專利名稱：切斷及壓力調(diào)節(jié)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料控制，特別是涉及用于燃料控制的切斷及壓力調(diào)節(jié)閥。
增加渦輪風(fēng)機(jī)或渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)推力的方法之一是利用加力燃燒室。通過(guò)對(duì)進(jìn)入的燃?xì)饬餮a(bǔ)充加熱，加力燃燒室就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。對(duì)燃?xì)饬鲊娙肴剂贤ǔＪ峭ㄟ^(guò)加力燃燒室分級(jí)進(jìn)行的，這樣可使熱能逐漸地從零加到所需值。由于熱能是逐漸加入的，所以加力燃燒室的控制復(fù)雜一些，而發(fā)動(dòng)機(jī)熄火或喘振的概率就降到了最小。
分級(jí)是由燃料控制器來(lái)調(diào)節(jié)的，燃料控制器把燃料送到加力燃燒室各連續(xù)級(jí)中而使在每一級(jí)中的混氣最大比值都接近于化學(xué)當(dāng)量比。通常，燃料控制器對(duì)于每一級(jí)都有其獨(dú)立的一個(gè)切斷及壓力調(diào)節(jié)閥。由于加力燃燒室分級(jí)可高達(dá)16級(jí)，所以這種獨(dú)立的切斷及壓力調(diào)節(jié)閥會(huì)使燃料控制器的體積和重量大為增加。
本發(fā)明的目的之一是要減少加力燃燒室控制器的體積和重量。
按本發(fā)明，燃料是用單個(gè)的計(jì)量閥計(jì)量到各級(jí)的流量而被輸送到加力燃燒室的各級(jí)，且靠整體的切斷及壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)控制到各級(jí)的燃料量。各切斷閥按要求打開(kāi)及切斷到各級(jí)的燃料。各個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥是安裝在各相應(yīng)的切斷閥的殼體內(nèi)的，它們按照與流經(jīng)該計(jì)量閥的壓力降所成的函數(shù)關(guān)系來(lái)調(diào)節(jié)到各級(jí)的燃料量，以致能使到各級(jí)的燃料具有恒定的重量流量。
這樣，加力燃燒室的燃料控制器的重量及體積就減小了，且有較好的完整性。
本發(fā)明的以上及其它目的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)下述詳細(xì)描述的最佳實(shí)施例并配合


就會(huì)很清楚了。
圖1是燃料控制器的局部剖開(kāi)簡(jiǎn)圖，該控制器包括了本發(fā)明的切斷及壓力調(diào)節(jié)閥的具體實(shí)施例;
圖2是圖1所示閥處在打開(kāi)位置的橫斷局部剖視圖;
圖2a是圖2所示閥處于打開(kāi)位置時(shí)的橫斷局部剖視圖，而其內(nèi)套筒及外套筒是圖2的位置旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度;
圖3是圖1所示閥處在關(guān)閉位置時(shí)的橫斷局部剖視圖;
圖3a是圖3所示閥處在關(guān)閉位置時(shí)的橫斷局部剖視圖，而其內(nèi)套筒及外套筒由圖3的位置旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度。
圖1表示了與本發(fā)明有關(guān)的燃料控制器的一部分，該部分包括了本發(fā)明的切斷及壓力調(diào)節(jié)閥的具體實(shí)施例。該燃料控制器是設(shè)計(jì)用于控制輸送到渦輪風(fēng)機(jī)或渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)(未表示)加力燃燒室各級(jí)(未表示)的燃料的流量及順序的。該燃料控制器通常包括有外殼12、計(jì)量閥14、及一族組合的切斷及壓力調(diào)節(jié)閥16(圖中只表示了兩組切斷及壓力調(diào)節(jié)閥)。計(jì)量閥調(diào)節(jié)流到加力燃燒室各級(jí)的燃料量。切斷及壓力調(diào)節(jié)閥可使各級(jí)加力燃燒室接通及斷開(kāi)，而同時(shí)也調(diào)節(jié)流經(jīng)計(jì)量閥燃料的壓力降。
計(jì)量閥有一近似為圓柱形的閥芯18，該閥芯18是在與之緊密配合的圓柱形套筒20內(nèi)作橫向運(yùn)動(dòng)的，而套筒20在殼體12之中。該閥芯18有一族窗口22，這些窗口是與套筒20的開(kāi)口24相一致的。套筒的各個(gè)開(kāi)口又與被計(jì)量的管路26相對(duì)應(yīng)，而26是與切斷及壓力調(diào)節(jié)閥16相通的。閥芯18從左端向外引伸出一個(gè)圓柱形法蘭邊28，它處于套筒20的腔室30的一部分之中。通過(guò)管路32或34將液壓流體送到法蘭邊28并作用于其上。電動(dòng)液壓閥36控制輸送到管路32或34的流量，使之作用在法蘭邊上，進(jìn)而作用在閥芯18上，對(duì)使閥芯產(chǎn)生橫向移動(dòng)的不平衡加壓。閥芯18的橫向移動(dòng)影響到窗口22及開(kāi)口24之間的流通橫斷面的尺寸，從而調(diào)節(jié)了流經(jīng)各被計(jì)量管路到加力燃燒室各級(jí)的燃料流量。
如上所述，組合式的切斷及壓力調(diào)節(jié)閥是安排在各被計(jì)量管路的流路之中。各切斷及壓力調(diào)節(jié)閥是布置在殼體12內(nèi)的近似為圓柱形的區(qū)域38?。每歌幮断及压力碟X詵Ф加幸蛔褰詡俺隹詮藶貳⒁桓瞿諤淄布耙桓鐾馓淄?、一个压力碟X詵Ъ耙桓鑾卸戲?，翼嶊懌进一步讨论?進(jìn)口及出口切斷及壓力調(diào)節(jié)閥16通過(guò)被計(jì)量管路26的上游部分40接收從計(jì)量閥14處來(lái)的重量流量。該切斷及壓力調(diào)節(jié)閥通過(guò)管路42感受計(jì)量閥的上游壓力，而管線42是和閥芯18中的燃料相通的。切斷及壓力調(diào)節(jié)閥通過(guò)管路44感受高壓以便用來(lái)切斷及冷卻。燃料重量流量由被計(jì)量管路26的下游部分46經(jīng)過(guò)切斷及壓力調(diào)節(jié)閥而被輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)去。管線48提供一個(gè)由順序閥(未表示)發(fā)出的液壓訊號(hào)。管路50傳送一液壓訊號(hào)到泵(未表示)，這將在以下討論。
內(nèi)外套筒參照?qǐng)D2、2a、3及3a，每個(gè)切斷及壓力調(diào)節(jié)閥均有一個(gè)內(nèi)套筒52及一個(gè)外套筒54。外套筒54近似為圓柱形，它固定在殼體12的孔38內(nèi)。外套筒有個(gè)延伸的臺(tái)肩，它緊壓在殼體12的部分58上以便能保證可靠的定位。
外套管54有5個(gè)孔。第一孔60使燃料與被計(jì)量管路的下游部分46相通。第2孔62(見(jiàn)圖2a)接通被計(jì)量管路下游部分46的燃料壓力(將在下面討論)。第3孔64(見(jiàn)圖2a)把管路50與被計(jì)量管路下游部分46內(nèi)的燃料壓力相接通(下面將討論)。第4孔66(見(jiàn)圖2)，它包括有一個(gè)過(guò)濾元件68，該孔接通由管路42而來(lái)的上游壓力。第5孔70(見(jiàn)圖2a)通過(guò)管路44接通從壓力源(未表示)那里來(lái)的壓力及冷卻流。
內(nèi)套筒52的形狀接近為圓柱形，它有一個(gè)開(kāi)端部分72及一個(gè)閉端部分74。閉端部分有一個(gè)凸緣76，它徑向向心延伸，用以容納軸78(這部分以后再介紹)。凸緣還有一個(gè)環(huán)形槽80，內(nèi)裝一個(gè)“O”型密封圈，使軸與凸緣保持密封配合。
內(nèi)套筒52在外表面上有第一、二、三檔槽和四個(gè)開(kāi)口。第一個(gè)開(kāi)口84與第1孔60相通，使被計(jì)量流量從上游部分40流到被計(jì)量管路的下游部分46，第一檔槽86與第5孔70相通。使冷卻流量和壓力進(jìn)到第二和第三個(gè)開(kāi)口88、90。第二檔槽92把第2、3孔62、64接通，使被計(jì)量管路下游部分46中的燃料壓力與管路50相通。第三檔槽94與第4孔66相通，使上游壓力通過(guò)第四開(kāi)口96通到內(nèi)套筒中。
為了協(xié)同工作，用一個(gè)銷子98把外套筒54固定在內(nèi)套筒52上。
壓力調(diào)節(jié)閥壓力調(diào)節(jié)閥100安裝在內(nèi)套筒52中且能往復(fù)運(yùn)動(dòng)。壓力調(diào)節(jié)閥有一個(gè)錐形封閉端部分102和一個(gè)開(kāi)端部分104。錐形部分向左呈外錐形，且與臺(tái)肩106成流線型過(guò)渡。該臺(tái)肩設(shè)計(jì)成能調(diào)節(jié)通過(guò)內(nèi)套筒的第一開(kāi)口84的流量。軸78置于壓力調(diào)節(jié)閥中，用一個(gè)彈簧108和兩個(gè)圓周分布的雙金屬熱補(bǔ)償件110將軸接附在壓力調(diào)節(jié)閥上。彈簧的右端接附到雙金屬件上，其左端與凸緣112相連，該凸緣從壓力調(diào)節(jié)閥100的開(kāi)端部分104向心方向延伸。
切斷閥切斷閥114有一個(gè)套在外套筒54上的開(kāi)端部分116和一個(gè)封閉端部分118，軸78就固定在該封閉端上。由于在切斷閥內(nèi)軸是用螺紋連接的，所以壓力調(diào)節(jié)閥的校準(zhǔn)工作易于進(jìn)行。
在切斷閥114的封閉端部分118和內(nèi)套筒52的封閉端部分74之間形成一個(gè)空腔120，這部分以后將要描述。圓柱體芯棒122開(kāi)了一個(gè)口126與管路48接通，該芯棒通過(guò)螺紋部分124擰入殼體12。端蓋128有一個(gè)加工了螺紋的圓柱段130，擰入芯棒的內(nèi)螺紋段132嚙合。在端蓋128里與切斷閥的端部118之間形成一個(gè)空腔134。彈簧136朝著切斷閥的封閉部分偏斜，彈簧的右端連在切斷閥的臺(tái)肩138上，而其左端則與端蓋128相連。
操作運(yùn)行在操作運(yùn)行中，通過(guò)外套筒54的第5孔70和內(nèi)套筒52的第一檔槽86及第三開(kāi)口90把高壓油施加到空腔120中。空腔中的高壓克服彈簧136的彈簧力，使切斷閥向左運(yùn)動(dòng)(參見(jiàn)圖2和2a)。因此，燃料就可以流經(jīng)第1孔60和開(kāi)口84，再通過(guò)殼體中的環(huán)形槽140，進(jìn)到被計(jì)量管路的下游部分46，直至發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)燃料輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，通過(guò)被計(jì)量管路26的上游部分40，在壓力調(diào)節(jié)閥100的圓錐段102檢測(cè)到計(jì)量閥14的下游壓力。通過(guò)管路42上第4孔66和在內(nèi)套筒52上的第三檔槽94和第四開(kāi)口96，壓力調(diào)節(jié)閥檢測(cè)到計(jì)量閥的上游壓力。壓力調(diào)節(jié)閥對(duì)上游和下游之間的壓差起從Γㄈ緄 08的彈簧力和溫度補(bǔ)償盤110的影響)，而調(diào)節(jié)經(jīng)過(guò)計(jì)量閥的壓力降。壓力調(diào)節(jié)閥臺(tái)肩106位置由壓差造成的運(yùn)動(dòng)確定的，以改變第一開(kāi)口的面積，從而也改變了壓力降。溫度補(bǔ)償盤110(由雙金屬組成，在技術(shù)上眾所周知)設(shè)計(jì)成能補(bǔ)償由溫度變化對(duì)彈簧108的影響，因此，當(dāng)溫度改變時(shí)，壓力調(diào)節(jié)是相當(dāng)準(zhǔn)確的。
在切斷閥中，它首先被順序閥打開(kāi)(從空腔134引進(jìn)壓力)，通過(guò)外套筒54的第2孔62，內(nèi)套筒52中的第二檔槽92和外套筒中的第3孔64，流入被計(jì)量管路的下游部分46的燃料壓力輸送到管路50。管路50與輸送閥門(未表示)的燃料壓力連通，該閥門改變泵壓(未表明)，以調(diào)節(jié)通過(guò)切斷及壓力調(diào)節(jié)閥到發(fā)動(dòng)機(jī)的被計(jì)量流量。
為了切斷所述的閥，通過(guò)管路48，高壓靠分段順序閥傳送到空腔134。高壓和彈簧136的合力推動(dòng)切斷閥向右運(yùn)動(dòng)，因而通過(guò)第1孔60和開(kāi)口84(參見(jiàn)圖3和3a)切斷流量。進(jìn)而，切斷閥切斷通過(guò)第2孔62，第二檔槽92和外套筒的第3孔64的流量以進(jìn)一步調(diào)節(jié)泵壓。
縱然已經(jīng)根據(jù)最合適模式的實(shí)施例具體描述了本發(fā)明，但精通該技術(shù)領(lǐng)域的人們應(yīng)該懂得，上述的內(nèi)容和其他各種改變，省略，還有在形式或細(xì)節(jié)上的增添都可以進(jìn)行，而不違背本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.用于在加力燃燒室中多級(jí)控制燃料流量的裝置，其特征在于同時(shí)計(jì)量輸送到所述的多級(jí)中每一級(jí)的燃料流量的一種計(jì)量閥；復(fù)控閥，該復(fù)控閥的每一個(gè)閥控制該被計(jì)量流量到一個(gè)特定級(jí)，該復(fù)控閥的每一個(gè)閥具有與所述被計(jì)量流量連通的初級(jí)閥，該初級(jí)閥具有位置選擇性，如該初級(jí)閥有選擇地切斷或打開(kāi)通過(guò)該閥輸送至所述特定級(jí)的燃料流量；置于該初級(jí)閥中的次級(jí)閥，該次級(jí)閥響應(yīng)該計(jì)量閥的上下游的壓差，借助與該壓差所成的函數(shù)關(guān)系來(lái)調(diào)節(jié)從該閥流過(guò)的該燃料流量，以控制通過(guò)該計(jì)量閥的壓力降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該次級(jí)閥同軸地置于該初級(jí)閥中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于該初級(jí)閥具有開(kāi)端部分和閉端部分，該開(kāi)端部分接收該燃料流量和有選擇地切斷或打開(kāi)通過(guò)該閥的該燃料流量，而該閉端部分則響應(yīng)液壓信號(hào)，以確定該初級(jí)閥的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于該次級(jí)閥具有封閉端部分，以感受該計(jì)量閥的該下游壓力和調(diào)節(jié)該燃料流量，而開(kāi)端部分則感受該計(jì)量閥的該上游壓力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其進(jìn)一步特征在于連通該上游壓力與該次級(jí)閥的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步特征在于連通該上游壓力與該次級(jí)閥的裝置。
全文摘要
燃料輸送到加力燃燒室各級(jí)，是用單個(gè)計(jì)量閥計(jì)量其流量，且靠一個(gè)整體的切斷及壓力調(diào)節(jié)閥控制輸送到每一級(jí)的燃料量。各切斷閥按要求打開(kāi)及切斷到各級(jí)的燃料量。裝在相應(yīng)的切斷閥中的各個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥，按照與流經(jīng)計(jì)量閥的壓力降所成的函數(shù)關(guān)系來(lái)調(diào)節(jié)輸送到各級(jí)的燃料量，致使到各級(jí)的燃料重量流量具有恒定值。
文檔編號(hào)F02C7/228GK1032839SQ8810730
公開(kāi)日1989年5月10日 申請(qǐng)日期1988年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1987年10月22日
發(fā)明者布賴恩·杰拉德·唐納利, 杰拉爾德·約瑟夫·戈尼奧爾特, 查爾斯·F·斯特恩斯 申請(qǐng)人:聯(lián)合工藝公司