ТОПЛИВНАЯ ДРЕНАЖНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2005 года по МПК F02C7/22 

Изобретение относится к утилизации утечек топлива в дренажных системах газотурбинных двигателей.

Известна топливная дренажная система (см. патент Великобритании №1294820, F 02 C 7/22, 1971 г.), содержащая дренажный бак, разделенный на две полости эластичной перегородкой, верхняя полость бака соединена с подводом воздуха к воздушному стартеру, а нижняя полость через клапан слива - с коллектором форсунок и через обратный клапан - с атмосферой. Накопленные дренажные утечки при каждом запуске вытесняются в топливный коллектор.

Недостатком этой системы является то, что на запуске вытесненный объем топлива не может эффективно сгорать, т.к. является дополнительным к топливу, подводимому по программе запуска, поэтому во время запуска обеспечить полное эффективное сгорание топлива невозможно.

Наиболее близким техническим решением является топливная дренажная система (см. патент США №4149372, F 02 C 7/22, 1976 г.), содержащая дренажный бак с установленной внутри на подпружиненном поршне эластичной перегородкой, делящей дренажный бак на две полости, причем верхняя полость бака через открытый обратный клапан и клапан слива соединена с коллектором форсунок, через другой обратный клапан - с атмосферой, а через третий обратный клапан - со входом в топливный насос. Нижняя полость дренажного бака через переключатель соединена с давлением воздуха за стартером. На каждом запуске накопленные дренажные утечки вытесняются воздухом, подводимым в нижнюю полость. Воздух из дренажного бака удаляется через обратный клапан, соединенный с атмосферой, до момента замены воздуха на топливо, после этого давление нарастает, клапан слива закрывается и открывается обратный клапан, соединенный со входом в насос.

Недостатком такой системы является отсутствие гарантированного удаления воздуха и возможность попадания пузырьков воздуха на вход в топливную систему.

Задачей изобретения является создание топливодренажной системы, исключающей возможность попадания воздуха на вход в топливный насос с одновременным обеспечением экологических требований по эффективному сгоранию топлива за счет возврата топлива из дренажного бака в топливный насос на установившихся режимах двигателя.

Поставленная задача решается тем, что в топливной дренажной системе, содержащей дренажный бак, разделенный подпружиненной эластичной перегородкой, верхняя полость бака над перегородкой через обратный клапан и клапан слива соединена с коллекторами форсунок, через другой обратный клапан - с атмосферой, а через третий обратный клапан - со входом в топливный насос, нижняя полость бака под перегородкой через переключатель давления соединена в источником высокого давления, под обратным клапаном, соединенным с атмосферой, установлен датчик среды (топливо - воздух), переключатель давления выполнен в виде электромагнитного клапана с золотниковым устройством, а обратный клапан, соединенный с топливным насосом, расположен ниже минимально возможного уровня топлива в баке.

Система представлена на чертеже и описана ниже.

Система содержит дренажный бак 1, разделенный подпружиненной эластичной перегородкой 2 на верхнюю 3 и нижнюю 4 полости. Верхняя полость 3 бака 1 через обратный клапан 5 и клапан слива 6 соединена с коллекторами форсунок, через обратный клапан 7 - с атмосферой, а через обратный клапан 8 - со входом в топливный насос. Нижняя полость 4 топливного бака через переключатель давления 9 соединена с источником высокого давления (Рвх+1атм). Под обратным клапаном 7 установлен датчик 10 среды (топливо - воздух). Переключатель 9 выполнен в виде электромагнитного клапана с расположенным внутри двухпозиционным золотником 11. Обратный клапан 8 расположен ниже минимально возможного уровня топлива в баке, который задается по программе.

Система работает следующим образом.

Дренируемое из коллекторов ГТД топливо через клапан слива 6 и обратный клапан 5 поступает в верхнюю полость 3 дренажного бака 1, которая соединена через обратный клапан 7 с окружающей атмосферой, куда вытесняются воздух, пары топлива и затем само топливо.

По мере заполнения дренажного бака топливо поднимается вверх и в момент его контакта с датчиком среды 10 вырабатывается электрический сигнал на сработку переключателя давления 9, который перемещает золотник 11 в положение, когда полость 4 отсоединяется от входа в насос и соединяется с источником высокого давления (Рвх+1атм). Поступившее в полость повышенное давление сжимает пружину и эластичную перегородку 2, вытесняя из полости 3 накопившиеся дренажные утечки топлива через обратный клапан 8 на вход в насос.

Для исключения попадания воздуха на вход в насос обратный клапан 8 располагается ниже минимально возможного уровня топлива в баке и постоянно заполнен топливом, остающимся после сработки системы.

При вытеснении топлива обратные клапаны 5 и 7 закрываются под действием повышенного давления внутри бака 1. Вытеснение дренажных утечек происходит до постановки тарелки пружины на механический упор топливозаборника датчика среды. После окончания вытеснения электропитание с переключателя 9 снимается, золотник 11 возвращается в исходное положение и эластичная перегородка 2 под действием пружины также возвращается в исходное положение.

Таким образом, за счет того, что под обратным клапаном, соединенным с атмосферой, установлен датчик среды (топливо - воздух), переключатель давления выполнен в виде электромагнитного клапана с золотниковым устройством, а обратный клапан, соединенный с топливным насосом, расположен ниже минимально возможного уровня топлива в баке, исключается возможность попадания воздуха на вход в топливный насос с одновременным обеспечением экологических требований по эффективному сгоранию топлива за счет того, что на установившихся режимах дренажные утечки не сжигаются в атмосферу, а возвращаются на вход в топливный насос.

Система предназначена для утилизации утечек топлива в дренажных системах газотурбинных двигателей. Система содержит дренажный бак, разделенный подпружиненной эластичной перегородкой на верхнюю и нижнюю полости. Верхняя полость через обратный клапан и клапан слива соединена с коллекторами форсунок, через другой обратный клапан - с атмосферой, а через третий обратный клапан - со входом в топливный насос. Нижняя полость через переключатель давления соединена с источником высокого давления. Под обратным клапаном, соединенным с атмосферой, установлен датчик среды (топливо - воздух). Переключатель выполнен в виде электромагнитного клапана с золотниковым устройством. Обратный клапан, соединенный с топливным насосом, расположен ниже минимально возможного уровня топлива в баке, который задается по программе. Такое выполнение топливной дренажной системы позволит исключить возможность попадания воздуха на вход в топливный насос с одновременным обеспечением экологических требований по эффективному сгоранию топлива за счет возврата топлива из дренажного бака в топливный насос на установившихся режимах двигателя. 1 ил.

Топливная дренажная система, содержащая дренажный бак, разделенный подпружиненной эластичной перегородкой, верхняя полость бака над перегородкой через обратный клапан и клапан слива соединена с коллектором форсунок, через другой обратный клапан - с атмосферой, а через третий обратный клапан - со входом в топливный насос, нижняя полость бака под перегородкой через переключатель давления соединена с источником высокого давления, отличающаяся тем, что под обратным клапаном, соединенным с атмосферой, установлен датчик среды (топливо - воздух), переключатель давления выполнен в виде электромагнитного клапана с золотниковым устройством, а обратный клапан, соединенный с топливным насосом, расположен ниже минимально возможного уровня топлива в баке.