DE843927C

DE843927C - Control device for liquid fuel pumps of fuel-operated flow machines, such as gas turbines and turbine jet engines

Info

Publication number: DE843927C
Application number: DEL3751A
Authority: DE
Original assignee: Joseph Lucas Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1947-04-23
Filing date: 1950-09-16
Publication date: 1952-07-14

Description

Regelvorrichtung für flüssigen Brennstoff fördernde Pumpen von brennstoffbetriebenen Strömungsmaschinen, wie Gasturbinen und Turbinenstrahltriebwerke Die Erfindung bezieht sich auf Regelvorrichtungen für flüssigen Brennstoff fördernde Pumpen von brennstoffbetriebenen Strömungsmaschinen, wie Gasturbinen und Turbinenstrahlwerke.Control device for liquid fuel pumps of fuel-operated pumps Fluid machines such as gas turbines and turbine jet engines The invention relates on control devices for liquid fuel pumps of fuel-operated pumps Fluid flow machines such as gas turbines and turbine jet plants.

Bei solchen Maschinen ist es üblich, für die Brennstoffzuführung zu dem in der Verbrennungs-4cammer angeordneten Brenner eine in ihrer Leistung regelbare Pumpe mit einstellbarer Kanalplatte oder sonstiger Art zu verwenden, deren Regelmittel von einer - veränderlichen Betriebsbedingung oder mehreren solchen abhängig sind, deren eine der Druck der von einem Gebläse an die Ver'brennungs'kammer gelieferten Luft ist, wobei die Drehzahl des Gebläses u. a. von der in der Verbrennungskammer erzeugten Wärmeenergie abhängt.In such machines it is common for the fuel supply to be the burner arranged in the combustion chamber has an adjustable output Use a pump with an adjustable channel plate or other type of control means are dependent on one or more variable operating conditions, one of which is the pressure supplied to the combustion chamber by a fan Is air, the speed of the fan inter alia. from that in the combustion chamber generated thermal energy depends.

Die Erfindung bezweckt demgemäß die Schaffung einer selbsttätigen Regelvorrichtung für das Auslaßventil einer Brennetoffpumpenregelvorrichtung für brennstoffbetriebene Strömungsmaschinen, wie Gasturbinen;tnqd,-"Tefbirgn§txahjwerker und kern-, zeichnet sich dcücli d e Veränigüng Greines Hohl*-' körperteils, durch den der von der Pumpe «ab- gegebene flüssige Brennstoff zu fließen vermag, eines veränderlichen Dro-#venüls- in diesem Teil, das zwischen ' seiner Ein- und Auslaßseite eine Flüssigkeitsdrifferenz -zu erzeugen vermag ohne selbst-.-vßq. dieser Druckdifferenz beeirrfluB äu werden, mit Mitteln, die auf diese Druckdiff ansprechen und das Auslaßventil betätigen"unj Mitteln, die auf den Gebläseluftdruck anspre und das Drosselventikbetätigen. Die Erfindung bezieht sich dabei insbesondereäf. Pumpenregelvorrichtungen derjenigen Art, bei der ein flüssigkeitsbetätigter Kolben in; einer; zvliptjri,-, sehen Kammer gleiten kann, die aus zwei durch; eine enge Öffnung oder. eine Drossel miteinander in Ver- bindung stehenderAbteilen bste t,?voiKU de#. eins einen ventilgesteuerten Ausläß abfweise rrr diesem mit. Auslaß versehenen Kammerabteil ist eine Feder angeordnet, die den Kolben im Sinne vergröB.trter Pumpenleistung -zu bewegen sucht, während die entgegengesetzte, die Pumpenkisturtg-verioin*Ietnde Kolbenbewegung durch den nur bei geöffnetem Aus-, laß wirksamen Druck der von der Pumpe gelieferten -und zugelassmen Flüssigkeit bewirkt wird. Weitere Med=ale der Erfindung sind aus der nachstehenden Besch.er"bting: zweier Ausfarnngs. beispiele der Erfindung und aus den ,Ansprüchen erkennbar. In den Zeiehnuagen stellt dar- .. Fig. i eine allgemeine schematische Ansicht der Verbindungsleitungen einer selbsttätigen Regelvor- richtung für, das Ausläiwtrifil ' einer ' Biennstoff- pumpenregelvorridhtung nach der Erfindung, wobei ein Teil der, , ReRelvorrchtttt; .,irfl ;Schitb : dar- gestellt ist, Fig. 2 eine'SAiiitmrsüfsiciwiuf die selbsttäiigen Regelmittel der in Fig. r dargestellten Finriclttung, Fig. 3 eine ähnliche Schnittansicht einer ab- geänderten Auf'rür@forin# 'der "-"selbsttätigen Regelmittel. : . - - ,... Bei der in den Fig. i und 2-.dargestellten Aus- führungsform:dex grfmdung isLein .Hohlkörper i mit einander gegenüberliegenden Öffnungen für einen Einlaß 2 uud einen Auslaß 3 versehen, wobei der Einlaß 2 zur Aufnahme des von einer in ihrer Leistung regelbaren Pumpe gelieferten flüssigen' Brennstoffs und der Auslaß 3 zum Anschluß an eine zum Brenner 5 führende Leitung '4 dient. Auf der Innenseite des Auslaßstutzens 3 ist im Gehäuse- innern ein Ventilsitz 6 für eine quer verschiebbare, mit Durebla:Böffxtmg' -$ versehene Drosselplaste 7 vorgesehen:; Diese ,DureWa$Ufgttng $ kann-zwecks Veränderung des wirksamen Querschnitts des Aus- lasses mit ihm in oder- außer Deckung bewegt werden. Die DKosritlplatte 7 wird von einem durch eine Stopfbuchse io in die eine Kammerwand, reichenden Schaft,g und von einem zweiten, gleich- achsigen Schaft m' getragen, der :dureh eine -Stopf- buchse i.2 hindurch in einte Kammer 13@ hineintragt, welche im H9hlk@rper _i @ selbst ausgebildet oder seit- lieh. an ihm angebracht ist. Im Innern dieser Kammer i3' ist eine elastische, -luftleere Kapsel 14 meeordnet, an der das andere Ende des Schaftes i i befestigt ist. Die Kammer 13 besitzt fernerhin einen Stutzen 15 für den Auslaß einer zum Gebläseluftteil der Kraftmaschine führenden Leitung. '@gter dem Druck der infolgedessen auf die Kapsel i4 "einwinkenden Gebläseluft kann die Drossel--#Platte;7 dem Gebläseluftdruck entsprechend in eine '861dre Stellung bewegt werden, daß eine Abnahme ,.s_..@3ebläseiuftdrucks von einer entsprechenden Yerpngung des Brennstoffdurchlasses im Drossel-;ouxil begleitet ist und umgekehrt. Der Unterschied im Flüssigkeitsdruck auf den beiden Drosselseiten, der. auf die Drosselstellung selbst 'keinen Einfluß hat, wird in irgendeiner geeigneten Weise zur Betätigung des Auslaßventils der Pumpenregel-'@ri@lltung verwendet.The invention accordingly aims to create an automatic control device for the outlet valve of a fuel pump control device for fuel-operated fluid flow machines, such as Gas turbines; tnqd, - "Tefbirgn§txahjwerker and kern-, stands out dcücli de Veränigüng Greine's hollow * - ' part of the body through which the given liquid fuel is able to flow, of a changeable dro- # venüls- in this part, that between ' its inlet and outlet side Liquid difference-able to generate without self -.- vßq. this pressure difference has an effect be, with means based on this pressure diff respond and operate the exhaust valve "unj Means that respond to the blower air pressure and actuate the throttle valve. The invention particularly relates to. Pump control devices of the type in which a fluid operated piston in; one; zvliptjri, -, see chamber can slide out of two through; one narrow opening or. a throttle with each other binding of standing compartments bste t,? voiKU de #. one a valve-controlled outlet as opposed to this with. The chamber compartment provided with the outlet is a spring arranged, which makes the piston larger Pump power - seeks to move while the opposite, the pump box belt verioin * end Piston movement through the only when the exhaust, let effective pressure be that supplied by the pump -and approved Liquid is effected. Further med = ale of the invention are from following complaint: two exits. Examples of the invention and from the claims recognizable. In the drawings shows- .. FIG. 1 is a general schematic view of FIG Connecting lines of an automatic control direction for 'the exit trifile' of a 'biologic pumpenregvorridhtung according to the invention, wherein part of the,, ReRelvorrchtttt; ., irfl; Schitb: dar- is posed Fig. 2 shows the self-acting Control means of the Finriclttung shown in Fig. R, Fig. 3 is a similar sectional view of an ab- changed Auf'rür @ forin # 'of the "-" automatic Control means. :. - -, ... In the case of the configuration shown in FIGS. Type of management: DEX foundation isLein. Hollow body i with opposing openings for an inlet 2 uud an outlet 3 is provided, wherein the inlet 2 for receiving the one in their Power adjustable pump supplied liquid ' Fuel and the outlet 3 for connection to a to the burner 5 leading line 4 is used. On the The inside of the outlet port 3 is in the housing inside a valve seat 6 for a transversely displaceable, with Durebla: Böffxtmg '- $ provided throttle plastic 7 intended:; This, DureWa $ Ufgttng $ can-in-order Change in the effective cross-section of the let him move into or out of cover with him will. The DKosritlplatte 7 is by a a stuffing box io in one chamber wall, reaching shaft, g and from a second, equal axial shaft m ' worn, which: through a -stuffing- bushing i.2 through into one chamber 13 @, who trained in the H9hlk @ rper _i @ themselves or borrowed. attached to it. Inside this chamber i3 'there is an elastic, air-free capsule 14, to which the other end of the shaft ii is attached. The chamber 13 also has a connector 15 for the outlet of a line leading to the blower air part of the engine. According to the pressure of the blower air that is consequently beckoning onto the capsule, the throttle plate; 7 can be moved into a three position according to the blower air pressure, so that a decrease in blower air pressure from a corresponding expansion of the fuel passage The difference in the fluid pressure on the two throttle sides, which has no influence on the throttle position itself, is used in some suitable way to operate the outlet valve of the pump control system.

-Teig der in'- Fig. a dargestellten Pumpenregelvorrichtung ist ein flüssigkeitsbetätigter Kolben 16 in einer xylinderkammer 17 verschiebbar angeordnet. Die beiderseits des Kolbens befindlichen Kammerähteile sind durch eine enge Öffnung oder Drossel 18 miteinander verbunden. In dem einen Kammerabteil ist ein Auslaßrohr i9 und außerdem eine Feder 2o -angeordnet, die den Kolben 16 in Richtung auf vergrößerte Pumpenleistung zu bewegen sucht, während die entgegengesetzte, ehre Verringerung , der Pumpenleistung hervorrufende Kolbenbewegung durch den Druck der von der Pumpe geförderten und durch die Förderleitung 21 if das andere Abteil der Kammer 17 zugelassenen Flüssigkeit bewirkt wird, wobei dieser Druck nur bei geöffnetem Auslaßventil 19 wirksam ist. Beim gezeichneten Ausführungsbeispiel ist die -Auslaßleitung i9 mit einem in einem Körper 23 angeordneten Ventilsitz 22 verbunden, der mit: einem von einem Hebel 25 getragenen Verschlußglied 24 zusammenwirkt. DerDrehpunkt dieses Hebels 25 liegt dabei in der das Innere des Körpers 23 in zwei Kammern 26,29 unterteilenden Trennwand 231. Das Abteil 26 besitzt einen Auslaß z7, und der Hebel 25 wird von einer Feder 28 belastet. Diese Feder kann thermovariabel sein, falls die Auslaßregelung nicht .nur vom Gebläseluftdruck, sondern auch noch von einer Temperaturbedingung abhängig sein soll. Das zweite Abteil 29 ist wiederum durch eine Membran 3o in zwei Unterabteile aufgeteilt. In dem einen Unterabteil befindet sich der arndereArm des Hebels 25, auf dem ein von der Membran 3o ausgehender Stempel 31 ruht. Die beiden Unterabteile stehen durch Leitungen 32 und 33 mit der Ein- bzw. Auslaßseite des Drosselventils im Körper i in Verbindung; .so daß der durch die .Drossel erzeugte Druckunterschied auf die Membran 3o und damit derart auf den Auslaßventilhebel 25 übertragen wird, daß die Öffnungsweite des Auslasses von der Druckdifferenz und damit weiterhin vom- Gebläseluftdruck abhängt.In the pump control device shown in FIG. The chamber sewing parts located on both sides of the piston are connected to one another by a narrow opening or throttle 18. In one chamber compartment there is an outlet pipe 19 and also a spring 20 which seeks to move the piston 16 in the direction of increased pump output, while the opposite, honorable reduction in the pump output is caused by the pressure of the pump conveyed and through the delivery line 21 if the other compartment of the chamber 17 admitted liquid is effected, this pressure only being effective when the outlet valve 19 is open. In the illustrated embodiment, the outlet line i9 is connected to a valve seat 22 which is arranged in a body 23 and which cooperates with a closure member 24 carried by a lever 25. DerDrehpunkt this lever 25 lies in the interior of the body 23 into two chambers 26,29 dividing partition wall 231. The compartment 26 has an outlet z7, and the lever 25 is loaded by a spring 28th This spring can be thermally variable if the outlet control is not only to be dependent on the blower air pressure, but also on a temperature condition. The second compartment 29 is in turn divided into two sub-compartments by a membrane 3o. In one sub-compartment is the other arm of the lever 25 on which a stamp 31 extending from the membrane 3o rests. The two sub-compartments are connected by lines 32 and 33 to the inlet and outlet sides of the throttle valve in the body i; .so that the pressure difference generated by the throttle is transferred to the diaphragm 3o and thus to the outlet valve lever 25 in such a way that the opening width of the outlet depends on the pressure difference and thus continues to depend on the blower air pressure.

Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Fig. 3 wird die Bewegung des Drosselventils in der einen Richtung durch eine Feder und in der Gegenrichtung durch den Flüssigkeitsdruck unter dem Einfluß einer Kapsel bewirkt: Zu diesem Zweck sind in einem Hohlzylinderteil34 die Drossel 35 und ein mit ihr durch einen Schaft 37 verbundener Kolben 36 verschiebbar angeordnet. Der Kolben 36 unterteilt den Hohlraum in zwei Abteile, die durch einen Durchlaß 38 mit einer konstanten oder einstellbaren Verengung 39 verbunden sind:-- Die--der-Drossel abgewendete Kolbenseite steht unter der Einwirkung einer Feder 40 und trägt einen-axialen Hohlschaft 4i, der durch eine Stirnwand 42 in eine Zwischenkammer zwischen dem Hohlzylinder 34 und einem-ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel eine Kapsel 45 enthaltenden Abteil 44 hineinreicht, wobei der Hohlschaft in der Nähe des Kolbens 36 einen Auslaß 46 besitzt. Infolge der verengten Leitung 38 sind die -beiden Kolbenseiten dem Flüssigkeitsdruck auf der Drosseleinlaßseite unterworfen, während das Zwischenabteil 43 mit Hilfe der weiteren zusätzlichen Leitung 47 mit der Auslaßseite des Drosselventils 35 in Verbindung steht. An dem im Zwischenabteil 43 befindlichen Ende des hohlen Kolbenschaftes 41 ist ein Ventilsitz 48 angeordnet, mit dem das benachbarte Ende des an der Kapsel 45 befestigten Schaftes 49 im Sinne eines Abschlußglie.des für den Hohlschaftdurchlaß zusammenwirkt. Die Anordnung ist derart getroffen, daß beim Zusammenpressen der Kapsel durch den über die Leitung 5o zutretenden Gebläseluftdruck der Kapselschaft 49 sich vom hohlen Kolbenschaft 41 fortbewegt. Infolgedessen kann Flüssigkeit von dem die Feder 40 umschließenden Abteil durch das Zwischenabteil 43 und durch die Leitung 47 nach der Auslaßseite des Drosselventils 35 fließen, wobei der Kolben 36 durch den auf der Drosseleinlaßseite bestehenden Flüssigkeitsdruck so lange verschoben wird, bis sein Hohlschaft 41 wieder den Kapselschaft 49 erreicht hat, wodurch der Flüssigkeitsabfluß unterbrochen und der Kolben zum Stillstand gebracht wird. Nunmehr sucht die Feder 4o dem Kolben eine rückläufige Bewegung zu erteilen, so daß bei gleichbleibendem Luftdruck im Kapselabteil 44 wieder Flüssigkeit durch denKolbenschaft 41 zu fließen beginnt, so daß sich das Spiel wiederholt. Derselbe Vorgang tritt entsprechend ein, wenn .der auf die Kapsel 45 wirkende Gebläseluftdruck absinkt. Infolgedessen nimmt der Kolben 36 jederzeit eine von dem auf die Kapsel 45 einwirkenden Gebläseluftdruck abhängige Gleichgewichtsstellung ein. Die übrigen Teile des Geräts besitzen den gleichen Aufbau und die gleiche Anordnung wie beim ersten Beispiel.. In the modified embodiment of Figure 3, the movement of the throttle valve is in causing a direction by a spring and in the opposite direction by the liquid pressure under the influence of a capsule: For this purpose, in a Hohlzylinderteil34 the throttle 35, and a one with it by Shank 37 connected piston 36 arranged displaceably. The piston 36 divides the cavity into two compartments which are connected by a passage 38 with a constant or adjustable constriction 39: The piston side facing away from the throttle is under the action of a spring 40 and carries an axial hollow shaft 4i, which extends through an end wall 42 into an intermediate chamber between the hollow cylinder 34 and a compartment 44 containing a capsule 45, similar to the first exemplary embodiment, the hollow shaft having an outlet 46 in the vicinity of the piston 36. As a result of the narrowed line 38, the two piston sides are subjected to the fluid pressure on the throttle inlet side, while the intermediate compartment 43 is connected to the outlet side of the throttle valve 35 with the aid of the further additional line 47. At the end of the hollow piston shaft 41 located in the intermediate compartment 43, a valve seat 48 is arranged, with which the adjacent end of the shaft 49 attached to the capsule 45 cooperates in the sense of a Abschlussglie.des for the hollow shaft passage. The arrangement is such that when the capsule is compressed by the blower air pressure entering via the line 50, the capsule shaft 49 moves away from the hollow piston shaft 41. As a result, liquid can flow from the compartment surrounding the spring 40 through the intermediate compartment 43 and through the line 47 to the outlet side of the throttle valve 35, the piston 36 being displaced by the liquid pressure existing on the throttle inlet side until its hollow shaft 41 is again the capsule shaft 49 has reached, whereby the liquid flow is interrupted and the piston is brought to a standstill. The spring 40 now seeks to give the piston a backward movement, so that with the air pressure in the capsule compartment 44 remaining the same, liquid again begins to flow through the piston shaft 41, so that the game is repeated. The same process occurs accordingly when the blower air pressure acting on the capsule 45 drops. As a result, the piston 36 always assumes an equilibrium position which is dependent on the blower air pressure acting on the capsule 45. The other parts of the device have the same structure and arrangement as in the first example.

Bei beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung kann zwischen der hin und her gehenden Drosselplatte und dem sie betätigenden Schaft oder Kolben eine nachgiebige Verbindung vorgesehen sein, um die Platte durch den auf ihre Oberfläche einwinkenden Druck der Einlaßflüssigkeit auf ihren Sitz zu pressen. Fernerhin können auch Mittel zur Einstellung der Drossel von Hand vorhanden sein.In both embodiments of the invention, between the and her going throttle plate and the stem or piston that actuates them Resilient connection may be provided to the plate through on its surface to squeeze inward pressure of the inlet liquid onto their seat. Furthermore you can there may also be means for adjusting the throttle by hand.

Falls eine Dämpfung der Kapsel erwünscht ist, können Mittel vorgesehen werden, um Flüssigkeit in das Kapselabteil einzulassen. In diesem Fall wird im Abteil ein Schwimmerventil vorgesehen, um die Menge der zuzulassenden Flüssigkeit ztr begrenzen; wobei das Ventileinen im Abteil angeordneten Auslaß regelt. Fernerhin kann auch in der Gebläseluftleitung ein -Rückschlagventil zur- Vermeidung des Eintritts von- -Flüssigkeit -in -, die Gebläseluftleytung vorgesehen sein.If damping of the capsule is desired, means can be provided to let liquid into the capsule compartment. In this case it will be in the compartment a float valve is provided to limit the amount of liquid to be allowed ztr; the valve regulating an outlet located in the compartment. Furthermore can also a non-return valve in the blower air line to avoid the entry of -Liquid -in -, the fan air ventilation can be provided.

Aus den vorstehenden Darlegungen ergibt sich, daß durch die Erfindung eine einfache und zuverlässige- Regelung der Pumpenleistung in Abhängigkeit vom Gebläseluftdruck durchgeführt werden kann.From the above it follows that by the invention a simple and reliable control of the pump output depending on the Blower air pressure can be carried out.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic control device of the outlet valve of a fuel pump control device for fuel-operated fluid flow machines, such as gas turbines and turbine jet units, characterized by the combination of a hollow body part through which the liquid fuel dispensed by the pump is able to flow, and a variable throttle valve in this part, which is located between its inlet and outlet side able to generate a liquid pressure difference without being influenced by this pressure difference itself, with means that respond to this pressure difference and actuate the outlet valve, and with means that respond to the blower air pressure and actuate the throttle valve.

2. Control device according to claim i, characterized in that the throttle valve is an orifice member has, which is on a seat at the inner end of a liquid outlet of the hollow body arranged transversely and with an elastic, evacuated, on the blower air pressure responsive capsule is connected or coupled.

3. Control device according to claim i, characterized by a chamber that is supported by a pivot bearing for a lever forming partition is divided into two compartments, one of which is a membrane contains which on both sides of the fluid pressure difference generated by the throttle subject and able to operate the lever while the other compartment is one Contains exhaust valve, the closure member is carried by the lever and with a Spring is loaded.

4. Control device according to claim i or 2, characterized in that that the movement of the throttle in one direction by a spring and in the opposite direction can be hewirkbar by liquid pressure under regulation through a capsule, which on the blower air pressure responds.

5. Control device according to claim 4, characterized in that that the throttle is connected to a spring-loaded piston that controls the throttle valve containing space divided into two compartments connected by a narrowed pipe, one attached to the piston Shaft has a passage, which is in an intermediate compartment communicating with the throttle valve outlet extends, and a capsule connected to the air-blowing pressure-responsive capsule Shaft also extends into .das the intermediate compartment to -with a flow through the piston shaft regulating valve seat in such a way together z1u that the piston tries to follow the movement of the capsule.