RU2098670C1 - Device to control position of turning guide vanes of compressor or turbine of gas-turbine engine - Google Patents

Device to control position of turning guide vanes of compressor or turbine of gas-turbine engine Download PDF

Info

Publication number
RU2098670C1
RU2098670C1 RU95110529A RU95110529A RU2098670C1 RU 2098670 C1 RU2098670 C1 RU 2098670C1 RU 95110529 A RU95110529 A RU 95110529A RU 95110529 A RU95110529 A RU 95110529A RU 2098670 C1 RU2098670 C1 RU 2098670C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lever
guide vanes
turbine
drive mechanism
compressor
Prior art date
Application number
RU95110529A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95110529A (en
Inventor
Ю.А. Крючков
А.И. Тункин
И.Т. Ганжа
Ю.Е. Кириевский
Original Assignee
Акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Авиадвигатель" filed Critical Акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority to RU95110529A priority Critical patent/RU2098670C1/en
Publication of RU95110529A publication Critical patent/RU95110529A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2098670C1 publication Critical patent/RU2098670C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mechanical engineering; compressors and gas-turbine-engines. SUBSTANCE: pickup 1 is mounted on engine housing 24. At transient conditions of engine pickup 1 detects change in angle Φ of guide vanes and sends electric signal to control electronic unit. The latter forms signal to correct engine rotor speed and value of angle Φ of guide vanes. This signal passes to drive mechanism which provides displacement of turning ring and guide vanes. Angular displacement of member 10 is identically taken up of tie-rod 5. Vibrations and overloads of tie-rod 5 are transmitted only to lever 4 and members of housing 24 and are damped there. Angular displacement of lever 4 is transmitted identically to lever 3. Articulated displacement of lever 3 rigidly coupled with output member 18 makes it possible to exclusive influence of weight, vibrations and overloads (efforts directed along lever 3) of tie-rod 5 on shaft 18, thus providing high accuracy of measurements of guide vane angle Φ. EFFECT: increased accuracy of measurements. 3 dwg

Description

Изобретение относится к авиадвигателестроению. The invention relates to aircraft engine manufacturing.

Известно устройство приводного механизма направляющего аппарата компрессора с несколькими регулируемыми ступенями, содержащее несколько вращающихся в противоположных направлениях колец для пары ступеней, коленчатых валов для приведения в действие синхронно вращающихся колец, соединенных с несущими элементами конструкции, регулируемыми тягами и силовым механизмом привода [1]
Однако такая конструкция не обеспечивает возможности одновременного преимущественно линейного точного регулирования различных вариантов углов установки и интервалов углов поворота лопаток направляющих лопаточных аппаратов ступеней. Это объясняется тем, что для осуществления регулирования требуется дополнительный механизм поворота с большим регулирующим усилием. Кроме того, недостатком этой конструкции является невозможность осуществления непосредственного замера регулируемого параметра.A device is known for the drive mechanism of the compressor guide device with several adjustable steps, comprising several rings rotating in opposite directions for a pair of steps, crankshafts for actuating synchronously rotating rings connected to structural members, adjustable rods and a drive power mechanism [1]
However, this design does not provide the possibility of simultaneous predominantly linear exact control of various options for installation angles and intervals of angles of rotation of the blades of the guide vanes of the steps. This is due to the fact that for the implementation of regulation requires an additional rotation mechanism with a large regulatory force. In addition, the disadvantage of this design is the inability to directly measure the adjustable parameter.

Известно также устройство для поворота направляющих лопаток турбины газотурбинного двигателя, в котором снаружи корпуса турбины перемещающееся кольцо через рычаги соединено с направляющими лопатками и установлено на несущем кольце с возможностью проворачивания на нем. Несущее кольцо имеет возможность упругого демпфирования в радиальном положении, подвижно подвешено и сцентрировано на спицах, соединенных с наружным корпусом турбины, и через шариковую опору для перемещающегося кольца соединено с ним под предварительным напряжением [2]
Недостатком данной конструкции является отсутствие возможности непосредственного замера регулируемого параметра углового положения лопаток турбины.A device is also known for rotating guide vanes of a turbine of a gas turbine engine, in which, on the outside of the turbine casing, a moving ring is connected to the guide vanes through levers and mounted on the carrier ring and can be rotated on it. The bearing ring has the possibility of elastic damping in the radial position, is movably suspended and centered on the spokes connected to the outer casing of the turbine, and is connected to it through prestressing ball support for the moving ring [2]
The disadvantage of this design is the inability to directly measure the adjustable parameter of the angular position of the turbine blades.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток входного направляющего аппарата второго каскада компрессора двигателя Д-30 [3]
Устройство содержит размещенное снаружи корпуса поворотное кольцо, соединенное шарнирно с направляющими лопатками, регулируемыми тягами и силовым механизмом привода.Closest to the proposed is a device for adjusting the position of the rotary guide vanes of the input guide vane of the second stage of the D-30 engine compressor [3]
The device comprises a rotary ring located outside the housing, pivotally connected to guide vanes, adjustable rods and a power drive mechanism.

Недостатком данной конструкции является низкая точность регулирования из-за неточности замера регулируемого параметра вследствие передачи вибрации от направляющего аппарата к измерительному элементу датчика. The disadvantage of this design is the low accuracy of regulation due to the inaccuracy of measuring the adjustable parameter due to the transmission of vibration from the guide apparatus to the measuring element of the sensor.

Техническая задача, которую решает данное изобретение, заключается в повышении точности устройства путем непосредственного замера регулируемого параметра углового положения направляющих лопаток компрессора или турбины - датчиками углов положения лопаток и исключения влияния веса и вибраций регулируемых тяг на показания датчиков. The technical problem that this invention solves is to increase the accuracy of the device by directly measuring the adjustable parameter of the angular position of the guide vanes of the compressor or turbine - by sensors of the angles of the position of the vanes and eliminating the influence of weight and vibration of the adjustable rods on the sensor readings.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя, содержащее размещенное снаружи корпуса компрессора или турбины поворотное кольцо, шарнирно соединенное с направляющими лопатками, регулируемыми тягами и механизмом привода, согласно изобретению, дополнительно содержит датчики углов положения лопаток, каждый из которых соединен с одним механизмом привода через пару двухзвенных рычагов и дополнительную тягу, один край которой шарнирно соединен с передающим элементом механизма привода, а второй край с обоими рычагами и выполнен с возможностью перемещения шарнира рычага, жестко скрепленного с выходным элементом датчика в плоскости, проходящей через оси шарниров, расположенных по краям рычагов, при этом выходной элемент датчика размещен соосно шарниру рычага, скрепленного со стороны корпуса с дополнительной тягой. The essence of the invention lies in the fact that the device for controlling the position of the rotary guide vanes of the compressor or turbine of a gas turbine engine, comprising a rotary ring located outside the compressor or turbine housing, articulated with guide vanes, adjustable rods and a drive mechanism, according to the invention, further comprises position angle sensors blades, each of which is connected to one drive mechanism through a pair of two-link levers and additional traction, one edge to otoroy pivotally connected to the transmitting element of the drive mechanism, and the second edge with both levers and configured to move the hinge of the lever rigidly fastened to the output element of the sensor in a plane passing through the axis of the hinges located along the edges of the levers, while the output element of the sensor is placed coaxially to the hinge a lever fastened on the side of the housing with additional traction.

Установка дополнительных датчиков углов положения лопаток, каждый из которых соединен с одним механизмом привода через пару двухзвенных рычагов и дополнительную тягу, дает возможность непосредственно замерять регулируемый параметр. Причем данное устройство может использоваться как для компрессорных, так и для турбинных направляющих лопаток. The installation of additional sensors for the angle of position of the blades, each of which is connected to one drive mechanism through a pair of two-link levers and additional traction, makes it possible to directly measure the adjustable parameter. Moreover, this device can be used for both compressor and turbine guide vanes.

Соединение дополнительной тяги одним краем с механизмом привода позволяет использовать такой передающий элемент механизма привода, в котором угол поворота или перемещение являются линейной функцией угла поворота лопаток направляющего аппарата. The connection of the additional traction with one edge to the drive mechanism allows the use of such a transmission element of the drive mechanism in which the rotation angle or movement is a linear function of the angle of rotation of the vanes of the guide vanes.

Двигатель может иметь компрессорную или турбинную части с рядами поворотных статарных лопаток, в котором угол поворота лопаток второго, третьего и далее рядов может иметь нелинейную зависимость по отношению к углу поворота лопаток первого ряда или первого направляющего аппарата. При этом для регулирования предпочтительней использовать передающий элемент или шарнирное соединение. The engine may have a compressor or turbine part with rows of rotary statar blades, in which the angle of rotation of the blades of the second, third and further rows may have a nonlinear dependence with respect to the angle of rotation of the blades of the first row or the first guide vane. Moreover, for regulation, it is preferable to use a transmitting element or a swivel.

Соединение второго края дополнительной тяги одновременно с двумя двухзвенными рычагами позволяет идентифицировать угловое перемещение рычага, жестко связанного другим краем с выходным элементом (валиком) датчика с угловым перемещением одного из передающих элементов механизма привода, а именно, имеющего преимущественно линейное перемещение в зависимости от угла поворота направляющих лопаток. The connection of the second edge of the additional traction simultaneously with two two-link levers makes it possible to identify the angular movement of the lever rigidly connected by the other edge to the output element (roller) of the sensor with the angular displacement of one of the transmitting elements of the drive mechanism, namely, having mainly linear displacement depending on the angle of rotation of the guides shoulder blades.

Выполнение шарнира рычага, жестко скрепленного с выходным элементом датчика, в плоскости, проходящей через оси шарниров, расположенных по краям рычагов, позволяет исключить влияние веса и вибраций дополнительной тяги на показания датчиков, также не изменяет показания углового перемещения рычага, жестко связанного с осью датчика, а также позволяет компенсировать погрешности изготовления и сборки рычагов и элементов датчика. The implementation of the lever hinge, rigidly fastened to the output element of the sensor, in a plane passing through the axis of the hinges located on the edges of the levers, eliminates the influence of weight and vibration of additional traction on the readings of the sensors, also does not change the indication of the angular movement of the lever, rigidly connected with the axis of the sensor, and also allows you to compensate for errors in the manufacture and assembly of levers and sensor elements.

Размещение выходного элемента датчика соосно шарниру рычага, скрепленного со стороны корпуса с дополнительной тягой, позволяет компенсировать погрешности сборки датчика и рычагов, а главное компенсировать силовые перегрузки дополнительной тяги на корпус компрессора или турбины, исключив влияние дополнительной тяги на кинематическую цепь для привода датчика. Placing the output element of the sensor coaxially to the hinge of the lever fastened on the housing side with additional traction makes it possible to compensate for errors in the assembly of the sensor and levers, and most importantly, to compensate for the power overloads of additional traction on the compressor or turbine housing, eliminating the effect of additional traction on the kinematic chain for driving the sensor.

На фиг.1 представлен предпочтительный вариант схемы исполнительного механизма одного из двух датчиков углов положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1 в увеличенном масштабе. Figure 1 presents a preferred embodiment of an actuator circuit of one of two angle sensors of rotary guide vanes of a compressor or turbine; figure 2 section aa in figure 1; figure 3 section BB in figure 1 on an enlarged scale.

Предлагаемое устройство содержит датчики 1 (показан один из них), каждый из которых соединен с механизмом привода 2 через пару двухзвенных рычагов 3, 4 и дополнительную тягу 5, один край которой 6 шарнирно соединен при помощи сферического подшипника 7 с пальцем 8, который представляет собой продолжение аналогичного крепления основной тяги 9 с одним из передающих элементов 10 механизма привода 2. The proposed device contains sensors 1 (one of them is shown), each of which is connected to the drive mechanism 2 through a pair of two-link levers 3, 4 and an additional rod 5, one edge of which 6 is pivotally connected using a spherical bearing 7 with a finger 8, which is the continuation of the similar mounting of the main rod 9 with one of the transmitting elements 10 of the drive mechanism 2.

Второй край 11 дополнительной тяги 5, соединенный при помощи пальца 12 и гайки 13 двумя шарнирными соединениями сферическим подшипником 14 с рычагом 4 и установленным с возможностью перемещения, но без зазора в отверстии Д цилиндрическим сухарем 15 с рычагом 3. При этом другой край 16 рычага 3 жестко скреплен с помощью шлиц 17 с выходным элементом измерительным валиком 18 датчика 1 при помощи болта 19. При этом рычаг 4 шарнирно закреплен другим краем 20 при помощи штифта 21 и втулок 22 на кронштейне 23, жестко связанным с корпусом 24 компрессора или турбины с наиболее массивной и менее подверженной вибрациям частью корпуса. The second edge 11 of the additional rod 5, connected by a finger 12 and a nut 13 with two pivot joints to a spherical bearing 14 with a lever 4 and mounted with the possibility of movement, but without clearance in the hole D, is a cylindrical cracker 15 with a lever 3. The other edge 16 of the lever 3 it is rigidly fastened by means of a slot 17 to the output element by a measuring roller 18 of the sensor 1 by means of a bolt 19. At the same time, the lever 4 is pivotally fixed to the other edge 20 by means of a pin 21 and bushings 22 on the bracket 23, rigidly connected to the casing 24 of the compressor or turbine with the most massive and less vibrant part of the body.

Измерительный валик 18 датчика 1 расположен соосно шарниру рычага 4, соединенного с дополнительной тягой 5 со стороны корпуса 24. Шарнир 15 рычага 3, жестко скрепленного другим краем 16 с валиком 18, выполнен с возможностью его перемещения в плоскости разреза Б-Б, проходящей через оси 25, 26 и 27 рычагов 3 и 4. The measuring roller 18 of the sensor 1 is located coaxially to the hinge of the lever 4 connected to the additional rod 5 from the side of the housing 24. The hinge 15 of the lever 3, rigidly fastened by the other edge 16 to the roller 18, is arranged to move it in the section plane BB passing through the axis 25, 26 and 27 of levers 3 and 4.

Передающий элемент 10 лопаток соединен с аналоговыми, формирующими и управляющими электронными блоками (не показаны). Выход одного датчика 1 соединен со входом управляющего электронного блока, а выход второго со входом бортовой системы контроля двигателя, которая контролирует положение поворотных лопаток в зависимости от непосредственного измеряемого параметра - углового перемещения лопаток Φнл
Регулирование осуществляется следующим образом.The transmitting element 10 of the blades is connected to analog, forming and controlling electronic units (not shown). The output of one sensor 1 is connected to the input of the control electronic unit, and the output of the second with the input of the onboard engine control system, which controls the position of the rotary blades depending on the directly measured parameter - the angular displacement of the blades Φ nl
Regulation is as follows.

Датчик 1 (типа ДБСКТ- 650-1Ш) устанавливают на наиболее массивной части корпуса 24 двигателя. На переходных режимах работы двигателя датчик 1 фиксирует отклонение угла Φнл с которого поступает электрический сигнал на управляющий электронный блок (типа РЭД-90). Он совместно с аналоговым и формирующим блоками формирует соответствующий сигнал о величине поправки частоты вращения ротора двигателя и соответствующего изменению поправки к величине Φнл Этот сигнал поступает на передающий элемент 10 механизма привода. По поступающему сигналу механизм привода производит перемещение поворотного кольца и направляющих лопаток.Sensor 1 (type DBSKT-650-1Sh) is installed on the most massive part of the motor housing 24. In transient modes of engine operation, sensor 1 detects the deviation of the angle Φ nl from which an electrical signal is supplied to the control electronic unit (type RED-90). Together with the analog and forming blocks, it generates a corresponding signal about the magnitude of the correction of the rotor speed of the motor rotor and the corresponding correction to the magnitude of Φ nl. This signal is transmitted to the transmitting element 10 of the drive mechanism. According to the incoming signal, the drive mechanism moves the rotary ring and guide vanes.

При этом угловое перемещение передающего элемента 10 идентично воспринимается дополнительной тягой 5, край которой 11 шарнирно соединен с рычагами 3 и 4. Вибрации и перегрузки тяги 5 передаются только на рычаг 4 и элементы корпуса 24 и не передаются на датчик 1, т.к. демпфируются на корпусе 24. In this case, the angular movement of the transmitting element 10 is identically perceived by the additional rod 5, the edge of which 11 is pivotally connected to the levers 3 and 4. The vibrations and overloads of the rod 5 are transmitted only to the lever 4 and the housing elements 24 and are not transmitted to the sensor 1, because damped on housing 24.

Угловое перемещение рычага 4 идентично передается рычагу 3. При этом возможность шарнирного перемещения рычага 3, жестко связанного с выходным элементом валиком 18, позволяет исключить влияние веса, вибрации и перегрузок (усилий вдоль рычага 3) тяги 5 на валик 18, тем самым обеспечивая высокую точность замеров Φнл
Возможно подключение другого датчика, аналогичного датчику 1, к бортовой системе контроля двигателя. При этом измерение и контроль величины Φнл производится с помощью приборов в кабине пилота, что обеспечивает дублирование системы регулирования и электронное управление механизмом привода.The angular movement of the lever 4 is identical transmitted to the lever 3. The possibility of articulating movement of the lever 3, rigidly connected to the output element by the roller 18, eliminates the influence of weight, vibration and overloads (forces along the lever 3) of the rod 5 on the roller 18, thereby ensuring high accuracy measurements Φ nl
It is possible to connect another sensor, similar to sensor 1, to the on-board engine monitoring system. In this case, the measurement and control of Φ nl is performed using instruments in the cockpit, which provides duplication of the control system and electronic control of the drive mechanism.

Механизм привода в случае выхода из строя электронной системы управления может работать также от гидромеханического привода топливного насоса - регулятора. При этом точность регулирования будет на порядок ниже. In case of failure of the electronic control system, the drive mechanism can also work from the hydromechanical drive of the fuel pump - regulator. Moreover, the accuracy of regulation will be an order of magnitude lower.

Claims (1)

Устройство для регулирования положения поворотных направляющих лопаток компрессора или турбины газотурбинного двигателя, содержащее размещенное снаружи корпуса компрессора или турбины поворотное кольцо, шарнирно соединенное с направляющими лопатками, регулируемыми тягами и механизмом привода, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит датчики углов положения лопаток, каждый из которых соединен с одним механизмом привода через пару двухзвенных рычагов, и дополнительную тягу, один край которой шарнирно соединен с передающим элементом механизма привода, а второй край с обоими рычагами и выполнен с возможностью перемещения шарнира рычага, жестко скрепленного с выходным элементом датчика, в плоскости, проходящей через оси шарниров, расположенных по краям рычагов, при этом выходной элемент датчика размещен соосно шарниру рычага, скрепленного со стороны корпуса с дополнительной тягой. A device for adjusting the position of the rotary guide vanes of a compressor or turbine of a gas turbine engine, comprising a rotary ring located outside the compressor or turbine housing, articulated with guide vanes, adjustable rods and a drive mechanism, characterized in that it further comprises sensors for the angles of the position of the blades, each of which connected to one drive mechanism through a pair of two-link levers, and additional traction, one edge of which is pivotally connected to the transmitting by the drive mechanism, and the second edge with both levers and is made with the possibility of moving the lever hinge, rigidly fastened to the output element of the sensor, in a plane passing through the axis of the hinges located along the edges of the levers, while the output element of the sensor is placed coaxially to the hinge of the lever fastened with sides of the housing with additional traction.
RU95110529A 1995-06-26 1995-06-26 Device to control position of turning guide vanes of compressor or turbine of gas-turbine engine RU2098670C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95110529A RU2098670C1 (en) 1995-06-26 1995-06-26 Device to control position of turning guide vanes of compressor or turbine of gas-turbine engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95110529A RU2098670C1 (en) 1995-06-26 1995-06-26 Device to control position of turning guide vanes of compressor or turbine of gas-turbine engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95110529A RU95110529A (en) 1997-06-10
RU2098670C1 true RU2098670C1 (en) 1997-12-10

Family

ID=20169214

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95110529A RU2098670C1 (en) 1995-06-26 1995-06-26 Device to control position of turning guide vanes of compressor or turbine of gas-turbine engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2098670C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2474698C1 (en) * 2011-10-28 2013-02-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) System of rotating blades stages control of high pressure compressor stator
RU2559107C2 (en) * 2010-01-28 2015-08-10 Сименс Акциенгезелльшафт Device to adjust adjustable guide vanes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. DE, патент, 4102188, кл. F 01 D 9/04, 1992. 2. US, патент, 3873230, кл. F 01 D 17/16, 1975. 3. Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30. Техническое описание. - М.: Машиностроение, 1971, с.19, рис. 6. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2559107C2 (en) * 2010-01-28 2015-08-10 Сименс Акциенгезелльшафт Device to adjust adjustable guide vanes
US9188138B2 (en) 2010-01-28 2015-11-17 Siemens Aktiengesellschaft Device for adjusting variable guide vanes
RU2474698C1 (en) * 2011-10-28 2013-02-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) System of rotating blades stages control of high pressure compressor stator

Also Published As

Publication number Publication date
RU95110529A (en) 1997-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5219454A (en) Method and apparatus for balancing wind turbine rotors
US4720237A (en) Unison ring actuator assembly
CN108204782B (en) Angle measurement and indicating device based on Archimedes spiral disk
US5896672A (en) Precision shaft alignment system
CN101476961A (en) Methods and apparatus for error reduction in rotor loading measurements
CA2776427C (en) Resolver type skew sensor with gimbal attachment
US20060133926A1 (en) Stator vane stage actuated by a rotary actuator ring moved by electric motor means
US6170345B1 (en) Device for positioning a measuring sensor
JP4076123B2 (en) Windmill pitch alignment adjustment method
RU2098670C1 (en) Device to control position of turning guide vanes of compressor or turbine of gas-turbine engine
CN112378671A (en) Sliding pair friction wear test bed and method for stator blade adjusting mechanism of gas compressor
WO2021072220A1 (en) Hanger bearing mounted torque sensor
CN209704644U (en) Aero-engine
CN108593288B (en) Loading device for gear model photoelastic test
CA2125908A1 (en) Apparatus and methods for detecting imbalance
EP1355139B1 (en) method and device for correcting an unbalance
EP2110550A1 (en) Sensorised multiplier
KR20030017044A (en) Bench for static structure/fatigue tests of helicopter rotor blade and hub system
CN114894486A (en) Device and method for testing dynamic flexibility of casing based on rotary excitation
EP3317629B1 (en) Test bench for charging devices
RU196515U1 (en) TECHNOLOGICAL STAND FOR ASSEMBLY AND ADJUSTMENT OF A COXIAL LOAD SCREW
US20220371721A1 (en) System for controlling the cyclic setting of blades
JPS61192924A (en) Automatic regulation device for bearing alignment
KR100504950B1 (en) Helicopter tail-fan performance test bench
CN117685152B (en) Water pump turbine simulation device, water pump turbine simulation system and control method

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A License on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20000925

Effective date: 20110829