Обмежувач вібрацій газотурбінного двигуна

Изобретение относится к области автоматического управления и контроля ГТД, в частности, к устройствам ограничения вибраций, и позволяет повысить эффективность контроля ГТД. Ограничитель содержит датчик 1 вибраций, фильтр 2, преобразователь 3 переменного напряжения в постоянное, амплитудный дискриминатор 4, тахометрический сигнализатор 5, схему И 6, схему ИЛИ-НЕ 7, схему И-НЕ 8, блок 9 памяти, задатчик 10 порогового уровня, ис точники 11 эталонного напряжения, блок 12 управления, блок 13 отказа, шину 14 внешнего запуска контроля, шину 15 установки и блок 16 задержки Блок 16 задержки позволяет сформировать сигнал запуска контроля при выдаче амплитудным дискриминатором сигнала о превышении допустимой вибрации в промежутке времени между очередными запусками контроля, задержать на заранее заданное время и разрешить выдачу сигнала о превышении допустимой вибрации только по результатам проверки работоспособности амплитудного дискриминатора и запретить выдачу ложного сигнала о превышении допустимой вибрации в случае неисправности амплитудного дискриминатора Такое выполнение ограничителя позволяет повысить надежность его работы 5 ил І •w О О ю Фиг! 1700274 Изобретение относится к области автовходу схемы И 6, второй - к второму входу матического управления и контроля газосхемы И-НЕ 8, а третий - к третьему входу турбинных двигателей (ГТД), в частности к блока 12 управления, первый вход блока 16 устройствам ограничения вибраций. задержки подключен к шине 15 установки, Цель изобретения - повышение надеж- 5 второй - к пятому выходу блока 12 управления, третий - к выходу блока 13 отказа, четности работы ограничителя. вертый - к первому выходу амплитудного На фиг. 1 представлена структурная дискриминатора 4. пятый - к шестому выхосхема ограничителя вибраций; на фиг. 2 ду блока 12 управления, а шестой - к седьструктурная схема зэдатчика порогового 10 мому выходу блока 12 управления, шестой уровня; на фиг. З ~ структурная схема блока выход которого подключен к пятому входу управления; на фиг. 4 - структурные схемы блока 9 памяти. блока памяти, блока отказа, блока задержки и их соединений, на фиг. 5 - временная Задатчик 10 порогового уровня (фиг. 2) диаграмма работы ограничителя в момент может быть выполнен в виде схемы 17 упсрабатывания амплитудного дискриминато- 15 равления ключами, резистивных двигателей ра и выдачи сигнала о превышении допусти18 и ключей 19. мой вибрации. Блок 12 управления (фиг. 3) может быть выполнен в виде ключей 20, первого триггеОграничитель вибраций газотурбиннора 21, первого счетчика 22 импульсов, выго двигателя (фиг 1) содержит последовательно соединенные датчик 1 вибраций, 20 ходного дешифратора 23, генератора 24, элемента ИЛИ 25, второго счетчика 26 имфильтр 2, преобразователь 3 переменного пульсов, элемента 27 задержки, второго напряжения в постоянное и амплитудный триггера 28, управляемого элемента 29 заДискриминатор 4, тахометрический сигнадержки и третьего триггера 30 лизатор 5, схему И 6, схему ИЛИ-НЕ 7, схеБлок 9 памяти (фиг. 4) может быть выму И-НЕ 8, блок 9 памяти, задзтчик 10 25 порогового уровня, источники 11 эталоннополнен в виде элемента И 31, элемента ИЛИ го напряжения, блок 12 управления, блок 13 32, триггера 33 и элемента И-НЕ 34. отказа шину 14 внешнего запуска контроля Блок 13 отказа (фиг. 4) может быть выи шину 15 установки, подключенную к перполнен в виде элемента ИЛИ 35, элемента вым входам блока 9 памяти, блока 13 отказа 30 НЕ 36, триггера 37, элементов И-НЕ, НЕ, и схемы И 6, второй вход последней подклюИ-НЕ и НЕ 38, 39, 40 и 41, триггера 42. чен к первому выxoдv тахометрического сигБлок 16 задержки (фиг. 4) может быть нализатора ,5, второй выход которого выполнен в виде элемента 43 задержки, элеподключен к первому входу блока 12 управментов И-НЕ, ИЛИ и НЕ 44-46 триггера 47, ления, второй вход которого подключен к 35 элемента ИЛИ-НЕ 48, формирователя 49. шине 14 внешнего запуска контроля, перНа фиг. 5 представлены графики 50-64 вый выход амплитудного дискриминатора 4 сигналов соответственно на шине 15 устаподключен к вторым входам блока 9 памяти новки "О", первом входе амплитудного диси блока 13 отказа и первому входу схемы криминатора 4, выходе дискриминатора 4. И-НЕ 8, выход которой подключен к перво40 выходе элемента 43 задержки, выходе форму входу схемы ИЛИ-НЕ 7, выход которой мирователя 49, первом выходе блока 12 упподключен к третьему входу схемы И б, выравления, пятом выходе блока 12 ход блока 9 памяти подключен к второму управления, четвертом выходе блока 12 упвходу схемы ИЛИ-НЕ 7 и первому входу равления, выходе элемента НЕ 39, втором задатчика 10 порогового уровня, второй 45 выходе блока 12 управления, выходе блока вход последнего подключен к второму выхо9 памяти, седьмом выходе блока 12 управду амплитудного дискриминатора 4, а треления, первом выходе блока 16 задержки, тий - к' выходу источников 11 эталонного третьем выходе блока 12 управления, выхонапряжения, первый выход блока 12 управде схемы И 6 ления подключен к третьим входам блока 9 Амплитудный дискриминатор 4 предпамяти и блока 13 отказа, четвертый вход 50 ставляет собой пороговое устройство, выпоследнего подключен к второму выходу ходной сигнал которого изменяется с блока 12 управления, третий выход котороуровня логического "0" до уровня логичего подключен к пятому входу блока 13 откаской "1",. когда величина напряжения на за и четвертому входу блока 9 памяти, а 55 первом входе превышает величину напрячетвертый - к четвертому входу задатчика жения на втором входе 10 порогового уровня и шестому входу блока 13 отказа Кроме того, ограничитель вибБлок 12 управления по сигналам от шираций содержит блок 16 задержки, первый ны 14 внешнего запуска контроля или от выход которого подключен к четвертому тахометрического сигнализатора 5 или от блока 16 задержки формирует сигналы кон 1700274 троля, которые подаются на блок 9 памяти, задатчик 10 порогового уровня, блок 13 отказа, блок 16 задержки и обеспечивают проведение проверки работоспособности амплитудного дискриминатора 4. Если блок 5 12 управления неисправен, то на его шестом выходе формируется сигнал неисправности, который подается на блок 9 памяти, блок 16 задержки и на выход ограничителя для сигнализации о неисправности. 10 Блок 13 отказа предназначен для формирования сигнала отказа устройства в случае выявления неисправности амплитудного дискриминатора 4 во время проведения контроля работоспособности. 15 При исправном устройстве с целью предотвращения ложного срабатывания триггера 42, например, от кратковременного воздействия помехи и, вследствие этого, выдачи им ложного сигнала об отказе уст- 20 ройства, выход элемента НЕ 39 подключен к выходам элементов И-НЕ 38, И-НЕ 40, к j-входу триггера 42 и к входу элемента НЕ 41, выход которого соединен с К-входом триггера 42 (фиг. 4). 25 В промежутках времени между очередными запусками контроля работоспособности с четвертого выхода блока 12 управления сигнал в виде логической " 1 " подается на вход элемента НЕ 39 (фиг. 4, 30 фиг. 5з, график 57, ttg, выходной сигнал которого в виде логического "0" в указанные выше промежутки времени позволяет сохранить исходное состояние триггера 42 при воздействии помехи. 35 Блок 16 задержки предназначен для за* держки выдачи сигнала о превышении допустимого уровня вибрации на заранее заданное время и для формирования сигнала запуска блока 12 управления. 40 Элемент 43 задержки (фиг. 4) представляет собой счетчик-сумматор, выходной триггер которого срабатывает и самоблокируется при поступлении на вход счетчика определенного количества импульсов, на- 45 пример, с выхода генератора 24 блока 12 управления (не показано). Работа счетчика разрешается только при наличии сигнала разрешения в виде логической " 1 " на первом и втором входах элемента 43 задержки, 50 соединенных соответственно с первым выходом амплитудного дискриминатора 4 и с шиной 15 установки "0" (фиг. 4). В этом случае через заранее заданное время на выходе элемента 43 задержки устанавливается 55 сигнал в виде логической " 1 " , который разрешает нормальное функционирование схемы И-НЕ 8 и формирователя 49 блока 16 задержки (фиг. 4). Если на первом выходе амплитудного дискриминатора 4 или на шине 14 установки "0" установлен сигнал в виде логического "0", то счетчик-сумматор устанавливается в исходное состояние и на выходе элемента 43 задержки устанавливается сигнал в виде логического "0". Этот сигнал поступает на вторые входы схемы И-НЕ 8 и формирователя 49 блока 16 задержки и блокирует их работу. Первый выход амплитудного дискриминатора 4 через первый вход элемента ИЛИ 45, а шина 15 установки "0" через второй вход элемента ИЛИ 45 подключены к R-BXOду триггера 47 блока 16 задержки (фиг. 4). Поэтому при наличии сигнала в виде логического "0" на первом выходе,амплитудного дискриминатора 4 или на шине 15 установки "0" триггер 47 устанавливается в исходное состояние. При этом на выходе Q триггера 47 устанавливается сигнал в виде логической " 1 " . Этот сигнал подается на первые входы формирователя 49 и элемента ИЛИНЕ 48, инвертируется элементом ИЛИ-НЕ 48 и с его выхода в виде логического "0" подается на второй вход схемы И 6 и запрещает другим сигналам проходить через ее остальные входы. При поступлении на первый вход формирователя 49 сигнала в виделогической " 1" разрешается прохождение других сигналов через его остальные входы. Сигнал запрета с пятого выхода блока 12 управления, поступающий на третий вход элемента 43 задержки и элемента ИЛИ 45 (фиг. 4) и действующий во время контроля работоспособности в виде логического "0" (фиг. 5 график 56, te-ti2), блокирует прохождение на элемент 43 задержки и триггер 47 сигнала в виде логического "0" с первого выхода амплитудного дискриминатора 4 во время контроля работоспособности, что позволяет сохранить во время контроля работоспособности уровень выходного сигнала элемента 43 задержки и триггера 47 (до прихода сигнала с седьмого выхода блока 12 управления) таким, каким уровень этого сигнала был перед началом контроля работоспособности. Первые три входа формирователя 49 блока 16 задержки подключены соответственно к выходам элемента 43 задержки, триггера 47 блока 16 задержки, триггера 42 блока 13 отказа (фиг. 4), а четвертый вход f формирователя 49 подключен к выходу генератора 24 блока 12 управления (не показано). При наличии на первых трех указанных выше входах формирователя 49 сигналов в виде логической "1" сего выхода импульсы с частотой генератора 24 поступа 1700274 8 ют на один из входов ключей 20 блока 12 переменного напряжения в постоянное поуправления (фиг. 3) и запускают последний. ступает на первый вход амплитудного дискНаличие на любом из первых трех указанриминатора 4 и одновременно на выход ных выше входов формирователя 49 сигнала устройства для регистрации величины прев виде логического "0" прекращает прохож- 5 образованного постоянного напряжения дение импульсов генератора 24 через чет(аналоговый сигнал, фиг, 1), например, в ревертый вход формирователя 49 блока 16 гистратор. Когда уровень вибрации в контзадержки и поступающих с выхода последролируемом диапазоне частот не него на запуск блока 12 управления. превышает допустимого, уровень напряже10 ния на первом входе не превышает уровня Ограничитель вибраций работает следунапряжения на втором входе амплитудного ющим образом. дискриминатора 4 (фиг. 5tto) ограничитель ка 9 памяти, блока 13 отказа и блока 16 вибраций ГТД установлен в исходное состозадержки. яние и готов к работе. Сигнал в виде переменного напряжеВыхрдные сигналы блока 9 памяти и ния счастотой вибрации, величина которого 55 блока 13 отказа не изменяют своего состояпропорциональна уровню вибрации корпуния, так как блоки срабатывают только в са ГТД и изменяющийся как по амплитуде, процессе контроля работоспособности. так и по частоте, с выхода датчика 1 вибраВыходные сигналы на первом, пятом и ций через фильтр 2 контролируемого диапачетвертом выходах блока 16 задержки (фиг. зона частот и через преобразователь 3 1700274 4 и 5, графики 52,53, 54 и 62, и) не изменяют своего состояния, так как: триггер 47 остается в исходном состоянии, поэтому на пятом выходе блока 12 управления остается сигнал в виде 5 логического "0"; на выходе элемента 43 задержки сохраняется сигнал исходного состояния, т.е. в виде логического "0"; работе формирователя 49 препятствует 10 сигнал в виде логического "0" с выхода элемента 43 задержки. Поэтому на входы схемы И б поступают сигналы в виде логического "0" и она не 15 срабатывает. Если на первом выходе амплитудного дискриминатора 4 сигнал продолжает оставаться в виде логической " 1 " , то через заранее заданное время гЭЗад . например, через 2-3 с, на выходе элемента 43 задерж- 20 ки устанавливается сигнал в виде логической " 1 " (фиг. 5, график 53, t2). Этот сигнал подается на входы схемы И-НЕ 8 и формирователя 49 (фиг. 4). Схема И-НЕ 8 срабатывает, ее выходной сигнал в виде логического 25 "0" инвертируется схемой ИЛИ-НЕ 7 и в виде логической "1" поступает на вход схемы И б Схема И 6 не срабатывает, так как на ее вход с выхода блока 16 задержки продолжает поступать сигнал в виде логическо- 30 го "0" (фиг. 5, график 62, t2). 10 вается сигнал в виде логической " 1 " и подается на второй вход элемента И-НЕ 38 а на выходе Q - в виде логического "0" и подается на второй вход элемента И-НЕ 40. Сигнал запрета с пятого выхода блока 12 управления с уровнем логического "0" действует в промежуток времени t6~ti2 (фиг. 5, график 56) и подается на третьи входы элемента 43 задержки и элемента ИЛИ 45 блока 16 задержки, запрещая в указанный выше промежуток времени во время контроля работоспособности прохождение через их другие входы сигнала с уровнем логического "0" с первого выхода амплитудного дискриминатора 4, поэтому выходные сигналы элемента 43 задержки и ИЛИ 45 в промежуток времени t6~ti2 остаются в виде логической " 1 " . Сигнал управления с четвертого выхода блока 12 управления с уровнем логического "0" действует в промежуток времени t6~tg (фиг. 5, график 57) и поступает на второй вход задзтчика 10 порогового уровня и на вход элемента НЕ 39 блока 13 отказа (фиг. 4). До подачи на вход элемента НЕ 39 сигнала с уровнем логического "0" на выходе последнего (фиг. 5, график 58,t чроля Заломите П 56 t Запрета 55 / t 57 U $8 53 t Отказа и t a \ \ f блока 16 задержхи Окомам/я ко/гтрйАЯ m t tn. ЩшйюкаІБ 60 a t tv ЙГ | % элемента 39ff£ _J и$ых схемы 6И ttf Выдачи tn Оз .U t 1_ t t «С/У — , ^t Фиг. 5 Редактор В.Бугренкова Составитель В.Колясников Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик Заказ 4454 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101