DE1601604C - Brennstoffanlage fur ein Gas turbinentnebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Gelenkgestänge mit zwei Eingangsgliedern und einem Ausgangsglied, bei dem das eine Eingangsglied in eine Stellung bringbar ist, in deren Verstellung des anderen Eingangsglieds ohne Einfluß auf das Ausgangsglied bleibt, durch das ein Ventil in der Kraftstoffanlage einer Gasturbine, und zwar vorzugsweise ein Umschaltventil von Haupt- auf Hilfszufuhr, betätigbar ist.

Bei einem durch ein derartiges Gelenkgestänge betätigbaren Umschaltventil weist ein drehbarer Ventilkörper ein Paar winklig zueinander versetzte Kanäle auf. Ein Kanal dient der Hauptzufuhr und der andere Kanal der Hilfszufuhr des Kraftstoffs. Die Hilfszufuhr wird durch die Winkelstellung des drehbaren Ventilkörpers im Ventilgehäuse eingestellt. An ein derartiges Umschaltventil von Haupt- auf Hilfszufuhr in einer Kraftstoffanlage wird die Forderung gestellt, daß bei eingeschalteter Hauptzufuhr über das Gelenkgestänge auch dann keine Verstellung des Ventilkörpers erfolgt, wenn das eine Eingangsglied des Gelenkgestänges verstellt wird, das direkt mit einem von Hand zu verstellenden Verstellorgan der Kraftstoffanlage für die Hauptzufuhr gekoppelt ist. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, daß über die Handverstcllung sowohl die Haupt- als auch die Hilfszufuhr für den Brennstoff verändert wird.

Ocr I-.rfinduiii; I ie;:ι die Aufgabe zugRuide. ein Gelenkgestänge der eingangs genannten Art in konstruktiv einfacher Form zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei auf einer gemeinsamen gehäusefesten Achse im Kniepunkt drehbare Kniehebel mit je einem Schenkel an zwei freie, miteinander gelenkig verbundene Schenkel angelenkt sind, wobei diese Schenkel gleich lang sind, und daß an der Gelenkstelle der freien Schenkel ein Verbindungsglied angeschlossen ist, dessen freies Ende gelenkig mit einer in Längsrichtung verschiebbaren Stange einer Verstelleinrichtung und mit einem zweiten Verbindungsglied verbunden ist, das wiederum gelenkig an einem auf der Achse der Kniehebel drehbar gelagerten Hebel befestigt ist. Bei dem erfindungsgemäßen im Aufbau einfachen Gelenkgestänge ruft eine Bewegung des mit der Steuerung der Hauptkraftslofizufuhr verbundenen Kniehebels nur dann eine Verstellung des zweiten Kniehebels hervor, wenn die Stange von ihrer Verstelleinrichtung verschoben worden ist.

Damit der mit dem zweiten Verbindungsglied gelenkig verbundene und auf der Achse der Kniehebel drehbar gelagerte Hebel eine vorgegebene Stellung einnimmt, sobald die an der Verslcllricluung angeschlossene Stange verschoben worden ist. wird nach einer Ausgestaltung der Erfindung der Hebel durch eine Feder gegen einen gehäuscfcslcn Anschlag gezogen. An diesem Hebel kann außerdem ein Anschlag für das zweite Verbindungsglied vorgesehen sein.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen einige der möglichen Stellungen des Gelenkgestänges.

Das in der Zeichnung dargestellte Gelenkgcstänge kann so eingestellt werden, daß eine Verschwenkung des Kniehebels 10, 13 keine Verschwenkung des Kniehebels 11, 16 hervorruft, sofern die Kraftstoff-Hauptzufuhr in Betrieb ist. Ferner ist es aber mit dem erfindungsgemäßen Gelenkgestänge im Fall, daß das Hilfs-Kraftstoffventil der Turbine eingeschaltet werden soll, möglich, den Kniehebel 11, 16 durch Verschwenkung des Kniehebels 10, 13 um ein bestimmtes Maß zu verschwenken, wie im einzelnen noch beschrieben werden wird.

Das erfindungsgemäße Gelenkgeslänge ist über eine Stange 12 mit der die Verstellung hervorrufenden Einrichtung verbunden. Diese Stange 12 kann, wie in der Zeichnung dargestellt ist, in ihrer Längsrichtung verschoben werden. Die zur Verstellung des Gelenkgestänges dienende Einrichtung ist Teil der erwähnten Kraftstoffanlage. Diese Einrichtung kann z. B. eine Zylinder-Kolben-Anordnung sein. Im Normalfall, wenn also die Kraftstoffhauptzufuhr in Betrieb ist, wird die Stange 12 durch geeignete Drücke in der Zylinder-Kolben-Anordnung festgehalten, wie es in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist. Wenn nun die Drücke geändert werden, wird das Gelenkgestänge über die Stange 12 verstellt.

Das Gelenkgestänge selbst besteht aus einem ersten Kniehebel 10, 13, der in seinem Kniepunkt auf einer Achse drehbar gelagert ist und bei dem am freien Ende seines Schenkels 13 ein freier Schenkel 14 gelenkig befestigt ist. Das gegenüberliegende Ende dieses freien Schenkels 14 ist mit einem weiteren freien Schenkel 15 verbunden, der an seinem gegenüberliegenden freien Ende des Schenkels 16 eines zweiten Kniehebels ίΐ, 16 verbunden isi. Dieser /weite Knie-

sonderen Gestänge verbunden, das einen als erstes Eingangsglied dienenden Hauptstellhebel 27 hat, der mit dem Handhebel 17 der Steuereinrichtung 16 gekuppelt ist und ferner einen als zweites Eingangsglied dienenden Hebel 28, mit dem es voreingestellt werden kann. Das Gestänge wirkt so, daß in der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Hebels 28 eine Verschwenkung des Hauptstellhebels 27 keine Verschwenkung des Hebels 25 verursacht, während in jeder anderen Stellung des Hebels 28 eine Ver-Schwenkung des Hebels 27 eine Verschwenkung des Hebels 25 verursacht, deren Ausmaß von der Stellung des Hebels 28 abhängt. Der Hebel 28 ist mit einem Kolben 30 verbunden, der sich über eine Feder 32 an einem im gemeinsamen Zylinder 29 angeordneten Kolben 31 abstützt. Der Kolben 31 ist mit Durchbrüchen versehen. Von der Brennstoffpumpe 10 wird über die Hauptleitung 14 Brennstoff hohen Drucks der Kolben 30 beaufschlagt. Die ent-« gegengesetzte Seite des Kolbens 31 wird über eine Drossel 33 mit dem gleichen Druck beaufschlagt. Von dieser Kolbenseite führt eine Abzweigung zu einem von einem Elektromagneten 34 α betätigten Durchflußventil 34 und zu einer Leitung 35, die durch ein Abflußventil 36 abgeschlossen ist. Dieses ist am einen Ende des Hebels 37 befestigt, der auf einer Kolbenstange des Kolbens 31 abgestützt ist. Am anderen Ende des Hebels 37 wirken Bälge 38,

39 ein. Der Balg 38 wird vom Luftdruck in dem Ansaugstutzen des Triebwerks beaufschlagt, während der Balg 39 evakuiert ist.

Selbstverständlich kann ein Balg mit anderen Betriebskenngrößen, z.B. der Drehzahl oder Verdichterenddruck, beaufschlagt werden. Das Gehäuse, in dem das Abflußventil 36, der Hebel 37 und die Bälge 38, 39 angeordnet sind, ist über eine Leitung

40 mit dem Pumpeneingang verbunden.

Eine Verstellung des Hebels 28 durch den Kolben 30 aus der dargestellten Lage heraus bewirkt über das Gestänge eine Umschaltung von der Hauptzufuhr auf die Hilfszufuhr mittels des Umschaltventils, sofern durch Betätigung des Elektromagneten 34 a der Hebel 28 mittels der Kolben 30, 31 aus der gezeichneten Stellung fortbewegt wird, der das Ventil 34 öffnet, so daß Brennstoff aus der Leitung 14 durch die Ventile 34, 36 entströmen können. Das Ventil 36 wird in Abhängigkeit vom Druck im Balg 28 verstellt. Dieser Druck bestimmt über den Hebel 37 auch die Stellung des Kolbens 31 und damit die Vorspannung der Feder 32. Da der Kolben 30 mit dem Hebel 28 des Gestänges verbunden ist, ruft seine Bewegung eine Verstellung des Umschaltventils 15 hervor.

Wenn im Notfall die Hilfseinrichtung in Betrieb gesetzt werden muß, soll sich der Handhebel 17 vorzugsweise in der in der Zeichnung dargestellten Stellung der Maschine befinden.

Ferner soll der Elektromagnet 34 a des Ventils 34 nur in dieser Stellung zu betätigen sein. Durch diese Anordnung wird die Gefahr einer zu starken Beschleunigung der Maschine verhindert. Wenn die Hilfseinrichtung eingeschaltet wird, steht die Beschleunigung unter der unmittelbaren Kontrolle der Bedienungsperson, und zwar über den Handhebel 17. Zur Begrenzung der Beschleunigung kann der Kolben 30 mit einer Dämpfungseinrichtung versehen sein.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Brennstoffanlase iind die in den Bauteilen der Brennstoff anlage nach F i g. 1 entsprechenden Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das Umschaltventil 15 ist bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar mit der Welle 26 des Gelenkgsetänges verbunden. Der als erstes Eingangsglied dienende Abstellhebel 27 ist für eine gleichzeitige Bewegung mit dem Handhebel 17 der Steuereinrichtung 16 verbunden. Der als zweites Eingangsglied dienende Hebel 28 ist mit einem Stellkolben 42 über eine Zahnstange 43 und ein Ritzel 44 gekuppelt. Eine Welle 45 des Ritzels 44 trägt eine Nocke 46, die über einen Stößel 47 gegen eine Feder 48 drückt, die sich an einem Hebel 49 abstützt, der mit einem Ende 52 an einem Gehäuse 50 verschwenkbar gelagert ist. Der Hebel 49 trägt an der der Feder 48 gegenüberliegenden Stelle ein Ventil 51. Das freie Ende des Hebels 49 liegt an einem zwischen zwei Bälgen 54, 55 befestigten Widerlager 53. Der eine Balg 54 ist evakuiert, während der andere Balg 55 über eine Leitung 56 mit dem Kompressor der Turbine verbunden ist. Die Feder 48 kann mittels einer weiteren an dem Hebel 49 angreifenden Feder 57 vorgespannt werden. Das Ventil 51 steuert den Brennstoffausfluß aus einer Leitung 58, die an einem Zylinder im Gehäuse 50 angeschlossen ist. Die pro Zeiteinheit aus der Leitung 58 austretende Brennstoffmenge ist von dem Kompressordruck und der Stellung der Nocke 46 abhängig.

Der Stellkolben 42 wird mit dem am Ausgang der Brennstoffpumpe 10 anstehenden Druck über eine Leitung 60 beaufschlagt, und zwar die eine Kolbenseite unmittelbar und die andere Kolbenseite über eine Drossel 61. Von der über die Drossel 61 mit Druck beaufschlagten Stellkolbenseite führt eine Leitung 62 über ein absperrbares Durchflußventil 63 zu einem Zylinder 59. Durch den Druck in der Leitung 62 wird das Durchflußventil 63 geöffnet, wenn die HilfsSteuereinrichtung eingeschaltet worden ist. Durch die Bewegung des Stellkolbens 42 infolge einer Änderung des Kompressordruckes wird die Brennstoffzufuhr durch das als Drossel arbeitende Umschaltventil 15 zu der Turbine verändert. Eine derartige Brennstoffsteuerung kann dagegen auch durch eine Verstellung des Hebels 27 durch die Bedienungsperson vorgenommen werden.

Zur Betätigung des Durchflußventils 63 im Zylinder 59 ist eine elektrisch zu betätigende Ventilanordnung vorgesehen, die ein im Zylinder 59 axial verschiebbares Ventilstellglied 64 aufweist, das im mittleren Bereich einen größeren Querschnitt als an seinen Enden hat. Der mittlere Bereich ist in einem entsprechend größeren koaxialen Zylinder 65 angeordnet. Ein weiterer koaxialer Zylinder 66 mit gleichem Querschnitt wie der Zylinder 59 ist an der dem Zylinder 59 gegenüberliegenden Seite des Zylinders 65 vorgesehen. Die gegenüberliegenden Enden des Zylinders 65 können über eine an der Druckleitung 14 am Ausgang der Brennstoffpumpe 10 angeschlossene Leitung 67 und zwei an den Enden des Zylinders 65 angeschlossene und mit federbelasteten Ventilen 70,71 versehenen Leitungen 68,69 miteinander verbunden werden. Die Ventile 70, 71 werden von Elektromagneten 72, 73 betätigt. Ferner sind an den Enden des Zylinders 65 miteinander verbundene und mit Drosseln versehene Leitungen 74 und 75 angeschlossen, die mit einer weiteren ebenfalls mit einer Drossel versehenen Leitung 76 und mit einem Ablauf 77 verbunden sind. Die Leitung 76 ist außerdem an

dem geschlossenen Ende des Zylinders 76 angeschlossen, während der Ablauf 77 über eine nicht dargestellte Leitung mit der Saugseite der Brennstoffpumpe 10 verbunden ist. In dem Zylinder 66 ist eine Nut 78 vorgesehen, die über eine Leitung 79 mit der Leitung 67 in Verbindung steht.

Im Betrieb wird die Stellung des Ventilstellgliedes 64 durch dessen Beaufschlagung mit dem Brennstoffdruck an einem Ende, wie in F i g. 2 dargestellt ist, bestimmt. Dieser Brennstoffdruck wird über die Leitung 60 und das Durchflußventil 63 übertragen. Wenn dagegen das Ventilstellglied 64 in der anderen gegenüberliegenden äußersten Stellung liegt, dann drückt der über die Leitung 79 und die Nut 78 zugeführte Brennstoffdruck gegen das Ende des in dem Zylinder 66 angeordneten Teils des Ventilstellgliedes

64. Die Verstellung des Ventilstellgliedes 64 wird durch Öffnen der Ventile 68 oder 69 mittels. der Elektfomagnete 72 oder 73 und den dann die Leitung 68 oder 69 zugeführten Brennstoffdruck eingeleitet. Sobald die Verstellung des Ventilstellgliedes 64 in die eine oder andere Richtung eingeleitet worden ist, kann der erregte Elektromagnet ausgeschaltet werden, da jetzt die Ventilbetätigung durch den Brennstoffdruck, der entweder über die Leitung 62 oder die Leitung 79 dem Zylinder 69 oder dem Zylinder 66 zugeführt wird, in der gewählten Stellung gehalten wird. Bei dieser Anordnung ist es also nicht erforderlich, daß einer der beiden Elektromagnete erregt bleibt, um die Ventilbetätigung in der einen oder anderen Richtung zu halten, wenn die Hilfssteuereinrichtung eingeschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 601 Patentansprüche:

1. Gelenkgestänge mit zwei Eingangsgliedern und einem Ausgangsglied, bei dem das eine Eingangsglied in eine Stellung bringbar ist, in der eine Verstellung des anderen Eingangsgliedes ohne Einfluß auf das Ausgangsglied bleibt, durch das eine Ventil in der Kraftstoffanlage einer Gasturbine, und zwar vorzugsweise ein Umschaltventil von Haupt- auf Hilfszufuhr, betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei auf einer gemeinsamen gehäusefesten Achse im Kniepunkt drehbare Kniehebel (10, 13 und 11, 16) mit je einem Schenkel (13, 16) an zwei freie, miteinander gelenkig verbundene Schenkel (14, 15) angelenkt sind, wobei diese Schenkel (13, 14. 15, 16) gleich lang sind, und daß ψ der Gelenkstelle der freien Schenkel (14, 15) ein Verbindungsglied (17) angeschlossen ist, dessen freies Ende gelenkig mit einer in Längsrichtung verschiebbaren Stange (12) einer Verstelleinrichtung und mit einem zweiten Verbindungsglied (21) verbunden ist, das wiederum gelenkig an einem auf der Achse der Kniehebel (10, 13 und 11, 16) drehbar gelagerten Hebel (18) befestigt ist.

2. Gelenkgestänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (18) durch eine Feder (19) gegen einen gehäuscfcslcn Anschlag (20) gezogen wird.

3. Gelenkgcstänge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Hebel (18) ein Anschlag für das zweite Verbindungsglied (21) vorgesehen ist.

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