ДОЗАТОР ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА

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.
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].
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 собой
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.
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.
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.
Предлагаемый дозатор газообразного топлива представлен на чертежах: фиг. 1 - общий вид дозатора в разрезе.
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.
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.
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.
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.
Использованные источники:
1. Патент на изобретение РФ №2695445, бюллетень №21, 2019 г.
2. Патент на изобретение РФ №2476702, бюллетень №6, 2013 г.