FR2543220A2 - Regulating assembly with a flow metering device and regulation valve and integral head loss detector - Google Patents

Regulating assembly with a flow metering device and regulation valve and integral head loss detector Download PDF

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Guy D Agostino
Andre Dhainaut
Claude Marcel Joseph Maillard
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00—Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/26—Control of fuel supply
    • F02C9/263—Control of fuel supply by means of fuel metering valves

Abstract

In this regulation assembly, the metering piston 6, the regulating valve slide valve 14 and the head loss detector 15 are placed in such a way that the two latter elements are housed end to end in the metering piston. Passages are provided to allow either the chamber P1, upstream of the metering piston, or the chamber P2, downstream of the metering piston, to communicate with a chamber delimited by a radial partition securely fastened to the regulating valve slide valve, this arrangement making it possible to adjust the position of the said valve slide valve as a function of the detected value of head loss upstream-downstream of the metering piston P1-P2.

Description

ENSEMBLE DE REGULATION A DOSEUR DE DEBIT
ET SOUPAPE REGULATRICE,
ET A DETECTEUR DE PERTE DE CHARGE INTEGRE
L'invention concerne un ensemble de régulation à doseur de débit et soupape régulatrice, tel que revendique dans le brevet principal.FLOW METER REGULATION ASSEMBLY
AND REGULATING VALVE,
AND WITH INTEGRATED LOAD LOSS DETECTOR
The invention relates to a regulating assembly with flow metering device and regulating valve, as claimed in the main patent.

Il assagit donc d'un ensemble de régulation comportant un doseur de débit à déplacement linéaire formé d'un piston susceptible de coulisser dans un fourreau pressentant une chambre d'amont à la pression P1 reliée au cc3té refoulement d'une pompe et une chambre d'aval à la pression
P2 reliée directement ou indirectement à une installation utilisatrice.Le piston comporte une section de dosage permettant de mettre en communication les deux chambres au moyen d'un passage de section contrôlez e par le coulissement du piston t une soupape de régulation a dé- placement linéaire est formée d'un tiroir susceptible de coulisser dans un fourreau formé par le piston doseur0 présentant une chambre d'amont et une chambre d'aval et conformé pour mettre en communication les deu chambres en réponse à un coulissement du tiroir provoque' par une modi- fication de la perte de charge P1 - p2 détectée par un détecteur de perte de charge, la chambre d'amont de la soupape de régulation étant reliée a l'une, déterminée, des deux chambres du doseur de débit et la chambre d'aval étant relie à un point déterminé du circuit en fonction du type de pompe utilisé, de maniere à maintenir constante la perte de charge P1 - P2
La présente invention vise à pousser plus loin le souci de miniaturisation de L'ensemble précité.It therefore combines a regulating assembly comprising a linear displacement flow metering device formed of a piston capable of sliding in a sheath sensing an upstream chamber at pressure P1 connected to the discharge side of a pump and a chamber pressure downstream
P2 connected directly or indirectly to a user installation. The piston has a metering section making it possible to put the two chambers in communication by means of a section passage check e by the sliding of the piston t a regulating valve with linear displacement is formed of a drawer capable of sliding in a sleeve formed by the metering piston 0 having an upstream chamber and a downstream chamber and shaped to put the two chambers into communication in response to a sliding of the drawer caused by a modi - Fication of the pressure drop P1 - p2 detected by a pressure drop detector, the upstream chamber of the regulating valve being connected to one, determined, of the two chambers of the flow metering device and the chamber of downstream being connected to a determined point of the circuit according to the type of pump used, so as to maintain constant the pressure drop P1 - P2
The present invention aims to push further the concern for miniaturization of the above-mentioned assembly.

Ce but est atteint selon l'invention du fait que le détecteur de perte de charge lui-meme est logé & l'inté- rieur du piston doseur, dans un alésage prévu a cet effet.This object is achieved according to the invention because the pressure drop detector itself is housed inside the metering piston, in a bore provided for this purpose.

Ainsi, l'ensemble de régulation de l'invention se caractérise par la disposition, dans la même enceinte, des éléments principaux de la régulation de débit, à savoir le piston doseur, la soupape régulatrice et le détecteur de perte de charge, ces deux derniers éléments étant logés bout à bout dans le piston doseur.Thus, the regulating assembly of the invention is characterized by the arrangement, in the same enclosure, of the main elements of the flow regulation, namely the metering piston, the regulating valve and the pressure drop detector, these two the last elements being housed end to end in the metering piston.

Selon l'invention, des passages sont prévus pour mettre en communication, en réponse & la détection d'une augmentation ou d'une diminution de la perte de charge
P1 - P2, soit la chambre d'aval a la pression P2, soit la chambre d'amont à la pression P1, avec l'une des chambres frontales, dite chambre module, du tiroir de la soupape régulatrice, laquelle chambre comporte un ressort de tarage l'autre chambre frontale étant maintenue a la pression P1
Dans une forme de réalisation préférée, le détecteur de perte de charge comporte un carter logé dans l'alésage du piston doseur, à l'intérieur duquel peut coulisser un tiroir en réponse à la pression prépondérante exercée entre deux enceintes, l'une reliée en permanence à la chambre d'amont à la pression p1, l'autre reliée en per- manence à la chambre d'aval a la ptession P2 et compor- tant un ressort de tarage, le déplacement du tiroir du détecteur entraînant la commutation de la communication entre la chambre modulée la soupape régulatrice et l'une des deux chambres d'amont et d'aval.According to the invention, passages are provided for connecting, in response to the detection of an increase or a decrease in the pressure drop.
P1 - P2, either the downstream chamber at pressure P2, or the upstream chamber at pressure P1, with one of the front chambers, called the module chamber, of the slide of the regulating valve, which chamber has a spring the other front chamber being maintained at pressure P1
In a preferred embodiment, the pressure drop detector comprises a housing housed in the bore of the metering piston, inside which a slide can slide in response to the preponderant pressure exerted between two enclosures, one connected in permanently in the upstream chamber at pressure p1, the other permanently connected to the downstream chamber at the P2 stage and including a calibration spring, the movement of the detector drawer causing the switching of the communication between the modulated chamber the regulating valve and one of the two upstream and downstream chambers.

Une extrémité du tiroir du détecteur coulisse dans une douille dans laquelle sont réalisés des évidements qui coopèrent avec une gorge annulaire du tiroir pour réaliser ladite commutation de la communication.One end of the drawer of the detector slides in a socket in which recesses are made which cooperate with an annular groove in the drawer to effect said switching of the communication.

L'invention sera mieux comprise grâce - la description suivante d'un mode particulier mais non limitatif de réalisation. I1 sera fait référence aux dessins annexés, sur lesquels
- la figure 1 est une coupe longitudinale de l'ensemble
de régulation conforme à l'invention, adapté au cas
d'une régulation de post-combustion
- la figure 2 est un agrandissement du détail II de la
figure 1, montrant mieux les éléments du tiroir du
détecteur de perte de charge permettant la commuta
tion de la pression dans la chambre modulée de la
soupape régulatrice.The invention will be better understood thanks to the following description of a particular but non-limiting embodiment. Reference will be made to the accompanying drawings, on which
- Figure 1 is a longitudinal section of the assembly
according to the invention, adapted to the case
post-combustion regulation
- Figure 2 is an enlargement of detail II of the
Figure 1, showing better the elements of the drawer
pressure drop detector for switching
tion of the pressure in the modulated chamber of the
regulating valve.

L'ensemble 1 est interposé entre une arrivée 2 de carburant refoulé par une pompe centrifuge 3 et une sortie 4 de ce carburant en direction d'une installation utilisatrice non représentée.The assembly 1 is interposed between an inlet 2 of fuel discharged by a centrifugal pump 3 and an outlet 4 of this fuel towards a user installation not shown.

L'ensemble 1 comprend, dans un carter externe non représenté, le fourreau cylindrique 5 de doseur, à l'intérieur duquel est susceptible de coulisser le piston doseur 6.The assembly 1 comprises, in an external casing not shown, the cylindrical casing 5 of the metering device, inside which is capable of sliding the metering piston 6.

Le débit de la pompe centrifuge 3 est admis dans le piston doseur 6 par l'arrivée 2 du fourreau 5 puis par les passages 7 et 8 du piston doseur 6 t il remplit la chambre d'amont 9 à la pression P1, passe par l'orifice de dosage 10 constitué entre l'épaulement 11 du fourreau et la portée conique 12 du piston doseur 6, dans la chambre d'aval 13 à la pression P2 et enfin par la sortie 4 avant d'aller alimenter les injecteurs non représentés.The flow rate of the centrifugal pump 3 is admitted into the metering piston 6 through the inlet 2 of the sleeve 5 then through the passages 7 and 8 of the metering piston 6 t it fills the upstream chamber 9 at the pressure P1, passes through l 'metering orifice 10 formed between the shoulder 11 of the sleeve and the conical bearing 12 of the metering piston 6, in the downstream chamber 13 at the pressure P2 and finally by the outlet 4 before going to feed the injectors not shown.

Afin que le débit dosé varie linéairement avec la section de l'orifice de dosage 10, la différence de pression
P1 - P2 entre amont et aval de cet orifice est maintenue constante par le tiroir de la soupape régulatrice 14 coulissant dans le piston doseur 6 qui lui sert de fourreau et pour cela la soupape régulatrice étrangle plus ou moins l'arrivée de carburant par le passage 7, sa position étant asservie à une pression modulée élaborée dans le détecteur de perte de charge 15.So that the metered flow rate varies linearly with the section of the metering orifice 10, the pressure difference
P1 - P2 between upstream and downstream of this orifice is kept constant by the slide of the regulating valve 14 sliding in the metering piston 6 which serves as its sheath and for this the regulating valve more or less throttles the arrival of fuel through the passage 7, its position being controlled by a modulated pressure developed in the pressure drop detector 15.

La pression P1 en amont du piston doseur 6, c'est- & dire la pression régnant dans la chambre d'amont 9, est transmise par le passage 16, une liaison extérieure 17, le passage 18, une chambre cylindrique 19 du fourreau 5, le passage 20 du piston doseur 6, la chambre 21 entourant le carter du détecteur de perte de charge 15, à l'enceinte avant 22 dudit détecteur de perte de charge 15, délimitée par le soufflet -23 et l'alésage du tiroir 24 du détecteur de perte de charge 15.The pressure P1 upstream of the metering piston 6, that is to say the pressure prevailing in the upstream chamber 9, is transmitted by the passage 16, an external connection 17, the passage 18, a cylindrical chamber 19 of the sleeve 5 , the passage 20 of the metering piston 6, the chamber 21 surrounding the casing of the pressure drop detector 15, at the front enclosure 22 of said pressure drop detector 15, delimited by the bellows -23 and the bore of the drawer 24 pressure drop detector 15.

La pression P2 en aval du piston doseur 6, c'est-à-dire la pression régnant dans la chambre d'aval 13, est transmise par un passage 25 du piston doseur 6, une gorge annulaire 26 et un passage 27 du carter du détecteur dé perte de charge 15, à l'enceinte arrière 28 de celui-ci.The pressure P2 downstream of the metering piston 6, that is to say the pressure prevailing in the downstream chamber 13, is transmitted by a passage 25 of the metering piston 6, an annular groove 26 and a passage 27 of the casing of the pressure drop detector 15, at the rear enclosure 28 thereof.

Un ressort de tarage 29 est calé dans l'enceinte arrière 28 contre le tiroir 24 pour assurer une perte de charge P donnée.A calibration spring 29 is wedged in the rear enclosure 28 against the slide 24 to ensure a given pressure drop P.

Si la pression P1 en amont du piston doseur, et dans l'enceinte avant 22 du détecteur de perte de charge 15, augmente, le soufflet 23 se dilate et le tiroir 24 est repoussé vers la droite sur les figures.If the pressure P1 upstream of the metering piston, and in the front enclosure 22 of the pressure drop detector 15, increases, the bellows 23 expands and the slide 24 is pushed to the right in the figures.

Cette translation du tiroir 24 met en communication les gorges annulaires 30 du tiroir 24 et 31 de la douille 32 du détecteur de perte de charge dans laquelle coulisse le tiroir 24.This translation of the drawer 24 connects the annular grooves 30 of the drawer 24 and 31 of the socket 32 of the pressure drop detector in which the drawer 24 slides.

La pression P2 en aval du piston doseur, et dans l'enceinte arriere 28 du détecteur de perte de charge 15, est alors transmise à la chambre modulée 33 du tiroir de la soupape régulatrice comportant son ressort taré 34, par l'interanediaire des canaux longitudinaux 35 perces dans la douille 32, la chambre du fond 36, l'alésage terminal 37 du tiroir 24, les passages radiaux 38 du tiroir 24, les gorges annulaires 31 et 30 qui sont en communication, puis les passages 39 reliant la gorge annulaire 30 & la chambre modulée 33. La transmission de la pression est symbolisée par les flèches noires de la figure 2.The pressure P2 downstream of the metering piston, and in the rear chamber 28 of the pressure drop detector 15, is then transmitted to the modulated chamber 33 of the slide of the regulating valve comprising its calibrated spring 34, via the channels longitudinal 35 holes in the socket 32, the bottom chamber 36, the terminal bore 37 of the drawer 24, the radial passages 38 of the drawer 24, the annular grooves 31 and 30 which are in communication, then the passages 39 connecting the annular groove 30 & the modulated chamber 33. The pressure transmission is symbolized by the black arrows in FIG. 2.

La pression dans la chambre modulée 33 du tiroir de la soupape régulatrice étant ainsi la pression P2 aval du piston doseur, inférieure à la pression amont P1 regnant dans la chambre 9 du piston doseur, ainsi que dans l'évi- dement 40 du tiroir de soupape et via ses orifices 41 son alésage 42 dans la chambre 43. Il s'ensuit que le tiroir de soupape 14 se déplace vers la gauche et étrangle le passage 7 de carburant : la chute de pression amont P1 ainsi créée ramène la perte de charge BP dans le piston doseur à sa valeur réglée.The pressure in the modulated chamber 33 of the regulator valve drawer being thus the pressure P2 downstream of the metering piston, lower than the upstream pressure P1 prevailing in chamber 9 of the metering piston, as well as in the recess 40 of the metering piston valve and via its orifices 41 its bore 42 in the chamber 43. It follows that the valve slide 14 moves to the left and throttles the fuel passage 7: the upstream pressure drop P1 thus created reduces the pressure drop BP in the metering piston at its set value.

Si inversement la pression amont P1 diminue, la contraction du soufflet 23 entraîne le tiroir 24 du détecteur de perte de charge 15 vers la gauche, ce qui a pour effet de mettre en communication la gorge annulaire 30 du tiroir 24, les passages 44 de la douille 32, et les passages 45 du tiroir 24 reliant L'alésage principal 46 du tiroir 24.If, conversely, the upstream pressure P1 decreases, the contraction of the bellows 23 causes the slide 24 of the pressure drop detector 15 to the left, which has the effect of bringing the annular groove 30 of the slide 24 into communication with the passages 44 of the socket 32, and the passages 45 of the drawer 24 connecting the main bore 46 of the drawer 24.

De ce fait, la fait, la pression P1 règeant dans l'enceinte avant 22 est transmise (cf. flèches blanches, figure 2) via les éléments 45, 44, 30, 39 à la chambre modulée 33 ; le tiroir de soupape 14 est repoussé vers la droite et découvre le passage 7 jusqu' & rétablir la perte de charge #P à sa valeur régulée. Therefore, the fact, the pressure P1 prevailing in the front enclosure 22 is transmitted (cf. white arrows, FIG. 2) via the elements 45, 44, 30, 39 to the modulated chamber 33; the valve slide 14 is pushed to the right and discovers passage 7 until the pressure drop #P is restored to its regulated value.

L'invention vient d'être décrite dans le cadre d'une régulation de postrcombustion.The invention has just been described in the context of a post-combustion regulation.

I1 est baen entendu que l'invention s'applique aussi bien au cas d'une régulation principale, telle que celle décrite dans le brevet principal.  It is understood that the invention applies equally to the case of a main regulation, such as that described in the main patent.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Ensemble de régulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 de la demande de brevet principal, caractérisé en ce que le détecteur de perte de charge (15) est logé dans un alésage du piston doseur (6).1. Regulation assembly according to any one of claims 1 to 5 of the main patent application, characterized in that the pressure drop detector (15) is housed in a bore of the metering piston (6). 2. Ensemble selon la revendication 11 caractérisé en ce que le détecteur de perte de chaise (15) et le tiroir de soupape régulatrice (14) sont logés à deux extrémités longitudinalement opposes du piston doseur (6).2. Assembly according to claim 11 characterized in that the chair loss detector (15) and the regulating valve slide (14) are housed at two longitudinally opposite ends of the metering piston (6). 3. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des passages sont prévus pour mettre en communication, en réponse à la détection d'une augmentation ou d'une diminution de la perte de charge3. An assembly according to any one of claims 1 or 2, characterized in that passages are provided for connecting, in response to the detection of an increase or decrease in the pressure drop P1 - P2 , soit la chambre d'aval (13) a la pressionP1 - P2, i.e. the downstream chamber (13) under pressure P2, soit la chambre d'amont (9) à la pression P1, avec l'une des chambres frontales, dite chambre modulée (33), du tiroir de La soupape régulatrice (14), laquelle chambre (33) comporte un ressort de tarage (34), l'autre chambre frontale (43) étant maintenue A la pression P1.P2, or the upstream chamber (9) at pressure P1, with one of the front chambers, called the modulated chamber (33), of the drawer of the regulating valve (14), which chamber (33) comprises a spring of calibration (34), the other front chamber (43) being maintained at pressure P1. 4. Ensemble selon la revendication 3, caractérisé en ce que le détecteur de perte de charge (15) comporte un carter logé dans l'alésage du piston doseur (6), à l'intérieur duquel peut coulisser un tiroir (24) en réponse à la pression prépondérante exercée entre deux enceintes, l'une (22) reliée en permanence à la chambre d'amont (9) à la pression P1, l'autre (28) reliée en permanence à la chambre d'aval (13) à la pression P2 et comportant un ressort de tarage (29), le déplacement du tiroir (24) du détecteur de perte de charge entraînant la commutation de la communication entre la chambre modulée (33) du tiroir de la soupape régulatrice et L'une des deux chambres d'amont et d'aval (9-13).4. Assembly according to claim 3, characterized in that the pressure drop detector (15) comprises a casing housed in the bore of the metering piston (6), inside which a slide (24) can slide in response at the preponderant pressure exerted between two enclosures, one (22) permanently connected to the upstream chamber (9) at the pressure P1, the other (28) permanently connected to the downstream chamber (13) at pressure P2 and comprising a calibration spring (29), the displacement of the slide (24) of the pressure drop detector causing the switching of the communication between the modulated chamber (33) of the slide of the regulating valve and one of the two upstream and downstream chambers (9-13). 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une extrémité du tiroir (24) du détecteur de perte de charge coulisse dans une douille (32) dans laquelle sont réaLisés des évidements (31-44) qui coopèrent avec une gorge annulaire (30) du tiroir (24) pour réaliser ladite commutation de la communication. 5. An assembly according to claim 4, characterized in that one end of the drawer (24) of the pressure drop detector slides in a socket (32) in which are made recesses (31-44) which cooperate with an annular groove (30) of the drawer (24) to effect said switching of the communication.
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US4738597A (en) * 1986-02-19 1988-04-19 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation Hydromechanical governor
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