ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ДАТЧИК ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ

Заявленный датчик относится к области машиностроения и может быть использован в системах автоматического регулирования, например, авиационных газотурбинных двигателей.
Известен центробежный датчик скорости, содержащий ротор с напорными и сливными каналами, подпружиненные грузы-золотники, установленные в полости ротора, причем один из золотников соединен с напорным каналом.
С целью управления пульсации давления на выходе датчика второй золотник установлен на линии слива, (см. А.С. СССР №430237, 30.08.1974 г). Недостатками указанного датчика является его недостаточная надежность из-за возможного заклинивания грузов-золотников, связанного с присутствием малых золотниковых зазоров, особенно при использовании топлива с низким классом чистоты. Снижению уровня надежности способствует наличие двух грузов-золотников и двух пружин.
Кроме того, центробежный датчик скорости сложен конструктивно и имеет значительные для авиационной техники массу и габариты из-за наличия нескольких отдельных полостей, дозирующих кромок и отверстий.
Техническим результатом, на решение которого направлена предлагаемая полезная модель, является повышение надежности работы датчика, а также упрощение его конструкции, уменьшение веса и габаритов.
Для достижения указанного технического результата в центробежном датчике частоты вращения, содержащим ротор с осевым отверстием, соединенным с командной полостью, подпружиненный управляющий элемент, разделяющий командную и сливную полости, и грузик, соединенный с управляющим элементом, грузик, пружина и управляющий элемент расположены в командной полости, причем управляющий элемент выполнен в виде конуса, установленного в неподвижной втулке, снабженной дозирующей кромкой.
Отличительные признаки, а именно, установка грузика, пружины и управляющего элемента в командной полости и выполнение управляющего элемента в виде конуса, установленного в неподвижной втулке, снабженной дозирующей кромкой, позволяют повысить надежность работы датчика за счет увеличения зазора до 25…30 мкм, позволяющего датчику надежно работать при более низком качестве топлива без заклинивания. При этом командная полость становится одновременно пружинной, не требуется вторая дозирующая кромка, управляемая полость и калиброванное отверстие, что упрощает конструкцию датчика, снижает его вес и габариты.
На чертежах Фиг 1 показан предложенный датчик, а на Фиг 2 - сечение по А-А Фиг 1.
Установленный на валу 1 центробежный датчик частоты вращения содержит ротор (корпус) 2 с осевым отверстием 3, соединенным с командной полостью 4, в которой установлен поджатый пружиной 5 управляющий элемент, соединенный, например штифтом 6 с грузиком 7.
Управляющий элемент выполнен в виде конуса 8, установленного во втулке 9, неподвижно установленной в корпусе 2. В конусе 8 выполнены продольные каналы 10 для подвода командного давления к дозирующей кромке 11, выполненной на втулке 9 и обеспечивающей возможность соединения командной полости 4 со сливной полостью 12.
Центр тяжести управляющего элемента находится на расстоянии L от оси вращения ближе к грузику 7.
Датчик работает следующим образом:
Высокое постоянное давление Ркпд через отверстие 3 подводится в полость 4 и по каналам 10 подходит к дозирующей кромке 11. Пружина 5 обеспечивает первоначальное прижатие конуса 8 к дозирующей кромке 11 втулки 9. Под действием давления в полости 4 конус 8 приподнимается, преодолевая усилие от пружины 5. При этом часть рабочей жидкости сбрасывается в сливную полость 12, формируя командное давление в полости 4, командное давление в полости 4 является выходным параметром датчика.
При различной частоте вращения вала:
ц
2
F=М·ω·L - центробежная сила клапанного узла [Н]
где: М - масса клапанного узла [кг],
ω - угловая скорость вращения вала [],
L - расстояние от оси вращения до центра тяжести клапанного узла [м].
При увеличении частоты вращения вала центробежная сила возрастает, что приводит к уменьшению щели, образованной дозирующей кромкой 11 и конусом 8, что повышает давление в полости 4.
При снижении частоты вращения давление в полости 4 уменьшается.
Таким образом, при изменении частоты вращения командное давление в полости 4 меняется пропорционально частоте вращения.