ТОПЛИВНАЯ ДРЕНАЖНАЯ СИСТЕМА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1999 года по МПК F02C7/22 

Изобретение относится к области авиадвигателестроения.

Известна дренажная система газотурбинного двигателя, содержащая дренажный бак, подключенную к баку и к топливной системе двигателя, магистраль откачки топлива с установленными в ней отсечным клапаном и эжектором, и размещенный в баке и связанный с отсечным клапаном, датчик уровня топлива [1].

Недостатком известной системы является ее конструктивная сложность и низкая надежность электрических агрегатов.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является топливная дренажная система газотурбинного двигателя (ГТД), содержащая дренажный бак, подключенную к нему через заборное отверстие магистраль откачки с топливным насосом, магистраль перепуска топлива [2]. После откачки топлива из дренажного бака работоспособность шестеренного насоса поддерживается за счет циркуляции в системе смеси топлива с воздухом. Однако, если насос жестко связан с ротором двигателя, то продолжительность работы насоса на смеси топлива с воздухом может составлять более 99% от ресурса двигателя, т. к. откачка "чистого" топлива не превышает нескольких минут сразу после запуска. Длительная работа на смеси топлива с воздухом приводит к преждевременному износу деталей насоса и выходу его из строя.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности работы топливной дренажной системы за счет исключения попадания воздуха на вход в топливный насос.

Эта задача решается за счет того, что в топливной дренажной системе газотурбинного двигателя, включающей дренажный бак, подключенную к нему через заборное отверстие магистраль откачки с топливным насосом, магистраль перепуска топлива, согласно изобретению, дренажный бак снабжен поплавковым клапаном, магистраль перепуска топлива соединена одним концом с выходом топливного насоса, а другим - с поплавковым клапаном, выполненным с размещением уровней его открытия и закрытия над уровнем заборного отверстия.

В заявляемой конструкции дренажный бак снабжен поплавковым клапаном, который выполнен с размещением уровней его открытия и закрытия над уровнем заборного отверстия дренажного бака, а магистраль перепуска топлива соединена одним концом с выходом топливного насоса, а другим - с поплавковым клапаном, что предотвращает полную откачку топлива из дренажного бака за счет обеспечения перепуска топлива внутри системы и исключает попадание воздуха на вход в топливный насос, тем самым уменьшая износ трущихся поверхностей деталей.

На чертеже представлена схема топливной дренажной системы ГТД.

Система включает в себя дренажный бак 1, подключенную к нему через заборное отверстие 2 и к топливной системе 3 двигателя магистраль 4 откачки топлива с установленными в ней топливным шестеренным насосом 5, фильтром 6 и обратным клапаном 7, а также магистраль 8 перепуска топлива. Магистраль 8 перепуска соединена одним концом с выходом топливного насоса 5, а другим - с поплавковым клапаном 9. Уровни открытия и закрытия клапана 9 расположены выше уровня заборного отверстия 2. Дренажный бак 1 соединен с магистралями слива 10 топлива из дренируемых полостей двигателя и суфлирования 11. Насос 5 имеет механический привод 12 от ротора двигателя.

Заявляемая система работает следующим образом.

Из дренируемых полостей двигателя топливо по магистрали 10 сливается в дренажный бак 1, что приводит к закрытию поплавкового клапана 9. При работе двигателя топливо через заборное отверстие 2 поступает в магистраль 4 откачки и нагнетается насосом 5 через фильтр 6 и открывшийся обратный клапан 7 в топливную систему 3. Поскольку поплавковый клапан 9 закрыт, то перепуск топлива с выхода насоса 5 в бак 1 отсутствует.

По мере откачки уровень топлива в баке 1 понижается, а освободившееся пространство заполняется воздухом через магистраль суфлирования 11. При определенном уровне топлива поплавковый клапан 8 открывается, начинается перепуск топлива по магистрали 8 из-за шестеренного насоса 5 в дренажный бак 1.

Это ведет к снижению давления за насосом, закрытию обратного клапана 7 и прекращению отвода топлива в топливную систему 3.

При продолжении поступления топлива по магистрали 10 в дренажный бак 1 уровень топлива в нем будет повышаться, и поплавковый клапан 9 снова закроется. Отключение перепуска топлива вызовет повышение давления за насосом 5, открытие обратного клапана 7 и отвод поступившего в бак 1 топлива в топливную систему 3.

Если топливо в дренажный бак 1 не поступает, то насос 5 обеспечивает прокачку топлива внутри системы из бака 1 по магистралям откачки 4 и перепуска 8 обратно в бак 1.

Фильтр 6 осуществляет очистку топлива, подаваемого в топливную систему, а обратный клапан 7 не допускает перетекания топлива назад - из топливной системы в дренажную.

Таким образом, предлагаемая топливная дренажная система позволяет исключить попадание воздуха на вход в топливный насос и тем самым уменьшить износ трущихся поверхностей деталей, улучшая условия работы насоса и повышая надежность системы.

Источники информации:
1. Журнал "Авиационная промышленность", 1995, N 7-8, стр. 22, рис.5б.

2. Патент РФ N 826780, F 02 C 3/24, 1993 г.

Топливная дренажная система предназначена для газотурбинного двигателя. Топливная дренажная система газотурбинного двигателя включает дренажный бак, подключенную к нему через заборное отверстие магистраль откачки с топливным насосом и магистраль перепуска топлива. Дренажный бак снабжен поплавковым клапаном, магистраль перепуска топлива соединена одним концом с выходом топливного насоса, а другим - с поплавковым клапаном, выполненным с размещением уровней его открытия и закрытия над уровнем заборного отверстия. Такое выполнение системы позволит исключить попадание воздуха на вход в топливный насос. 1 ил.

Топливная дренажная система газотурбинного двигателя, включающая дренажный бак, подключенную к нему через заборное отверстие магистраль откачки с топливным насосом, магистраль перепуска топлива, отличающаяся тем, что дренажный бак снабжен поплавковым клапаном, магистраль перепуска топлива соединена одним концом с выходом топливного насоса, а другим - с поплавковым клапаном, выполненным с размещением уровней его открытия и закрытия над уровнем заборного отверстия.