10 through the intermediate - diary of a filter 11, of a fuel supply control surrounded in the figure by a dotted line 12, a valve 13 and a main pipe 15. The fuel is supplied under pressure.
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sion by a pair of pumps 16, 17 which are part of the control as is explained in detail below. The two pumps are driven independently from the engine 5, or one may be driven by the gas turbine engine and the other by an electric motor for example.
As clearly shown in fig. 2, the pumps 16, 17 are of the swash plate type and each of them comprises a pump body 18, a number of plungers 19 inside the body, a spring 20 for each plunger, which spring. pushes it against the oscillating plate 21, a common inlet 22 towards the barrels of the plungers and a common discharge port 23. The swash plate 21 is angularly adjustable by a connection 24 in order to modify the effective stroke of the plungers and thereby the flow rate of the pump. Each pump is driven by a shaft 25.
Each pump 16, 17 receives the low pressure fuel from a tank 10 via the main line 26 and the secondary lines 27, and they both deliver the high pressure fuel to a main line 28 through the medium. from a regulator valve 29 and thence to line 15 and motor 5. The regulator valve allows desired control of the motor in the usual manner, being set for closing and opening by lever 30. A line 30A constitutes a drainage pipe leading the fuel coming from the leaks of the regulating valve 29 to the inlet pipe of the pump 27.
Line 30A also constitutes a drainage pipe for the liquid coming from the leaks of the tap 13.
From the common discharge ports 23 of each pump, a pipe 31 leaves which connects them to the main pipe 28, and each pipe 31 communicates with a hydraulic regulating device indicated at 32, via an opening 33. The regulator device comprises a piston 34 connected to connection 24, and a spring 35 biasing the piston 34 so that it has
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the swash plate 21 so that the pump gives its maximum flow. The two sides of the piston 34 communicate with the opening 33, one side (that which is subjected to the action of the spring), communicating through a reduced orifice 36 and the other communicating freely.
This arrangement causes the piston 34 to be displaced by the difference in the pressures on both sides of the piston, the displacement to the left causing an increase in the pump flow rate (and, consequently, in the discharge pressure of the pump. pump, assuming regulator valve 29 remains in the same position) while movement to the right results in a reduction in pump flow.
The pressure on the spring loaded side of each piston 34 is determined by the disc valve 41 which constitutes the hydraulic control device common to the two regulating devices. This valve 41 is pushed towards its closed position by a spring 42. The valve 41 is located at the end of the pipe 44B which communicates by the branches 44A with each regulating device 32. The pipes 31 carrying the delivery pressure. The fuel element communicates via a common pipe 37 with a cylinder 38 containing a piston 39 acting on the oscillating arm 40 carrying the closing part of the valve 41. The arm 40 finds its fulcrum on the sealing diaphragm 14 and its position is adjusted by the barometric capsule 43 which modifies the thrust of the spring 42 according to the changes in altitude of the aircraft.
The arrangement described above, which was known and used before, is such that when a predetermined pressure is reached in the cylinder, that is to say when the discharge pressure of the fuel reaches a certain value, the piston 39 lifts the arm 40 against the action of the spring in order to open the valve 41.
The output current through valve 41 correlates with the current through port 36 and if the output current through valve 41 tends to exceed the current through port 36, the pressure on the spring loaded side of the valve. piston 34 falls and the piston
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34 moves in order to decrease the stroke of the pump and, therefore, its discharge pressure. The reduction in the discharge pressure causes the piston 39 to reduce its thrust on the arm 40 so that the valve 41 tends to close under the action of the spring 42, thereby increasing the pressure in the lines 44 up to it. until a desired pump discharge pressure is reached and keep it at that value.
If the pressure in the discharge lines 31 drops, the sequence of operations is reversed, the valve 41 closing to increase the discharge pressure of the pump. Fuel flowing through valve 41 is returned to inlet line 27.
In addition, the spring loaded side of each piston
34 is provided with an inlet port 45 controlled by the disc valve 46 controlled by a diaphragm. The diaphragm is subjected to the centrifugal pressure generated in the chamber 18 of the pump and the arrangement is such that at a predetermined rotational speed of the pump, this pressure opens the valve 46 to allow fuel to escape from the device. regulator and reduce the stroke of the pump and its discharge pressure.
The valve disc 46 is carried by a swing arm and is biased towards the closed position by a spring 48 and, or is opened by a predetermined pressure exerted on the diaphragm 47, the valve may also be opened. opened by the fuel pressure prevailing in the outlet line 45 and acting on the disc when a predetermined fuel delivery pressure is reached and is transmitted to it through this outlet line.
The operation of the pump installation is well known and does not in itself constitute a feature of the invention.
Note that the pumps have separate regulating devices 32 which are controlled in their operation by a system.
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Common hydraulic system, consisting of line 44B and disc valve 41, by which the pumps are controlled independently, simultaneously and similarly.
Each pump 16, 17 is capable of such a flow rate that it can substantially cover the full power demand of the motor 5 if, for some reason, the other pump stops working.
This invention provides a device for isolating from the common hydraulic drive a pump which for some reason has failed. In its preferred form, this device comprises a valve body 49 having a pair of opposed openings 50 where the conduits 44A terminate leading to the regulating devices 32 and a third opening 51 disposed laterally with respect to the other two openings and where The pipe 44B leading to the valve 41 ends. The openings 50 are shaped as valve seats and a ball 52 is placed in the body 49 so as to be able to close one of the two pipes leading to the regulating devices 32 while leaving the other of these conduits in communication with the conduit leading to the valve 41. The ball valve thus acts as a valve.
In operation, the ball is normally held in a central position where it does not close any of the openings 50, since current passes through the body 49 of each of the conduits 44a to the conduit 44b.
However, if the pressure in one of the lines 44a drops due to a pump failure, the ball is moved so as to close the corresponding opening 50, thus isolating the associated pump from the common hydraulic control, while 'it leaves the other pump in communication with the control.
Failure of pressure in lines 44a can occur due to various causes. For example, the valve 46 may stall in the open position, or the device driving the pump may fail, or one of the lines 44a may be punctured. In all these cases, the faulty pump is isolated from the
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hydraulic control and the other pump automatically increases its stroke in order to meet as much as possible the full fuel demand of the engine. In this way, excessive leakage of pressurized fuel from the loaded side through the spring of piston 32 and the resulting drop in fuel discharge pressure is avoided.
Referring now to FIG. 3, a practical form of the isolation ball valve is shown therein.
The isolation valve comprises a main body 60 having a chamber 61 for receiving the ball 62. The wall of the chamber comprises a number of central projections 63 spaced apart by the circumference, on which the ball rests and this wall comprises at one end a valve seat 64 located at the end of the opening 65. The body has an outer rim 66 surrounding the opening 65 and the isolation valve is carried by an end cover 67 of. one of the pumps 16, 17 via the rim 66 engaging in a recess in the cover 67 surrounding the discharge port 68 of the cylinder of the piston of the regulating device 32 of the pump.
The body 60 of the isolation valve also carries an end plate 69 having a projection 70 which fits inside the end of the chamber 61 and is pierced with a central hole 71. which terminates in a second valve seat for the ball 62. A fitting 73 is provided in the outer face of the end plate 69 for the line 44a leading to the other pump.
The valve body 60 is drilled laterally to provide a conduit 74 opening at its inner end into the chamber 61 through an opening between a pair of protrusions 63 and having at its outer end a fitting for the conduit 44b. .
Suitable gaskets 75 are provided between body 60 and cover 67 and end plate 69.
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Although the preferred embodiment of the invention described in relation to the drawings comprises a known form of hydraulic control device, namely a valve subjected to the combined action of a spring and a barometric capsule, it will be appreciated that other known or suitable devices can be used in cooperation with the regulating devices of the pumps. For example, a known form of fuel system for a gas turbine engine comprises two or more pumps as illustrated, having regulating devices 32 and a hydraulic control system comprising lines 44a and 44b, the flow of which is provided for. outlet is regulated by a valve similar to that shown at 41.
The valve 41 is, however, loaded according to the pressure drop existing between the two sides of the regulating valve placed on the pipe leading the fuel to the engine. Such an arrangement essentially ensures that a constant pressure drop is maintained between the two sides of the regulator valve. In such an arrangement, the area of the throttle orifice of the regulator valve may be a function of both the altitude and the position of the power lever selected by the pilot.
In the application of the invention to such a system, a considerable advantage is obtained by keeping the regulator device remaining under control of the hydraulic control device in the event of failure of one of the regulator devices.