具有集成的流量计放置的并联计量压力调节系统的制作方法
【专利摘要】提供了燃料压力调节系统。燃料压力调节系统包括供应装置，供应装置用于供应输出流。供应装置包括主压力调节器和旁路压力调节器。主压力调节器能够操作地连接至多个并联计量线路中的每一个的下游压力。旁路压力调节器在单个泵或多个泵的输出的下游，其与主压力调机器组合能够操作用于增大单个泵或多个泵的输出以适应并联计量线路中的任一个中的下游压力尖峰。
【专利说明】
具有集成的流量计放置的并联计量压力调节系统
技术领域
[0001]本发明总体涉及燃料流系统，并且更具体地涉及燃烧发动机应用中的并联计量燃料流系统。
【背景技术】
[0002]并联计量系统已经用于许多工业涡轮机应用中。这些系统经由并联布置的多个计量流路径向多个燃烧器位置提供精确的燃料放置。在该系统中，初始由一个或更多栗提供流。然后跨并联布置的多个计量流路径分派此初始流，以向多个燃烧器位置分配相同量。
[0003]随着商用航空器燃烧系统变得更复杂以提供提高的燃料效率和减少的排出物，并联计量系统的灵活性可以提供显著的益处。由于正排量栗具有好的效率和高的可靠性，所以它们对于涡轮发动机经常是优选的。用于工业涡轮发动机应用中的并联计量系统典型地包括向并联布置的多个计量流路径供应流的压力调节正排量栗。栗压力调节系统典型地将栗排放压力维持在恒定压力，该恒定压力充分高以对所有操作状况均满足计量流路径的压力需求。
[0004]遗憾的是，此排放压力可以显著高于计量流路径的需要。以高于需要的压力操作栗导致被输入到燃料系统的不期望的附加的栗热量。典型地需要热有效的燃料栗浦来满足航空器发动机操作需要。对所有操作状况都将正排量栗维持在高的压力对大多数航空器发动机应用可能是不能接受的。
[0005]—些提出的用于航空器发动机的并联计量系统考虑控制栗排放压力，企图通过估计所需要的压力并且然后使用电驱动压力调节器设定期望的压力来更精密地匹配系统压力需求。这些系统要求估计的压力包括所有系统变化和寿命影响;这加起来能够导致高于期望的系统压力。
[0006]其它提出的并联计量系统的另一缺陷是它们不容许高压力栗浦系统下游和并联计量路径上游的测量总的发动机燃烧流的单个流量计。
[0007]因而，在本领域存在对以下系统的需求:并联计量系统，其基本上不需要使栗过大以及不需要使在适应各种系统压力要求的努力中其伴随的排放压力过大；以及容许利用流量计来测量总的发动机燃烧流的系统。
[0008]本发明提供了该并联计量系统。根据于此提供的本发明的描述，本发明的这些和其它优点以及附加的创造性特点将变得显而易见。
【发明内容】
[0009]于此描述的并联计量系统的实施例将正排量栗的排放压力调节至供应并联计量系统所需要的最小压力或比该最小压力稍高。这通过主压力调节器来实现，主压力调节器将主计量线路下游的压力维持在比并联计量系统中的其它计量线路的下游压力高的压力。将主计量线路下游的压力维持在较高压力容许使用旁路计量系统来调节跨主计量系统的压差。主计量系统中的旁路压力调节器调节计量线路上游的压力以跨计量线路维持几乎恒定的压差。主压力调节器和旁路压力调节器的组合用于将栗排放压力调节在支持计量系统的足够水平。
[0010]次级计量线路均包括节流压力调节系统来将跨计量系统的压差调节在期望的几乎恒定的压差。将主计量线路下游的压力维持在比次级计量线路的下游压力高的压力并将计量线路上游的压力调节在下游压力以上的几乎恒定的值确保跨次级计量线路有足够的压力。
[0011]在一方面，提供了燃料压力调节系统。燃料压力调节系统包括用于供应出口流的供应装置。系统还包括主计量线路，其入口接收供应装置的出口流的第一部分，主计量线路包含燃料计量阀和主压力调节器。主压力调节器连接至燃料计量阀的出口。系统还包括至少一个次级计量线路。主压力调节器能够操作地连接至该至少一个次级计量线路以感测该至少一个次级计量线路的压力。系统还包括旁路调节器，其与主计量线路和该至少一个次级计量线路并联连接，使得旁路调节器的入口接收供应装置的出口流的第二部分。旁路调节器能够操作地连接在燃料计量阀的出口侧上，以感测燃料计量阀下游的主计量线路中的压力。
[0012]在某些实施例中，旁路调节器能够操作用于基于主计量线路的感测的下游压力来调节返回到供应装置的入口侧的燃料的旁路流。旁路调节器被配置为调节燃料的旁路流以跨主计量线路的燃料计量阀维持基本恒定的压差。
[0013]在某些实施例中，主压力调节器具有调节压力值，并且主压力调节器将主压力调节器的入口侧压力调节为至少与主压力调节器下游的主计量线路的压力或该至少一个次级计量线路的感测的压力加调节压力值中的最高压力一样高。
[0014]在某些实施例中，主压力调节器是比例控制器件。在某些其它实施例中，主压力调节器是积分控制器件。在某些其它实施例中，主压力调节器是积分加比例控制器件。
[0015]在某些实施例中，主计量线路还包括连接于燃料计量阀下游和主压力调节器上游的节流阀，其中，旁路调节器感测燃料计量阀下游和节流阀下游的主计量线路中的压力。
[0016]在某些实施例中，供应装置包括第一栗和第二栗以及栗切换系统，栗切换系统用于以下至少之一:选择性地在第一栗和第二栗的输出之间切换;和/或组合第一栗和第二栗的输出以提供供应装置的输出流。
[0017]在某些实施例中，主计量线路包括头调节器，头调节器能够操作地布置为感测来自供应装置的出口流的第一部分的压力和燃料计量阀的出口侧的压力，并且其中，旁路调节器能够操作地连接至头调节器以感测燃料计量阀下游的主计量线路中的压力。
[0018]在另一方面，提供了燃料压力调节系统。该系统包括供应布置，用于供应出口流。该系统还包括主计量线路，其入口接收供应装置的出口流的第一部分。主计量线路包括燃料计量阀和主压力调节器。主压力调节器连接至燃料计量阀的出口。该系统还包含旁路调节器，旁路调节器与主计量线路并联连接，使得旁路调节器的入口接收供应装置的出口流的第二部分。系统也包括至少一个次级计量线路，其入口接收供应装置的出口流的第三部分。该至少一个次级计量线路与主计量线路和旁路调节器并联连接。主压力调节器感测主计量线路的下游压力和该至少一个次级计量线路的下游压力并能够操作用于将主压力调节器的入口侧压力调节为至少与主计量线路的下游压力或该至少一个次级计量线路的下游压力加主压力调节器的调节压力值中的最高压力一样高。
[0019]在某些实施例中，该至少一个次级计量线路包括多个次级计量线路，多个次级计量线路中的每一个次级计量线路彼此并联连接并且与旁路调节器和主计量线路并联连接。
[0020]在某些实施例中，主压力调节器感测多个次级计量线路中的每一个的下游压力并能够操作用于将主压力调节器的入口侧压力调节为至少与主计量线路的下游压力的最高压力或多个次级计量线路的下游压力中的最高压力加主压力调节器的调节压力值一样高，并且其中，旁路调节器能够操作地连接至主计量线路以探测主压力调节器的入口侧压力。
[0021]在某些实施例中，多个次级计量线路中的每一个次级计量线路包括燃料计量阀和连接至燃料计量阀的出口的节流阀。
[0022]在某些实施例中，旁路调节器能够操作用于基于在主压力调节器的入口侧感测的压力来调节来自供应装置的出口流的旁路部分。
[0023]在又一方面，提供了用于维持跨燃料压力调节系统的主计量线路的燃料计量阀的最小操作压差的方法。该方法包括以主计量线路的主压力调节器来感测主计量线路和并联连接至主计量线路的至少一个次级计量线路的下游压力。该方法也包括将主压力调节器的入口侧压力调节为至少与主计量线路的下游压力的最高压力或该至少一个次级计量线路的下游压力加主压力调节器的调节压力值一样高。该方法也包括利用能够操作用于与主计量线路和至少一个次级计量线路中的每一个的入口侧并联连接的旁路调节器，基于在主计量线路处感测的压力，来调节被旁路回到向主计量线路、至少一个次级计量线路、以及旁路调节器中的每一个提供燃料的输出流的供应装置的入口侧的燃料流的量。
[0024]在某些实施例中，方法也包括使用节流阀来维持跨该至少一个次级计量线路的燃料计量阀的最小操作压差，其中，主压力调节器感测节流阀下游的该至少一个次级计量线路的下游压力。维持跨该至少一个次级计量线路的燃料计量阀的最小操作压差的步骤包括使用能够操作地连接至该至少一个次级计量线路的节流阀的该至少一个次级计量线路的头调节器来调节供应装置的供应压力。
[0025]在某些实施例中，利用旁路调节器来调节被旁路回供应装置的入口侧的燃料流的量包括感测主压力调节器的入口侧压力。
[0026]在某些实施例中，利用旁路调节器来调节被旁路回供应装置的入口侧的燃料流的量包括感测主计量线路的头调节器提供的参考压力。头调节器能够操作地连接至供应装置以探测其压力，并能够操作地连接至主压力调节器的入口侧以探测其入口侧压力。参考压力是供应装置的压力和主压力调节器的入口侧压力的函数。
[0027]在又一方面，于此提出的并联计量调节系统将正排量栗的排放压力调节为供应并联计量系统所需的最小压力或比该最小压力稍高。这利用旁路压力调节器来实现，旁路压力调节器调节跨节流口的几乎恒定的压差。旁路调节器调节计量线路上游的栗排放压力。计量线路现在能够与旁路压力调节器相独立地运行，这容许将单个流量计放置在至计量线路的供应线中并测量单个点位置的总的燃烧流。
[0028]最小增压阀和主压力调节器的组合将旁路压力调节器参考压力一固定节流口下游的压力维持在比并联计量系统中的计量线路的下游压力高的压力。将旁路调节器参考压力维持在比操作每一个计量线路所需要的压力高的压力确保了栗排放压力足够支持计量系统。
[0029]计量线路均包括节流压力调节系统以将跨计量阀的压差调节在期望的几乎恒定的压差。将旁路阀配置为跨节流口而不是燃料阀调节消除了旁路阀排出体积对对计量燃料流的影响。
[0030]在根据此方面的一个实施例中，提供了向涡轮发动机施加经计量的燃料流的并联计量压力调节系统力。该系统包括供应装置，供应装置被配置为以输出压力提供燃料的输出流。该系统也包括并联计量装置，并联计量装置包括并联布置的多个计量线路。供应装置包括置于供应装置与并联计量装置之间的流量计，以测量从供应装置向并联计量装置提供的燃料的输出流。
[0031]供应装置包括升压栗和接收来自升压栗的输出流的至少一个栗。供应装置包括旁路压力调节器，旁路压力调节器位于该至少一个栗下游并包括与其出口的连通，并且在流量计上游。
[0032]压力调节器被配置为调节跨供应装置的节流口的压差。供应装置还包括与旁路压力调节器的出口相流体连通的主压力调节器。主压力调节器与多个并联计量线路中的每一个计量线路的计量流相流体连通。主压力调节器被配置为将其入口处的流的压力调节为来自多个计量线路的经计量的流的压力中的最高压力加主压力调节器的参考压力。
[0033]旁路压力调节器被配置为响应于主压力调节器的入口处的流的压力的增大而减小来自旁路压力调节器的旁路流的量，以跨节流口维持的定的压差。
[0034]供应装置也能够包括在流量计上游并在该至少一个栗的下游的致动源(actuat1n supply)。致动源与该至少一个栗的出口相流体连通。
[0035]在某些实施例中，该至少一个栗能够包括第一和第二栗。供应装置还包含栗切换装置，栗切换装置用于以下至少之一:I)选择来自第一栗的输出流和来自第二栗的输出流之一并提供所选择的输出流作为主要输出流；以及2)组合来自第一栗和第二栗的输出流并提供所组合的输出流作为主要输出流。
[0036]在根据此方面的另一实施例中，提供了一种用于向涡轮发动机供应经计量的燃料流的并联计量压力调节系统。该实施例包含供应装置，供应装置被配置为以输出压力提供燃料的输出流。供应装置包括升压栗和与升压栗的出口相流体连通以接收来自升压栗的输出流的至少一个栗。供应装置也包括旁路压力调节器，旁路压力调节器被配置为将来自该至少一个栗的燃料的输出流的部分旁路回该至少一个栗的入口。该系统也包括并联计量装置，并联计量装置包括多个计量线路，多个计量线路并联布置，使得跨多个计量线路分派来自所述供应装置的输出流。供应装置包括流量计，流量计在该至少一个栗的下游并且被配置为测量提供给供应装置的输出流。
[0037]旁路压力调节器被配置为调节跨供应装置的节流口的压差。供应装置也包括与旁路压力调节器的出口相流体连通的主压力调节器。主压力调节器与多个并联计量线路中的每一个计量线路的经计量的流相流体连通。主压力调节器被配置为将其入口处的流的压力调节至来自多个计量线路的经计量的流的压力中的最高压力加主压力调节器的参考压力。
[0038]旁路调节器被配置为响应于在主压力调节器的入口处的流的压力的增大而减小来自旁路调节器的旁路流的量，以跨节流口维持恒定的压差。
[0039]在另一方面，提供了一种用于测量从供应装置提供给并联计量装置的总的流的方法。供应装置被配置为以输出压力提供燃料的输出流。并联计量装置包括并联布置的多个计量线路。跨多个计量线路分派提供给并联计量装置的总的流。根据此方面的方法的实施例包括经由供应装置的流量计来测量提供给并联计量装置的总的流。流量计在该至少一个栗的下游并且包括与该至少一个栗的出口的连通。
[0040]该方法也包括利用与该至少一个栗的出口相流体连通的旁路压力调节器来将来自该至少一个栗的燃料的输出流的部分旁路回该至少一个栗的入口侧。旁路的步骤包含基于跨供应装置的节流口维持恒定的压差而改变被旁路的输出流的该部分的量。改变的步骤是与旁路压力调节器的输出流相流体连通的主压力调节器的入口压力的函数(funct1n)。
[0041]结合附图，根据以下详细描述，本发明的其它方面、目的和优点将变得更显而易见。
【附图说明】
[0042]并入申请文件并形成申请文件的部分的附图与描述一起示例了本发明的数个方面，用于解释本发明的原理。图中:
[0043]图1是根据本发明的教导的并联计量压力调节系统的第一实施例的示意图；
[0044]图2是包括附加节流阀的图1的实施例的示意图；
[0045]图3是根据本发明的教导的并联计量压力调节系统的第三实施例的示意图；
[0046]图4是根据本发明的教导的并联计量压力调节系统的第四实施例的示意图；
[0047]图5是根据本发明的教导的并联计量压力调节系统的第五实施例的示意图；以及
[0048]图6是根据本发明的教导的并联计量压力调节系统的第六实施例的示意图。
[0049]虽然将结合某些优选实施例来描述本发明，但是其不是意图将本发明限制于那些实施例。相反，其意图涵盖包括在由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有替代、修改和等同。
【具体实施方式】
[0050]现在转至图，图1示出了并联计量调节系统100的一个实施例。在此实施例中，供应装置102向主计量线路104和第一及第二次级计量线路106、108以输出压力Pl供应燃料的流。如从对图1的检查能够看到的，主计量线路104和第一及第二次级计量线路106、108并联布置，使得来自供应装置102的压力Pl的燃料的输出流分别以压力P1-P、P1-1和P1-2跨线路104、106和108分配。虽然仅示例了第一和第二次级计量线路106、108，但是应当认识到可以包括更少或更多的次级计量线路。实际上，本领域技术人员将认识到，主计量线路104可以与任意数量的附加线路并联布置。
[0051 ] 供应装置102包括升压栗110、正排量栗112、致动源114、以及入口增压阀116。入口增压阀116负责以压力Pl供应供应装置的流输出，并且同样，可以采取各种增压阀的形式，并且也可以被完全省略。致动源114利用正排量栗112的输出的部分来进行致动器控制，其细节不限制这里的系统。
[0052]主计量线路104包括燃料计量阀(FMV) 118、FMV电液(eIectro-hydrauI ic)伺服阀(EHSV)120、以及主压力调节器(PPR) 124。旁路调节器(BPR) 122与线路104、106、108在其入口侧并联布置。如于图1能够看到的，FMV 118以输入压力P1-P接收燃料的流，并且以压力P2-P提供燃料的输出流。BPR 122能够操作地连接至FMV 118的输出侧以监视P2-P，如下面更详细地解释的。BPR 122也能够操作地连接在供应装置102的输出侧，以将流的部分旁路回供应装置102的输入侧。
[0053]两个次级计量线路106、108中的每一个均包括FMV 128,EHSV 130、以及节流阀(THV)132。如于图1能够看到的，第一和第二次级计量线路106、108类似，并且同样，为简化目的，在两个分支中使用了相似的参考符号。然而，由于它们在燃烧发动机中的不同的最终用途，第一和第二次级计量线路106、108可以不同地实行和/或制作为不同的大小。
[0054]PPR 124(其可以是比例、积分、或积分加比例控制类型的器件)感测三个计量线路104、106、108中的每一个的下游压力？11-?、？11-1、？11-2。实际上，？?1? 124固有地具有调节压力值。换句话说，PPR 124固有地要求主计量线路104中的最小压力超过PPR 124的调节压力值，来关于主计量线路104将PPR 124保持在开通位置。然而，PPR 124也连接至次级计量线路106、108，使得其接收压力Pn-1和Pn-2。结果，为了将PPR 124维持在开通位置，PPR 124处主计量线路104中的压力必须大于调节压力值加压力Pn-1，或大于调节压力值加压力Pn-2。该配置的一个范例可以是比例阀，该比例阀被其内部弹簧偏至至关断状况以关断主计量线路104。连同此弹簧力，来自次级计量路径106的压力Pn-1也可以将此阀偏至为关断。同样，PPR 124处的有效压力为此压力Pn-1加源自内部弹簧的压力。也能够使用复制配置用于次级计量路径108。随着这些和中的任意一个接近压力Pn-P(PPR 124处主计量线路104中的压力)，PPR 124将开始关断，并且结果，PP-P将被设定为至少等于以上组合压力值(Pn-1加调节压力值或Pn-2加调节压力值)中的最高压力。
[0055]FMV 118的排放处的压力P2-P近似等于没有预期损耗的PPR 124上游的压力PP-P。BPR 122感测P2-P和FMV 118的入口处的压力Pl-PIBR 122用于通过控制来自供应装置102的总的栗流的部分而将Pl-P调节至P2-P以上几乎恒定的值，该部分被容许被旁路回供应装置102的低压入口侧。为了实现此控制，BPR 122可以是比例控制类型的器件，然而，其它类型的控制实施等同地是可行的，例如积分或积分加比例控制类型。
[0056]基于线路104、106、108的并联布置，Pl-P处的压力基本等于次级计量线路106、108的输入压力Pl-1、Ρ1-2的压力。换言之，BPR 122对Pl-P的调节也是对Pl-1和P1-2的调节。以下更详细地讨论该配置的优点。
[0057]每一个次级计量线路106、108中的THV132(其可以是比例、积分、或积分加比例控制器件)通过用作与FMV 128串联的可变约束而将跨其相应FMV 128的压差调节至几乎恒定的值。然而，THV 132仅能够在跨FMV 128和THV 132存在过量压差时操作。结果，跨FMV 128和THV 132的压差必须足够充分以适应跨FMV 128的期望的恒定的压差、以及操作THV 132需要的必须的附加压差。
[0058]如先前描述的，PPR 124将PPR 124上游的压力PP-P维持为至少与压力Pn_P、(Pn_l加PPR 124的调节压力值)、(Pn-2加PPR 124的调节压力值)中的最高压力一样高。FMV 118的排放压力P2-P近似等于PPR 124上游的压力PP-P APR 122将压力Pl-P维持在P2-P以上期望的几乎恒定的值。至每一个次级计量线路106、108的供应压力P1-UP1-2近似等于P1-P。
[0059]因为如上所述，PP-P由PPR 124调节，所以BPR 122有效地监视上游压力Pn_l、Pn_
2、Pn-P中的最高压力。结果，线路104、106、108中的任一线路中的可以影响跨FMV 118或跨次级计量线路106、108的压差的任何压力尖峰受到BPR 122的调整，如以下解释的。
[0000]实际上，每一个次级计量线路106、108被设计为使得跨其的最小操作压差小于跨FMV 118的最小操作压差(P1-P)-(P2-P)加(PP-P)-(Pn-1)，或加(PP-P)-(Pn-2)。在在Pn-1、Pn-2、Pn-P中的任一处探测到增大的压力并且该增大的压力由PPR 124反映在PP-P处的情况下，BPR 122探测PP-P处的此增大并且其后实质上相等地增大Ρ1-Ρ、Ρ1-1、Ρ1-2中的每一个，以将跨FMV 118和/或次级计量线路106、108的压力降低维持为等于或大于跨FMV 118和/或次级计量线路106、108的最小操作压差。
[0061 ] 作为实际范例，假定P1-P、P1-1和P1-2均初始处于lOOpsi。此外，假定FMV 118、128中的每一个需要跨其的恒定的50psi的压差。也假定PPR 124具有30psi的调节压力值，Pn-P初始处于50psi，且Pn-1和Pn-2均处于1psi。在该实例中，PP-P将等于Pn-P，因为Pn-P大于Pn-1加30psi，并且大于Pn-2加30psi。结果，维持了跨FMV 118的50psi的期望的恒定的压差。另外，跨每一个次级计量线路106、108中的FMV 128和节流阀132的压差为90psi，由此维持了跨FMV 128的期望的恒定的压差，并对THV 132的可操作性提供了附加压差。
[0062]现在假定Pn-1增大至30psi αΡη-Ι加30psi (PPR 124的调节压力值)现在等于60psi，其大于Pn-P的50psi的值。于是PP-P将接近此较高值。BPR 122将探测此增大，并且随后将较少燃料旁路回栗102，以增大P1-P、P1-1和P1-2中的每一个，以维持跨FMV 118的恒定的50psi的压差，P1-P、P1-1和P1-2将均增大至110psi。跨次级计量线路的总的压差为(Pl-l)-(Pn-l)，g卩110ps1-30psi，其为80psi。结果，维持了跨次级计量线路106的FMV 128的恒定50psi的压差，以及用于次级计量线路106的THV 132的操作的附加压差。
[0063]现在转至图2，主计量线路104也可以包括节流阀(THV)126。在此配置中，THV 126置于FMV 118与PPR 124之间。THV 126通过用作与FMV118串联的可变约束而将跨FMV 118的压差调节至几乎恒定的值。跨FMV 118和节流阀的压力下降近似等于由旁路阀调节的(Pl-P)-(PP-P)差。以与以上关于图1描述的相同的方式，PPR 124将PP-P设定为等于Pn-P、Pn-l加PPR 124的调节压力值、或Pn-2加PPR 124的调节压力值中的最高压力。BPR 124感测PP-P并将流的合适部分旁路回供应装置102的入口侧，以维持Pl-P(并且因此Pl-1、Ρ1-2)为足够维持跨FMV 118和节流阀126的最小操作压差，8卩(Pl-P) -(PP-P)，的值。
[0064]现在转至图3，示例了并联计量压力调节系统200的替代实施例。此实施例除并入了供应装置202外，类似于于图1和图2示出的实施例，供应装置202包括升压栗210和入口增压阀216并利用两个正排量栗212a、212b和用于在栗212a、212b的输出流之间切换和/或组合该输出流的栗切换系统234，其诸如是转让给直接受让人的US专利申请号12/683685和12/890971中公开的，于此通过引用并入了它们的整体。
[0065]如图1和2中示出的实施例，图3中示出的实施例包括主计量线路204、和第一及第二次级计量线路206、208。主计量线路204包括FMV 218、EHSV 220、以及PPR 224 APR 222与线路204、206、208在其入口侧并联布置。次级计量线路206、208均包括FMV 228,EHSV 230、以及THV 232oBPR 222,PPR 224、以及THV 232中的每一个可以是比例、积分、或积分加比例控制类型的器件。此外，可以与主计量线路204并联实施更少或更多的次级计量线路。
[0066]在图3的实施例中，BPR222(其可以是比例、积分、或积分加比例控制类型的器件)感测主计量线路104处的PP-PWP-P由PPR 224设定为Pn-l、Pn-2、Pn-P中的最高压力。BPR222与栗切换系统234能够操作地相连通，以确定要被旁路回供应装置204的入口侧以维持跨FMV 218以及第一和第二次级计量线路206、208的期望最小操作压差的合适的燃料的量。虽然没有示例，但是主计量线路204也可以包括如图2中示出的节流阀，使得BPR 222感测在FMV 218的下游的节流阀的出口侧压力。
[0067]另外，BPR222和栗切换系统234也可以被配置成使得它们彼此能够操作地相连通，以管控由栗切换系统234提供的特定流设定。实际上，可以通过组合由BPR 222提供的燃料旁路以及栗切换系统234的流设定，即栗212a、212b中的任一个和/或该二者利用的流的量，来实现供应装置204的以维持跨FMV 218和次级线路206、208的期望的最小操作压差的合适的出口侧压力Pl。
[0068]现在转至图4，示例了提出的并联计量系统300的另一实施例。此实施例类似于以上描述的实施例，除此系统包括积分旁路系统和积分节流系统而不是图1中示出的完全比例的系统外。
[0069]图4中示出的实施例包括供应装置302。供应装置302包括升压栗310、正排量栗312、致动源314、以及入口增压阀316。如以上情况，可以省略入口增压阀316。并且，供应装置302可以并入双栗配置，该双栗配置具有如以上关于图3描述的栗切换系统。
[0070]供应装置302向主计量线路304、和第一及第二次级计量线路306、308提供压力Pl的输出流。主计量线路包括FMV 318,EHSV 330,PPR 324、以及头调节器(head regulator)340oBPR 322与线路304、306、308在其入口侧并联布置。次级计量线路均包括FMV 318,EHSV330^THV 332、以及头调节器350。
[0071]在此配置中，代替直接基于FMV 318的压差(P1-P减P2-P)定位BPR322，跨头调节器感测FMV 318的压差。基于此感测的压力，将头调节器340定位为调节附加供应(Psf)压力和漏(Pb)压力以调节BPR 322的控制压力(P4-P和P5-P)，并将BPR 322定位为控制被容许旁路回供应装置302的低压侧的总的栗流的部分。头调节器340和BPR 322的组合用于将Pl-P调节至P2-P以上几乎恒定的值。
[0072]类似于次级计量线路306、308中，代替直接基于感测的FMV 328的压差(分别(Pl-1)-(Ρ2-1)，(Ρ1-2)-(Ρ2-2))定位THV 332，分别跨次级头调节器350感测FMV 328的压差。基于感测的压力，每一个次级头调节器调节附加供应压力(Psf)和漏压力(Pb)以分别调节THV332的控制压力P4-UP4-2来控制THV 332的位置并且因此控制由THV 332创造的约束。头调节器350和THV 332的组合用于分别将Pl-1调节至P2-1以上几乎恒定的值，或将P1-2调节至P2-2以上几乎恒定的值。
[0073]现在转至图5，示例了并联计量压力调节系统400的另一实施例。此实施例在数个方面与以上讨论的实施例不同，如以下解释的。如以下将解释的，系统400将正排量栗412的排放压力调节至供应包括并联线路404、406、408的并联计量系统所需要的最小压力或比该最小压力稍高。这通过调节跨节流口(orifice)的几乎恒定的压差的旁路压力调节器(BPR)422(其可以是比例、积分、或积分加比例控制类型的器件)来实现。BPR 422调节计量线路404、406、408上游的栗排放压力。
[0074]计量线路404、406、408现在能够独立于BPR 422运行。这与以上讨论的实施例形成对照，以上讨论的实施例中，BPR跨主计量线路调节。这容许将单个流量计440放置在至计量线路的供应线中并测量单个点位置中的总的燃烧流。最小增压阀416和主压力调节器(PPR)424的组合将BPR422的参考压力一固定节流口 426下游的压力维持在比并联计量系统中的计量线路404、406、408的下游压力高的压力。将BPR 422的参考压力维持为比操作每一个计量线路所需要的压力高确保了栗412的排放压力足够支持计量系统。
[0075]计量线路404、406、408均包括节流压力调节系统以用与上述类似的方式将跨计量阀的压差调节在期望的几乎恒定的压差。也应当注意到，线路404、406、408之一可以用作主计量线路，而其余线路用作次级计量线路。为描述和示例的目的，将假定线路404是主计量线路。
[0076]系统400包括供应装置402。供应装置402包括升压栗410、正排量栗412、以及致动源414，与上述类似地配置。然而，BPR 422现在是供应装置的部分。另外，PPR 424也形成了供应装置的部分。供应装置402也包括最小增压阀416用于在PPR 424的输出与来自升压栗410的Pb之间维持恒定的压差。
[0077]由PPR424监视每一个计量线路404、406、408的下游压力。以与上述类似的方式，该配置的一个范例可以是比例阀，该比例阀被其内部弹簧偏至至关断状况以关断节流口426下游的流动路径。与此弹簧力一起，来自线路404的压力Pn-1也可以将此阀偏至为关断。同样，PPR 424处的有效压力是此压力Pn-1加源自内部弹簧力的压力。复制配置也用于线路406、408，具有并联布置的这些配置。随着这些和中的任一个接近压力P-out (节流口 426下游的压力)，PPR 424将开始关断，并且结果，PP-P将被设定为至少等于以上组合的压力值(Pn-1加调节压力值、Pn-2加调节压力值、或Pn-3加调节压力值)中的最高压力。
[0078]随着发生这个，BPR422将感测PP-P处的此增大，并且将较少的燃料旁路至栗412的Pb侧，由此增大至节流口426的入口侧压力。此外，在压力Pn-1、Pn-2、以及Pn-3充分低以便不引起由BPR 422在旁路中引起的前述减小的情况下，最小增压阀416确保栗412的出口侧压力Ps保持高于栗412的入口侧压力Pb。实际上，在PPR 424对增大在栗412的出口处看到的压力没有影响时，最小增压阀416确保实现了足够的压力增大以维持Ps大于Pb。因为节流口 426提供了恒定的压力下降，P-out从而也将增大。
[0079]前述功能性容许从线路404的下游去除BPR422。因为旁路调节器实质上是泄漏路径，所以迄今为止不可能并入流量计来测量Pl处的总的流。利用图5中描述的配置，现在能够利用流量计440来测量Pl处的总的燃烧流。
[0080]现在转到图6，示例了图5的实施例的替代实施例，其并入了双栗切换系统，该系统如US专利申请号12/683685和12/890971中的任意一个中的系统，通过以上引用并入了US专利申请号12/683685和12/890971。系统500的在图6中示出的配置包括计量线路504、506、508的与以上关于图4描述的相同的配置。此实施例的供应装置502利用双栗512a、512b和栗切换装置534，栗切换装置534用于以如US专利申请号12/683685和12/890971中描述的方式在栗512a、512b的输出之间切换或组合该输出。
[0081]供应装置也包括BPR522(其可以是比例、积分、或积分加比例控制类型的器件)和节流口 526，以及PPR 524、和最小增压阀516。这些部件以与以上关于图5描述的它们的等同相同的方式运行，以最终适应Pn-1、Pn-2、或Pn-3中的任一个处的下游压力尖峰。也应当认识到，在此实施例中，BPR 522是积分加比例控制类型的器件。此实施例也利用流量计540，流量计540监视供应至并联计量线路504、506、508的总的燃烧流Pl。
[0082]所有引用，包括于此引用的公开、专利申请、以及专利由此在如下程度上被通过引用并入:好像每个引用被单独和具体地指示被通过引用并入并且被以其整体在此提出的。
[0083]描述本发明的上下文中(特别是以下权利要求的上下文中)的术语“一”和“所述”以及类似指示物的使用应被视为涵盖单个和多个，除非于此另外指出或明显与上下文矛盾。术语“包含”、“具有”、“包括”、以及“含有”应被视为开放式的术语(即意指“包括，但不限于”)，除非另外注明。于此值的范围的引用仅仅意图用作单独引用落入此范围内的每一个独立值的速记方法，除非于此另外指出，并且每一个独立值被并入到申请文件中，好像是于此单独引用的。能够以任何合适的顺序执行于此描述的所有方法，除非于此另外指出，或另外明显与上下文矛盾。于此提供的任何和所有范例或示范性语言(例如“诸如”)的使用仅仅意图更好地阐明本发明，而不是要对本发明的范围施加限制，除非另外声明。申请文件中没有语言应被视为指示任何未声明的元件对实践本发明是必须的。
[0084]于此描述了此发明的优选实施例，包括发明人已知的执行本发明的最佳模式。在阅读前述描述后，那些优选实施例的变化对本领域技术人员将变得显而易见。发明人预期到本领域技术人员会合适地采用该变化，并且发明人意图以与于此具体描述的不同地实践本发明。因而，此发明包括所附权利要求引用的主题的可应用法律容许的所有修改和等同。此外，上述元件以其所有可能的变化的任何组合被本发明涵盖，除非于此另外指出或另外明显与上下文矛盾。
【主权项】
1.一种用于向涡轮发动机供应经计量的燃料流的并联计量压力调节系统，所述系统包含: 供应装置，被配置为以输出压力提供燃料的输出流； 并联计量装置，包括并联布置的多个计量线路;并且 其中，所述供应装置包括流量计，所述流量计置于所述供应装置与所述并联计量装置之间，以对从所述供应装置向所述并联计量装置提供的所述燃料的输出流进行测量。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述供应装置还包含升压栗和接收来自所述升压栗的输出流的至少一个栗，所述供应装置还包含旁路压力调节器，所述旁路压力调节器位于所述至少一个栗的下游并与所述至少一个栗的出口相流体连通，并且位于所述流量计的上游。3.如权利要求2所述的系统，其中，所述旁路压力调节器被配置为调节跨所述供应装置的节流口的压差。4.如权利要求3所述的系统，其中，所述供应装置还包含与所述旁路压力调节器的出口相流体连通的主压力调节器。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述主压力调节器与所述多个并联计量线路中的每一个计量线路的经计量的流相流体连通。6.如权利要求5所述的系统，其中，所述主压力调节器被配置为将其入口处的流的压力调节至来自所述多个计量线路的所述经计量的流的压力中的最高压力加所述主压力调节器的参考压力。7.如权利要求6所述的系统，其中，所述旁路压力调节器被配置为响应于在所述主压力调节器的所述入口处的流的压力的增大而减小来自所述旁路压力调节器的旁路流的量，以跨所述节流口维持恒定的压差。8.如权利要求2所述的系统，还包含在所述流量计的上游并在所述至少一个栗的下游的致动源，所述致动源与所述至少一个栗的所述出口相流体连通。9.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个栗包括第一栗和第二栗。10.如权利要求9所述的系统，其中，所述供应装置还包含栗切换装置，所述栗切换装置用于以下至少之一:I)选择来自所述第一栗的输出流和来自所述第二栗的输出流之一并提供所选择的输出流作为主要输出流；以及2)组合来自所述第一栗和所述第二栗的输出流并提供所组合的输出流作为主要输出流。11.一种用于向涡轮发动机供应经计量的燃料流的并联计量压力调节系统，所述系统包含: 供应装置，被配置为以输出压力提供燃料的输出流，所述供应装置包括升压栗和与所述升压栗的出口相流体连通以接收来自所述升压栗的输出流的至少一个栗，所述供应装置还包含旁路压力调节器，所述旁路压力调节器被配置为将来自所述至少一个栗的燃料的输出流的部分旁路回所述至少一个栗的入口侧； 并联计量装置，包括多个计量线路，所述多个计量线路并联布置，使得跨所述多个计量线路分派来自所述供应装置的所述输出流;并且 其中，所述供应装置包括流量计，所述流量计在所述至少一个栗的下游并且被配置为对提供给所述供应装置的输出流进行测量。12.如权利要求11所述的系统，其中，所述旁路压力调节器被配置为调节跨所述供应装置的节流口的压差。13.如权利要求12所述的系统，其中，所述供应装置还包含与所述旁路压力调节器的出口相流体连通的主压力调节器。14.如权利要求13所述的系统，其中，所述主压力调节器与所述多个并联计量线路中的每一个计量线路的经计量的流相流体连通。15.如权利要求14所述的系统，其中，所述主压力调节器被配置为将其入口处的流的压力调节至来自所述多个计量线路的所述经计量的流的压力中的最高压力加所述主压力调节器的参考压力。16.如权利要求15所述的系统，其中，所述旁路压力调节器被配置为响应于在所述主压力调节器的所述入口处的流的压力的增大而减小来自所述旁路压力调节器的旁路流的量，以跨所述节流口维持恒定的压差。17.—种用于对从供应装置提供给并联计量装置的总的流进行测量的方法，所述供应装置被配置为以输出压力提供燃料的输出流，所述并联计量装置包括并联布置的多个计量线路，其中，跨所述多个计量线路分派提供给所述并联计量装置的所述总的流，所述方法包含经由所述供应装置的流量计来测量提供给所述并联计量装置的所述总的流，所述流量计在所述至少一个栗的下游并且与所述至少一个栗的出口相流体连通。18.如权利要求17所述的方法，还包含利用与所述至少一个栗的出口相流体连通的旁路压力调节器来将来自所述至少一个栗的燃料的输出流的部分旁路回所述至少一个栗的入口侧。19.如权利要求18所述的方法，其中，旁路的步骤包括基于跨所述供应装置的节流口维持恒定的压差而改变被旁路的所述输出流的所述部分的量。20.如权利要求19所述的方法，其中，改变的步骤是与来自所述旁路压力调节器的输出流相流体连通的主压力调节器的入口压力的函数。
【文档编号】F02C7/22GK105874186SQ201480063190
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2014年11月18日
【发明人】C·C·贝克
【申请人】伍德沃德公司