CH513339A - Dispositif de commande d'un servo-moteur à fluide et son utilisation - Google Patents

Dispositif de commande d'un servo-moteur à fluide et son utilisation

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CH513339A
CH513339A CH47464A CH47464A CH513339A CH 513339 A CH513339 A CH 513339A CH 47464 A CH47464 A CH 47464A CH 47464 A CH47464 A CH 47464A CH 513339 A CH513339 A CH 513339A
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CH
Switzerland
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bourdon tube
block
arm
rigidity
valve member
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Application number
CH47464A
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English (en)
Inventor
Michael Dakin Robin
Original Assignee
Bristol Siddeley Engines Ltd
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02CGAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C9/00Controlling gas-turbine plants; Controlling fuel supply in air- breathing jet-propulsion plants
    • F02C9/16Control of working fluid flow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/042Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
    • F15B13/043Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
    • F15B13/0438Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being of the nozzle-flapper type

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Description


  
 



  Dispositif de commande d'un servo-moteur à fluide et son utilisation
 La présente invention comprend un dispositif de commande d'un servo-moteur à fluide, comprenant un organe de soupape mobile commandant l'écoulement d'un servo-fluide à travers un orifice, et une utilisation de ce dispositif dans un régulateur de combustible d'une installation motrice à turbine à gaz comprenant une turbine motrice, distincte du groupe générateur du gaz.



   Dans les régulateurs de combustible connus, une soupape commande ordinairement le mouvement d'un servo-piston dans la pompe de combustible et, dans ce cas, si la soupape s'ouvre au-delà de la position d'équilibre par suite d'une erreur dans la vitesse, la pression du fluide tombe parce que le piston ne répond pas immédiatement par suite du frottement s'opposant à son mouvement. Ainsi, la force due à la pression du fluide agissant sur la soupape tombe, de sorte que la grandeur de son ouverture est inférieure à ce qu'elle serait si aucun frottement n'agissait sur le piston. Cela signifie qu'une variation limitée de la vitesse est nécessaire afin de réduire ou augmenter suffisamment la pression pour surmonter le frottement agissant sur le piston. Il s'ensuit que la sensibilité du réglage est affaiblie.



   Pour une pression déterminée de la pompe, la force variable du fluide agissant sur la soupape quand elle s'ouvre et se ferme constitue, en fait, un ressort d'une rigidité considérable. En d'autres mots, la force sur la soupape due au fluide produit une variation de charge sur l'organe commandant la soupape. Un but de l'invention est de fournir un dispositif permettant de réduire ou d'éliminer cette variation.



   Le dispositif que comprend l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend un tube de Bourdon agencé de façon à exercer une force variable sur l'organe de soupape, I'intérieur du tube de Bourdon communiquant avec le conduit d'écoulement en amont de l'orifice, de manière à appliquer à l'organe de soupape une force en opposition avec la force exercée sur celui-ci par la pression du fluide dans ce conduit, et au moins un diaphragme engagé par l'extrémité mobile du tube de Bourdon et présentant une rigidité opposée à celle du tube de Bourdon de manière que la rigidité de ce dernier soit annulée.



   Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention:
 la fig. 1 est une coupe d'un régulateur comprenant cette forme d'exécution;
 la fig. 2 est une coupe, à plus grande échelle, d'un dispositif représenté à la fig. 1 et constituant ladite forme d'exécution, et
 la fig. 3 est une vue selon la flèche III de la fig. 2.



   Le régulateur représenté à la fig. 1 est destiné à commander l'écoulement du combustible d'une installation motrice à turbine à gaz comprenant une turbine motrice. Il comprend une tige 69 qui s'appuie contre un bras pivotant 4 du régulateur sensiblement en face d'un organe de soupape 6 constitué par une pièce hémisphérique portée par le bras 4. L'extrémité du plongeur 69 éloignée du bras 4 peut être déplacée de gauche à droite ou vice versa en regardant la fig. 1 par un tube de Bourdon 68 qui communique avec un tuyau 70 branché depuis un tuyau 8 reliant un servo-piston d'une pompe de combustible à un siège 7 de la soupape.

  Ainsi, quand l'organe de soupape se déplace et modifie la pression d'un servo-fluide agissant sur le servo-piston de la pompe, la pression dans le tube de Bourdon 68 est aussi modifiée et affecte la force exercée sur le bras 4 par le plongeur 69, comme on le verra en détail plus loin.



   Le dispositif représenté aux fig. 2 et 3 comprend un logement tubulaire 100 agencé de façon à s'ajuster dans une paroi définissant une cavité 2 dans un bloc 1 du régulateur (fig. 1). Le logement 100 comporte à une extrémité une paroi dans laquelle est monté un raccord tubulaire 101. L'extrémité externe du raccord 101 est filetée extérieurement pour lui permettre de s'engager  avec le tuyau 70, et l'extrémité interne communique avec le tube de Bourdon 68 qui est logé dans le logement 100. L'extrémité du tube de Bourdon éloignée du raccord 101 est fermée et fixée à un bloc 102 qui supporte le plongeur 69. Le bloc 102 peut se déplacer axialement dans le logement 100 par suite de la dilatation et de la contraction du tube de Bourdon 68 en réponse à une variation de pression dans le tuyau 70.

  L'extrémité du logement 100 adjacente au bloc 102 présente un évidement annulaire dans lequel est logé un anneau 103 maintenu en place par un anneau de retenue fileté 104 s'engageant avec un filet interne du logement 100. La périphérie interne de l'anneau 103 est disposée entre deux nervures annulaires 105 espacées axialement du bloc   102,    les nervures 105 limitant ainsi le mouvement axial du bloc 102. Deux diaphragmes métalliques élastiques 106 présentant une certaine rigidité (mesurée par le déplacement produit par une variation de la charge axiale) sont fixes par leur périphérie externe à l'anneau 103 et par leur périphérie interne au bloc 102 et supportent le bloc 102 et le plongeur 69 centralement dans le logement 100. Les diaphragmes 106 sont renforcés par des évidements 107 disposés circulairement.

  Chaque évidement 107 est percé d'un petit trou 108 et l'anneau 103 présente aussi des trous 109 disposés circulairement, les trous 108 et 109 permettant le mouvement axial du bloc 102 sans amortissement.



   Le tube de Bourdon 68 présente une rigidité naturelle. Les diaphragmes 106 présentant une rigidité agissant en sens opposé à la rigidité du tube de Bourdon, ils agissent ensemble en sens contraire de cette rigidité et ainsi la force exercée par le plongeur 69 sur le bras 4 est due seulement à la pression dans le tuyau 70.



   L'effet du dispositif est tel que lorsque l'organe de soupape 6 se déplace à partir de sa position d'équilibre, il ne se produit qu'une faible modification ou aucune modification dans l'équilibre total des forces agissant sur le bras 4. De cette façon, un faible signal d'erreur de vitesse, appliqué par l'effet combiné de la force du régulateur appliquée par le plongeur 9 et de la force opposée représentant la vitesse de référence appliquée par un plongeur 10 (fig. 1), entraîne un déplacement relativement grand de l'organe de soupape 6. La soupape produit à son tour une modification suffisante de la pression du fluide dans le tuyau 8 pour surmonter le frottement agissant sur le piston de la pompe.

  La variation résultante de la pression de la pompe rééquilibre alors le bras pivotant 4 en réponse au signal d'erreur de vitesse par des plongeurs de réaction direct et retardé 18 et 19 respectivement (fig. 1) également agencés de façon à agir sur le bras en opposition   l'un    par rapport à l'autre.



   Comme la force qui peut être exercée sur le bras pivotant par le dispositif combiné, comprenant le tube de Bourdon et les diaphragmes de suppression de variation, peut différer de la force exercée sur l'organe de soupape par la pression du fluide au niveau du siège, le dispositif combiné peut être agencé de façon à agir sur le bras dans une position plus proche ou plus éloignée du pivot du bras que l'organe de soupape au lieu d'agir pratiquement à la même distance comme dans l'exemple représenté.



   REVENDICATION I
 Dispositif de commande d'un servo-moteur à fluide, comprenant une soupape commandant l'écoulement d'un servo-fluide à travers un orifice, caractérisé en ce qu'il comprend un tube de Bourdon (68) agencé de façon à exercer une force variable sur l'organe de soupape (6),
I'intérieur du tube de Bourdon communiquant avec le conduit d'écoulement en amont de l'orifice (7), de manière à appliquer à l'organe de soupape une force en opposition avec la force exercée sur celui-ci par la pression du fluide dans ce conduit, et au moins un diaphragme (106) engagé par l'extrémité mobile du tube de Bourdon et présentant une rigidité opposée à celle du tube de Bourdon de manière que la rigidité de ce dernier soit annulée.

 

   SOUS-REVENDICATION
 Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que la soupape comprend une demi-bille (6) portée par un bras pivotant (4) et coopérant avec l'orifice.



   REVENDICATION   II   
 Utilisation du dispositif selon la revendication I comme dispositif de commande d'un servo-moteur à fluide d'un régulateur de combustible d'une installation motrice à turbine à gaz comprenant une turbine motrice distincte du groupe générateur de gaz.

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.



   

Claims (1)

  1. **ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **. avec le tuyau 70, et l'extrémité interne communique avec le tube de Bourdon 68 qui est logé dans le logement 100. L'extrémité du tube de Bourdon éloignée du raccord 101 est fermée et fixée à un bloc 102 qui supporte le plongeur 69. Le bloc 102 peut se déplacer axialement dans le logement 100 par suite de la dilatation et de la contraction du tube de Bourdon 68 en réponse à une variation de pression dans le tuyau 70. L'extrémité du logement 100 adjacente au bloc 102 présente un évidement annulaire dans lequel est logé un anneau 103 maintenu en place par un anneau de retenue fileté 104 s'engageant avec un filet interne du logement 100.
    La périphérie interne de l'anneau 103 est disposée entre deux nervures annulaires 105 espacées axialement du bloc 102, les nervures 105 limitant ainsi le mouvement axial du bloc 102. Deux diaphragmes métalliques élastiques 106 présentant une certaine rigidité (mesurée par le déplacement produit par une variation de la charge axiale) sont fixes par leur périphérie externe à l'anneau 103 et par leur périphérie interne au bloc 102 et supportent le bloc 102 et le plongeur 69 centralement dans le logement 100. Les diaphragmes 106 sont renforcés par des évidements 107 disposés circulairement. Chaque évidement 107 est percé d'un petit trou 108 et l'anneau 103 présente aussi des trous 109 disposés circulairement, les trous 108 et 109 permettant le mouvement axial du bloc 102 sans amortissement.
    Le tube de Bourdon 68 présente une rigidité naturelle. Les diaphragmes 106 présentant une rigidité agissant en sens opposé à la rigidité du tube de Bourdon, ils agissent ensemble en sens contraire de cette rigidité et ainsi la force exercée par le plongeur 69 sur le bras 4 est due seulement à la pression dans le tuyau 70.
    L'effet du dispositif est tel que lorsque l'organe de soupape 6 se déplace à partir de sa position d'équilibre, il ne se produit qu'une faible modification ou aucune modification dans l'équilibre total des forces agissant sur le bras 4. De cette façon, un faible signal d'erreur de vitesse, appliqué par l'effet combiné de la force du régulateur appliquée par le plongeur 9 et de la force opposée représentant la vitesse de référence appliquée par un plongeur 10 (fig. 1), entraîne un déplacement relativement grand de l'organe de soupape 6. La soupape produit à son tour une modification suffisante de la pression du fluide dans le tuyau 8 pour surmonter le frottement agissant sur le piston de la pompe.
    La variation résultante de la pression de la pompe rééquilibre alors le bras pivotant 4 en réponse au signal d'erreur de vitesse par des plongeurs de réaction direct et retardé 18 et 19 respectivement (fig. 1) également agencés de façon à agir sur le bras en opposition l'un par rapport à l'autre.
    Comme la force qui peut être exercée sur le bras pivotant par le dispositif combiné, comprenant le tube de Bourdon et les diaphragmes de suppression de variation, peut différer de la force exercée sur l'organe de soupape par la pression du fluide au niveau du siège, le dispositif combiné peut être agencé de façon à agir sur le bras dans une position plus proche ou plus éloignée du pivot du bras que l'organe de soupape au lieu d'agir pratiquement à la même distance comme dans l'exemple représenté.
    REVENDICATION I Dispositif de commande d'un servo-moteur à fluide, comprenant une soupape commandant l'écoulement d'un servo-fluide à travers un orifice, caractérisé en ce qu'il comprend un tube de Bourdon (68) agencé de façon à exercer une force variable sur l'organe de soupape (6), I'intérieur du tube de Bourdon communiquant avec le conduit d'écoulement en amont de l'orifice (7), de manière à appliquer à l'organe de soupape une force en opposition avec la force exercée sur celui-ci par la pression du fluide dans ce conduit, et au moins un diaphragme (106) engagé par l'extrémité mobile du tube de Bourdon et présentant une rigidité opposée à celle du tube de Bourdon de manière que la rigidité de ce dernier soit annulée.
    SOUS-REVENDICATION Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que la soupape comprend une demi-bille (6) portée par un bras pivotant (4) et coopérant avec l'orifice.
    REVENDICATION II Utilisation du dispositif selon la revendication I comme dispositif de commande d'un servo-moteur à fluide d'un régulateur de combustible d'une installation motrice à turbine à gaz comprenant une turbine motrice distincte du groupe générateur de gaz.
CH47464A 1963-01-17 1964-01-16 Dispositif de commande d'un servo-moteur à fluide et son utilisation CH513339A (fr)

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GB2108/63A GB1042252A (en) 1963-01-17 1963-01-17 Improvements in or relating to a governor control for a fuel system of a gas turbinepower-producing plant

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CH513339A true CH513339A (fr) 1971-09-30

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US2946189A (en) * 1954-07-14 1960-07-26 Rolls Royce Fuel systems of gas-turbine engines
GB870813A (en) * 1958-08-28 1961-06-21 Bristol Siddeley Engines Ltd Improvements in or relating to fuel systems for gas turbine aircraft engines

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US3279171A (en) 1966-10-18
SE311781B (fr) 1969-06-23
GB1042252A (en) 1966-09-14

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