CN108035810B - 一种空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置。该装置主要用于调节并限制空气涡轮起动机涡轮级前压力。本装置主要由进气壳体、活门柱塞、活门壳体、弹簧和电磁阀组成。其中，电磁阀负责功能的开启，进气流道与进气装置相通，活门壳体上开设放气口，活门壳体内部有弹簧和活门柱塞。利用涡轮级前压力对活门柱塞的作用力与弹簧弹力之间的差值，改变活门柱塞的相对位置，达到自动控制涡轮级前压力的变化。本装置结构简单，可靠性高，具有较大的实际应用价值。

Description

一种空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置

技术领域

本发明属于航空辅助动力系统设计技术，涉及一种空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置。

背景技术

空气涡轮起动机为航空辅助动力系统中的一部分。其工作原理为通过引入高压气流冲击涡轮，带动涡轮转动，从而输出轴功率，以便带动发动机起动。该过程中，被引入起动机的气流来流压力过高并伴随压力波动，将增加涡轮工作载荷，减少空气涡轮起动机使用寿命，甚至损坏涡轮。为保障空气涡轮起动机工作的可靠性和延长起动机的使用寿命，必须限制被引入气流的最高压力，同时稳定涡轮级前压力。

现有技术中通常采取的措施是在空气涡轮起动机前安装专用调压阀，因此具有结构复杂、体积重量较大的缺陷，难以满足机载要求。

发明内容

本发明的目的：提供一种结构紧凑、可靠性高的空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置。

本发明的技术方案：一种空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置，包括：进气壳体，活塞通道，涡轮级，活塞，弹簧A，活门壳体A，活门柱塞，弹簧B，活门壳体B，活门，弹簧C，电磁阀，气路a、b、c、d、e。其中，电磁阀与包含活门、弹簧C的活门壳体B相连，负责通电开启前压力调节装置，进气壳体和活塞通道之间形成进气流道，涡轮级安装于进气流道末端，活塞通道内装有活塞，活塞后固定弹簧A，活门壳体A通过气路d、气路e接通至进气流道，活门壳体A上开有放气口N，活门壳体A内部有活门柱塞和弹簧B，活门柱塞和弹簧B通过涡轮级前压力变化进行轴向运动，进而达到控制涡轮级前压力变化，活门壳体B分别通过气路a、气路b、气路c与进气流道、活塞内腔、活门壳体A相通，放气口M设置在气路c上。

本发明的有益效果：本发明空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置，避免了专用空气涡轮起动机前压力调节装置的使用，将空气涡轮起动机前压力调节装置集成到空气涡轮起动机中，不仅有利于减少系统重量，紧凑系统结构，而且直接限制涡轮级前压力，可靠性更高。

另外，本发明利用涡轮级前压力对活门柱塞的作用力与弹簧B弹力之间的差值，改变活门柱塞的相对位置，自动控制涡轮级前压力的变化，无需外界提供控制信号或能源，可实现在需要调节时自动调节。

本发明结构简单、重量轻，也可用于其它调节气流压力的相似结构，具有较大的实际应用价值。

附图说明

图1是本发明空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置的结构示意图；

其中，1-进气壳体；2-活塞通道；3-涡轮级；4-活塞；5-弹簧A；6-活门壳体A；7-活门柱塞；8-弹簧B；9-活门壳体B；10-活门；11-弹簧C；12-电磁阀；气路a、b、c、d、e。

具体实施方式

下面结合附图通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参阅图1，图1是本发明空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置的结构示意图。本发明空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置包括进气壳体1、活塞通道2、涡轮级3、活塞4、弹簧A5、活门壳体A6、活门柱塞7、弹簧B8、活门壳体B9、活门10、弹簧C11、电磁阀12、气路a、b、c、d、e。其中，电磁阀12与包含活门10、弹簧C11的活门壳体B9相连，负责通电开启前压力调节装置，进气壳体1和活塞通道2之间形成进气流道，涡轮级3安装于进气流道末端，活塞通道内装有活塞4，活塞4后固定弹簧A5，活门壳体A6通过气路d、气路e接通至进气流道，活门壳体A6上开有放气口N，活门壳体A6内部有活门柱塞7和弹簧B8，活门柱塞7和弹簧B8通过涡轮级前压力变化进行轴向运动，活门壳体B9分别通过气路a、气路b、气路c与进气流道、活塞4内腔、活门壳体A6相通，放气口M设置在气路c上。

本发明中当电磁阀12尚未接通时，活门10在弹簧C11作用下处于图1所示位置，气路a与气路b接通，活塞4内腔压力等于来流进气压力，此时活塞4前后压差为零，在弹簧A5弹力作用下封闭进口，进气流道未形成，前压力调节装置未工作；当电磁阀12接通时，活门10受电磁阀12顶杆推动切断气路a与气路b的通路，同时接通气路b和气路c，活塞4内腔压力下降到接近M处大气压，活塞4前后产生压差，克服弹簧A5弹力作用向右移动，进气流道形成，前压力调节装置开始工作；

当涡轮级3前压力超过某一阈值后，少量空气通过气路d的N孔泄压，但该处压力仍因偏大顶动活门柱塞7，克服弹簧B8弹力作用使活门柱塞7向左移动，气路b、气路c、气路e相通，进气流道内的空气经过气路b、气路c、气路e形成的通路进入活塞4内腔，因活塞4内腔压力升高，将使活塞4左移，进气流道环形面积减少，通气量减小，涡轮级3前压力降低，直到压力达到规定值；当涡轮级3前压力低于某一阈值后，调节过程相反，最终达到调节及限制压力的目的；

通过调整弹簧B8预压缩量可以适当改变活门柱塞7的打开压力，进而限制涡轮级3前压力值，达到设定限压值的作用。

该结构可适用于多种型号空气涡轮起动机的压力调节，具有一定的通用性和较好的实用价值。

Claims (1)

1.一种空气涡轮起动机涡轮级前压力调节装置，其特征为：所述前压力调节装置包括进气壳体(1)，活塞通道(2)，涡轮级(3)，活塞(4)，弹簧A(5)，活门壳体A(6)，活门柱塞(7)，弹簧B(8)，活门壳体B(9)，活门(10)，弹簧C(11)，电磁阀(12)，气路a、b、c、d、e；其中，电磁阀(12)与包含活门(10)、弹簧C(11)的活门壳体B(9)相连，负责通电开启前压力调节装置，进气壳体(1)和活塞通道(2)之间形成进气流道，涡轮级(3)安装于进气流道末端，活塞通道内装有活塞(4)，活塞(4)后固定弹簧A(5)，活门壳体A(6)通过气路d、气路e接通至进气流道，活门壳体A(6)上开有放气口N，活门壳体A(6)内部有活门柱塞(7)和弹簧B(8)，活门柱塞(7)和弹簧B(8)通过涡轮级前压力变化进行轴向运动，活门壳体B(9)分别通过气路a、气路b、气路c与进气流道、活塞(4)内腔、活门壳体A(6)相通，放气口M设置在气路c上；

所述前压力调节装置的工作过程如下：当电磁阀(12)尚未接通时，气路a与气路b接通，活塞(4)内腔压力等于来流进气压力，此时活塞(4)前后压差为零，在弹簧A(5)弹力作用下封闭进口，进气流道未形成，前压力调节装置未工作；当电磁阀(12)接通时，活门(10)受电磁阀(12)顶杆推动切断气路a与气路b的通路，同时接通气路b和气路c，活塞(4)内腔压力下降到接近M处大气压，活塞(4)前后产生压差，克服弹簧A(5)弹力作用向右移动，进气流道形成，前压力调节装置开始工作；

当涡轮级(3)前压力超过某一阈值后，少量空气通过气路d的N孔泄压，但该处压力仍因偏大顶动活门柱塞(7)，克服弹簧B(8)弹力作用使活门柱塞(7)向左移动，气路b、气路c、气路e相通，进气流道内的空气经过气路b、气路c、气路e形成的通路进入活塞(4)内腔，因活塞(4)内腔压力升高，将使活塞(4)左移，进气流道环形面积减少，通气量减小，涡轮级(3)前压力降低，直到压力达到规定值；当涡轮级(3)前压力低于某一阈值后，调节过程相反，最终达到调节及限制压力的目的；

通过调整弹簧B(8)预压缩量可以适当改变活门柱塞(7)的打开压力，进而限制涡轮级(3)前压力值，达到设定限压值的作用。