Агрегаты (назначение, конструкция, принцип работы)

Регулятор скорости

Предназначен для поддержания постоянства заданной частоты вращения вала ТНД, а также для управления открытием СК и РК во время пуска ГТУ для быстрого их закрытия и открытия ВВК при аварийном падении давления воздуха в системе предельной защиты.

Датчиком для РС является насос-импеллер, находящийся на валу ТНД. Изменение частоты вращения вала вызывает изменение напора масла в импеллере, пропорциональное примерно квадрату числа оборотов. Напор воспринимается поршнем, нагруженным пружиной. Поршень управляет перестановкой штока, изменяющего сечение отверстия в нижнем торце втулки для выпуска воздуха проточной системы.

Конструкция

Основными элементами конструкции регулятора скорости являются (рис. 76):

- корпус;

- крышка;

- резиновая мембрана;

- поршень со штоком;

- втулка со штоком;

- клапан;

- механизм задатчика частоты вращения;

- пружины;

- микровыключатели.

Изменение напора импеллера в РС воспринимается поршнем и штоком, который в верхней части имеет коническую форму и находится внутри отверстия на нижнем торце втулки. Полость втулки сообщается с линией проточного воздуха, а торцевое отверстие – с атмосферой. Втулка может перемещаться с помощью другого штока, приваренного к тарелке мембраны. Внутри этого штока имеется отверстие, которое может сверху закрываться клапаном на механизме управления.

На верхней крышке РС смонтирован механизм задатчика частоты вращения, посредством которого можно вручную или дистанционно изменять положение клапана. На механизме смонтированы три микровыключателя:

- микровыключатель, сигнализирующий о моменте открытия СК:

- микровыключатель, сигнализирующий о максимальном значении задания частоты вращения – 5000 об/мин.;

- микровыключатель, сигнализирующий о положении задатчика на минимальных рабочих оборотах – 3300 об/мин.

1 – поршень 2 – пружина 3 – корпус 4 – шток поршня 5 – втулка подвижная 6 – шток 7 – пружины 8 – колесо коническое 9 – шестерня коническая 10 – валик приводной 11– толкатель 12 – микропереключатели 13 – втулка резьбовая 14 – шток резьбовой 15 – шарикоподшипник 16 – крышка 17 – клапан 18 – мембрана 19 – тарелка 20 – диск

Рис. 76. Гидродинамический регулятор скорости

Принцип работы

Перед пуском шток со втулкой находятся на нижних упорах, клапан поднят и разобщен со штоком. При этом указатель механизма РС находится против деления "20" по шкале.

Воздух предельной защиты выпускается в атмосферу через отверстие в штоке, а проточный воздух – через образовавшийся большой зазор между конусной частью штока и втулкой. В этом положении СК и РК закрыты.

Чтобы открыть СК маховик РС вращают в сторону "УБАВИТЬ", перемещая вниз до упора клапан, выпуск воздуха из системы предельной защиты в РС прекращается, давление воздуха в этой системе растет, что приводит к открытию СК.

Для последующего открытия РК необходимо маховик механизма вращать в обратную сторону. Клапан будет перемещаться вверх вместе с втулкой, что приведет к уменьшению выпуска проточного воздуха, т. к. шток с поршнем остаются на нижнем упоре. Увеличение давления в проточной системе до 0,06 МПа, приведет к открытию РК. Через 3-5 оборотов маховика начинается открываться РК. Когда напор импеллера достигнет 0,3 МПа, поршень со штоком начнут перемещаться вверх. Это соответствует оборотам ТНД 3000 об/мин. С этого момента РС вступает в работу. При оборотах ТНД 3300 об/мин. срабатывает микровыключатель и сигнализирует о выходе ГТУ на холостой ход и останавливает электромоторчик РС.

Подержание постоянных оборотов ТНД осуществляется следующим образом:

- при увеличении нагрузки уменьшается частота вращения вала ТНД и напор масла после импеллера, что приводит к опусканию поршня со штоком. Выпуск воздуха проточной системы уменьшается, РК идет на открытие, снижение частоты вращения вала ТНД прекращается;

- при сбросе нагрузки поршень со штоком перемешаются вверх, выпуск воздуха проточной системы увеличивается и РК прикрывается. При нормальной работе давление в проточной системе изменяется в пределах от 0, 06 до 0, 12 МПа.

Если при сбросе нагрузки частота вращения вала ТНД, несмотря на закрытие РК будет увеличиваться, то шток может открыть выпуск воздуха проточной системы настолько, что откроются ВВК, увеличение частоты вращения прекратится. Импульс на открытие ВВК выдается регулятором скорости, когда частота вращения вала ТНД превысит на 1-2 % значение, установленное механизмом задатчика. Когда частота вращения с учетом имеющейся неравномерности восстановится и ВВК закроются, РК откроется на величину, необходимую для поддержания заданной частоты вращения уже при сниженной нагрузке.

При срабатывании защиты втулка отрывается от клапана, через отверстие в штоке откроется дополнительный выпуск воздуха предельной защиты, что ускорит закрытие СК. Перемещение втулки относительно штока, который ненадолго остается в своем прежнем положении, приведет к выпуску воздуха проточной системы, к закрытию РК и открытию ВВК.

Расчетная неравномерность регулятора скорости составляет 4-5 %.

Стопорный клапан

Предназначен для прекращения подачи топливного газа в камеру сгорания по импульсу аварийного останова.

Конструкция (рис. 77) состоит из:

- корпуса;

- крышки;

- клапана;

- штока;

- мембраны;

- пружин;

- ускорителя закрытия.

1 – седло 2 – корпус 3 – клапан 4 – шток 5 – уплотнительное кольцо 6 – крышка 7 – мембрана 8 – пружины 9 – дроссель 10 – пластина 11– специальная шайба 12 – микропереключатель 13 – толкатель 14 – верхняя крышка 15 – тарелка 16 – диск

Рис. 77. Стопорный клапан

Газ от стопорного клапана направляется по двум направлениям: основной поток – к РК и незначительное количество – к дежурной горелке. Стопорный клапан управляется давлением воздуха предельной защиты с помощью мембранного пневматического сервомотора и ускорителя. В закрытом положении удерживается натяжением пружин. Ход клапана отмечается по шкале, верхнее и нижнее положение клапана сигнализируются микровыключателями. Максимальное открытие СК – 20 мм. Диаметр стопорного клапана – 65 мм.

Ускоритель закрытия состоит из:

- шайбы;

- пластины;

- крышки ускорителя;

- дросселя.

Принцип работы

При подаче воздуха из системы давление в полости "В" из-за малого сечения дросселя (1,5 мм) быстро увеличивается. Этим давлением пластина прижимается к шайбе, в которой перекрываются отверстия "Г", сообщающие подмембранную полость с надмембранной. По мере перетекания воздуха через дроссель начнет увеличиваться давление в подмембранной полости и СК примерно через 5-10 сек. открывается. При этом пластина все время будет прижиматься к шайбе, так как площадь пластины, на которую действует давление воздуха сверху и снизу, различны.

При срабатывании защиты давление в полости "В" быстро снижается. Вследствие наличия дросселя давление в подмембранной полости в первое время не снижается. Этим давлением пластина быстро перемещается вверх до упора в крышку. Отверстия "Г" сообщают подмембранную полость с надмембранной, и клапан пружинами и усилием от давления газа быстро опустится на седло. Через отверстие "Е" воздух, поступивший в надмембранную полость, выйдет в атмосферу.

Время закрытия клапана составляет менее 0, 2 сек.