CN113494364B - 一种用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块 - Google Patents

一种用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块 Download PDF

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Abstract

本发明适用于燃料控制技术领域，提供了一种用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，包括模块本体，模块本体包括外壳；外壳的内部安装有控制箱，控制箱的内部竖直设置有齿杆，齿杆的底部安装有滑动件，滑动件的内部安装有管路一，控制箱的侧壁上连通有管路二；外壳内部的顶壁上嵌入有传动箱；当伺服电机转动时，伺服电机通过锥齿轮一和锥齿轮二，带动齿轮啮合齿杆，以使滑动件与控制箱的底壁相接触，此时管路一和管路二相连通，工作人员可通过加压泵将燃料送至到管路二中，然后燃料通过管路一进入到喷射器，本装置可以在不使用三通阀的情况下，实现燃料的喷射与切断，并且还能够避免进入喷射器的压力不足。

Description

一种用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块
技术领域
本发明属于燃料控制技术领域，尤其涉及一种用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块。
背景技术
涡轮发动机是一种利用旋转的机件自穿过它的流体中汲取动能的发动机形式，是内燃机的一种。常用作飞机与大型的船舶或车辆的发动机；目前的涡轮发动机大多数是借助三通阀将燃料喷射器连接到低压燃料箱来实现燃料喷射与切断。
虽然通过三通阀的设置能够满足燃料喷射与切断，但是三通阀在使用时，会在连通供应通道的切换瞬间，造成压力不足，导致使用效率差；另一方面，由于控制模块内具有多个电子器件，而电子器件在工作时，会产生大量的热，若不及时对控制模块进行散热，影响电子器件使用寿命。
发明内容
本发明提供一种用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，旨在解决虽然通过三通阀的设置能够满足燃料喷射与切断，但是三通阀在使用时，会在连通供应通道的切换瞬间，造成压力不足，导致使用效率差；另一方面，由于控制模块内具有多个电子器件，而电子器件在工作时，会产生大量的热，若不及时对控制模块进行散热，影响电子器件使用寿命的问题。
本发明是这样实现的，一种用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，包括模块本体，所述模块本体包括外壳；所述外壳的内部安装有控制箱，所述控制箱的内部竖直设置有齿杆，所述齿杆的底部安装有滑动件，所述滑动件的外壁与所述控制箱的内壁相贴合；所述滑动件的内部安装有管路一，所述管路一的底部贯穿所述控制箱和所述外壳并向下延伸，所述控制箱的侧壁上连通有管路二；所述外壳内部的顶壁上嵌入有传动箱，所述传动箱和所述齿杆传动连接。
优选的，所述传动箱的内部安装有伺服电机；所述伺服电机的输出轴上安装有扇叶；所述传动箱的顶部具有进气孔，所述传动箱的底部具有出气孔。
优选的，所述伺服电机的输出轴安装有转轴一，所述转轴一的底部安装有锥齿轮一；所述传动箱的下方设置有转轴二，所述转轴二的一端安装有锥齿轮二；所述锥齿轮二和所述锥齿轮一相互垂直，且啮合连接；所述转轴二的另一端安装有齿轮，所述齿轮和所述齿杆啮合连接。
优选的，所述齿杆顶端的侧壁上安装有滑块；所述外壳的内部还设置有杆体，所述杆体的一端和所述外壳固定连接，所述杆体的另一端贯穿所述滑块，并与所述外壳固定连接。
优选的，所述传动箱的一侧设置有支撑杆；所述支撑杆的一端和所述外壳固定连接，所述支撑杆的另一端设置有轴承；所述轴承的外圈和所述支撑杆固定连接，所述轴承的内圈和所述转轴二固定连接。
优选的，所述传动箱的顶部设置有过滤层，所述过滤层和所述传动箱可拆卸连接；所述过滤层的内部具有吸湿剂。
优选的，所述过滤层两端的底部均具有插键；所述传动箱的顶部具有与所述插键相对应的插槽，所述插键和所述插槽相适配。
优选的，所述外壳的底部具有通孔；所述通孔内设置有防尘板，所述防尘板和所述外壳相连接。
优选的，所述伺服电机的两侧均设置有加强件；每一个所述加强件的一端均与所述伺服电机固定连接，每一个所述加强件的另一端均与所述传动箱固定连接。
优选的，所述防尘板和所述外壳通过螺栓相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置传动箱，当使用者开启伺服电机时，伺服电机的输出轴带动扇叶转动，使外壳内的气体自上而下快速运动，从而带走电子器件上的热量，并从通孔排出，以降低电子器件的温度，延长电子器件的使用寿命；而通过过滤层和防尘板可对进入外壳内的气体进行过滤，防止外界灰尘进入到外壳中；
通过设置滑动件，当伺服电机转动时，伺服电机的输出轴带动转轴一转动，此时锥齿轮一啮合锥齿轮二，进一步的带动转轴二转动，以使齿轮啮合齿杆，从而带动滑动件在控制箱的内部滑动，直至与控制箱的底壁相接触，此时管路一和管路二相连通，工作人员可通过加压泵将燃料送至到管路二中，然后燃料通过管路一进入到喷射器，本装置可以在不使用三通阀的情况下，实现燃料的喷射与切断，并且还能够避免进入喷射器的压力不足。
附图说明
图1为本发明管路一未与管路二相连通的结构示意图；
图2为本发明管路一与管路二相连通的结构示意图；
图3为图1外壳上的A处结构放大图；
图4为图1传动箱上的B处结构放大图；
图5为控制模块与外部装置连接时的结构示意图；
图中：1、模块本体；11、外壳；111、防尘板；12、控制箱；13、齿杆；131、滑块；132、杆体；14、滑动件；15、管路一；16、管路二；17、传动箱； 171、进气孔；172、出气孔；173、支撑杆；174、轴承；175、过滤层；176、插键；177、插槽；18、伺服电机；181、转轴一；182、锥齿轮一；183、转轴二；184、锥齿轮二；185、齿轮；186、加强件；19、扇叶；2、过滤器；3、加压泵；4、喷管；5、喷射器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3，一种用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，包括模块本体1，模块本体1包括外壳11；外壳11的内部安装有控制箱12，控制箱12的内部竖直设置有齿杆13，齿杆13的底部安装有滑动件14，滑动件 14的外壁与控制箱12的内壁相贴合；滑动件14的内部安装有管路一15，管路一15的底部贯穿控制箱12和外壳11并向下延伸，控制箱12的侧壁上连通有管路二16；外壳11内部的顶壁上嵌入有传动箱17，传动箱17和齿杆13传动连接。
传动箱17的内部安装有伺服电机18；伺服电机18的输出轴上安装有扇叶 19；传动箱17的顶部具有进气孔171，传动箱17的底部具有出气孔172。伺服电机18的输出轴安装有转轴一181，转轴一181的底部安装有锥齿轮一182；传动箱17的下方设置有转轴二183，转轴二183的一端安装有锥齿轮二184；锥齿轮二184和锥齿轮一182相互垂直，且啮合连接；转轴二183的另一端安装有齿轮185，齿轮185和齿杆13啮合连接。齿杆13顶端的侧壁上安装有滑块131；外壳11的内部还设置有杆体132，杆体132的一端和外壳11固定连接，杆体132的另一端贯穿滑块131，并与外壳11固定连接。
在本实施方式中，通过设置伺服电机18，当伺服电机18工作时，伺服电机18的输出轴不仅能带动扇叶19转动，还能带动转轴一181转动，从而不仅能对外壳11内的电子器件进行散热，还能带动滑动件14在控制箱12内滑动，以控制管路一15与管路二16是否连通。通过设置滑动件14的外壁与控制箱 12的内壁相贴合，使滑动件14沿着控制箱12进行移动，避免滑动件14在竖直方向上移动时，发生水平方向上的偏移。
通过设置进气孔171，使外部气体通过进气孔171进入到传动箱17内部，然后通过出气孔172进入到外壳11内部，以使外壳11内的气体自上而下运动，从而带走电子器件上的热量。通过设置滑块131和杆体132，当齿杆13在竖直方向上移动时，滑块131沿着杆体132同步移动，从而为滑块131在竖直方向上的移动提供导向，避免滑块131在竖直方向上移动时，发生水平方向上的偏移。
请参阅图1、图4和图5，传动箱17的一侧设置有支撑杆173；支撑杆173 的一端和外壳11固定连接，支撑杆173的另一端设置有轴承174；轴承174的外圈和支撑杆173固定连接，轴承174的内圈和转轴二183固定连接。传动箱 17的顶部设置有过滤层175，过滤层175和传动箱17可拆卸连接；过滤层175 的内部具有吸湿剂。过滤层175两端的底部均具有插键176；传动箱17的顶部具有与插键176相对应的插槽177，插键176和插槽177相适配。外壳11的底部具有通孔；通孔内设置有防尘板111，防尘板111和外壳11相连接。
伺服电机18的两侧均设置有加强件186；每一个加强件186的一端均与伺服电机18固定连接，每一个加强件186的另一端均与传动箱17固定连接。防尘板111和外壳11通过螺栓相连接。
在本实施方式中，通过设置轴承174，该轴承174不仅能支撑转轴二183 在外壳11内转动，还能减小转动产生的摩擦。通过设置过滤层175和防尘板 111，其中过滤层175和防尘板111上均具有筛孔，使过滤层175和防尘板111 通过筛孔对进入外壳11内的气体进行过滤，防止灰尘随着气体进入到外壳11 中；而通过插键176和插槽177便于工作人员对过滤层175进行更换，达到节约成本的目的。
请参阅图5，该图5示出了燃料系统结构图，其中加压泵3位于过滤器2 的上方，并与过滤器2相连通，而喷管4位于加压泵3的一侧，并与加压泵3 相连通，喷管4的下方设置有多个喷射器5，每一个喷射器5均通过模块本体1 与喷管4相连通；每一个喷射器5均对应发动机的气缸，使燃烧可以以传统的方式在各个气缸中被压燃。尽管图中所示出了3个喷射器5，但是本发明可以应用到具有任何数量气缸的发动机上。
该燃料系统还包括燃料箱(图中未示出)，燃料箱用于容纳燃料的低压容器，该燃料箱与过滤器2相连通，燃料箱通过泵供应管路向加压泵3供应低压燃料，在供应的过程中可通过过滤器2对燃料进行过滤，避免燃料中的杂质损坏加压泵3中的叶片。加压泵3对燃料进行加压送至到喷管4中。各个喷射器 5通过在每个喷射器5的高压入口处相连接的模块本体1与喷管4选择性连通，以根据需要执行和切断喷射。
综上所述，通过为伺服电机18通电，使模块本体1处于图2所示的打开位置。具体地，开启伺服电机18，伺服电机18的输出轴带动转轴一181正转，此时锥齿轮一182啮合锥齿轮二184，进一步的带动转轴二183转动，以使齿轮185啮合齿杆13，从而带动滑动件14在控制箱12的内部向下滑动，直至与控制箱12的底壁相接触，此时管路一15和管路二16相连通，工作人员可通过加压泵3将燃料送至到管路二16中，然后燃料通过管路一15进入到喷射器5，使其通过喷射器5向发动机的燃烧室中喷射燃料。
若需要停止燃料喷射时，再次为伺服电机18通电，使模块本体1处于图1 所示的关闭位置。具体地，开启伺服电机18，伺服电机18的输出轴带动转轴一181反转，此时锥齿轮一182啮合锥齿轮二184，进一步的带动转轴二183 转动，以使齿轮185啮合齿杆13，从而带动滑动件14在控制箱12的内部向上滑动，此时管路一15和管路二16不再对准连通，从而切断喷射器5与供应管路之间的燃料连通，喷射器5停止喷射。
当伺服电机18输出轴带动扇叶19正转时，外壳11内的气体自上而下快速运动，从而带走电子器件上的热量，并从通孔排出，以降低电子器件的温度，延长电子器件的使用寿命；若伺服电机18的输出轴带动扇叶19反转时，外壳 11内的气体自下而上运动，带走电子器件上的热量，并从进气孔171排出到外部，本装置不管伺服电机18输出轴的正转，还是反转，都可以降低电子器件的温度，能够满足在控制燃料喷射的同时，对电子器件进行散热。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，包括模块本体(1)，其特征在于：所述模块本体(1)包括外壳(11)；
所述外壳(11)的内部安装有控制箱(12)，所述控制箱(12)的内部竖直设置有齿杆(13)，所述齿杆(13)的底部安装有滑动件(14)，所述滑动件(14)的外壁与所述控制箱(12)的内壁相贴合；
所述滑动件(14)的内部安装有管路一(15)，所述管路一(15)的底部贯穿所述控制箱(12)和所述外壳(11)并向下延伸，所述控制箱(12)的侧壁上连通有管路二(16)；
所述外壳(11)内部的顶壁上嵌入有传动箱(17)，所述传动箱(17)和所述齿杆(13)传动连接；
所述传动箱(17)的内部安装有伺服电机(18)；所述伺服电机(18)的输出轴上安装有扇叶(19)；所述传动箱(17)的顶部具有进气孔(171)，所述传动箱(17)的底部具有出气孔(172)；所述伺服电机(18)的输出轴安装有转轴一(181)，所述转轴一(181)的底部安装有锥齿轮一(182)；所述传动箱(17)的下方设置有转轴二(183)，所述转轴二(183)的一端安装有锥齿轮二(184)；所述锥齿轮二(184)和所述锥齿轮一(182)相互垂直，且啮合连接；所述转轴二(183)的另一端安装有齿轮(185)，所述齿轮(185)和所述齿杆(13)啮合连接；
所述齿杆(13)顶端的侧壁上安装有滑块(131)；所述外壳(11)的内部还设置有杆体(132)，所述杆体(132)的一端和所述外壳(11)固定连接，所述杆体(132)的另一端贯穿所述滑块(131)，并与所述外壳(11)固定连接。
2.如权利要求1所述的用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，其特征在于：所述传动箱(17)的一侧设置有支撑杆(173)；
所述支撑杆(173)的一端和所述外壳(11)固定连接，所述支撑杆(173)的另一端设置有轴承(174)；
所述轴承(174)的外圈和所述支撑杆(173)固定连接，所述轴承(174)的内圈和所述转轴二(183)固定连接。
3.如权利要求1所述的用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，其特征在于：所述传动箱(17)的顶部设置有过滤层(175)，所述过滤层(175)和所述传动箱(17)可拆卸连接；
所述过滤层(175)的内部具有吸湿剂。
4.如权利要求3所述的用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，其特征在于：所述过滤层(175)两端的底部均具有插键(176)；
所述传动箱(17)的顶部具有与所述插键(176)相对应的插槽(177)，所述插键(176)和所述插槽(177)相适配。
5.如权利要求1所述的用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，其特征在于：所述外壳(11)的底部具有通孔；
所述通孔内设置有防尘板(111)，所述防尘板(111)和所述外壳(11)相连接。
6.如权利要求1所述的用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，其特征在于：所述伺服电机(18)的两侧均设置有加强件(186)；
每一个所述加强件(186)的一端均与所述伺服电机(18)固定连接，每一个所述加强件(186)的另一端均与所述传动箱(17)固定连接。
7.如权利要求5所述的用于涡轮发动机气体燃料供应系统的闭环控制模块，其特征在于：所述防尘板(111)和所述外壳(11)通过螺栓相连接。
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