УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОМЫВКИ ВОЗДУШНО-ГАЗОВОГО ТРАКТА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2007 года по МПК F02C7/30 

Изобретение относится к области очистки, в частности к удалению наслоений загрязнения в воздушно-газовом тракте газотурбинного двигателя, и может быть использовано при обслуживании летательных аппаратов, преимущественно малой авиации, в условиях эксплуатации.

Известно устройство для промывки газовоздушного тракта двигателя внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом, содержащее форсунки, установленные выходными участками в воздухоприемном патрубке турбокомпрессора, газоприемном патрубке турбины и на входе в охладитель наддувочного воздуха. Каждая форсунка выполнена в виде эжектора, пассивное сопло которого выполнено в виде распылителя и подключено к источнику моющей жидкости, а активное сопло - в виде кожуха, охватывающего распылитель с зазором, и подключено к источнику воздуха высокого давления при помощи подводящего канала, в котором установлен орган периодического перекрытия его сечения, выполненный в виде вращающейся заслонки, связанной с силовым приводом (Авторское свидетельство SU №1687824 А1. Устройство для промывки газовоздушного тракта двигателя внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом и охлаждением наддувочного воздуха. - MHK₅: F02 В 39/16. - Бюл. №40, 30.10.91). Недостатком известного устройства является низкая его эффективность при большой сложности конструкции.

Известно устройство для промывки проточной части газотурбинного двигателя, состоящее из подвижной платформы, на которой размещены емкость для моющей композиции, емкость для жидкости, снижающей адгезию загрязнений с элементами двигателя, деминерализатор, емкость для деминерализованной воды, соединенные трубопроводами через электромагнитные краны со смесительным баком, последний соединен трубопроводом с насосной станцией. Работой электромагнитных кранов и насосной станции управляет программное устройство. С насосной станцией трубопроводами последовательно соединены редуктор, фильтр, распылительное средство с центробежной форсункой. Для визуального контроля давления используется манометр, расположенный между фильтром и распылительным средством (Авторское свидетельство SU №1755965 А1. Способ промывки проточной части газотурбинного двигателя. - МПК₅: В08 В 3/08. - Бюл, №31, 23.08.92). Недостатком известного устройства является также низкая его эффективность и сложность конструкции.

Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для промывки газовоздушного тракта газотурбинного двигателя, состоящее из бака для моющей жидкости, связанного через насос с манометром и перекрывным краном, который, в свою очередь, через фильтр соответственно с магистралью перепуска и распылительным устройством, установленным перед входом в двигатель без контакта с ним (Авторское свидетельство SU №1776846 А1. Способ промывки газовоздушного тракта газотурбинного двигателя. - МПК₅: F02С 7/30. - Бюл. №43, 23.11.92.). Данный аналог принят за прототип.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является низкое качество удаления наслоений в газовоздушном тракте газотурбинного двигателя от атмосферных загрязнений, требующего на выполнение промывок большого расхода моющей жидкости и времени на многочисленные «холодные прокрутки» газотурбинного двигателя.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение качества промывки воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя от атмосферных загрязнений за меньшее количество «холодных прокруток» газотурбинного двигателя.

Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является повышение эффективности и качества промывки воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для промывки воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя, содержащем емкость для моющей жидкости, соединенную с насосом, фильтр, магистраль перепуска и прибор для измерения давления в рукаве подачи жидкости из насоса через трубопроводный кран в распылительное устройство, устанавливаемое перед входом в газотурбинный двигатель без контакта с ним, согласно предложенному техническому решению,

она дополнительно содержит емкость для очищающего раствора и два трехходовых распределительных трубопроводных крана, первый из последних двумя входами соединен соответственно с емкостями для моющей жидкости и очищающего раствора, а выход его соединен с входом насоса, последний своим выходом, в свою очередь, соединен с прибором для измерения давления и входом второго трехходового распределительного трубопроводного крана, первый выход которого соединен магистралью перепуска с емкостью для очищающего раствора и второй выход трубопроводом подачи жидкости через трубопроводный кран с распылительным устройством, устанавливаемым перед входом в воздухозаборник турбокомпрессора двигателя, при этом фильтр установлен в заливной горловине обеих емкостей, а прибор для измерения давления электрически связан с системой управления насосом;

емкости для моющей жидкости и очищающего раствора выполнены воедино со ступенчатым днищем, у последнего переход по высоте образован продолжением смежной перегородки, разделяющей емкости, при этом дно емкости для моющей жидкости расположено ниже дна емкости для очищающего раствора и выполнено с наклоном для слива жидкости в направлении ступенчатого перехода, в нижней части которого примыкает трубопровод, соединяющий емкость для моющей жидкости с первым трехходовым распределительным трубопроводным краном, а под днищем емкости для очищающего раствора расположен насос, по обе стороны которого установлены трехходовые распределительные трубопроводные краны, один из выходов второго трехходового распределительного трубопроводного крана соединен магистралью перепуска с расположенным в емкости устройством струйного перемешивания очищающего раствора, проходящей через днище емкости;

насос установлен на кронштейнах, закрепленных сторонами углового контура соответственно с днищем емкости для очищающего раствора и ступенчатым переходом, а на противоположном угловом контуре кронштейнов выполнен опорный узел с подъемом насоса относительно грунта, при этом емкость для моющей жидкости с противоположной от насоса стороны установлена на паре колес с возможностью перемещения установки по грунту;

в верхней части емкости для очищающего раствора со стороны опорного узла выполнена ручка для перемещения установки на колесах с возможностью разворота ручки в вертикальной плоскости до положения охвата емкости для моющей жидкости и закрепления ее с помощью фиксатора при транспортировке на колесах с отрывом опорного узла от грунта;

емкости снабжены указателями уровня соответственно моющей жидкости и очищающего раствора;

указатели уровня моющей жидкости и очищающего раствора выполнены с рычажно-поплавковым механизмом поворота сектора, оснащенного шкалой показания уровня соответственно моющей жидкости и очищающего раствора через прозрачные люки, выполненные в верхних стенках емкостей;

на емкостях выполнены заливные горловины, закрываемые пробками, содержащими дренажные клапаны;

на емкостях закреплены скобы для укладки рукава с распылительным устройством, например, при транспортировке или хранении установки.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной установки для промывки компрессора газотурбинного двигателя, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

На фиг.1 показана принципиальная гидравлическая схема установки; на фиг.2 - общий вид установки; на фиг.3 - вид А на фиг.2; на фиг.4 - вид Б на фиг.3.

Установка для промывки воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя содержит емкость 1 для моющей жидкости и емкость 2 для очищающего раствора, в заливных горловинах 3 которых установлены фильтры 4 очистки моющей жидкости и очищающего раствора, соответственно, первый трехходовой распределительный трубопроводный кран 5, который служит для выбора моющей жидкости или очищающего раствора, для чего он двумя входами соединен соответственно с емкостями 1 и 2, переключатель которого имеет два положения: «Очистка» и «Промывка», электронасос 6, в качестве которого использовали электроприводной центробежный насос ЭЦН-105, вход которого соединен с выходом крана 5, а выход - с прибором 7 для измерения давления, в качестве которого используется сигнализатор давления МСТВ-0,3А, и входом второго трехходового распределительного трубопроводного крана 8, последний имеет два выхода, соответствующие положениям переключателя «Перемешивание» и «Распыление», которыми он соединен, соответственно, магистралью 9 перепуска очищающего раствора в емкость 2, проходящей через дно емкости, с устройством 10 струйного перемешивания очищающего раствора, и рукавом 11 подачи моющей жидкости или очищающего раствора через трубопроводный кран 12 в распылительное устройство 13, устанавливаемое перед входом в воздухозаборник 14 турбокомпрессора двигателя (фиг.1). Емкости 1 и 2 выполнены воедино со ступенчатым днищем 15, у последнего переход 16 по высоте образован продолжением смежной перегородки 17, разделяющей емкости 1 и 2. Дно емкости 1 для моющей жидкости расположено ниже дна емкости 2 для очищающего раствора и выполнено с наклоном для слива жидкости в направлении ступенчатого перехода 16, к нижней части которого примыкает трубопровод 18, соединяющий емкость 1 с одним из входов первого трехходового распределительного трубопроводного крана 5, последний другим входом соединен трубопроводом 19 с дном емкости 2 (фиг.2). Под днищем емкости 2 расположен насос 6, по обе стороны которого установлены трехходовые распределительные трубопроводные краны 5 и 8. Заливные горловины 3 емкостей 1 и 2 закрываются пробками 20, выполненными с дренажными клапанами. Насос 6 установлен на кронштейнах 21, закрепленных сторонами углового контура соответственно с днищем емкости 2 и ступенчатым переходом 16, а на противоположном углу контура кронштейнов 21 закреплен опорный узел 22 для расположения насоса 6 над грунтом 23 (фиг.3). Емкость 1 установлена на паре колес 24, расположенных с противоположной стороны ступенчатого перехода 16 для перемещения установки по грунту 23. Второй трехходовой распределительный трубопроводный кран 8 одним из выходов соединен магистралью 9 перепуска очищающего раствора в емкость 2 (фиг.4). В верхней части емкости 2 выполнена ручка 25 для перемещения установки на колесах 24 с возможностью разворота в вертикальной плоскости в положение с охватом емкости 1 для моющей жидкости и закрепления ее с помощью фиксатора 26 в положении для транспортировки на колесах 24 с отрывом опорного узла 22 от грунта 23. На емкостях 1 и 2 закреплены скобы 27 для укладки рукава 11 с распылительным устройством 13 при транспортировке или хранении установки. Емкости 1 и 2 снабжены указателями 28 уровня соответственно моющей жидкости и очищающего раствора, выполненные с рычажно-поплавковым механизмом поворота сектора 29, оснащенного шкалой показания уровня соответственно моющей жидкости или очищающего раствора в емкостях 1 или 2, через прозрачные люки 30, выполненные в верхних стенках емкостей 1 и 2. Прибор 7 для измерения давления электрически связан кабелем 31 с системой управления насосом 6, размещенной в пульте управления 32, который служит для включения/выключения насоса 6, и соединяется с внешним источником электрического тока посредством штекерной вилки 33 на конце кабеля 34.

Установка для промывки воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя работает следующим образом.

Промывали воздушно-газовый тракт газотурбинного двигателя PW-207, установленного на вертолете «АНСАТ». Емкость 1, объемом 20 л, через заливную горловину 3 и фильтр 4 заправлялась моющей жидкостью, по крайней мере, не менее 5 л, в состав которой входит деминерализованная или дистиллированная вода с примесью изопропилового спирта от 0 до 60% от объема моющей жидкости в емкости 1 в зависимости от температуры наружного воздуха, а емкость 2, объемом 5 л, также через заливную горловину 3 и фильтр 4 - очищающим раствором, состоящим из 25% деминерализованной или дистиллированной воды и 75% биологически растворимого очистителя, например, Frdox 6345, или обычного очистителя, например, CLIX, приготовленных в соответствии с Руководством по технической эксплуатации вертолета и двигателя PW-207. При заполнении емкости 1 моющей жидкостью переключатель трехходового крана 5 устанавливался в положение «Очистка», а трехходового крана 8 - в положение «Распыление». При заполнении емкости 2 очищающим раствором переключатель трехходового крана 5 устанавливался в положение «Промывка», а трехходового крана 8 - в положение «Перемешивание». Уровни моющей жидкости в емкости 1 и очищающего раствора в емкости 2 контролировали с помощью указателей 28 через прозрачные люки 30.

Для транспортировки установки к вертолету рукав 11 с распылительным устройством 13 укладываются на скобах 27. Установку перемещали к вертолету на колесах 24 за ручку 25, которую для этого развернули из положения охвата емкости 1 в транспортное положение и закрепили ее в этом положении фиксатором 26, с помощью которой опорный узел 22 приподняли от грунта 23 и переместили установку к вертолету. Установку разместили возле вертолета и посредством штекерной вилки 33 на конце кабеля 34 подключили ее к бортовой розетке вертолета с напряжением 275. Затем производили запуск двигателя вертолета и вывод его на режим малого газа. Далее выполнялись собственно операции промывки или очистки воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя вертолета в соответствии с указаниями Руководства по эксплуатации вертолета и двигателя.

Промывка воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя производилась по регламенту технического обслуживания с целью очистки от наслоения солей на поверхностях лопаток турбокомпрессора газотурбинного двигателя. Для этого переключатель трехходового крана 5 установили в положение «Промывка», а переключатель трехходового крана 8 в положение «Распыление». На пульте управления 32 включили насос 6. После открыли трубопроводный кран 12 на распылительном устройстве 13 и моющая жидкость из емкости 1 через первый трехходовой кран 5 под воздействием насоса 6 под давлением подается через второй трехходовой кран 8 в рукав 11, затем через трубопроводный кран 12, распылительное устройство 13. С получением равномерного распыла моющей жидкости из распылительного устройства 13, трубопроводный кран 12 закрывали. Затем распылительное устройство 13 устанавливали перед входом в воздухозаборник 14 подготовленного к промывке турбокомпрессора газотурбинного двигателя. При достижении оборотов компрессора, равных 5%, кран 12 на распылительном устройстве 13 открывали. С понижением оборотов компрессора, ниже 5%, кран 12 на распылительном устройстве 13 закрывали и на пульте управления 32 выключали насос 6. При отсутствии моющей жидкости в емкости 1 сигнализатор 7 давления через систему управления, расположенную в пульте управления 32, отключает электрическое питание насоса 6. После чего в течение 30 с выполняли холодную прокрутку двигателя, чтобы просушить двигатель и удалить летучие пары.

Очистка воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя производилась после полетов вертолета в загрязненных условиях для удаления наслоения загрязнений в воздушно-газовом тракте или восстановления эксплуатационно-технических характеристик газотурбинного двигателя. Перед началом очистки в емкости 2 производили перемешивание компонентов очищающего раствора. Для этого переключатель трехходового крана 5 установили в положение «Очистка», а переключатель трехходового крана 8 - в положение «Перемешивание». На пульте управления 32 включали насос 6. Очищающий раствор из емкости 2 через первый трехходовой кран 5 под воздействием насоса 6 под давлением подается во второй трехходовой кран 8, из которого по магистрали 9 перепуска через дно емкости 2 в устройство 10 струйного перемешивания очищающего раствора в емкости 2. После 3 мин перемешивания очищающего раствора насос 6 отключали на пульте управления 32. Затем переключатель трехходового крана 8 устанавливали в положение «Распыление». На пульте управления 32 включали насос 6 и открыли трубопроводный кран 12 на распылительном устройстве 13. Очищающий раствор из емкости 2 через первый трехходовой кран 5 под воздействием насоса 6 под давлением подается во второй трехходовой кран 8 в рукав 11, затем через трубопроводный кран 12 в распылительное устройство 13. С получением равномерного распыла на выходе распылительного устройства 13 трубопроводный кран 12 закрывали и распылительное устройство 13 устанавливали перед входом в воздухозаборник 14 подготовленного к очистке газотурбинного двигателя. При достижении оборотов компрессора, равных 5%, кран 12 на распылительном устройстве 13 открывали. Давление в рукаве 11 контролировалось сигнализатором 7 давления. С понижением оборотов ниже 5% кран 12 на распылительном устройстве 13 закрывали, на пульте управления 32 выключали насос 6 и в течение 10 мин давали возможность очищающему раствору впитаться в наслоение загрязнения в поверхности воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя с целью растворения их для последующего смывания моющей жидкостью. Затем производили промывку по выше описанной технологии.

Использование предложенной установки для промывки воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя позволило оперативно производить промывку воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя, повысить ее эффективность и качество.

Изобретение относится к области очистки, в частности к удалению наслоений загрязнения в воздушно-газовом тракте газотурбинного двигателя, и может быть использовано при обслуживании летательных аппаратов, преимущественно малой авиации, в условиях эксплуатации. С целью повышения эффективности и качества промывки воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя установка содержит емкости для моющей жидкости и для очищающего раствора, в заливных горловинах которых установлены фильтры и закрыты пробками с дренажными клапанами, первый трехходовой распределительный трубопроводный кран, который двумя входами соединен с соответствующими емкостями, электронасос, вход которого соединен с выходом первого крана, а выход - с прибором для измерения давления и входом второго трехходового распределительного трубопроводного крана, последний имеет два выхода, которыми он соединен соответственно магистралью перепуска с устройством струйного перемешивания очищающего раствора и рукавом подачи жидкости через трубопроводный кран в распылительное устройство, устанавливаемое перед входом в воздухозаборник двигателя без контакта с ним. Емкости выполнены воедино со ступенчатым днищем, у последнего переход по высоте образован продолжением смежной перегородки, разделяющей емкости. Дно емкости для моющей жидкости расположено ниже дна емкости для очищающего раствора и выполнено с наклоном для слива жидкости в направлении ступенчатого перехода, к нижней части которого примыкает трубопровод, соединяющий емкость с первым трехходовым распределительным трубопроводным краном, последний трубопроводом соединен с дном емкости для очищающего раствора. Насос установлен на кронштейнах, закрепленных сторонами с днищем емкости и ступенчатым переходом, а на противоположном углу их закреплен узел опоры установки на грунт. Под высоким днищем емкости расположен насос. Емкость установлена на паре колес, расположенных с противоположной стороны ступенчатого перехода. В верхнем углу емкости установлена ручка для перемещения установки с возможностью разворота в вертикальной плоскости до охвата емкости или закрепления ее с помощью фиксатора для транспортировки. Сверху емкостей закреплены скобы для укладки рукава с распылительным устройством. Емкости снабжены указателями уровня с рычажно-поплавковым механизмом поворота сектора, оснащенного шкалой. Прибор для измерения давления электрически связан с системой управления насоса. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка для промывки воздушно-газового тракта газотурбинного двигателя, содержащая емкость для моющей жидкости, соединенную с насосом, фильтр, магистраль перепуска и прибор для измерения давления в рукаве подачи жидкости из насоса через трубопроводный кран в распылительное устройство, устанавливаемое перед входом в газотурбинный двигатель без контакта с ним, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит емкость для очищающего раствора и два трехходовых распределительных трубопроводных крана, первый из последних двумя входами соединен соответственно с емкостями для моющей жидкости и очищающего раствора, а выход его соединен с входом насоса, последний своим выходом, в свою очередь, соединен с прибором для измерения давления и входом второго трехходового распределительного трубопроводного крана, первый выход которого соединен магистралью перепуска с емкостью для очищающего раствора и второй выход трубопроводом подачи жидкости через трубопроводный кран с распылительным устройством, устанавливаемым перед входом в воздухозаборник турбокомпрессора двигателя, при этом фильтр установлен в заливной горловине обеих емкостей, а прибор для измерения давления электрически связан с системой управления насосом.2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкости для моющей жидкости и очищающего раствора выполнены воедино со ступенчатым днищем, у последнего переход по высоте образован продолжением смежной перегородки, разделяющей емкости, при этом дно емкости для моющей жидкости расположено ниже дна емкости для очищающего раствора и выполнено с наклоном для слива жидкости в направлении ступенчатого перехода, в нижней части которого примыкает трубопровод, соединяющий емкость для моющей жидкости с первым трехходовым распределительным трубопроводным краном, а под днищем емкости для очищающего раствора расположен насос, по обе стороны которого установлены трехходовые распределительные трубопроводные краны, один из выходов второго трехходового распределительного трубопроводного крана соединен магистралью перепуска с расположенным в емкости устройством струйного перемешивания очищающего раствора, проходящей через днище емкости.3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что насос установлен на кронштейнах, закрепленных сторонами углового контура соответственно с днищем емкости для очищающего раствора и ступенчатым переходом, а на противоположном угловом контуре кронштейнов выполнен опорный узел с подъемом насоса относительно грунта, при этом емкость для моющей жидкости с противоположной от насоса стороны установлена на паре колес с возможностью перемещения установки по грунту.4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что в верхней части емкости для очищающего раствора со стороны опорного узла выполнена ручка для перемещения установки на колесах с возможностью разворота ручки в вертикальной плоскости до положения охвата емкости для моющей жидкости и закрепления ее с помощью фиксатора при транспортировке на колесах с отрывом опорного узла от грунта.5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что емкости снабжены указателями уровня соответственно моющей жидкости и очищающего раствора.6. Установка по п.5, отличающаяся тем, что указатели уровня моющей жидкости и очищающего раствора выполнены с рычажно-поплавковым механизмом поворота сектора, оснащенного шкалой показания уровня соответственно моющей жидкости и очищающего раствора через прозрачные люки, выполненные в верхних стенках емкостей.7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на емкостях выполнены заливные горловины, закрываемые пробками, содержащими дренажные клапаны.8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что на емкостях закреплены скобы для укладки рукава с распылительным устройством, например, при транспортировке или хранении установки.