RU210200U1

RU210200U1 - GAS FUEL DISPENSER

Info

Publication number: RU210200U1
Application number: RU2021118067U
Authority: RU
Inventors: Евгений Николаевич Галынский; Борис Зиновьевич Мушкин; Владимир Иванович Маркин; Сергей Юрьевич Пчелкин; Михаил Владимирович Фокин; Роман Александрович Анашкин
Original assignee: Публичное Акционерное Общество "Калужский Двигатель" (Пао "Кадви")
Priority date: 2021-06-21
Filing date: 2021-06-21
Publication date: 2022-03-31

Abstract

Полезная модель относится к области регулирования газотурбинных двигателей (ГТД), работающих на газообразном топливе и предназначена для подачи газообразного топлива в камеру сгорания ГТД.Дозатор газообразного топлива содержит дозирующий элемент, разделяющий полость высокого давления, связанную с входным штуцером, и полость отдозированного топлива, соединенную с форсунками газотурбинного двигателя, толкатель с винтовой парой, шаговый электродвигатель, приводящий в движение дозирующий элемент через толкатель с винтовой парой, датчик перемещения дозирующего элемента, подпружиненный тарельчатый клапан, установленный на сферическом конце дозирующей иглы, управляемой шаговым электродвигателем через трапециевидную винтовую пару.В предлагаемом дозаторе газообразного топлива дозирующий элемент выполнен в виде подпружиненного клапана, установленного на сферическом конце толкателя со стороны входной магистрали, причем входная магистраль и магистраль форсунки двигателя соединены каналом с пусковым жиклером. Введение тарельчатого подпружиненного клапана на дозирующей игле и обводного пускового жиклера позволяет повысить точность поддержания и стабильность работы газового дозатора на пусковых режимах ГТД. 1 ил.The utility model relates to the field of regulation of gas turbine engines (GTE) operating on gaseous fuel and is designed to supply gaseous fuel to the combustion chamber of the GTE. with nozzles of a gas turbine engine, a pusher with a screw pair, a stepping motor that drives the dosing element through a pusher with a screw pair, a displacement sensor of the dosing element, a spring-loaded poppet valve installed at the spherical end of the dosing needle, controlled by a stepper motor through a trapezoidal screw pair. In the proposed gaseous fuel dispenser, the metering element is made in the form of a spring-loaded valve installed at the spherical end of the pusher on the side of the inlet line, and the inlet line and the engine injector line are connected by a channel to the starting m jet. The introduction of a poppet spring-loaded valve on the metering needle and a bypass starting jet makes it possible to increase the accuracy of maintaining and the stability of the gas dispenser in the starting modes of the gas turbine engine. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области регулирования газотурбинных двигателей (ГТД), работающих на газообразном топливе, и может быть использована, в частности, для подачи газообразного топлива в камеру сгорания ГТД.The utility model relates to the field of regulation of gas turbine engines (GTE) operating on gaseous fuel, and can be used, in particular, for supplying gaseous fuel to the combustion chamber of the GTE.

Известен дозатор газообразного топлива, содержащий дозирующую иглу, образующую проточную часть, разделяющую полость высокого давления, связанную с входной магистралью, и полость отдозированного топлива, соединенную магистралью с форсунками двигателя, во входную магистраль перед дозирующей иглой введен циклонный фильтр, содержащий рабочую камеру с входным и выходным соплами и вентиляционным отверстием, причем входное сопло циклонного фильтра соединено с входной магистралью, выходное- с полостью высокого давления дозирующей иглы, а вентиляционное отверстие циклонного фильтра соединено с полостью отдозированного топлива [1].A gaseous fuel dispenser is known, containing a metering needle forming a flow part separating a high-pressure cavity associated with an inlet line, and a metered fuel cavity connected by a line with engine injectors, a cyclonic filter is introduced into the inlet line in front of the metering needle, containing a working chamber with an inlet and outlet nozzles and a vent hole, wherein the inlet nozzle of the cyclone filter is connected to the inlet line, the outlet nozzle is connected to the high-pressure cavity of the metering needle, and the vent hole of the cyclone filter is connected to the cavity of the metered fuel [1].

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является патент на изобретение RU 2476702 С2 от 14.06.2010 г. [2]. Изобретение может повысить точность дозирования топлива. Система подачи топлива в газотурбинный двигатель включает электроприводный топливный насос, соединенную с выходом насоса основную магистраль подачи топлива с подпорно-запорным клапаном или распределителем топлива по коллекторам форсунок, а также дополнительную магистраль от выхода насоса на его вход. Топливный насос представляет собойThe closest technical solution (prototype) is a patent for invention RU 2476702 C2 dated 14.06.2010 [2]. The invention can improve the accuracy of fuel dosing. The system for supplying fuel to a gas turbine engine includes an electrically driven fuel pump, a main fuel supply line connected to the pump outlet with a shut-off valve or a fuel distributor along the injector manifolds, as well as an additional line from the pump outlet to its inlet. The fuel pump is

насос объемного действия с изменением подачи топлива за счет изменения частоты вращения электропривода. Причем, в дополнительной магистрали установлен клапан постоянного расхода топлива в виде комбинации установленного в дополнительной магистрали жиклера и регулирующего подпружиненного золотника, при этом вход и выход жиклера соединены с полостями свободного и подпружиненного торцов золотника соответственно. Кромка проточки на золотнике вместе с отверстием во втулке золотника образуют в дополнительной магистрали канал переменного сечения.volumetric pump with a change in fuel supply due to a change in the rotational speed of the electric drive. Moreover, a constant fuel flow valve is installed in the additional line in the form of a combination of a jet installed in the additional line and a regulating spring-loaded spool, while the inlet and outlet of the jet are connected to the cavities of the free and spring-loaded ends of the spool, respectively. The edge of the groove on the spool, together with the hole in the spool bushing, form a channel of variable cross section in the additional line.

Недостатком данного устройства является низкая точность поддержания пусковых расходов газа для запуска ГТД. Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является повышение точности поддержания пусковых расходов газа.The disadvantage of this device is the low accuracy of maintaining the starting gas flow to start the gas turbine engine. The technical result, which the utility model is aimed at, is to increase the accuracy of maintaining the starting gas flow rates.

Для достижения указанного технического результата в дозаторе газообразного топлива, содержащем дозирующий элемент, разделяющий полость высокого давления, соединенную магистралью с входным штуцером и полость отдозированного топлива, соединенную с форсунками газотурбинного двигателя, толкатель с винтовой парой, шаговый электродвигатель, приводящий в движение дозирующий элемент через толкатель с винтовой парой, датчик перемещений дозирующего элемента, согласно полезной модели, дозирующий элемент выполнен в виде подпружиненного тарельчатого клапана, установленного на сферическом конце толкателя со стороны входной магистрали, а входная магистраль и магистраль форсунки двигателя соединены каналом с пусковым жиклером.To achieve the specified technical result in a gaseous fuel dispenser containing a metering element separating a high-pressure cavity connected by a line to the inlet fitting and a metered fuel cavity connected to the injectors of a gas turbine engine, a pusher with a screw pair, a stepper motor that drives the metering element through the pusher with a screw pair, a displacement sensor of the dosing element, according to the utility model, the dosing element is made in the form of a spring-loaded poppet valve installed at the spherical end of the pusher from the inlet line, and the inlet line and the engine injector line are connected by a channel to the starting jet.

Предлагаемый дозатор газообразного топлива представлен на чертежах: фиг. 1 - общий вид дозатора в разрезе.The proposed dispenser of gaseous fuel is shown in the drawings: Fig. 1 - general view of the dispenser in section.

Устройство содержит дозирующую иглу 1 с подпружиненным тарельчатым дозирующим клапаном 2 с приводом от шагового электродвигателя 3 через трапециевидную винтовую пару 4, угловой датчик обратной связи 5, установленный на единый вал шагового электродвигателя 3, обводной пусковой жиклер, входной штуцер 7 с электромагнитным клапаном 8 и выходной штуцер 9.The device contains a dosing needle 1 with a spring-loaded poppet dosing valve 2 driven by a stepper motor 3 through a trapezoidal screw pair 4, an angular feedback sensor 5 mounted on a single shaft of a stepper motor 3, a bypass starting jet, an inlet fitting 7 with an electromagnetic valve 8 and an outlet fitting 9.

Дозатор газообразного топлива работает следующим образом. Газ через входной штуцер 7 и электромагнитный клапан 8 поступает к подпружиненному тарельчатому клапану 2, установленному на сферическом окончании дозирующей иглы 1, позволяющему за счет люфта в паре клапан - дозирующая игла выбирать несоосности клапана и его седла. При полностью закрытом клапане обводной жиклер позволяет осуществлять точную дозировку пускового расхода газа в газотурбинный двигатель.The gaseous fuel dispenser operates as follows. The gas through the inlet fitting 7 and the solenoid valve 8 enters the spring-loaded poppet valve 2, mounted on the spherical end of the dosing needle 1, which allows, due to the backlash in the valve-dosing needle pair, to choose the misalignment of the valve and its seat. When the valve is fully closed, the bypass jet allows accurate dosing of the starting gas flow to the gas turbine engine.

При подаче питания на шаговый электродвигатель 3 вращательное движение вала электродвигателя преобразуется в трапециевидной паре 4 в поступательное движение толкателя 1 и тарельчатого клапана 2, что обеспечивает изменение расхода газа через выходной штуцер 9 в газотурбинный двигатель. Так как тарельчатый клапан подпружиненный и не закреплен жестко на дозирующей игле, ход иглы может быть даже больше полного закрытия тарельчатого клапана, а канал с пусковым жиклером всегда будет исключать погасание камеры сгорания газотурбинного двигателя.When power is supplied to the stepper motor 3, the rotational movement of the motor shaft is converted in the trapezoidal pair 4 into the translational movement of the pusher 1 and poppet valve 2, which ensures a change in the gas flow through the outlet fitting 9 to the gas turbine engine. Since the poppet valve is spring-loaded and not rigidly fixed to the metering needle, the stroke of the needle can be even greater than the full closure of the poppet valve, and the channel with the starting jet will always prevent the combustion chamber of the gas turbine engine from extinguishing.

В предлагаемом дозаторе газообразного топлива входная и выходная полости соединены обводным пусковым жиклером. Введение тарельчатого подпружиненного клапана на дозирующей игле и обводного пускового жиклера позволяет повысить стабильность работы газового дозатора на пусковых режимах ГТД.In the proposed gaseous fuel dispenser, the inlet and outlet cavities are connected by a bypass starting jet. The introduction of a poppet spring-loaded valve on the metering needle and a bypass starting jet makes it possible to increase the stability of the gas dispenser in the starting modes of the gas turbine engine.

Использованные источники:Used sources:

1. Патент на изобретение РФ №2695445, бюллетень №21, 2019 г.1. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2695445, Bulletin No. 21, 2019

2. Патент на изобретение РФ №2476702, бюллетень №6, 2013 г.2. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2476702, Bulletin No. 6, 2013

Claims

Gaseous fuel dispenser containing a dosing element that separates the high-pressure cavity connected to the inlet fitting and the dosed fuel cavity connected to the gas turbine engine injectors, a pusher with a screw pair, a stepper motor that drives the dosing element through a pusher with a screw pair, a displacement sensor metering element, characterized in that the metering element is made in the form of a spring-loaded poppet valve mounted on the spherical end of the pusher from the inlet line, and the inlet line and the engine injector line are connected by a channel to the starting jet.