DE1802275C2

DE1802275C2 - Druckhalte- und Drainageventil eines Gasturbinentriebwerkes

Info

Publication number: DE1802275C2
Application number: DE19681802275
Authority: DE
Inventors: Adolf Fehler
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1968-10-10
Filing date: 1968-10-10
Publication date: 1971-03-25
Also published as: US3606905A; GB1263587A; DE1802275B1

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckhalte-und vorgänge einfach und robust aufgebaut und bei Drainageventil eines Gasturbinentriebwerks mit als Dauerbeanspruchung funktionssicher und lediglich '.Doppelstutzen ausgebildeten, mit Dichtungsringen geringem Verschleiß unterworfen sein.
Versehenen Leitungsanschlüssen, weiche für die Kraft- Bei den durch die vorgenannten Patentschriften be-

stoffzufuhr in das Ventil, die Kraftstoffabführung aus 5 kannten Ventilen gleitet der Steuerkolben mittels biedern Ventil zur Einspritzdüse der Brennkammer so- sen umschließender O-Ringdichtungen innerhalb des 'wie für die Kraftstoifdrainage vorgesehen sind, und Zylinders, weiche einen Kraftstoffleckfluß ausschliemit einem Zylinder, in dem ein vom Kraftstoffzulauf ßen sollen. Diese O-Ringdichtungen sind beim Übermit Kraftstoff beaufschlagbarer und demzufolge vom. steuern der Bohrungen des Zylinders einem hohen Kraftstolfdruck entgegen der Wirkung einer Feder be- ίο Verschleiß unterworfen und verhindern ferner ein, tätigter, stufenlos ausgebildeter Steuerkolben wechsel- erwünschtes leichtes Gleiten des Kolbens, um den weise öffnungen des Zylinders absteuert, von denen: .* von einem solchen Ventil verlangten raschen Umdie einen bei eingeschalteter Kraftstoffzufuhr und schaltvorgängen Rechnung tragen zu können. Bei damit verbundener Freigabe durch den Steuerkolben Dausi beanspruchung führen diese O-Ringdichtungen die Kraftstoffzufuhr zu den Einspritzdüsen ermög- 15 des Kolbens somit zu Undichtheiten und gegebeneniichen und bei abgeschalteter Kraftstoffzufuhr unter falls sogar zum Verklemmen des Kolbens.
de"r durch die Rücksteiifeder erfolgenden Bewegun- Ferner sperrt bei einer dieser bekannten Anord-

gen des Steuerkolbens verschlossen werden, während nungen der in Ruhelage befindliche Kolben nur ungleichzeitig damit weite c Bohrungen in dem Zylin- zureichend das Ventil gegenüber der Kraftstoffzuleider durch die rücklaufende Bewegung des Steuerkol- 30 tung ab, und zwar infolge einer hierzu vorgesehenen bens freigegeben werden und einen Ablauf des in den metallischen Abdichtung gegen einen I isen Anschlag, Einspritzdüsen verbliebenen Restkraftstoffes in die wodurch bereits der Vordruck der Tankpumpe aus-Drainageleitung ermöglichen. reicht, um geringe Kraftstoffleckmengen zur Einspritz-

Beim Betrieb moderner Gasturbinentriebwerke düse der Brennkammer gelangen zu lassen, was sich stößt man ständig auf das Problem des ALlassens des 35 schädlich beim Zünden des Triebwerks auswirken unverbrauchten Knftstoffs aus den Kraftstoffein- kann.

spritzdüsen nach dem Abschalten des Triebwerks. Ferner ist bei diesen bekannten Ventilen eine Viel-

Beim Abschalten sammelt sich Kraftstoff in den zahl weiterer Dichtungen erforderlich, die den Zylin-Brennkammern durch ein Ablaufen aus den von den der gegenüber einem hier zusätzlich erforderlichen, Kraftstofftanks herführenden Leitungen, so daß bei 30 äußeren Mantelgehäuse abdichten müssen,
einem neuerlichen Starten des Triebwerks der Kraft- Weiterhin ist aus der deutschen Patentschrift

stoff sofort zur Verbrennung kommen '«~in und folg- 859 839 eine Einrichtung zum Zuführen von Brennlich in der Brennkammer eine Übertemperatur ent- stoff zu mindestens einem Brenner, insbesondere bei stehen kann. Die Ubertemperatur kann zu einer Be- Gasturbinen bekannt. Bei diesem Ventil sind die Schädigung des Triebwerks führen, und es empfiehlt 35 Leitungsanschlüsse für die Kraftstoffzufuhr sowie für sich daher, diesen Kraftstoff beim Abschalten aus dem die Kraftstoffdrainage mit beiden Enden des Zylin-Triebwerk abzulassen. ders verschraubte Doppelstutzen, "wobei Innerhalb des

Hierzu ist an Hand der britischen Patentschrift drainageseitig gelegenen Stutzens eine Ringscheibe 1 034 758 (USA.-Patent 3 339 574) bereits ein Druck- als Dichtung angeordnet ist, an welche der Stcuerhalte- und Drainageventil für das Kraftstoffsystem 40 kolben nach dem Absieuera der öffnungen anschlägt, eines Gasturbinentriebwerks vorgeschlagen worden. Infolge des Verlegens der Dichtung in das Innere des welches in wesentlichen Teilen demjenigen nach der Stutzens dient die Dichtung einzig und allein als eingangs genannten Gattung entspricht Das Druck- Abdichtung der Stirnfläche des Steuerkolbens, d. h. halte- und Drainageventil nach der französischen Pa- als Ventilsitz.

tentschrift 1432 422 ist ebenfalls dieser Gattung zu- 45 Der Nachteil dieses Ventils besteht darin, daß zuordnen. keinerlei Abdichtung des Zylinders bzw. des Stutzens

Das Dfückhalie- und Drainageventil sei! die Kraft- nach außen hin besteht. Ferner besteht infolge des stoffzufuhr zur Einspritzdüse sicher absperren können verlängerten Steuerkoibenhubes auf Gnaw der Antrotz eingeschalteter Vordruckpumpe. Das Druck- . Ordnung der Dichtung im Inneren des Stutzens die halte- und Drainageventil soll ferner bei einem Min- 50 Gefahr hoher Kraftstoffleckverluste.
destvordruck sich öffnen und beim Starten des Trieb- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde;

werks ein rasches, sicheres Umschalten zum Zwecke die bei dem bekannten üruckhaiie- und Drainagevcnder Kraftstoffbeaufschlagung der Einspritzdüse ge- tilen aufgezeigten Nachteile zu beseitigen und ein währleisten. Während des Triebwerksbetriebs soll. Ventil solcher Art zu schaffen, bei dem die Dichtunweiter die Drainageleitung gegenüber dem das Ventil 55 gen sowohl eine Abdichtung des Zylinders nach außen durchströmenden Kraftstoff einwandfrei abgedichtet bin als auch einen Ventilsitz für den Steuerkolbe» sein, um Kraftstoffleckverluste auszuschließen, bilden, wobei es eine rasche funktionssichere Ab-

Darüber hinaus soll das Druckhalte- und Drainage- steuerung der für den Kra/tstoffzulauf zur Einspritzventil in der Lage sein, daß bei Unterschreiten eineä düse sowie für den Kraftstoffablauf aus der Eüispritz-Mindestvordruckes des von der Vordruckpumpe ge- βο düse in die Drainageleitung vorgesehenen Offnungen förderten Kraftstoffs die Kraftstoffzuleitung zur ermöglicht, einschließlich einer einwandfreien Ab-Rrennstoffdüse einwandfrei abgesperrt ist, während dichtung der Drainageleitung bei vom Kraftstoff begleichzeitig die Verbindung der Einspritzdüse mit der aufschlagter Einspritzdüse sowie eine: einwandfreien Drainageleitung hergestellt ist, um einen in der Ein- Absperrung der Kraftstoffzuleitung während des Ausspritzdüse verbliebenen Kraftstoffrest in die Drainage- 65 biasens von in der Einspritzdüse verbliebenen Kraftleitung abzublasen. Stoffresten in ie Drainageleitung. Außerdem soll

Schließlich soll ein solches Druckhalte- und Drai- das Ventil einen einfachen Aufbau urd damit eine nagevenfJ¹ iür die Durchführung der genannten Steuer- verbilligte Hersteüangsweise ermilglichir. und bei

Claims

I r>02

Dauerbetrieb einem geringen Verschleiß untt, worfen

Zur Lösung der gestellten Aufgabe schlägt die Erfindung bei einem Ventil der eingangs genannten Gattung vor, daß an den dem Steuerkolben zugewandten Stirnseiten der Doppelstutzen zwischen Gehäuse und d Stifläh üb

und Drainagevt^til IS aus einem Zylinder 16, ^m ein Steuerkolben 17 und eme ^^^fjf5% sind. An den Enden äss Aumahmfgenausu, » j ein Doppelstützen If and 2§ mit_ uewinae ·'^ schrpubt, wobei an dea Stimflächen der u yv h 21 nd 2Z

schrpubt, wobei an dea Stimflächen d y

Stirnseiten der Doppelstutzen zwischen Gehäuse und stutzen 19, 20 Dichtungen 21 und 2Z S^ela|" _kJ Doppelstutzen deren Stimflächen überragende Dich- Auf dem Getäuseaiißradurchmesseir ist ein »cn tungsringe vorgeseh- sind, welche sowohl eine Ab- anschluß 23 geffiint, in dian zwei DidiBiw» *?· dichtung des Gewindes zwischen Doppelstutzen und gelagert sind und welcher seitlich durcn zwei Gehäuse nach av«ea als auch einen abdichtenden io rungsringe26,27 am Zjimderlo fixiert κ . Ventilsitz für den wechselseitig an diese Dichtungs- Während des Betriebes fließt J""¹??" ■·£,,♦

ringe anschlagenden Steuerkolben bilden. Leitung 14 in den Doppebtatzen ¹J

Die an den Stirrfächen der Doppdstatzsn ange- die Kolbenfläche'28, schiebt den S ordnetenDichtungendichtendenZyiinderu -*■ -«ißen Druck gegen die Feder 1β ^ ab und sorgen ferner dafür, daß gleichseht *it dem 15 schlitz29 (Fig. 2), wobei Anschlagen des Kolbens an eine Dienr-^ einer der geschlossen ist; dutch B™*"^ Steuerschlitze sowie die Dndnaselc.ung oder die ben 17 gegen die DM±tung 22 ^t-1 fr JJ _v r,-_ir.a~.,t,*Ur ;„ ^oc \/o_n«:i «~^_nnf„: _nK.»^_n»^« C^₁₁OrCOhKt₇IA frei, und damit ΠΙΓίΒϊ Ä

sine*. Die Dichtungen, wek . · Gleichermaßen sowohl dea SchweBkanscMuß 23 ?""* ^ das Gewinde zwischen Bopptistutzeo und Gehäuse ao zu den Eiajpritzdüaoi ©. 7-Wrfl aas nac ι außen einwandfrei abdichten ab auch als Yen- damit die KraftstofEzuiühr abgeMv ^laun iwr tih.r- für den Steuerkoiben dienen, führen eine Dop- kolben 17, gegen die DichtungZl, I^'g- »I | pei ...iktion aus, die einen wesenüichen Vorteü des den Steuerschlitz » ^ T¹ .-"ϊ?! befindliche itf'u «ungsgemäßen Ventils gegenüber den vorbekann- spritzdüsen 6, 7 _^«V^lf"^d-, Brennkamten ν entilen darsteUt. Darüber hinaus bewirken diese «5 Kraftstoff fließt durch ***** JLfLT Schwenkei.en gedämpften Anschlag des Steuer- ^^^!^SSSS^ den Doppel-

_noch ribt den

1 E

und

AUßerdem ermögUchenbei dem erfindunpgemäßen Vecuil die weit in den Zylinder hineinragenden Stirnflächen der Doppelstutzen erwünschte, äußerst kurze 30 iteuerhübe und damit eine rasche Betätigung des Ventils, verbunden mit einem äußerst geringen Kraftstoßleckßuö während des Umschaltvorganges.

An Hand eines Ausrührungsbeispieles m den Zeichnungen ist die Erfindung im einzelnen weiter näher erläutert; in den Zeichnungen ist

Fig. 1 ein Mittellängsschnitt eines erfindungsgemäßen Drwkhalte- und Drainageventils in der βίβμ lung: Kraftstoffzu- und -ablauf geschlossen, Drainagegeöffnet, einscbJießUch eines Gastorbinentriebwefks 4»

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Das in Fii-1 beispielhaft dargesteflteGasturbinen- 5» triebwerk 1 besteht in bekannter Weise, in Reihe hintereinanderggechaltet, aus eiaem Verdichter 2, Bram-

düsen der Brennkammern 3,4 bezädmei. Das zom ss TOebwerk gehörige Kraftstoffe^."f**™ 2 üih aus einem gfaftstoffbsitalieri, e^r r^cäi

Ztähährieituag 9 β zu einer Krtfteioii^i|^ 1· btoführt, welche über erne idMU>ttjU te tajstoff zu ernem KratWogWglff« B^ «tnffreeler 12 ist ml eiser PeaipeBllifefg ir^imte, dh ml te ZotataMU«»*« <» Pumpe 1® verbundefi ist Vom ^^Jl flieBt die für den Patrieb des G kesl ao^esdige KjaiHtofesp 14 zum Dauckhalte- un urama^veotü U Wie au? F i g. I ersichü.ch, besleliJ das DrucUnhe-

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-,^ ^ &., _eia vom Kraft bdMoH teanfec^t^barer und ^Sftöaffdmsk .-ntgegen der tltktef. stufenlos aus- ^ctataete öffnungen densa die einen be und damit ver-Stsuerkoiben die teltt« ermog-

lichen und bei abgeschalteter Kraftstoffzufuhr unter der durch die Rückstellfeder erfolgenden Bewegungen des Steuerkolbens verschlossen werden, während gleichzeitig damit weitere Bohrungen in dem Zylinder durch die riicklaufende Bewegung des Steuerkotbens freigegeben werden und einen Ablauf des in den Einspritzdüsen verbliebenen Restkraftsiuffes in die Drainageleitung "ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß" an den dem Steuerkolben (17) zugewandten Stirnseiten der Doppelstutzen (19,2t) zwischen Gehäuse und Doppelstuizen deren Stirnflächen überragende Dichtungsringe (21,22) vorgesehen and, welche sowohl eine Abdichtung des Gewindes zwischen Doppelstutzen und Gehäuse nach außen als auch einen abdichtenden Ventilsitz für den wechselseitig an diese Dichtongsringe anschlagenden Steuerkolben bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen