АВТОТОПЛИВОЗАПРАВЩИК Российский патент 2004 года по МПК B64F1/28 B64D39/00 B64D37/16 

Предлагаемое изобретение относится к аэродромным автотопливозаправщикам, предназначенным для заправки самолетов, вертолетов и других летательных аппаратов (ЛА).

Известно устройство с автоматическим регулированием пропускной способности заправочной магистрали топливозаправщика, снабженное механизмом, создающим отрицательную обратную связь между давлением в магистрали и проходным сечением заправочного наконечника (см. патент РФ № 2085446, кл. В 64 F 1/28, 1997 г.). Одним из недостатков данного устройства является его инерционность. Известен также групповой заправщик самолетов, содержащий топливные емкости, насосы и регуляторы давления в топливных магистралях (см. патент РФ № 2118601, кл. В 64 F 1/28, 1998). Проблема в том, что согласно ГОСТ 19328-81 при заправке ЛА давление топлива в приемной магистрали ЛА не должно превышать 4,5 кг/см². В то же время существуют ЛА, для которых давление топлива при заправке должно быть еще меньше. Необходим заправщик, в котором автоматически поддерживается давление заправки на входе в бортовой штуцер ЛА, не превышающее предельно допустимое для данного ЛА.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является автотопливозаправщик, содержащий топливную систему с гидроприводом (см. патент РФ № 2090460, B 64 F 1/28, 1997, - прототип). Топливная система содержит топливную цистерну, топливный насос и заправочную магистраль с наконечником. Гидропривод содержит гидромотор, гидронасос и ручной регулятор скорости гидромотора, соединенные между собой гидравлическими линиями.

К недостаткам прототипа относятся его ограниченные возможности, обусловленные тем, что регулятор скорости с ручным приводом не поддерживает в процессе заправки автоматически давление топлива на входе в бортовой штуцер ЛА, соответствующее предельному для данного типа ЛА давлению заправки.

Технической задачей в предлагаемом изобретении является повышение надежности путем автоматического поддержания давления заправки, не превышающего предельного значения, установленного для данного типа летательного аппарата.

Технический результат достигается тем, что в автотопливозаправщике, содержащем автотягач с коробкой отбора мощности (КОМ), топливную цистерну с заправочной магистралью и панелью управления, топливный насос с гидроприводом, включающим гидробак для гидрожидкости, гидронасос, кинематически связанный с КОМ, регулятор скорости, соединенный через магистральный гидроклапан с гидромотором, кинематически связанным с топливным насосом, регулятор скорости снабжен двумя электрогидравлическими клапанами, связанными гидравлическими линиями с гидронасосом, а электрическими линиями - с панелью управления, причем один из упомянутых клапанов соединен через коммутирующее устройство электрическими линиями с КОМ и с сигнализаторами давления, связанными топливными линиями с заправочной магистралью. Регулятор скорости соединен с гидронасосом с возможностью переключения в позицию холостого хода для возврата гидрожидкости в гидробак при подключении гидронасоса к КОМ. Гидропривод снабжен дополнительным электрогидравлическим клапаном, который связан гидравлическими линиями с регулятором скорости и с магистральным клапаном, а электрической линией с панелью управления через реле времени. Сигнализаторы давления настроены на разные давления срабатывания, соответствующие предельным значениям давления заправки для разных типов ЛА.

Неочевидность технического решения состоит в том, что давлением топлива на входе бортового штуцера ЛА в процессе заправки управляют путем регулирования скорости гидромотора в приводе топливного насоса как вручную, с панели управления, так и автоматически.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена структурная электрогидротопливная схема устройства.

Автотопливозаправщик содержит автотягач 1 с цистерной 2 (ЦТ) для топлива, всасывающую магистраль 3, топливный насос 4 (ТН) и заправочную магистраль 5 с топливным наконечником для присоединения к бортовому штуцеру 6 (ШБ) ЛА. Привод насоса 4 содержит гидромотор 7 (ГМ) и гидронасос 8 (ГН), соединенные с гидробаком 9 (ГБ) для рабочей жидкости гидравлическими линиями 10 (слив) и 11 (всасывание). Гидронасос 8 (ГН) связан при помощи механической передачи с коробкой отбора мощности 12 (КОМ), установленной на автотягаче. Пульт управления 13 (ПУ), подключенный к автомобильной аккумуляторной батарее 14 (АБ), служит для включения коробки 12. Для удобства обслуживания все пульты (см. ниже) объединены в общую панель управления.

Регулятор скорости 15 (PC) соединен с гидронасосом 8 линией 16, а с магистральным клапаном 17 (KM) - линией 18. Клапан 17 соединен с гидромотором 7 линией 19. Регулятор 15 снабжен электрогидравлическими клапанами 20 и 21. Клапан 20 служит для обеспечения холостого хода гидронасоса 8 и снижения скорости гидромотора. Клапан 21 предназначен для увеличения скорости гидромотора 7. Дополнительный электрогидравлический клапан 22 управляет магистральным клапаном 17. Участки 23-28 гидравлических линий соединяют клапаны 20-22 с гидронасосом 8, регулятором 15 и клапаном 17.

К заправочной магистрали 5 присоединены сигнализаторы давления 29-31 (СД-1 - СД-3), причем их уставки настроены на различные предельно допустимые давления заправки для разных типов ЛА. В конкретном примере сигнализаторы настроены на предельные значения давления заправки ЛА 2,5 кг/см², 3,5 кг/см² и 4,5 кг/см². Панель управления содержит пульт 32 выбора сигнализаторов давления (ПВСД) и пульт 33 управления топливным насосом (ПУТН). Пульт 33 оборудован коммутирующими устройствами 34 (УК-1), 35 (УК-2), кнопками “Пуск ТН”, “Стоп ТН” и соединен с приводами клапанов 20-22 электрическими линиями 36-38 соответственно. Кабель 39 нужен для контроля включения КОМ. Кабель 40 служит для питания панели управления, кабель 41 нужен для связи между сигнализаторами 29-31 и пультом 33. Реле времени 42 предназначено для задержки сигнала останова гидромотора. Дополнительная гидравлическая линия 43 соединяет регулятор скорости 15 с гидробаком 9.

Заправку ЛА производят в следующем порядке. Вначале выбирают при помощи пульта 32 один из сигнализаторов 29-31, у которого уставка соответствует предельно допустимому давлению заправки для данного типа ЛА. Наконечник заправочной линии 5 подстыковывают к бортовому штуцеру 6 ЛА. Затем подключают при помощи пульта 13 КОМ 12 к двигателю автотягача. При этом напряжение питания подается через кабель 40 на пульты 32, 33, блок 34 и через линию 36 открывает клапан 20. При включении КОМ начинает работать гидронасос 8, но клапан 17 пока закрыт. При открытом клапане 20 гидрожидкость поступает через линию 26 в регулятор 15 и переключает его в позицию холостого хода, в которой регулятор направляет основной поток гидрожидкости от гидронасоса 8 из линии 16 напрямую через линию 43 в гидробак 9, откуда она снова всасывается через линию 11 в гидронасос и частично - в клапан 22. Таким образом, при открытом клапане 20 и закрытом 17 гидрожидкость циркулирует по замкнутому контуру ГН-РС-ГБ-ГН, не попадая в гидромотор 7. Поскольку гидромотор не вращается, топливный насос 4 не работает и топливо в линию 5 не поступает.

Для запуска топливного насоса 4 на пульте 33 нажимают кнопку "Пуск ТН". При этом клапан 20 обесточивается и закрывается, а электрическое напряжение поступает через блок 35 на клапан 22 и открывает его. Гидрожидкость из регулятора 15 и линии 28 проходит через клапан 22 и через линию 25 открывает магистральный клапан 17. Для увеличения оборотов гидромотора 7 на пульте 33 нажимают кнопку “Обороты больше” (электрическая линия 37).

Электрическое напряжение подается на клапан 21 и открывает его. Гидрожидкость из линии 24 проходит через клапан 21 и поступает через линию 27 в регулятор 15, переключая его в рабочее положение, при котором основной поток гидрожидкости от гидронасоса через линию 16 проходит через регулятор в линию 18, а через клапан 17 и линию 19 попадает в гидромотор, который приводит в действие топливный насос 4. Насос начинает перекачивать топливо через заправочную магистраль 5 в бак ЛА. До тех пор пока кнопка “Обороты больше” нажата, обороты гидромотора и топливного насоса 4 плавно увеличиваются до максимального значения (которое зависит от оборотов КОМ) или остановятся на достигнутом значении, если кнопка будет отпущена. При этом давление на входе в бортовой штуцер ЛА прямо зависит от оборотов топливного насоса.

По мере наполнения баков ЛА давление топлива на входе в бортовой штуцер может достигнуть предельного значения для заправляемого типа ЛА. Тогда сработает сигнализатор давления, уставка которого соответствует предельному давлению заправки для данного типа ЛА, и его контакты замкнутся. Управляющий сигнал от сигнализатора попадет на пульт 32 и через блок 34 поступит на клапан 20, который откроется. Гидрожидкость пройдет через клапан 20 и через линию 26 попадет в регулятор 15, переключая его в положение, при котором часть гидрожидкости будет направлена через линию 43 в гидробак 9. При этом поток гидрожидкости через линии 18 и 19 уменьшится, обороты гидромотора и топливного насоса снизятся, уменьшая поток и давление топлива в линии 5. Как только давление заправки станет ниже предельно допустимого, электроконтакты сигнализатора давления разомкнутся, клапан 20 закроется и остановит дальнейший отбор части потока гидрожидкости в линию 43. Теперь регулятор 15 будет направлять в гидромотор 7 только часть жидкости от гидронасоса 7, и топливный насос 4 станет работать на установившихся пониженных оборотах. Таким образом, в заправочной магистрали 5 автоматически поддерживается установленное для данного типа ЛА давление заправки.

После окончания заправки ЛА выключают топливный насос 4, для чего на пульте 33 нажимают кнопку “Стоп ТН”. При этом электропитание подается на реле времени 42 и устройство коммутации 34. Сначала питание поступит на клапан 20 и откроет его. Гидрожидкость из линии 23, воздействуя на регулятор 15, переведет его в положение, при котором поток гидрожидкости в направлении к магистральному клапану 17 и гидромотору 7 будет уменьшаться, а в направлении к гидробаку 9 - увеличиваться. Обороты гидромотора 7 и топливного насоса 4 будут плавно снижаться до того момента, когда реле времени 42 переключится, подаст питание на клапан 22 и откроет его. Гидрожидкость из линии 28 пройдет через клапан 22 и через линию 25 закроет клапан 17. Поток жидкости к гидромотору 7 прекратится, гидромотор и топливный насос остановятся.

Согласно описанной выше схеме на предприятии ОАО "НПП "старт" изготовлен, испытан и допущен к серийному изготовлению аэродромный автотопливозаправщик АТЗ-20(22)-54112 на базе автотягача КамАЗ-54112 с топливной цистерной емкостью 20 кубометров, а также разработана техническая документация для аэродромного автотопливозаправщика на базе автотягача "Камаз-64229" с цистерной емкостью до 40 кубометров.

Предлагаемое техническое решение отвечает критериям новизны, неочевидности и промышленной применимости, в связи с чем представляется к правовой защите патентом на изобретение.

Изобретение относится к аэродромным автотопливозаправщикам, предназначенным для заправки летательных аппаратов (ЛА). Заправщик содержит топливный насос с гидроприводом, включающим гидромотор, соединенный при помощи регулятора с гидронасосом. В заправочную магистраль встроена система сигнализаторов давления, связанная с регулятором. Система управления обеспечивает ручное регулирование оборотов гидромотора от нуля до максимально возможных. Если давление топлива на входе в бортовой штуцер превысит предельно допустимое для ЛА данного типа, сработает один из сигнализаторов, настроенный на данное значение давления заправки. Сигнализатор переключит регулятор в позицию холостого хода, в которой основной поток рабочей жидкости циркулирует по замкнутому контуру между гидронасосом и сливным баком. Обороты гидромотора упадут, и давление топлива установится в заданных пределах. Технической задачей является повышение безопасности и расширение функциональных возможностей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Автотопливозаправщик, преимущественно для заправки летательных аппаратов, содержащий автотягач, оборудованный коробкой отбора мощности, топливную цистерну с заправочной магистралью и панелью управления, топливный насос с гидроприводом, включающим гидронасос, кинематически связанный с коробкой отбора мощности, гидробак, регулятор скорости, соединенный через магистральный клапан с гидромотором, отличающийся тем, что гидропривод оборудован для управления регулятором скорости двумя электрогидравлическими клапанами, которые связаны гидравлическими и электрическими линиями с гидронасосом и с панелью управления, заправочная магистраль оборудована встроенными сигнализаторами давления, соединенными при помощи коммутирующего устройства электрическими линиями с одним из электрогидравлических клапанов, при этом регулятор скорости соединен с гидробаком дополнительной гидравлической линией с возможностью образования в позиции холостого хода замкнутого гидравлического контура для возврата гидрожидкости в гидробак при подключении гидронасоса к коробке отбора мощности.2. Автотопливозаправщик по п.1, отличающийся тем, что гидропривод снабжен дополнительным электрогидравлическим клапаном, который связан гидравлическими линиями с регулятором скорости и с магистральным клапаном, а электрической линией - с панелью управления через реле времени.3. Автотопливозаправщик по п.1, отличающийся тем, что сигнализаторы давления настроены на разные давления срабатывания, соответствующие предельным значениям давления заправки для разных типов летательных аппаратов.