DE2648768A1 - Verfahren zum zumessen von stroemungsmitteln und stroemungsmittelsteuerventil - Google Patents
Verfahren zum zumessen von stroemungsmitteln und stroemungsmittelsteuerventilInfo
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Description
1.10.1976 W/He - / - G/p 8708
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf StrömungsmittelSteuergeräte
und insbesondere auf eine verbesserte Einrichtung und ein Verfahren zur Steuerung des Brennstoffdurchsatzes zu einem Gasturbinenmotor.
Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Strömungsmittelsteuerventilanordnung
der Art, wie sie Gegenstand der US-PS 3.805.8 ist.
Die vorgenannte Patentschrift beschreibt eine Strömungsmittelsteuerventil
anordnung, die ein gegabeltes Gabelkopfelement verwendet, das über zwei entgegengesetzte Zumeßmündungen verschiebbar ist, um den
Strömungsmitteldurchfluß genau zu steuern. Im Vergleich zu anderen
Arten von Steuerventilen vermindert die erwähnte Anordnung die Gefahr, daß die Zumeßmündungen sich mit Verunreinigungen verstopfen,
sie setzt die mechanische Hysterese des Ventils auf ein Minimum herab, verringert die Kraft, die erforderlich ist, um das Ventil
zu betätigen, ergibt eine abgeglichene Durchflußanordnung, die die
von dem Ventil benötigte Leistung wesentlich herabsetzt und ergibt ferner ausgezeichnete Frequenzansprecheigenschaften.
Ziel vorliegender Erfindung ist es, ein Strömungsmittelsteuerventil
und ein Verfahren zu schaffen, die eine extrem exakte Steuerung des Strömungsmitteldurchflusses unabhängig von Strömungsmitteldruckschwankungen
ergeben. Es ist auch Ziel vorliegender Erfindung, eine Ventileinrichtung und ein Verfahren der vorstehend angegebenen Art
zu schaffen, die einen geringen Energieverbrauch, eine niedrige Hysterese und einen hohen Widerstand gegen Verschmutzungen in einem
Steuersystem besitzen, das zur Einstellung der Geschwindigkeit des Brennstoffdurchflusses in einen Gasturbinenmotor verwendbar ist.
Ferner ist Ziel der Erfindung ein Gabelkopfventil mit einem Gabelkopf,
der in bezug auf seine Masse um den Schwenkpunkt abgeglichen ist, damit die Empfindlichkeit gegen Vibrationen und Stoßbeanspruchungen
vermindert wird.
Eine derartige Gabelkopfventilanordnung wird gemäß vorliegender
Erfindung zum einstellbaren Bedecken und Öffnen entgegengesetzter
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Zumeßöffnungen verwendet, um den Durchsatz vom Brennstoff zu einem
Gasturbinenmotor zu verändern. Der Gabelkopf ergibt einen abgeglichenen Durchfluß durch die entgegengesetzten Öffnungen in der Weise,
daß der Gabelkopf kraftabgeglichen wird, damit der Energieaufwand zur Bewegung des Gabelkopfes vermindert wird, und damit die mechanische
Hysterese im Ventil behoben wird. Ein Eingangssignal in den Gabelkopf legt den von dem Gasturbinenmotor geforderten Schub fest, und
in Abhängigkeit von dem Druck des Gasdurchflusses, der in die Verbrennungskammer
des Gasturbinenmotors eingeführt wird, wird die tatsächliche Bewegung des Gabelkopfes über ein gewünschtes Beschleunigungs-opier
Verzögerungsschema gesteuert, um Spitzenbeanspruchungen
im Turbinenmotor und einen Ausfall der Brennerflamme zu verhindern. Zur exakten Brennstoffzumeßsteuerung und der Beseitigung von Hysterese
effekten ist ein zweites Gabelkopfsteuerelement so angeordnet, daß
es ein zweites Paar von entgegengesetzten Zumeßöffnungen bedeckt und freigibt, um einen Nebenschluß-Brennstoffdurchfluß von der Brennstoffquelle
zurück zum Einlaß der Quelle im Nebenschluß zur Verbrennungskammer zu steuern. Der zweite Gabelkopf wirkt ähnlich dem ersten
Gabelkopf, wird jedoch automatisch durch eine auf den Strömungsmitteldruck ansprechende Vorrichtung eingestellt. Die automatische Positionierung
erfolgt in Abhängigkeit von dem festgestellten Druckunterschied
am ersten Paar von entgegengesetzten Zumeßöffnungen so, daß ein im wesentlichen konstanter Druckunterschied an den ersten Zumeßöffnungen
aufrechterhalten wird. Auf diese Weise ist die Geschwindigkeit des Brennstoffdurchflusses zur Verbrennungskammer eine Funktion
der nichtbedeckten Fläche der ersten Zumeßöffnungen, und ist
unabhängig von DruckSchwankungen im System.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand
eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Teilschnittdarstellung vorliegender Erfindung
in Verbindung mit dem Brennstoffsteuersystem einer Gasturbinenmaschine,
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Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Positionseingabeverbindung
für das Brennstoffsteuerventil,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht in vergrößertem Maßstab der Zumeßsäule
und des Bügelbauteiles zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses in die Verbrennungskammer,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht der Zumeßsäule und des Bügels nach
Fig. 3,
Fig. 5 eine Schnittansicht der Umgehungsventilzumeßsäule und Teile
des zugeordneten Bügels,
Fig. 6 in vergrößertem Maßstab eine Querschnittsansicht der Betätigungsvorrichtung
für die Umgehungsdurchflußsteuerung,
Fig. 7 in vergrößertem Maßstab eine Schnittansicht der Beschleunigungs/
Verzögerungs-Planungssteuerung, und
Fig. 8 in vergrößertem Maßstab und in Schnittansicht Teile der Eingangssignal
steuerung.
In Fig. 1 ist ein Gasturbinenmotor 10 zusammen mit einem Flüssigbrennstoff
zuführ system 12 dargestellt. Der Motor 10 weist einen Gasstrom
(normalerweise Umgebungsluft)—Einlaß 14, ein Einlaßgebläse 15
und einen oder mehrere Kompressorabschnitte 16 auf, die den Einlaßluftstrom komprimieren und ihn an eine Verbrennungskammer 18 abgeben.
Der Einlaßgasstrom aus dem Kompressor wird dann erhitzt und über eine oder mehrere Turbinenstufen 20 abgegeben} bevor er durch einen Auspuff
stutzen 22 austritt. Die Turbinen 20, die durch den heißen Gasstrom angetrieben werden, treiben die Kompressoren 16 und Gasgebläse
15 an. Abhängig von der Verwendung des Gasturbinenmotors wird durch Drehung der Turbinen und/oder durch den resultierenden Strahlschub,
der durch den Auspuff des beschleunigten Gasstromes durch die Auspuffdüse 22 auftritt, erzeugt. Bei der Verwendung als Antriebsmotor
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für Flugzeuge wird der PrimärVorwärtsschub durch den Auspuff des beschleunigten
Gases über die Düse 20 erzeugt, und im Falle eines Turbinengebläsemotors
auch durch den Auslaß von Umgehungsgasstrom, der
durch Drehung des Einlaßgebläses 15 erzeugt wird.
Das Brennstoffzuführsystem 12 weist eine Quelle druckaufgeladenen
Brennstoffes in Form einer Pumpe 24, die normalerweise von dem Motor betätigt wird, ein Steuerventil 26 und eine Strömungsmittelzuführleitung
28 auf, die den Flüssiggasbrennstoffstrom auf die Zerstäubungssprüheinrichtungen
30 in die Verbrennungskammer 18 führt. Entsprechende Übersteuerungen 29, die der Leitung 28 zugeordnet sind, können
Ubersteuerungsfunktionen durch automatisches Sperren des Durchflusss zum Motor ausführen. Eine Einstellung eines Eingabehebels 32 steuert
die Brennstoffs tromungsgeschwindigkext vrn System 12 zur Verbrennungskammer
18, derart, daß der Turbinenmotor Energie oder Schub in bezug auf die Position eines Eingabehebels 32 erzeugt.
34
Das Ventil 26 weist ein Gehäuse/mit zwei getrennten Innenräumen 36 und 38 auf. Das Gehäuse 34 besitzt ferner eine Eingangsöffnung 40, die den Raum 36 mit der Pumpe 24 verbindet, eine Ausgangsöffnung 42, die den Raum 38 mit der Brennstoffzuleitung 28 verbindet, eine Umgehungsöffnung 41, die mit dem Pumpeneinlaß über eine Umgehungsleitung 43 in Verbindung steht, und eine Kompressorabgabe-Druckeingabe-Öffnung 44, die über die Leitung 46 mit dem Gasstrom durch den Motor 10 in Verbindung steht, so daß der Gasdruck, der der Verbrennungskammer zugeleitet wird, auf einen dritten Innenraum 48 innerhalb des Gehäuses 34 übertragen wird. Das Gehäuse 34 legt ferner einen Strömungsmittelaufnahmezylinder 50 mit einem beweglichen, membranartigen ^olben 52 fest, der im Zylinder angeordnet ist und der den Zylinder 50 durchquert, damit letzterer in entgegengesetzte Kammern unterteilt wird, von denen die Kammer 44 mit dem Innenraum 38 über eine entsprechende Innen- oder Außenverbindungsleitung 56 in Verbindung kommt, während die Kammer auf der anderen Seite des Kolbens 52 dem Einlaßdruck im Raum 36 ausgesetzt ist. Innerhalb der Kammer 34 ist eine Zumeßsäule 58 mit einem inneren Strömungsmittelkanal 60 starr
Das Ventil 26 weist ein Gehäuse/mit zwei getrennten Innenräumen 36 und 38 auf. Das Gehäuse 34 besitzt ferner eine Eingangsöffnung 40, die den Raum 36 mit der Pumpe 24 verbindet, eine Ausgangsöffnung 42, die den Raum 38 mit der Brennstoffzuleitung 28 verbindet, eine Umgehungsöffnung 41, die mit dem Pumpeneinlaß über eine Umgehungsleitung 43 in Verbindung steht, und eine Kompressorabgabe-Druckeingabe-Öffnung 44, die über die Leitung 46 mit dem Gasstrom durch den Motor 10 in Verbindung steht, so daß der Gasdruck, der der Verbrennungskammer zugeleitet wird, auf einen dritten Innenraum 48 innerhalb des Gehäuses 34 übertragen wird. Das Gehäuse 34 legt ferner einen Strömungsmittelaufnahmezylinder 50 mit einem beweglichen, membranartigen ^olben 52 fest, der im Zylinder angeordnet ist und der den Zylinder 50 durchquert, damit letzterer in entgegengesetzte Kammern unterteilt wird, von denen die Kammer 44 mit dem Innenraum 38 über eine entsprechende Innen- oder Außenverbindungsleitung 56 in Verbindung kommt, während die Kammer auf der anderen Seite des Kolbens 52 dem Einlaßdruck im Raum 36 ausgesetzt ist. Innerhalb der Kammer 34 ist eine Zumeßsäule 58 mit einem inneren Strömungsmittelkanal 60 starr
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befestigt, die mit dem Gehäuseinnenraum 36 über ein offenes Ende in Verbindung steht. Das entgegengesetzte Ende der Zumeßsäule 58 ist
geschlossen, und in der Nähe dieses geschlossenen Endes sind zwei entgegengesetzte Stromungsmittelzumeßoffnungen 64 vorgesehen, die wie
in den Figuren 3 und 4 gezeigt - etwa T-förmige Gestalt haben. Die entgegengesetzten Seiten der Zumeßsäule 58 besitzen erhabene,
kreisförmige Stirnseiten 66, die aus wesentlich härterem und festerem Material als der übrige Teil der Zumeßsäule 58 bestehen. Die T-förmigen
Zumeßöffnungen 64 führen an die erhabenen Flächen 66.
Eine bewegliche Zumeßvorrichtung 67 in Form eines gegabelten oder gabelkopfförmigen Elementes 68 ist schwenkbar bei 70 mit der Zumeßsäule
58 verbunden. Der Gabelkopf 68 ist mit einer Abgleichmasse versehen, die bewirkt, daß der Massenmittelpunkt des gesamten Gabelkopfes
mit dem Schwenkpunkt 70 zusammenfällt, dam± Vibrationen und Stoßbelastungen, die über das Gehäuse 34 auf ihn auisgeübt werden,
weitgehend unwirksam bleiben. Der Gabelkopf 68 weist entgegengesetzte Teile 72 auf, die in Deckung mit und in geringem Abstand von den Zumeßöffnungen
64 und den erhabenen Flächen 66 angeordnet sind. Durch Drehung des Gabelkopfes 68 um den Schwenkpunkt 70 können die Teile
72 in veänderlicher Weise die Öffnungen 64 bedecken und freilegen. Ferner gewährleistet die Gabelkopfanordnung 68 einen abgeglichenen
Strom von den entgegengesetzten Zumeßöffnungen 64 in der Weise, daß
der Gabelkopf dauernd unabhängig von dem Strömungsmittelstrom durch
die Zumeßöffnungen 64 zum anderen Innenraum 38 kraftabgeglichen ist. Eine Betätigungsvorrichtung 74, die weiter unten im einzelnen erläutert
wird, bewirkt eine Drehung des Gabelkopfes 68 um den Schwenkpunkt 70.
Innerhalb des Gehäuses 34 ist eine zweite Zumeßsäule 76 befestigt,
die eine Innenbohrung 78 aufweist, welche mit der Umgehungsöffnung 41 über das offene Ende der Zumeßsäule 76 in Verbindung steht. Am
anderen Ende besitzt die Zumeßsäule 76 ein Paar entgegengesetzter rechteckförmiger Zumeßöffnungen 80 auf entgegengesetzten Seiten,
die sich zu den erhabenen kreisförmigen Flächen 82 ähnlich den
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erhabenen Flächen der Zumeßsäule 58 öffnen.
Eine zweite bewegliche Zündvorrichtung in Form eines gegabelten
oder gabelkopfförmigen Elementes 84 ist schwenkbar bei 86 mit der
76
Zumeßsäule befestigt, wobei entgegengesetzte Teile 88 in Deckung mit und im Abstand von den Zumeßöffnungen 80 vorgesehen sind. Der Gabelkopf 84 ist mit einer Masse 85 versehen, die den Gabelkopf in bezug
Zumeßsäule befestigt, wobei entgegengesetzte Teile 88 in Deckung mit und im Abstand von den Zumeßöffnungen 80 vorgesehen sind. Der Gabelkopf 84 ist mit einer Masse 85 versehen, die den Gabelkopf in bezug
und
auf die Schwenkstelle 86 abgleicht,/damit Drehmomente auf den Gabelkopf,
die sonst durch vom Gehäuse 34 übertragene Vibrationen und Stoßbeanspruchungen induziert würden, abgleicht. Eine Drehung des
Gabelkopfes 84 um die Schwenkstelle 86 ermöglicht, daß die Teile 88 wahlweise die Zumeßöffnungen 80 bedecken und freigeben, damit die
Strömungsmittel verbindung zwischen dem Innenraum 36 und der Umgehungsöffnung 41 variiert wird.
Eine automatische Betätigungsvorrichtung ist zur Bewegung des Gabelkopfes
84 vorgesehen; sie weist eine Stange 90 auf, die direkt mit dem Kolben 52 und antriebsmäßig mit dem Gabelkopf 84 über den Gelenkarm
92 verbunden ist, so daß eine nach links gerichtete Bewegung des Kolbens 58 die Öffnungen 80 freigibt, während eine entgegengesetzte,
nach rechts gerichtete Bewegung des Kolbens 58 die Öffnungen 80 bedeckt. Eine Vorspannvorrichtung in Form einer Feder 94 drückt den
Kolben 52 nach rechts in Verbindung mit dem Druck in der Kammer 54 und gegen den Druck im Innenraum 36. Die Feder 94 stützt sich an
einem beweglichen Anschlag 96 ab, der über mit Flüssigkeit gefüllte Balgen 98 mit einer äußeren Schraubeinstellung 100 verbunden ist.
Der mit Flüssigkeit gefüllte Balgen 98 ist in einem Innenraum 102 angeordnet, der in Form des umgebenden Gasflusses mit dem Einlaß
des Gasturbinenmotors über eine entsprechende Öffnung oder entsprechende Öffnungen 104 in Verbindung steht. Der Balgen 98 ist temperaturempfindlich
und zieht sich zusammen, wenn die Umgebungstemperatur abnimmt, wodurch der Anschlag 96 zurückgezogen und die Vor-Spannkraft
der Feder 94 verringert wird. Entsprechend dent sich bei einer Erhöhung der Umgebungstemperatur der Balgen 98 aus und vergrößert die auf den
Kolben 52 ausgeübte Vorspannkraft.
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Der Kolben spricht auf den Strömungsmitteldruckunterschied an den
Zumeßöffnungen 64 aufgrund der Verbindung mit den Innenräumen 36
und 38 auf entgegengesetzten Seiten des Kolbens 52 an, und er ist in solcher Weise betätigbar, daß er die Position der Zumeßteile 88
verändert, um den Umgehungsstrom aus der Innenkammer 36 zurück in
den Einlaß der Pumpe über die Leitung 43 zu steuern. Diese Anordnung ermöglicht eine automatische Bewegung des Gabelkopfes 84 in der Weise,
daß der Strömungsmitteldruckunterschied an den Zumeßöffnungen 64 etwa konstant gehalten wird. Auf diese Weise ist der Brennstoffstrom,
der von der Pumpe 24 über den Innenraum 36 und die Zumeßöffnungen auf den anderen Innenraum 38 und die Ausgangsöffnung 42 abgegeben
wird, eine direkte Funktion des Flächeninahaltes der Öffnungen 64, die von den Zumeßteilen 72 freigelegt werden, wie auch von der Größe
des konstanten Druckuntersdiedes, der an den Öffnungen 64 aufrechterhalten
wird. So verringert sich beispielsweise bei einer Herabsetzung
der Temperatur des umgebenden Gasstromes und bei einem Zusammenziehen des Balgens 98 die Kraft der Vorspannfeder 94, der
Druckunterschied an denöffnungen 64 nimmt ab, und die Durchflußgeschwindigkeit
zur Verbrennungskammer wird entsprechend verringert. In ähnlicher Weise erhöht eine Vergrößerung der Temperatur des umgebenden
Einlaßgasflusses die Brennstoffströmungsgeschwindigkeit in
die Verbrennungskammer.
Die Betätigungsvorrichtung 74 zur Beaufschlagung des Gabelkopfes
ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Betätigungsvorrichtung weist einen die Beschleunigung und die Verzögerung steuernden membranartigen
Kolben 106 auf, der durch den Kompressorabgabedruck in der Kammer nach abwärts entgegen dem nach aufwärts gerichteten Druck der Feder
108 vorgespannt ist. Ein Stab 110, der mit dem Kolben 106 verbunden ist, ist mit seinem unteren Ende schwenkbar mit einem Hebel bei
befestigt, der um eine Welle 114 drehbar ist, die im Gehäuse 36 drehbar angeordnet ist. Die Stange 110, Hebel 112 und ein Ende der Welle
114 sind in einer Strömungsmittelkammer 116 angeordnet, die mit der Atmosphäre so in Verbindung steht, daß die Bewegung der Welle 114
auf die Größe des Kompressorabgabedruckes anspricht. Mit dem entgegengesetzten
Ende der Welle 114 ist ein Gelenkarm 118 befestigt, der
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einen rechtwinkeligen Anschlagarm 120 besitzt, welcher einstückig damit ausgebildet ist. Parallel zum Arm 118 ist ein weiterer Arm
vorgesehen, der schwenkbar am einen Ende mit dem Gehäuse 34 befestigt und schwenkbar mit dem äußeren Ende des parallelen Armes
über eine Leerganggelenkverbindung 124 verbunden ist. Dieser zweite
parallele Arm 122 besitzt ebenfalls einen rechtwinkeligen Anschlagarm 126. Die Anschlagarme 120 und 126 sind entsprechend mit den oberen
und unteren Oberflächen des linken Armes 128, der mit dem Gabelkopf 68 befestigt ist, beaufschlagbar.
In entgegengesetzter Richtung erstreckt sich vom Gabelkopf 68 ein weiterer Arm 130, der durch die Feder 132 nach unten und durch die
entgegengesetzte Feder 134 nach oben vorgespannt ist. Die Feder 134
ist in einem Gehäuse 136 festgelegt, das antriebsmäßig mit dem Eingabe-hebel
32 über einen gekrümmten Arm 138 und eine Welle 140 verbunden ist, die schwenkbar am Gehäuse 34 befestigt ist. Die Feder
stützt sich am Gehäuse 136 ab und drückt eine tellerförmige Schulter 142 gegen den Gelenkkopfarm 130. Die Feder 132 drückt einen Stab
nach unten gegen den Arm 130. Die maximale Aufwärtsbewegung des
Armes 130 kann durch Drehung der äußeren Schraube 146 eingestellt werden, um die Position der unteren Fläche der Anschlaghülse 148
einzustellen. Einstellschrauben 150 und 152 steuern den Endwert für
den Schwenkhub der Eingangswelle 114.
Im Betrieb führt der Motor einen Umgebungsgasstrom durch seinen Einlaß
14; dieser Gasstrom wird durch die verschiedenen Kompressorstufen 16 vor der Einführung in die Verbrennungskammer 18 konprimiert.
Der Kompressorabgabedruck wird in der Kammer 48 des Ventiles 26 festgestellt. Die Pumpe 24 gibt flüssigen Brennstoff durch die
Eingangsöffnung 40 in den Innenraum 36 des Steuerventiles. Der Brennstoffstrom teilt sich dann, wobei ein gesteuerter Teil durch
die Zumeßöffnungen 64 in den Innenraum 38 gelangt und über die
Ausgangsöffnung 42 und die Strömungsmittelabgabeleitung 28 in die
Verbrennungskammer abgegeben wird. Der übrige Brennstoffstrom im Innenraum 36 gelangt durch die anderen Zumeßöffnungen 80 über die
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Umgehungsöffnung 41 und den Einlaß der Pumpe in Nebenschluß zur Verbrennungskammer. Über beide Paare von Zumeßöffnungen 64 und 80
ist ein abgeglichener Strömungsmittelstrom aufgrund der Arbeitsweise
der entsprechenden Gabelköpfe 68 und 84 vorgesehen. Ferntr ergibt
die enge, aber berührungsfreie Anordnung der entsprechenden Zumeßteile
72 und 88 der Gabelköpfe relativ zu den zugeordneten erhabenen Flächen 66 und 68 eine selbstreinigende Wirkung jeder der Steuermündungen
wie auch eine abgeglichene Kraftwirkung auf die entsprechenden Gabelköpfe. Der Strömungsmitteldruckunterschied an den Zumeßöffnungen
64 wird festgestellt und über den Kolben 52 so aufgegeben, daß der Umgehungsstrom ;■:■ gesteuert wird, daß ein etwa konstanter
Druckunterschied an den Zumeßöffnungen 64 aufrechterhalten
wird. Somit ist die Brennstoffdurchflußgeschwindigkeit zur Brennkammer
eine direkt-e, sich wiederholende Funktion der freiliegenden
Fläche der Zumeßöffnungen und ist abhängig von DruckSchwankungen in
dem Brennstoffzuführsystem und/oder der Geschwindigkeit der Arbeitsweise
der Pumpe 24. Die Temperatur der umgebenden Luft wird von dem beweglichen Balgen 98 festgestellt, damit die Geschwindigkeit des
Brennstoffdurchflusses verändert wird, der in die Verbrennungskammer
als Funktion der Temperatur der Umgebungsluft abgegeben wird.
Die Position des Gabelkopfes 68 wird durch das Eingangssignal festgelegt,
um den Eingangshebel 32 zu positionieren. Wenn beispielsweise
der Eingangshebel 32 in die maximale Durchflußposition in Eingriff mit dem Anschlag 152 verschoben wird, verschieben sich der gekrümmte
Arm 138 und das Gehäuse 136 nach unten in Fig. 2 in der Weise, daß
die Wirkungen der Federn 132 und 134 den Gabelkopf 68 im Uhrzeigersinn um den Schwenkpunkt 70 zu schwenken versuchen, damit die Öffnungen
64 weiter freigelegt werden und der Brennstoffdurchfluß erhöht
wird. Eine Bewegung des Gabelkopfes 68 in dieser den Brennstoffdurchfluß vergrößernden Richtung wird jedoch durch den Anschlagarm
120 in Eingriff mit der oberen Fläche des linken Armes 128 begrenzt. Wenn der Kompressorabgabedruck zunimmt, wird der Kolben 106 nach oben
verschoben und ergibt eine Drehung des Armes 118 im Gegenuhrzeigersinn
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Ac
damit der Arm 120 angehoben und der Gabelkopf 68 verschwenkt sowie
die Brennstoffdurchflußgeschwindigkeit zur Verbrennungskammer erhöht wird. Daraus ergibt sich, daß bei einem Bedarf an höherem Brennstoffdurchfluß
durch den Motor zur Beschleunigung die tatsächliche Zunahme des Brennstoffdurchflusses durch den Kompressorabgabedruck gesteuert
wird, so daß das Beschleunigungsschema den Turbinenmotor nicht in den Stillstands- oder Stoßzustand kommt. Entsprechend wird bei einer
Verschiebung des Eingangshebels 32 gegen eine geringere Durchflußbedingung
zur Verzögerung des Motors das Gehäuse 136 nach &>en verschoben,
damit der Gabelkopf 18 so beaufschlagt wird, daß er im Gegenuhrzeigersinn um seine Schwenkverbindung 70 geschwenkt wird.
Diese Bewegung des Gabelkopfes 68 im Gegenuhrzeigersinn wird jedoch durch den Eingriff des Anschlagarmes 126 mit der unteren Fläche des
linken Armes 128 begrenzt. Nimmt der Kompressorabgabedruck in der
sich
Kammer 48 ab, verschiebt/der Kolben 106 nach oben und bewirkt eine Drehung der Arme 118, 122 im Uhrzeigersinn und eine nach abwärts gerichtete Bewegung des Quer-Anschlagarmes 126, damit eine gesteuerte Bewegung des Gabelkopfes im Gegenuhrzeigersinn ermöglicht wird, so daß der Flächeninhalt der Öffnungen 64, die in den Innenraum 38 offen sind, vermindert wird. Auf diese Weise steuert der Kolben automatisch die Änderung in der Brennstoffdurchflußgeschwindigkeit durch Verzögerung, so daß verhindert wird, daß die Flamme der Verbrennung seinrichtung erlischt. Wenn der Hebel 32 in Eingriff mit dem Anschlag 150 kommt, nimmt der Gabelkopf 68 seine minimale Durchflußposition zum Anlassen des Motors ein, wobei eine Aufwärtsbewegung der Stange 144 durch Kontakt mit der Anschlaghülse 148 begrenzt wird.
Kammer 48 ab, verschiebt/der Kolben 106 nach oben und bewirkt eine Drehung der Arme 118, 122 im Uhrzeigersinn und eine nach abwärts gerichtete Bewegung des Quer-Anschlagarmes 126, damit eine gesteuerte Bewegung des Gabelkopfes im Gegenuhrzeigersinn ermöglicht wird, so daß der Flächeninhalt der Öffnungen 64, die in den Innenraum 38 offen sind, vermindert wird. Auf diese Weise steuert der Kolben automatisch die Änderung in der Brennstoffdurchflußgeschwindigkeit durch Verzögerung, so daß verhindert wird, daß die Flamme der Verbrennung seinrichtung erlischt. Wenn der Hebel 32 in Eingriff mit dem Anschlag 150 kommt, nimmt der Gabelkopf 68 seine minimale Durchflußposition zum Anlassen des Motors ein, wobei eine Aufwärtsbewegung der Stange 144 durch Kontakt mit der Anschlaghülse 148 begrenzt wird.
Während der gesamten Arbeitsweise des Hebelarmes 32 und der Gelenkverbindung
74 arbeitet der zweite -Gabelkopf 84 in der Weise, daß er automatisch den Umgehungsbrennstoffstrom von der Innenkammer 36
durch den Kanal 4 3 zurück zum Einlaß der Pumpe verändert, um einen konstanten Druckunterschied an den Zumeßöffnungen 64 aufrechtzuerhalten.
Während des gesamten Betriebes des Motors sind ferner automatisch Übersteuerungen 29, die auf eine Vielzahl von Motor—
betriebsparametern ansprechen, in der Weise betätigbar, daß der Brennstoffdurchfluß durch die Brennstoffzuführleitung 28 verändert
oder abgeschaltet wird".
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Die Erfindung stellt eine Anordnung und ein Verfahren zur verbesserten
Brennstoffsteuerung kompakter, wirtschaftlicher Ausgestaltung
dar, das eine außerordentlich genaue Steuerung des Brennstoffdurchflusses
zu einem Gasturbinenmotor ergibt. Die Anordnung zweier Gabelkopfventile 68 und 84 ermöglicht eine zweckmäßige Einstellung
der Ventile, um äußere Parameter zu kompensieren. Weil die Brennstoff
durchflußgeschwindigkeit zum Motor direkt eine Funktion der Position des Gabelkopfes 68 ist und unabhängig von Druck-peschwindigkeits-
oder anderen ParameterSchwankungen ist, ermöglicht beispielsweise
vorliegende Erfindung eine direkte mechanische Gelenkverbindung zwischen dem die Beschleunigung einstellenden Steuerkolben
106 und dem Gabelkopf 68. Die Gelenkverbindung 74 ist in den meisten Fällen auf die speziellen Betriebsparameter eines gegebenen
Gasturbinenmotors ausgelegt, und es können unterschiedliche Beschleunigungs- und Verzögerungswirkungen in das Ventil einfach
dadurch eingeführt werden '. , daß eine Leergang-Gelenkverbindung
124 verwendet wird, die eine unterschiedliche gesteuerte Drehung des Gabelkopfes 68 in entgegengesetzten Richtungen erzeugt,
d.h. eine Drehung der Arme 118, 122 und des Gabelkopfes 68 im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn. Die mechanische Gelenkverbindung
74 kann deshalb bis sehr nahe an die Stoßlinie (surge line) des Gasturbinenmotors bei Beschleunigung ausgelegt werden. Abhängig
von den charakteristischen Eigenschaften des Motors 10 sind unterschiedliche Beschleunigungs- und Verzögerungspläne nicht notwendig,
wobei dann die Gelenkverbindung 122 und 124 entfallen kann und der Arm 126 mit dem Gelenkarm 118 befestigt ist. Die Anordnung
ermöglicht ferner die Einstellung des Brennstoffdurchflusses relativ
zu anderen äußeren Parametern. Beispielsweise ermöglicht der mit Flüssigkeit gefüllte Balgen 98, der direkt auf den Federanschlag
einwirkt, eine zweckmäßige Einstellung des Brennstoffdurchflusses in bezug auf die Umgebungstemperatur. In ähnlicher Weise kann der
mit Flüssigkeit gefüllte Balgen 98 durch eine evakuierte, gasaufnehmende Kammer ersetzt werden, damit eine auf die Höhe oder den
Umgebungsdruck ansprechende Einstellung erzielt wird. Die Einstellschraube 100, die direkt über die positive mechanische Verbindung
des mit Flüssigkeit gefüllten Balgens 98 mit dem Anschlag 96
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wirkt, ermöglicht eine direkte Handeinstellung der Federkonstante der Feder 84 und damit der Größe des Druckunterschiedes an den
Öffnungen 64, um die gesteuerte Brennstoffdurchflußgeschwindigkeit
zum Motor zu ändern. Auf diese Weise kann die Schraube 100 in bezug auf das spezifische Gewicht des im Motor verwendeten Brennstoffes
so eingestellt werden, daß der Motor in der Lage ist, mit verschiedenen Brennstoffen zu ax'beiten. Die Einstellung der
gewünschten Geschwindigkeit des Brennstoffdurchflusses in die Maschine während des Startens wird auf einfache Weise durch
Einstellung der Schraube 146 erzielt, um die Anschlaghülse 148 zur Erzielung eines minimalen Brennstoffdurchflusses vor- oder
zurückzuschieben. Erforderlichenfalls kann die Brennstoffsteuerung
auf andere Motorparameter, z.Be die Motordrehzahl ansprechen, indem
entsprechende Steuerungen, die dem Eingabehebel 32 zugeordnet sind, verwendet werden. Beispielsweise kann eine auf die Motordrehzahl
ansprechende Steuerung durch Verwendung einer Reglersteuerung
zur Positionierung des Eingabehebels 32 vorgesehen werden.
Aus Vorstehendem ergibt sich, daß mit vorliegender Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Steuerung des Strömungsmitteldurchflusses
von einer Druckmittelquelle zu einer Auslaßöffnung 42 wie auch
ein Verfahren zur Steuerung des Brennstoffdurchflusses zu einem Gasurbinenmotor erzielt wird, bei dem der Strömungsmitteldurchfluß
von der Pumpe durch die ersten entgegengesetzten Zumeßöffnungen 64
und zur Verbrennungskammer des Gasturbinenmotors gerichtet wird.
In einer parallelen Durchflußanordnung wird Strömungsmittelstrom
aus der Quelle direkt über ein zweites Paar von entgegengesetzt angeordneten Zumeßöffnungen 80 im Nebenschluß zur Auslaßöffnung
zurück zum Einlaß der Pumpe geführt. Der Strömungsmitteldruckunterschied
wird an den ersten Zumeßöffnungen festgestellt und zur automatischen Positionierung d~es Gabelkopfes 84 verwendet, so
daß ein etwa konstanter Strömungsmitteldruckunterschied an den
Zumeßöffnungen 64 aufrechterhalten wird. Dies wird erreicht, während ein abgeglichener Strom durch beide Zumeßöffnungen 64
und 80 aufrechterhalten wird, um den Kraftaufwand zur Bewegung
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der Gabelköpfe 68 und 84 so klein wie möglich zu halten und eine selbstreinigende Wirkung zu erzielen, während eine geringe Hysterese
und ein gutes Frequenzansprechen der Zumeßventile erhalten wird. Die gabelkopfförmige Anordnung ermöglicht, daß die Ventile in bezug
auf Vibrationen und Stoßbelastungen abgeglichen ausgelegt werden können.
Die Konfiguration jedes der Gabelkopfventile 68 und 84 gewährleistet,
daß der Strömungsmitteldruck zwischen den entsprechenden Zumeßsäulen und den Gabelköpfen in gleicher Weise abgeglichen ist,
so daß die Gabelköpfe 68 und 84 exakt auf der Zumeßsäule zentriert
bleiben, wobei kein physikalischer Kontakt mit den zugeordneten kreisförmigen, erhabenen Flächen besteht. Diese automatische Zentrierung
macht es möglich, den Abstand zwischen den zugeordneten Teilen 72 und 80 der Gabelköpfe und der benachbarten erhabenen
Teile der Zumeßsäulen sehr gering auszubilden, in der·Größenordnung
von 0,005 mm. Durch die beschriebenen Konfigurationen ist eine wirtschaftliche und einfache Herstellung gewährleistet, da
nur die erhabenen Flächen verhältnismäßig kleinen Flächeninhaltes
auf den Zumeßsäulen und benachbarten Zumeßteilen an den Gabelköpfen
präzise bearbeitet sein müssen. Die Zumeßsäulen und die Gabelköpfe können sonst einfach als Gußteile mit den unbearbeiteten Gußflächen
verwendet werden, was eine erhebliche Vereinfachung in bezug auf bekannte vergleichbare Anordnungen ergibt.
Ober-Vorzugsweise können die erhabenen flächen 66 und 88 aus einem
Material hoher Festigkeit bestehen, das unterschiedlich von dem übrigen Teil der entsprechenden Zumeßsäulen ist. Die Brennstoffdurchflußgeschwindigkeit
zum Turbinenmotor kann eine beliebige gewünschte Funktion der Bewegung des zugeordneten Gabelkopfes 68,
entweder eine kontinuierliche oder diskontinuierliche Funktion der Position des Gabelkopfes 6 8 sein, indem einfach die Konfiguration
der Zumeßöffnungen 64 und 88 geändert wird. Die Anordnung
der Gabelköpfe 68 und 84 ergibt erhabene Flächen 66 und 82 mit wesentlich kleinerer Gleitfläche als bei bekannten Anordnungen.
Die auf die Ventile einwirkenden Bernoulli'sehen Kräfte werden
praktisch eliminiert. Zusätzlich zu den vorstehenden Vorteilen
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ergibt sich eine erhebliche Senkung der Kosten dadurch, daß Querbohr
löcher nicht erforderlich sind und die Anzahl von Abdichtelementen wesentlich verringert wird.
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Claims (15)
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Patentansprüche
H^ Strömungsmitteisteuerventil, gekennzeichnet durch
ein Gehäuse (34) mit zwei Innenräumen (36, 38), die mit einer Strömungsmitteldruckeinlaßmündung (40) und einer Strömungsmitteldruckauslaßmündung
(42) in Verbindung stehen, zwei Bauteilen (58, 76) in dem Gehäuse (34), deren jeder einen
StrÖmungsmittelkanal (60, ?8) besitzt und am einen Ende (60) offen ist sowie zwei gegenüberliegende Zumeßöffnungen (64, 80)
am anderen Ende aufweist, die mit dem Kanal (60) in Verbindung stehen, wobei das offene Ende eines der Bauteile mit einem
der Innenräume (36, 38) und die entgegengesetzten Zumeßöffnungen (64) des anderen Bauteiles ebenfalls mit dem einen der Innenräume
(36, 38) in Verbindung stehen,
zwei verschiebbare Zündvorrichtungen (67, 84), die jedem der
Bauteile (58, 76) zugeordnet sind und Teile (72) in Deckung mit den zugeordneten Zumeßöffnungen (64) besitzen sowie von den
zugeordneten Bauteilen im Abstand angeordnet sind, um die Zumeßöffnungen in Abhängigkeit von der Bewegung der Zumeßvorrichtung
zu verschließen und freizugeben, wobei jede Zumeßvorrichtung so ausgelegt ist, daß sie einen abgeglichenen
Fluß aus den zugeordneten Zumeßöffnungen ergibt, eine Betätigungsvorrichtung (74) zum Verschieben einer der
Zumeßvorrichtungen (67, 84) und
eine automatische Betätigungsvorrichtung (90..), die auf den Stromungsmitteldruckunterschied anspricht, der an den Zumeßöffnungen
(64) aufgebaut wird, welche der einen Zumeßvorrichtung (67 bzw. 84) zum automatischen Verschieben der anderen Zumeßvorrichtung
(84 bzw. 67) zugeordnet sind.
2. Strömungsmittelsteuerventil., gekennzeichnet durch
einen ersten Bauteil mit einem Strömungsmittelkanal, der am einen Ende zur Verbindung mit einer Quelle druokaufgeladenen
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Strömungsmittels offen ist, wobei der Bauteil erste entgegengesetzte
ZumeßÖffnungen am anderen Ende besitzt, die mit dem
Kanal in Verbindung stehen, und wobei die ersten Zumeßöffnungen
so ausgelegt sind, daß sie mit einer Strömungsniittelauslaßmündang
verbunden sind,
eine erste bewegliche Zumeßvorrichtung, die dem ersten Bauteil
zugeordnet ist und die ersten Zumeßoffnungen in Abhängigkeit von der Verschiebung der ersten Zumeßvorrichtung verschließt
und öffnet, wobei die erste Zumeßvorrichtung so ausgelegt ist, daß sie einen abgeglichenen Fluß aus den ersten Zumeßoffnungen
ergibt,
eine Betätigungsvorrichtung zum Verschieben der ersten Zumeßvorrichtung,
einen zweiten Bauteil mit einem zugeordneten Strömungsmittelkanal,
der am einen Ende zur Verbindung mit einer Strömungsmittelauslaßmündung
offen ist, und der zweite entgegengesetzte Zumeßoffnungen am anderen Ende aufweist, die mit der Einlaßöffnung
in Verbindung stehen,
eine zweite bewegliche Zumeßvorrichtung, die so verschiebbar ist, daß sie die zweiten Zumeßoffnungen verschließt und öffnet, wobei
die zweite Zumeßvorrichtung so ausgelegt ist, daß sie einen abgeglichenen J?luß durch die zweiten Zumeßöffnungeit ergibt, und
eine auf den Strömungsmitteldruck ansprechende Vorrichtung zum Verschieben der zweiten Zumeßvorrichtung in Abhängigkeit von dem
Druckunterschied an den ersten Zumeßvorrichtungen, damit ein im wesentlichen konstanter Druckunterschied an den ersten Zumeßvorrichtungen
erhalten wird.
3. Verfahren zur Steuerung des Strömungsmittelflusses aus einer Quelle dnickaufgeladenen Strömungsmittels in eine Strömungsmittelauslaßmündung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmittelfluß aus der Quelle über ein erstes Paar
von entgegengesetzten Zumeßoffnungen in die Auslaßmündung gerichtet
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en
daß die ersten Zumeßöffnung einstellbar verschlossen und freigegeben
werden, während ein abgeglichener Fluß durch diesr öffnungen hindurch erzielt wird, daß der Fluß aus der Quelle
durch ein zweites Paar von entgegengesetzten Zumeßöffnungen in eine Auslaßmündung in paralleler Durchflußanordnung zum
Durchfluß durch die ersten Zumeßöffnungen gerichtet wird, daß der Strömungsmitteldruckunt er schied an den ersten Zumeßöffnungen
abgefühlt wird, und
daß automatisch die zweiten Zumeßöffnungen in Abhängigkeit von der Größe des abgefühlten Strömungsmitteldurchunterschiedes einstellbar
verschlossen und freigegeben werden, um den Strömungsmittelfluß von der Quelle zu der Auslaßmündung in einer Weise
zu steuern, die einen im wesentlichen konstanten Druckunterschied an den ersten Zumeßöffnungen aufrechterhält, während
ein abgeglichener Strom durch die zweiten Zumeßöffnungen erzielt
wird.
4. Verfahren zur Steuerung des Brennstoffdurchflußes in die
Verbrennungskammer einer Gasturbine, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsmittelfluß von einer Quelle druckaufgeladenen
Strömungsmittels durch ein Paar entgegengesetzter Zumeßöffnungen in die Verbrennungskammer gerichtet wird,
daß der Brennstofffluß von der Quelle durch ein zweites Paar
von Strömungsmittelzumeßöffnungen in eine Niederdruck-Nebenschlußmündung
parallel zu dem Durchfluß durch die ersten Zumeßöffnungen gerichtet wird,
daß der Strömungsmitteldruckunterschied an den ersten Zumeßöffnungen
abgefühlt wird,
daß die zweiten Zumeßöffnungen in Abhängigkeit von der Größe des abgefühlten Strömungsmitteldruckunterschiedes automatisch verschlossen
und freigegeben werden, damit der Strömungsmittelfluß von der Quelle zu der Nebenschlußmündung verändert wird, um einen
im wesentlichen konstanten Strömungsmitteldruckunt er schied an den ersten Zumeßöffnungen aufrechtzuerhalten, und
daß der Fluß durch das erste Paar von Zumeßöffnungen und das
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zweite Paar von Zumeßöffnungen im wesentlichen abgeglichen gehalten
wird.
5- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
ersten Zumeßöffnungen selektiv geschlossen und geöffnet werden, um die Geschwindigkeit des Brennstoffdurchflußes in die Verbrennungskammer
einzustellen.
6. Gasturbine mit einer Verbrennungskammer, einem Brennstoffzuführsystem,
das eine Quelle druckaufgeladenen flüssigen Brennstoffes zur Abgabe des Brennstoffes an die Verbrennungskammer
aufweist, gekennzeichnet durch
ein Steuerventil mit einer Einlaßmündung, die mit der druckaufgeladenen
Brennstoffquelle verbunden ist, mit einer Auslaßmündung,
die mit der Verbrennungskammer in Verbindung steht, und einer Nebenschlußmündung zum Rückführen des Brennstoffflußes
von dem Steuerventil in das Brennstoffzuführsystem im
Nebenschluß zur Verbrennungskammer,
eine Vorrichtung, die ein erstes Paar entgegengesetzter Zumeßöffnungen
in Verbindung mit der Einlaßmündung definiert, wobei der Brennstofffluß von der Quelle durch die ersten Zumeßöffnungen
in die Auslaßmündung und die Brennkammer strömt, eine Vorrichtung, die en. zweites Paar von entgegengesetzten
Zumeßöffnungen festlegt, welche mit der Einlaßmündung und der Nebenschlußmündung in Verbindung stehen, wobei der Nebenschluß-Brennstoff
fluß aus der JSinlaßmündung zur Nebenschlußmündung
durch die zweiten Zumeßöffnungen fließt, eine Verschiebeanordnung zum selektiven Verschließen und öffnen
des zweiten Paares von Zumeßöffnungen, um die Geschwindigkeit des Nebenschlußbrennstoffflusses durch die Offnungen zu ändern,
wobei die Verschiebeanordnung so betätigbar ist, daß ein abgeglichener
Fluß durch das zweite Paar von öffnungen erreicht wird,
eine Betätigungsvorrichtung, die antriebsmäßig mit der Ver-
eine Betätigungsvorrichtung, die antriebsmäßig mit der Ver-
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schiebeanordnung zusammenarbeitet und auf den Strömungsmitteldruckunterschied
an dem ersten Paar von Zumeßöffnungen zum Verschieben der Verschiebeanordnung anspricht, um den Nebenschlußströmungsmittelfluß
durch die zweiten Zumeßöffnungen so zu verändern, daß ein im wesentlichen konstanter Druckunterschied
an den ersten Zumeßöffnungen aufrechterhalten wird,und eine Vorrichtung, die einen abgeglichenen Brennstofffluß durch
das erste Paar von Zumeßöffnungen ergibt.
7· Gasturbine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung zur Erzielung des abgeglichenen Flusses durch die ersten Zumeßöffnungen ein verschiebbares Zumeßbauteil aufweist,
das so verschiebbar ist, daß die ersten Zumeßöffnungen so verschlossen und geöffnet werden, daß die Geschwindigkeit des Brennst
offflusses durch die Auslaßmündung in die Verbrennungskammer
exakt eingestellt wird.
8. Turbine nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß sie
einen Kompressor zum Komprimieren und Abgeben von druckaufgeladenem
Gasfluß in die Verbrennungskammer aufweist, und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die auf den Kompressorabgabedruck
anspricht und antriebsmäßig in Eingriff mit dem Zumeßbauteil bringbar ist, damit eine Bewegung in Bezug auf den Kompressorabgabedruck
gesteuert wird.
9. Turbine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung,
die antriebsmäßig in Eingriff mit der Betätigungsvorrichtung steht, um die Größe des im wesentlichen konstanten Strömungsmitteldruckunterschiedes
an den ersten Zumeßöffnungen einzustellen.
10. !Turbine nach Anspruch 95 dadurch gekennzeichnet, daß die
Betätigungsvorrichtung einen Kolben aufweist, der innerhalb eines Stromungsmitteldruckzylinders in dem Steuerventil den
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Zylinder durchsetzend verschiebbar angeordnet ist, derart,
daß der Zylinder in erste und zweite Druckkammern auf entgegengesetzten
Seiten des Kolbens unterteilt wird, und daß die ersten und zweiten Kammern mit der Einlaßmündung und der
Aus!aßmündung in Verbindung stehen, und daß ferner eine Vorrichtung
vorgesehen ist, die den Kolben In einer Richtung vorspannt,
in der die Kraftwirlcung unterstützt wird, die von dem
Strömungsmitteldruck in der Auslaßmündung auf den Kolben ausgeübt wird.
11. Turbine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kompressor zum Komprimieren und Abgeben eines Druckgasflusses
in die Verbrennungskammer aufweist, und daß die Betätigungsvorrichtung
ferner eine Vorrichtung besitzt, die auf den Umgebungsdruck des in den Auslaß des Kompressors abgegebenen
Gases anspricht, um die Kraft einzustellen, die von der Vorspann vorrichtung in Bezug auf den Umgebungsdruck ausgeübt wird.
12- Gasturbine mit einem Kompressor zur Aufnahme eines Umgebungsgasflusses
und zur Abgabe von Gas bei erhöhtem Druck in eine Verbrennungskammer, wobei die Gasturbine eine Quelle eines
druckaufgeladenen Strömungsmittelbrennioffes besitzt, gekennzeichnet
durch
ein Gehäuse mit einer Einlaßmündung, die mit der Brennstoffquelle
In Verbindung stilt, mit einer Auslaßmündung, die mit der Verbrennungskammer verbunden ist, eine Nebenschlußmündung,
die antriebsmäßig mit dem Einlaß der Brennstoffquelle in Nebenschluß
zur Verbrennungskammer verbunden ist, eine Gasdruckmündung, die mit dem Abgabefluß aus dem Kompressor In Verbindung
steht, wobei das Gehäuse erste, zweite und dritte Innenräume aufweist, die mit der Einlaßmündung, der Auslaßmündung und der
Gasdruckmündung in Verbindung siöien, und wobei das Gehäuse
einen Strömungsmittelzylinder bildet,
einen ersten Körper mit einem offenen Ende, das mit einem darin
ausgebildeten Kanal in Verbindung steht, wobei der erste Körper in dem Gehäuse so angeordnet ist, daß das offene Ende mit dem
ersten Hohlraum in Verbindung steht, und wobei der erste Körper
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ein erstes Paar von entgegengesetzten Zumeßöffnungen am anderen
Ende besitzt, die mit dem Kanal und dem zweiten Hohlraum in Verbindung stehen,
ein erstes, gabelförmiges Zumeßelement, das schwenkbar in dem
Gehäuse befestigt ist, wobei die entgegengesetzten, gabelförmigen Teile in Deckung mit und von dem ersten Paar von entgegengesetzten
Zumeßöffnungen versetzt sowie relativ dazu so angeordnet1?
daß ein abgeglichener Fluß durch das erste Paar von Zumeßöffnungen erzielt wird,
eine erste Betätigungsvorrichtung zum entgegengesetzten Drehen des ersten Zumeßelementes, um den Strömungsmittelfluß durch die
ersten Zumeßöffnungen zum zweiten Hohlraum zu verändern, eine auf Gasdruck ansprechende Vorrichtung, die mit dem dritten
Hohlraum in Verbindung steht und antriebsmäßig mit der ersten Betätigungsvorrichtung in Eingriff bringbar ist sowie auf den
Kompressorabgabedruck zur Steuerung der Drehung der ersten Betätigungsvorrichtung
anspricht,
einen zweiten Körper mit einem darin angeordneten Strömungsmittelkanal,
der am einen Ende offen ist und zweite, entgegengesetzte Zumeßöffnungen am anderen Ende aufweist, die mit dem Kanal in
Verbindung stehen, wobei der zweite Körper in dem Gehäuse so angeordnet ist, daß das offene Ende mit der Nebenschlußöffnung
verbunden ist und die zweiten, entgegengesetzten Zumeßöffnungen mit dem ersten Hohlraum in Vebindung stehen,
ein zweites, bewegliches, gabelförmiges Zumeßelement, das schwenkbar in dem Gehäuse befestigt ist, wobei die gabelförmigen Abschnitte
in Deckung mit und versetzt in Bezug auf die zweiten, entgegengesetzten Zumeßöffnungen sowie relativ dazu so angeordnet
sind, daß ein abgeglichener Fluß durch die zweiten Zumeßöffnungen erzielt wird,
daß ein Kolben den Strömungsmittelzylinder so durchsetzt, daß der
Zylinder in erste und zweite Druckkammern unterteilt wird, die mit den ersten und zweiten Hohlräumen in Verbindung stehen,
eine Federvorrichtung, die antriebsmäßig mit dem Kolben so in Eingriff steht, daß eine Kraft ausgeübt wird, die den Kolben in
einer Richtung verschiebt, in der der Strömungsmitteldruck im zweiten Hohlraum unterstützt wird,
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1.10.1976 W/r - 22 - G/p 8708
ein zweites Betätigungselement,das antriebsmäßig mit dem Kolben
und dem zweiten, ga-belförmigen Zumeßbauteil zum Verschwenken des letzteren in Abhängigkeit von dem Strömungsmitteldruckunterschied
an den ersten Zumeßöffnungen gekoppelt ist, damit der Strömungsmittelfluß durch die zweiten Zumeßöffnungen so verändert
wird, daß ein im wesentlichen konstanter Druckunterschied an den ersten Zumeßöffnungen aufrecht erhalten wird, und
eine Vorrichtung zur Einstellung der Kraft der Federvorrichtung für die Einstellung der Höhe des im wesentlichen konstanten
Strömungsmitteldruckunterschiedes, der an den ersten Zumeßöffnungen
aufrecht erhalten wird.
13. Turbine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die auf Druck ansprechende Vorrichtung eine Gelenkverbindung aufweist,
die antriebsmäßig in Eingriff mit dem ersten Zumeßelement bringbar ist, damit eine unterschiedliche, gesteuerte Drehung
der ersten Betätigungsvorrichtung in entgegengesetzten Richtungen erzielt wird.
14. Turbine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beiden gabelförmigen Bauteile so ausgebildet ist, daß die
Massenmittelpunkte mit den entsprechenden Schwenkverbindungen
am Gehäuse zusammenfallen, derart, daß die gabelförmigen Bauteile gegen Stoßbeanspruchung und Vibrationen unempfindlich sind, die
von dem Gehäuse auf sie übertragen werden.
15. Strömungsmittelsteuerventil, gekennzeichnet durch
ein Rumpfbauteil, das Vibrationen und Stoßbelastungen ausgesetzt
ist und einen Strömungsmittelkanal aufweist, der am einen Ende offen ist und entgegengesetzte Zumeßöffnungen am anderen Ende
besitzt, die mit dem Kanal in Verbindung stehen, eine Zündvorrichtung, die antriebsmäßig schwenkbar mit dem
Rumpfbauteil befestigt ist und Teile in Deckung mit den Zumeßöffnungen
aufweist sowie von dem Rumpfbauteil versetzt angeordnet ist, um die Zumeßöffnungen zu verschließen und zu öffnen,
wobei die Zumeßvorrichtuncj so ausgelegt ist, daß sie einen abgeglichenen
Fluß durch die Zumeßöffnungen ergibt,und
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eine Betätigungsvorrichtung zum Verschwenken der Zumeßvorrichtung
um die Schwenkbefestigung in Abhängigkeit von Steuersignalen, wobei
die Zumeßvorrichtung so ausgelegt ist, daß ihr Massenmittelpunkt mit der Schwenkbefestigung zusammenfällt, wobei die Zumeßvorrichtung
gegen Vibrations- und Stoßbelastung unempfindlich ist.
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US05/629,737 US4000607A (en) | 1975-11-07 | 1975-11-07 | Fluid control valve and method |
Publications (2)
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