УСТАНОВКА УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ОЧИСТКИ АВИАЦИОННЫХ ФИЛЬТРОЭЛЕМЕНТОВ И ФИЛЬТРОПАКЕТОВ ДЛЯ ЖИДКОСТНЫХ СИСТЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ И СПОСОБ ОЧИСТКИ С ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ Российский патент 2002 года по МПК B08B3/12 B64D33/00 

Изобретение относится к ультразвуковой технике и может быть использовано для ультразвуковой очистки различных изделий, преимущественно авиационных фильтроэлементов и фильтропакетов для гидравлических, топливных и масляных систем летательных аппаратов.

Известен способ для ультразвуковой обработки изделий, заключающийся в воздействии на изделия жидкой средой, в которой с помощью ультразвуковых преобразователей возбуждают ультразвуковые колебания (авторское свидетельство СССР 925437, кл. В 08 В 3/12, 1979 г.).

Недостатком этого способа является то, что очистку осуществляют при помощи стационарно установленного в помещении устройства, в частности в аэродромном ангаре, что снижает тактические возможности базирующейся на аэродроме авиационной техники (самолетов, вертолетов) в экстремальных ситуациях: при длительных полетах, вынужденных посадках, в случае нападения противника или осуществления террористических актов, т.е. когда чистка в ангаре не представляется возможной.

Ближайшим аналогом изобретения как части устройства, так и способа является способ и установка ультразвуковой очистки авиационных фильтроэлементов и фильтропакетов для жидкостных систем летательных аппаратов по свидетельству на полезную модель Российской Федерации 3704, кл. В 08 В 3/12, 1997 г.).

Известный способ включает помещение авиационных фильтроэлементов и/или фильтропакетов в ванну с моющей жидкостью и возбуждение в моющей жидкости ультразвуковых колебаний с помощью пьезоэлектрических преобразователей, подключенных к выходам генераторов или выходу генератора. Установка, описанная в этой полезной модели, содержит ванну с моющей жидкостью и пьезоэлектрические преобразователи, подключенные к выходам генераторов или выходу генератора, запитываемых от источников питания.

Недостатком известных установки и способа является то, что устройство (установку) размещают и, следовательно, способ очистки осуществляют в стационарном помещении, а именно в аэродромном ангаре.

В настоящее время на каждом аэродроме - месте базирования летательных аппаратов различных авиаподразделений - имеется специальный ангар, в котором оборудован участок очистки авиационных фильтроэлементов и фильтропакетов.

По истечении определенного времени налета летательными аппаратами (самолетами или вертолетами) последние прибывают на свой предписанный аэродром базирования. Технический персонал выгружает просроченные по времени эксплуатации фильтроэлементы и фильтропакеты всех систем летательного аппарата (топливной, гидравлической, масляной) и в специальной металлической таре (ящиках-контейнерах) доставляет их на участок очистки.

После очистки фильтроэлементы или фильтропакеты опять же в таре, защищающей изделия от попадания пыли, возвращают на летательный аппарат для установки на место.

В практике эксплуатации летательных аппаратов могут возникнуть ситуации, когда очистку фильтроэлементов и фильтропакетов необходимо осуществить либо вне аэродрома постоянного базирования (на промежуточных, но временно не действующих базах), либо вообще в неприспособленных полевых условиях.

В этих случаях возникает чрезвычайная необходимость иметь автономную установку очистки фильтроэлементов и фильтропакетов на самом борту летательного аппарата.

Аналогичная проблема может возникнуть в практике авиации МЧС или в практике ВВС.

Например, в случае нападения противника или осуществления террористического акта летательные аппараты, в лучшем случае, могут взлететь и направиться на другие предписанные (или случайные) аэродромы, которые могут находиться за сотни километров от аэродрома базирования.

Ангар с установками для очистки будет подвергнут бомбовому или ракетному удару и может быть разрушен.

В результате авиационное подразделение (соединение), как и каждая его составляющая, потеряет свое предназначение.

Если бы каждый из летательных аппаратов был бы укомплектован на борту собственной штатной или в качестве бортового комплекта запасного оборудования установкой для очистки фильтроэлементов и фильтропакетов, то при перебазировании (отлете) на какую-либо подходящую площадку появляется возможность самостоятельно (автономно) осуществлять очистку фильтроэлементов и фильтропакетов, а после, связавшись по рации, вновь образовать боевое соединение для выполнения боевых задач в предписанном районе.

Такая возможность увеличивает тактические возможности авиасоединений летательных аппаратов.

Таким образом, техническим результатом изобретения является повышение тактических возможностей авиасоединений летательных аппаратов (самолетов и вертолетов) в чрезвычайных ситуациях.

Технический результат достигается тем, что установка ультразвуковой очистки авиационных фильтроэлементов и фильтропакетов для жидкостных систем летательных аппаратов, содержащая ванну с пьезоэлектрическими преобразователями для возбуждения ультразвуковых колебаний в моющей жидкости, подключенными к выходам генераторов или выходу генератора, расположена на летательном аппарате в качестве штатного бортового оборудования или входящего в бортовой комплект запасного оборудования для использования ее как на борту летательного аппарата, так и с последующим снятием ее с летательного аппарата и установкой на землю, при этом в качестве источников питания генераторов или генератора использованы бортовые или наземные источники питания постоянного напряжения или переменного.

Для запитки генераторов или генератора использованы бортовые или наземные источники питания постоянного напряжения +24 В, +27 В или переменного напряжения 220 В 50 Гц, или 115 В 400 Гц, или 208 В 400 Гц, или 36 В 400 Гц.

В качестве моющей жидкости использовано имеющееся на борту топливо, предназначенное для работы двигателей или двигателя, например керосин, или масло, предназначенное для работы масляных или гидравлических систем летательного аппарата, например гидравлическое масло.

Указанный результат достигается и тем, что в способе ультразвуковой очистки авиационных фильтроэлементов и фильтропакетов для жидкостных систем летательных аппаратов, путем помещения их в ванну с моющей жидкостью, в которой возбуждают ультразвуковые колебания посредством пьезоэлектрических преобразователей, подключенных к выходам генераторов или выходу генератора, при этом при очистке размещаемые на борту летательного аппарата в качестве штатного бортового оборудования или входящего в бортовой комплект запасного оборудования ванну и генераторы или генератор с пьезоэлектрическими преобразователями устанавливают на землю, ванну заполняют моющей жидкостью, а запитку генераторов или генератора осуществляют от бортовых или наземных источников питания постоянного напряжения или переменного.

В способе генераторы или генератор запитывают от бортовых или наземных источников питания постоянного напряжения +24 В, +27 В или переменного напряжения 220 В 50 Гц, или 115 В 400 Гц, или 208 В 400 Гц, или 36 В 400 Гц.

В качестве моющей жидкости используют имеющиеся на борту топливо, предназначенное для работы двигателей или двигателя, например керосин, или масло, предназначенное для масляных или гидравлических систем летательного аппарата, например гидравлическое масло.

Возможен вариант, когда возбуждение в моющей жидкости ультразвуковых колебаний можно осуществлять с помощью портативных магнитострикционных преобразователей.

Изобретение может быть реализовано с использованием известных установок для ультразвуковой очистки изделий, но наиболее эффективным является известное пьезоэлектрическое устройство, описанное в полезной модели Российской Федерации 3704.

На чертеже приведена блок-схема этого устройства.

Устройство содержит N каналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных ультразвукового генератора 1, блока 2 защиты от перегрузки, усилителя 3 мощности, выход которого посредством герметичного кабеля 4 подключен к ультразвуковому пьезоэлектрическому преобразователю 5, электрический выход которого посредством герметического кабеля 6 подключен к входу блока 7 автоподстройки частоты, выход которого соединен с управляющим входом ультразвукового генератора 1.

Устройство также содержит ванну и моющую жидкость, которую заливают в ванну (на чертеже не показана).

Устройство работает следующим образом.

В случае необходимости осуществить очистку авиационных фильтроэлементов, фильтропакетов или фильтров вне аэродрома постоянного базирования, например, когда летательные аппараты находятся за рубежом или на неприспособленных отечественных аэродромах, на промежуточных, но временно не действующих базах, либо в неприспособленных для проведения очистки полевых условиях, имеющиеся на борту летательного аппарата в качестве штатного бортового оборудования или входящие в бортовой комплект запасного оборудования ванну, заполняют моющей жидкостью, а генераторы или генератор с пьезоэлектрическими преобразователями запитывают от бортовых источников питания. Перед запиткой генераторов в ванну помещают фильтроэлементы и/или фильтропакеты. В другом варианте выполнения установки работу осуществляют следующим образом. Ванну с пьезоэлектрическими преобразователями, подключенными к генераторам или генератору, устанавливают на землю. При этом ванну заполняют моющей жидкостью, а запитку генераторов или генератора осуществляют от бортовых или наземных источников питания.

Пример осуществления способа.

В ванну с требуемыми размерами помещают в определенном положении рамы с ультразвуковыми пьезоэлектрическими преобразователями 5 в каждом из N каналов и обрабатываемые авиационные фильтроэлементы или фильтропакеты, после чего в нее заливают моющую жидкость и включают напряжение питания.

В качестве моющей жидкости используют имеющееся на борту летательного аппарата топливо, предназначенное для работы двигателей или двигателя, например керосин, или масло, предназначенное для работы масляных или гидравлических систем летательного аппарата, например гидравлическое масло.

Генераторы или генератор пьезоэлектрических преобразователей запитывают от бортовых или наземных источников питания постоянного напряжения +24 В, +27 В или переменного напряжения 220 В 50 Гц, или 115 В 400 Гц, или 208 В 400 Гц, или 36 В 400 Гц. Функцию рам с пьезоэлектрическими преобразователями может выполнять сам корпус ванны, при этом пьезоэлектрические преобразователи устанавливают на дне ванны или на ее боковых стенках. Электрические сигналы, сформированные генераторами 1 в виде пачек радиоимпульсов (или в непрерывном режиме) ультразвуковой частоты, через блоки 2 защиты от перегрузки поступают на соответствующие усилители 3 мощности и далее посредством герметичных кабелей 4 на ультразвуковые пьезоэлектрические преобразователи 5. С помощью блоков 7 автоматической подстройки частоты, введенных в цепи обратной связи каждого канала, производится необходимая корректировка выходных частот радиоимпульсов (или непрерывных колебаний) ультразвуковых генераторов 1. В результате, внутри моющей жидкости создаются макропотоки, имеющие различные скорости направления и развитую кавитацию, что, в конечном итоге, приводит к повышению качества очистки авиационных фильтроэлементов или фильтропакетов.

В устройстве может быть использован один канал, при этом выход усилителя мощности 3 подключается к группе параллельно соединенных пьезоэлектрических преобразователей 5.

Для запитки генераторов или генератора напряжениями разного характера (от переменного или от постоянного) они или он содержат в своем составе соответствующие источники возбуждения пьезопреобразователей, выполненные с помощью известных методов и средств.

Так, при запитке от сети переменного напряжения источник может быть выполнен в соответствии со схемами выпрямителей, описанных на стр.15-18 кн. "Источники электропитания на полупроводниковых приборах. Проектирование и расчет", под редакцией С.Д. Додика и Е.И. Гольперина. Сов. Радио, М., 1969 г.

При запитке от сети постоянного напряжения она сама является источником питания. Питание для повышения стабильности может быть подано через стабилизатор, выполненный, например, по схеме рис. 111.6 или по схемам на с. 200-201 той же книги.

Изобретение относится к области очистки авиационных фильтроэлементов и фильтропакетов для жидкостных систем летательных аппаратов. Установка, содержащая ванну с пьезоэлектрическими преобразователями для возбуждения ультразвуковых колебаний в моющей жидкости, подключенными к выходам генераторов или выходу генератора, расположена на летательном аппарате в качестве штатного бортового оборудования или входящего в бортовой комплект запасного оборудования для использования ее как на борту летательного аппарата, так и с последующим снятием ее с летательного аппарата и установкой на земле. В качестве источников питания генераторов или генератора использованы бортовые или наземные источники питания постоянного напряжения или переменного. Способ очистки с использованием установки состоит в том, что фильтроэлементы и фильтропакеты помещают в ванну с моющей жидкостью, в которой возбуждают ультразвуковые колебания посредством пьезоэлектрических преобразователей, подключенных к выходам генераторов или выходу генератора. При очистке размещаемые на борту летательного аппарата в качестве штатного бортового оборудования или входящего в бортовой комплект запасного оборудования ванну и генераторы или генератор с пьезоэлектрическими преобразователями устанавливают на землю, ванну заполняют моющей жидкостью, а запитку генераторов или генератора осуществляют от бортовых или наземных источников питания постоянного напряжения или переменного. Изобретение обеспечивает повышение тактических возможностей авиасоединений летательных аппаратов в чрезвычайных ситуациях. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Установка ультразвуковой очистки авиационных фильтроэлементов и фильтропакетов для жидкостных систем летательных аппаратов, содержащая ванну с пьезоэлектрическими преобразователями для возбуждения ультразвуковых колебаний в моющей жидкости, подключенными к выходам генераторов или выходу генератора, расположена на летательном аппарате в качестве штатного бортового оборудования или входящего в бортовой комплект запасного оборудования для использования ее как на борту летательного аппарата, так и с последующим снятием ее с летательного аппарата и установкой на земле, при этом в качестве источников питания генераторов или генератора использованы бортовые или наземные источники питания постоянного напряжения или переменного. 2. Установка по п. 1, в которой для запитки генераторов или генератора использованы бортовые или наземные источники питания постоянного напряжения +24 В, +27 В или переменного напряжения 220 В 50 Гц, или 115 В 400 Гц, или 208 В 400 Гц, или 36 В 400 Гц. 3. Установка по любому из пп. 1 и 2, в которой в качестве моющей жидкости использовано имеющееся на борту топливо, предназначенное для работы двигателей или двигателя, например керосин или масло, предназначенное для работы масляных или гидравлических систем летательного аппарата, например гидравлическое масло. 4. Способ ультразвуковой очистки авиационных фильтроэлементов и фильтропакетов для жидкостных систем летательных аппаратов путем помещения их в ванну с моющей жидкостью, в которой возбуждают ультразвуковые колебания посредством пьезоэлектрических преобразователей, подключенных к выходам генераторов или выходу генератора, при этом при очистке размещаемые на борту летательного аппарата в качестве штатного бортового оборудования или входящего в бортовой комплект запасного оборудования ванну и генераторы или генератор с пьезоэлектрическими преобразователями устанавливают на землю, ванну заполняют моющей жидкостью, а запитку генераторов или генератора осуществляют от бортовых или наземных источников постоянного напряжения или переменного. 5. Способ по п. 1, в котором генераторы или генератор запитывают от бортовых или наземных источников питания постоянного напряжения +24 В, +27 В или переменного напряжения 220 В 50 Гц, или 115 В 400 Гц, или 208 В 400 Гц, или 36 В 400 Гц. 6. Способ по любому из пп. 1 и 2, в котором в качестве моющей жидкости используют имеющееся на борту топливо, предназначенное для работы двигателей или двигателя, например керосин или масло, предназначенное для работы масляных или гидравлических систем летательного аппарата, например гидравлическое масло.