УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ЖИДКОГО ТОПЛИВА В КАМЕРУ СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к теплотехнике, а именно, к устройствам для управления подачей жидкого топлива в камеру сгорания.
Известно устройство для подачи жидкого топлива, защищенное патентом РФ №2224952 МПК 7 F23K 5/04, F23N 1/00. Устройство включает, по меньшей мере, один канал подачи топлива и устройство управления потоком топлива, проходящим по этому каналу, в котором указанное устройство управления включает насос, приводимый в действие двигателем и блок управления, предназначенный для регулирования скорости вращения двигателя и, таким образом насоса. Двигатель является асинхронным двигателем,, блок управления включает статический преобразователь частоты, датчики, предназначенные для определения, по меньшей мере, одного параметра двигателя и блок регулирования, предназначенный для регулирования электропитания, подаваемого на двигатель в зависимости от полученного от датчиков указанного параметра двигателя. Насос является объемным насосом. Сжигающий элемент является камерой сгорания газотурбинной установки. Устройство содержит вычислительный блок, который предназначен для вычисления необходимого потока для каждой нагрузки газотурбинной установки и для вычисления желаемого числа оборотов двигателя для каждого потока, в котором блок управления выполнен с возможностью регулирования скорости вращения в соответствии с этими вычислениями.
Недостатками устройства являются:
- сложность подачи жидкого топлива из-за наличия сложных узлов, входящих в систему подачи жидкого топлива (асинхронный двигатель, система частотного управления двигателем, объемный насос);
- невозможность работы устройства без электроэнергии.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является система подачи жидкого топлива, приведенная в паспорте на отопитель на отработанном масле (Т-603 г.Ростов-на-Дону, 2004 г). Система подачи жидкого топлива содержит электродвигатель, топливный насос, топливную емкость, канал подачи топлива в камеру сгорания, устройство управления двигателем.
Недостатками устройства являются следующие:
- сложность управления подачей топлива, связанная с наличием двигателя, системы управления двигателем, прецизионного насоса;
- невысокая надежность устройства из-за наличия большого количества сложных узлов;
- невозможность работы устройства без электроэнергии
Задачей предлагаемой полезной модели является упрощение управления подачей жидкого топлива в камеру сгорания.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для подачи жидкого топлива в камеру сгорания, включающем топливную емкость, канал подачи топлива, устройство для управления потоком топлива, проходящим по этому каналу, согласно предлагаемой полезной модели устройство управления потоком топлива включает два коромысла, имеющих опоры с осями качания, одно из коромысел расположено над топливной емкостью, другое - под камерой для сгорания; концы коромысел с одной стороны шарнирно соединены со штангой; ко дну емкости для сжигания топлива жестко прикреплен шток, имеющий возвратно-поступательное движение и контактирующий со вторым концом коромысла, расположенного под камерой для сгорания топлива, второй конец коромысла, расположенного над топливной емкостью шарнирно соединен со штоком, который жестко соединен с запорным клапаном, расположенным в отверстии для выхода топлива; шток пропущен через пружину, которая установлена между регулировочной гайкой, расположенной на штоке, и запорным клапаном; камера сгорания, опора коромысла, расположенного под ней и каркас, на котором укреплена топливная емкость с опорой второго коромысла установлены на основании; причем масса топлива, находящаяся в емкости для сжигания топлива связана следующей зависимостью с силой пружины, массой и размерами конструктивных подвижных элементов, влияющих на запирание - отпирание запорного клапана
где М - масса жидкого топлива, находящаяся в емкости для сжигания топлива;
k - коэффициент упругости пружины;
Δl - величина деформации пружины;
g - ускорение свободного падения;
1
m - масса емкости для сжигания топлива;
2
m - масса коромысла, находящегося под камерой сгорания;
3
m - масса штока, соединяющего концы коромысел;
4
m - масса коромысла, находящегося над топливной емкостью;
5
m - масса запорного клапана и штока;
1
2
3
4
5
6
7
8
х, х, х, х, х, x, x, x - размеры плеч коромысел.
На чертеже схематически изображен вид устройства для подачи жидкого топлива.
Устройство для подачи жидкого топлива в камеру сгорания 1, включает топливную емкость 2, установленную на основании 3, канал подачи топлива 4 и устройство для управления потоком топлива. Устройство для управления потоком топлива включает два коромысла 5 и 6, имеющих опоры 7 и 8 с осями качания 9 и 10. Одно из коромысел 5 расположено над топливной емкостью, другое коромысло 6 под камерой для сгорания топлива. Концы коромысел с одной стороны соединены со штангой 11. В камере сгорания 1 расположена емкость для сжигания топлива 12, ко дну которой жестко прикреплен шток 13, имеющий возвратно-поступательное движение и контактирующий со вторым концом коромысла 6. Конец штока 13 имеет коническую форму и упирается в углубление коромысла 6. Шток пропущен через втулку 14, закрепленную на дне камеры сгорания. Второй конец коромысла 5, расположенного над топливной емкостью 2 шарнирно соединен со штоком 15, который жестко соединен с запорным клапаном 16, расположенным в отверстии для выхода топлива. Шток 15 пропущен через пружину 17, которая установлена между регулировочной гайкой 18, расположенной на штоке и запорным клапаном 16. Регулировочная гайка предназначена для настройки пружины на необходимое для нормальной работы количество топлива. Камера сгорания 1, опора 8 коромысла 6, расположенного под ней и каркас 19, на котором укреплена топливная емкость 2 с опорой 7 второго коромысла 5 установлены на основании 3. Масса топлива, находящаяся в емкости для сжигания топлива 12 зависит от силы пружины, массы и размеров конструктивных подвижных элементов, влияющих на запирание-отпирание запорного клапана и определяется по выше приведенной формуле.
Устройство работает следующим образом.
В начальный момент емкость для сжигания топлива 12 пуста, запорный клапан 16 в топливной емкости 3 открыт. Топливо из топливной емкости 3 по каналу подачи 4 поступает в емкость для сжигания топлива 12. Поступающая масса жидкого топлива через систему коромысел 5, 6 сжимает пружину 17, постепенно закрывая запорный клапан 16. При достижении заданного количества топлива клапан 16 закрывается. По мере сгорания топлива его масса уменьшается, пружина 17 через систему коромысел разжимается, открывая запорный клапан. Предлагаемое устройство по сравнению с известными имеет следующие преимущества:
- упрощение управления подачей жидкого топлива благодаря измерению отклонения от необходимого для горения количества топлива в емкости для сжигания топлива и передаче этого отклонения через систему коромысел на управляющий потоком топлива запорный клапан;
- более высокая надежность устройства в связи с исключением большого количества сложных узлов;
- работа устройства не требует электроэнергии.