SE438351B - Brenslesystem for en turbinmotor - Google Patents

Description

7808889-5 z. omkoppling av de tryckavkännande förbindelserna från huvud- till hjälp- ventilen samt direkt anslutning av pumpen till hjälpventilen.

En dylik utformning av omkopplingsventilen framgår ej av känd tek- nik.

Uppfinningen skall nedan närmare beskrivas med hänvisning till bi- fogad ritning, i vilken den enda ritningsfiguren är ett schematiskt dia- gram över ett bränslekontrollsystem enligt föreliggande uppfinning.

Såsom framgår av ritningsfiguren innefattar bränslesystemet för en gasturbinmotor en huvudbränslekontroll, en hjälp- eller nödkontroll och en omkopplingsventil för byte från en kontroll till den andra under pilotens översikt, då ett sådant byte blir nödvändigt. Detta byte med- för ett minimalt avbrott av bränsletillförseln till motorn och omkopp- lingsventilen är utformad för att uppnå detta resultat.

Bränsle tillföres från en pump 2 med variabel volym, varvid mäng- den bränsle som tillföres kcntrollsystemet regleras medelst trycksig- naler från punkter uppströms och nedströms om den aktiverade bränsle- mätventilen. Huvudkontrollen innefattar en mätventil 4 som mottager bränsle från pumpen via en ledning 6. Bränsle från mätventilen levere- ras via en tillförselledning 8 till omkopplingsventilen l0, och häri- från via en ledning l2 till motorn. Vid normal drift är ledningarna 8 och 12 sammankopplade via omkopplingsventilen.

Det bör noteras att huvudbränslesystemet endast visas schematiskt; mätventilen regleras av flera variabler såsom motorvarvtal, något av flera motortryck, styrreglagevinkel och/eller andra motorparametrar.

Dessa variabler är välkända och därför ej beskrivna i detalj. Uppströms- och nedströmstrycken på mätventilen tillföres pumpen via ledningar l4 och 16 till omkopplingsventilen och härifrån via ledningar 15 och 17 till pumpen. Omkopplingsventilen upprätthåller en fluidförbindelse mel- lan ledningarna l4 och l5 och mellan ledningarna l6 och 17 vid normal- drift hos huvudbränslekontrollen. Nämnda tryck tjänar till att reglera kvantiteten bränsle från pumpen för upprätthållande av ett konstant tryckfall över ventilen. Dylika pumpar och kontrollsystem är också väl- kända; det är tillräckligt att notera att pumpvolymen regleras av dessa tryck för upprätthållande av önskat tryckfall över mätventilen, oavsett densammas inställning.

Hjälpbränslekontrollen innefattar en mätventil l8, i vilken en ventilkolvs 20 läge regleras av en lämplig parameter såsom styrreglage, motorhastighet eller motortryck vid en given punkt i motorn. Såsom visas, förskjutes kolven 20 via en arm 22 av en tredimensionell kamdel 24, vars vinkelläge regleras via pilotens manöverspak eller styrreglage och vars axiella läge regleras av ett motortryck via en arm 26. Änden 3_ 7808889-5 på en axel 28 för kamdelen kan anslutas till manöverspaken: Kolven 20 innefattar en krage 30, vilken reglerar flödet genom att mer eller mindre frilägga en öppning 32 i ett hölje 34 till venti- len. Denna öppning är via en ledning 36 ansluten till motorbränsle- ledningen l2. Bränsle når fram till hjälpmätventilen genom en ledning 38 från omkopplingsventilen l0. Hjälpventilen l8 har ledningar 40 och 42, som avkänner trycket uppströms om mätventilen respektive nedströms om densamma. Ventilens mätdel är kragen 30 som samverkar med öpp- ningen 32. Ledningen 40 ligger invid och står i fluidförbindelse med ledningen 38 uppströms om mätventilen via ett spår 44 i kolven 20 in- till kragen 30. Ledningen 42 står i förbindelse med utloppsöppningen 32 i ventilen och befinner sig således nedströms om själva mätventilen.

Omkopplingsventilen l0 har en plunger 46 i ett hölje 48, varvid plungern normalt hålles i visat läge av ett fluidtryck som verkar på en förstorad kolv 50 i plungerns vänstra ände, vilken kolv befinner sig i en cylinder 52 utformad i ett stycke med höljet 48. Plungern har två intilliggande spår 52 och 54, vilka sammanbinder ledningarna 14 och 15 (spåret 52) respektive ledningarna 16 och 17 (spåret 54). Såsom anges ovan överföres således vid normal drift tryckfallet från huvudmätventi- len 4 genom omkopplingsventilen till bränslepumpen via dessa spår.

Omkopplingsventilen 10 har ett annat spår 56 som normalt är för- skjutet från öppningen 58 till ledningen 38 till hjälpventilen. Ett tillförselrör 60 från pumpen leder bränsle till en öppning 62 i höljet 48 motsatt öppningen 58, så att då plungern 46 förskjutes åt vänster för aktivering av hjälpventilen, förbinder spåret 56 öppningarna 58 och 62 direkt.

Vid normal drift förbinder ett spår 64 i plungern 46 en öppning 66 för ledningen 8 från huvudmätventilen med en öppning 68 för ledningen 12 till motorn. Då omkopplingsventilen förskjutes åt vänster, stänger plungern båda dessa öppningar. Då så sker leder en sidoledning 70 i höljet från öppningen 66 till en intilliggande öppning 71, vilken nor- malt är stängd æfplungern 46. Då vidare plungern förskjutes åt vänster för stängning av öppningen 66, frilägges öppningen 71 och fluid till- föres höljet vid plungeränden. Detta utrymme är via en ledning anslutet till bränsleledningen 38 till ventilen. Sidoledningen medger således fullt flöde från huvudmätventilen till hjälpmätventilen, även då om- kopplingsventilen börjar stänga öppningarna 64 och 66. öppningar 74 och 76 i omkopplingshöljet 48 för trycklcdníngarna 40 och 42 från hjälpkontrollen, är lokaliserade till vänster om sam- verkande öppningar 78 och 80 för ledningarna 15 och l7 och är de normalt tillslutna av plungern. Då plungern befinner sig i det vänstra läget, 7sosss9-s 4. förbinder spåren 52 och 54 öppningarna 74 och 78 (spåret 52) respek- tive öppningarna 76 och 80 (spåret 54). Vid denna tidpunkt är fluid- förbindelserna mellan ledningarna l4 och 15 och ledningarna 16 och l7 avbrutna av plungern 46.

Förskjutning av ventilplungern 46 åt vänster för omkoppling av bränsleflödet från huvudkontrollen till hjälpkontrollen åstadkommes genom avluftning av kolvens 50 vänstra sida medelst en luftventil 82 i en tryckledning till cylindern 52. Denna ventil kontrolleras av pilo- ten eller på annat sätt medelst lämpliga organ härför. Cylindern 52till vänster om plungern medger förskjutning av plungern åt vänster under påverkan av en fjäder 84 som verkar på kolven 50.

Förutom genom fjädern 84 tvingas plungern åt vänster också genom trycket i ledningarna 38 och 72. Normalt läckage kring plungern från ledningen 60 som är full av bränsle under tryck då pumpen är i drift, håller även ledningen 38 full av bränsle samt under tryck, så att hjälp- systemet alltid är fullt av bränsle och klart för omedelbar aktivering vid behov. Då således trycket på kolvens 50 vänstra sida faller för förskjutning av plungern 46 åt vänster, underlättar trycket i ledning- arna 38 och 72, som verkar på plungeränden, fjäderns 84 funktion. Så snart plungerförskjutningen medför friläggning av öppningen 7l för sidoledningen 70, verkar också trycket från ledningen 8 på plunger- änden. _ Då plungern inleder sin förskjutning åt vänster börjar flödet från huvudkontrollventilen 4 att avskäras genom stängning av öpp- ningarna 64 och 66. Samtidigt börjar sidoledningen 70 öppnas för att avleda flödet från huvudmätventilen genom hjälpkontrollventilen l8 via ledningen, snarare än att låta flödet gå direkt till motorn via led- ningen 12. Huvudmätventilen kontrollerar fortfarande flödet och gör så tills trycktapparna ställes om, men flödet från denna mätventil som avledes genom hjälpmätventilen kan ej överstiga kvantiteten inställd av huvudmätventilen.

Efter det flödet från huvudmätventilen avledes fullständigt till hjälpventilen (öppningarna 66 och 68 stängda och sidoledningen 70 öppen), innebär fortsatt förskjutning av plungern åt vänster att pump- kontrolltrycken från huvudkontrollventilen kopplas till hjälpkontroll- ventilen via spåren 52 och 54, som förbinder öppningarna 74 och 78 respektive 76 och 80 så att bränslepumpen därefter regleras av tryck- fallet över hjälpmätventilen. Vid denna tidpunkt sker reglering av bränsleflödet av hjälpmätventilen och är flödet genom ledningen l2 avskuret.

Samtidigt som öppningarna 74 och 76 frilägges, tillslutes öpp-

Claims (7)

1. s. 7808889-5 ningar 85 och 86 för ledningarna l4 och l6 från huvudmätventilen av plungern. Spåren 52 och 54 är så exakt utformade, att uppströms- och nedströmstrycken kopplas om samtidigt, dvs. öppningarna 74 och 76 öppnas och öppningarna 85 och 86 stänges vid en och samma tidpunkt. Efter omkopplingen av pumpkontrolltrycken medger fortsatt för- skjutning av plungern åt vänster att öppningarna 58 och 62 förbindes med varandra, så att bränsle från pumpen därefter ledes direkt genom omkopplingsventilen till hjälpkontrollventilen och huvudkontrollventilen inaktiveras. Oavsett vilket läge huvudmätventilen intager, kan denna ej längre påverka bränsletillförseln till motorn, enär allt bränsle nu strömmar genom hjälpkontrollen. Det bör noteras att alla ovan beskrivna skeenden vid förskjutning av omkopplingsventilen händer på mycket kort tid, t.ex. en sekund. Även under detta korta tidsintervall garanterar händelsesekvensen åstadkommen av omkopplingsventilen att korrekt mängd bränsle fort- sätter strömma till motorn och att bränslepumpen regleras på rätt sätt under och efter omkopplingsprocessen. Omkopplingsventilens förskjut- ning kan åstadkommas på annat sätt än av piloten och en mekanism kan anordnas för att låsa plungern i varje ändläge. En dylik mekanism ut- gör ej del av uppfinningen utan är välkänd och beskrives därför ej närmare här. Manövreringsanordningarna för huvud- och hjälpkontroll- ventilerna beskrives ej, då de ej påverkar omkopplingsventilens funk- tion. Det är tillräckligt att konstatera att respektive kontroll- eller reglerventil kan utgöra vilken som helst av ett flertal kommer- siella ventiler, vid vilka bränslemängden till motorn tillföres med hjälp av en pump med variabel volym, varvid pumputloppet är avpassat att medge ett konstant eller givet tryckfall över mätöppningen, vil- ket tryckfall pumputloppet påverkas av. Det är för fackmannen uppenbart att föreliggande uppfinning kan modifieras och ändras inom ramen för efterföljande patentkrav utan att frångå uppfinningens idé och ändamål. Patentkrav: l. Bränslesystem för en turbinmotor, innefattande dels en huvud- kontroll med en mätventil (4), dels en hjälpkontroll med en mätventil (18), dels en bränslepump (2) som kan anslutas till båda kontrollerna för tillförsel av bränsle till desamma, och dels en omkopplingsventil (10) för att vid behov medge omkoppling från huvud- till hjälpkontrol- len, k ä n n e t e c k n a t a v att bränslepumpen (2) är en pump med reglerbar volym som påverkas av en tryckdifferential, att tryck- avkännande organ är anordnade på motsatta sidor om respektive mätven- 7808889-5 s. til (4, l8) för att avkänna tryckdifferentialen, att förbindelser är anordnade mellan nämnda organ och pumpen.odiattomkopplingsventilen (10) är utformad att i följd avleda bränsleflödet från huvudmätventilen (4) genom.hjälpmätventilen (l8), medge omkoppling av de tryckavkännande förbindekærna från huvud- till hjälpmätventilen samt medge direkt för- bindelse mellan pumpen och hjälpventilen.

2. Bränslesystem enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t a v att pumpvolymen påverkas av de tryckavkännande organen för att leverera bränsle till den i funktion varande mätventilen (4 eller 18) för upprätthållande av ett givet tryckfall över ventilen.

3. Bränslesystem enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t a v att omkopplingsventilen (10) innefattar en plunger (46), som hålles i ett huvudmätventilen (4) drivande läge medelst fluidtryck och att bränslesystemet innefattar en luftventil (82) för reducering av detta-tryck.

4. Bränslesystem enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a t a v att en fjäder (84) verkar på plungern (46) för förskjutning av densamma då fluidtrycket applicerat därpå reduceras.

5. Bränslesystem enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t a v en fluidförbindelse (8) från huvudmätventilens (4) nedströmssida genom onkopplingsventilen (10) till motorn och en annan fluidförbin- delse från pumpen (2) genom omkopplingsventilen till hjälpmätventilens (l8) uppströmssida, samt tryckdifferentialöverföringsförbindningar (14, 15, l6, l7, 40, 42) från respektive mätventil (4, 18) genom om- kopplingsventilen till pumpen för reglering av pumpeffekten i beroende av tryckdifferentialen.

6. Bränslesystem enligt patentkrav 5, k ä n n e t e c k n a t a v en fluidförbindelse direkt från omkopplingsventilen (10) till motorn, vilken förbindelse tillslutes av omkopplingsventilen då för- bindelsen till hjälpkontrollen öppnas genom förskjutning av omkopplings- ventilen. 7. Bränslesystem enligt patentkrav l - 6, k ä n n e t e c k - n a t a v att omkopplingsventilen (10) efter förbiledning av flödet från huvudmätventilen (4) genom hjälpmätventilen (18) och avskärning av det direkta flödet från huvudmätventilen till motorn, upprätthållerdenna förbiledningsförbindning öppen under omkopplingsprocessen. 8. Bränslesystem enligt patentkrav l - 7, k ä n n e t e c k - n a t a v att tryckdifferentialöverföringsförbindningarna från mät- ventilerna (4, l8) genom omkopplingsventilen (l0) till pumpen (2), är anordnade att skifta samtidigt från huvud- till hjälpventilen då om- kopplingsventilen är i funktion och att detta skifte sker endast efter

7. 7808889-5 det allt bränslet från huvudmätventilen passerat genom hjälpventilen.