МОЕЧНЫЙ АППАРАТ ДЛЯ ТУРБОВИНТОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Российский патент 2015 года по МПК B08B3/02 

Область применения изобретения

Настоящее изобретение в общем относится к моечным системам для турбовинтовых двигателей вертолетов и самолетов, а в частности, касается создания автономного моечного аппарата для промывки с опреснением турбовинтовых двигателей с целью восстановления их характеристик, с размерами, позволяющими использовать его как в ангаре, так и на борту летательного аппарата.

Предпосылки к созданию изобретения

Как известно, при их движении на поверхности лопастей и ротора турбовинтового двигателя самолета или вертолета осаждаются загрязняющие вещества из окружающей среды, например, такие как пыль, удобрения, солевые отложения и т.п., а также загрязняющие вещества из самого летательного аппарата, например, загрязняющие вещества из отработанных паров масла из компрессора.

Для обеспечения максимального кпд необходимо периодически промывать турбовинтовой двигатель, в частности его турбину и/или его компрессор, дистиллированной водой и/или моющими средствами, для удаления вышеуказанных отложений.

Известные в настоящее время моечные системы в основном могут быть подразделены на две категории: системы для использования в ангарах и системы, которые можно перевозить на борту летательного аппарата.

В системах для использования в ангарах используют сжатый воздух или азот, которые содержатся в специальных герметичных баках, для нагнетания под высоким давлением потока дистиллированной воды и/или моющего средства внутрь турбины и/или ее компрессора. Эти моечные системы имеют большие размеры и большой вес, причем их возможное перемещение по воздуху может быть осуществлено только с использованием больших грузовых самолетов. Другим ограничительным фактором для транспортировки и использования этих моечных систем является то, что для их работы требуется генератор переменного тока или прямое подключение к электрической сети.

В дополнение к этим проблемам существуют также проблемы, связанные с расходами по эксплуатации и с затратами на техническое обслуживание и ремонт. В самом деле, эти системы необходимо периодически заправлять азотом или воздухом, и они должны проходить ежегодную проверку, которая связана с периодом простоя.

Что касается используемых в настоящее время транспортируемых систем, то их также можно подразделить на две группы, в одной из которых используют тот же самый принцип работы, что и в моечных системах для использования в ангарах, то есть нагнетают дистиллированную воду и/или моющее средство, а в другой группе используют предварительно заряженный гидропневматический аккумулятор (например, такой как устройство, описанное в международной патентной заявке WO 2006/123387).

Эти транспортируемые устройства, несмотря на то что они позволяют обеспечивать большую гибкость в применении благодаря своим небольшим размерам, имеют все же ограничения, связанные с эксплуатационными параметрами, которые, в некоторых обстоятельствах, являются неудовлетворительными.

В частности, транспортируемые устройства, в которых нагнетают дистиллированную воду и/или моющее средство, должны иметь подключение к электрической сети, должна быть обеспечена их бесперебойная дозаправка воздухом или азотом, причем они имеют параметры промывки, которые непосредственно зависят от количество воздуха или азота, имеющегося в баках.

Что касается устройств с гидропневматическим аккумулятором, то они имеют некоторые ограничения, связанные с количеством подводимой жидкости и с давлением подачи, что не позволяет их использовать для промывки турбин и компрессоров больших летательных аппаратов.

Раскрытие изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание универсального и многоцелевого устройства, за счет использования которого можно удовлетворить параметры промывки, предписанные изготовителями всех двигателей, используемых на турбовинтовых вертолетах и самолетах, как военных, так и гражданских, и которое позволяют легко регулировать давление подачи (от 0 до 80 psi, фунт на квадратный дюйм) и расход воды и/или моющего средства (от 0 до 30 л/мин).

Эта задача решена при помощи моечного аппарата, содержащего, по меньшей мере, один гидравлический насос (6, 7), который всасывает раствор для очистки, содержащийся в одном или нескольких внешних баках, для того чтобы распылять этот раствор из подающего выпуска (12) с заданным давлением и предписанным расходом, транспортируемый кожух (1) с двумя водонепроницаемыми отсеками, один (4) из которых содержит указанный по меньшей мере один гидравлический насос (6, 7) с соответствующим гидравлическим контуром, а второй (5) содержит по меньшей мере один источник питания.

В одном из вариантов осуществления гидравлический контур содержит трубы (8), фильтрующие элементы (9), соединитель, к которому присоединен регулятор (14) давления, соединитель, соединенный с манометром (15), дополнительный соединитель, к которому присоединен регулятор (13) расхода, и электронный проточный счетчик (16).

В другом варианте насосы (6, 7) представляют собой два насоса 24/28 В постоянного тока для подачи высокого давления и создания высокого расхода, включенные в параллель и приводимые в действие избирательно.

Еще в одном варианте отсеки (4, 5) перекрыты сверху при помощи панели (3) управления, в которой гидравлические органы управления расположены поверх указанного отсека (4), а электрические органы управления расположены поверх указанного отсека (5), причем указанная панель (3) управления выполнена доступной при открывании указанного кожуха (1).

Еще в одном варианте гидравлические органы управления содержат всасывающий впуск (11) быстрого соединения; подающий выпуск (12) быстрого соединения; орган (13а) управления для указанного регулятора (13) расхода; орган (14а) управления для указанного регулятора (14) давления; указанный манометр (15); и индикатор (16а) указанного электронного проточного счетчика (16).

Еще в одном варианте электрические органы управления содержат: кнопку (17) включения и выключения; аварийную кнопку (18); соединитель (19) для источника питания 115-230 В, 50/60 Гц; соединитель (20) для источника питания 24-28 В постоянного тока; индикатор (21), который показывает состояние аккумуляторной батареи; плавкий предохранитель (22); селектор (23) для выбора работы одного или двух насосов; и общий переключатель (24) включения и выключения аппарата.

Кроме того, в моечном аппарате может быть предусмотрена возможность соединения моечного аппарата с металлической вертикальной тележкой (31), имеющей три отсека (32, 33, 34), расположенных друг над другом, причем указанные отсеки (32, 33, 34) содержат верхний выдвижной ящик (33), в котором находятся баки (36) для моющего средства или дистиллированной воды, извлекаемый выдвижной ящик (32), расположенный в средней части указанной тележки (31), используемый для размещения моечного аппарата, и нижний выдвижной ящик (34), в котором хранят принадлежности для промывки.

Указанные ранее и другие характеристики и преимущества изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана гидравлическая схема моечного аппарата в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 2 показан вид сбоку моечного аппарата в соответствии с настоящим изобретением, в открытой конфигурации, готовой для использования.

На фиг. 3 показан вид сверху моечного аппарата, показанного на фиг. 2, где видна панель управления.

На фиг. 4 схематично показан вид сбоку тележки, объединенной с моечным аппаратом в соответствии с настоящим изобретением, в конфигурации, предназначенной для использования в ангаре.

На фиг. 5 схематично показан вид спереди тележки, показанной на фиг. 4.

На фиг. 6 схематично показан вид сверху тележки, показанной на фиг. 4 и 5.

Подробное описание изобретения

Показанный на чертежах аппарат подходит как для полевого использования, то есть легко может быть перевезен в области его эксплуатации, так и для использования в ангарах.

Моечный аппарат установлен в транспортируемом имеющем повышенное давление (герметизированном) кожухе 1 (класс защиты IP67 DS 81-41 и уровень суровости условий среды NATO 1 и 2 - MILITARY "J"), разделенном на два водонепроницаемых отсека 4 и 5 и возможно имеющем множество колес 40, например, два колеса, которые позволяют его транспортировать как тележку.

На фиг. 3 показана панель 3 управления, при помощи которой пользователь производит промывку турбовинтового двигателя. Панель припаяна к верхней стороне фактически занятого пространства кожуха и становится доступной при открывании крышки 2 кожуха 1. Как это показано на чертежах, панель разделена на две части, соответствующие двум водонепроницаемым отсекам 4 и 5 кожуха 1. На части панели, соответствующей отсеку 4, находятся органы управления и инструменты для управления гидравлической системой, в том числе: всасывающий впуск 11 быстрого соединения; подающий выпуск 12 быстрого соединения; орган 13а управления для регулятора 13 расхода; орган 14а управления для регулятора 14 давления; проверочный манометр 15; и индикатор 16а электронного проточного счетчика 16.

На другой части панели, соответствующей отсеку 5, находятся электрические органы управления, а именно: кнопка 17 включения и выключения; аварийная кнопка 18; соединитель 19 для источника питания 115-230 В 50/60 Гц; соединитель 20 для источника питания 24-28 В постоянного тока; индикатор 21, который показывает состояние аккумуляторной батареи (сами аккумуляторные батареи не показаны); плавкий предохранитель 22; селектор 23 для выбора работы насосов (одного из двух или обоих, как это описано далее более подробно); и общий переключатель 24 включения и выключения.

Ниже двух отдельных функциональных секций, на которые разделена панель, находятся соответственно гидравлическая система и электрическая система, расположенные соответственно в двух водонепроницаемых отсеках 4 и 5. В частности, как это показано на фиг. 1, внутри отсека 4, под соответствующей частью панели, установлены два гидравлических диафрагменных насоса 6 и 7 (24/28 В постоянного тока), создающие высокое давление (0-80 psi, фунт на квадратный дюйм) и большой расход (0-30 л/мин), вместе с трубами 8, с другими гидравлическими компонентами и патрубками системы.

В соседнем отсеке (не показанном на чертежах), находится выдающий несколько напряжений источник питания, укомплектованный объединенной группой аккумуляторных батарей (24/28 В постоянного тока - 40 ампер-часов), что позволяет системе иметь длительную рабочую автономию (по меньшей мере, два часа) в кожухе при полевом использовании, причем аккумуляторные батареи могут перезаряжаться непосредственно от сервисной розетки летательного аппарата во время трансфертного перелета.

Как это показано на фиг. 1, жидкость, всасываемая при помощи насосов 6, 7 (причем, в зависимости от специфических требований, может быть использован только один насос или оба насоса), поступает через всасывающий впуск 11, проходит через трубы 8 и затем, проходя последовательно через фильтрующие элементы 9, насосы 6, 7, патрубок, к которому подключен регулятор 14 давления, манометр 15, дополнительный патрубок, к которому подключен регулятор 13 расхода, и электронный проточный счетчик 16, выходит из подающего выпуска 12.

При помощи этой специфической гидравлической системы пользователь может регулировать скорость и расход выпускаемой жидкости. Более того, выпускной проточный счетчик обеспечивает контроль количества выпускаемой жидкости.

Малый вес и небольшие размеры обеспечивают максимальную транспортабельность по воздуху, даже на небольших летательных аппаратах, с последующей возможностью использования в удаленных регионах без источников энергии.

Система не нуждается в использовании баков и/или накопителей, так как дистиллированную воду или смесь моющих средств, необходимые для промывки с целью опреснения или восстановления характеристик турбины, можно всасывать из любого внешнего резервуара.

В случае использования в ангаре применяют специфический комплект, показанный на фиг. 4-6, который содержит вертикальную металлическую тележку 31, с отсеками, расположенными друг над другом.

Аппарат находится в выдвижном ящике 32, расположенном в центральной части тележки.

В верхнем отсеке 33 находятся два бака 36, например, изготовленные из ПВХ, один для дистиллированной воды, а другой для моющего средства. На передней стороне каждого бака, то есть на стороне, обращенной к стороне тележки, с который выдвигают выдвижные ящики, предусмотрено выпускное отверстие 35, через которое, при помощи шланга подачи, моечная система отбирает жидкости. Для обеспечения возможности дозаправки баков, на верхней части тележки 31 предусмотрены две крышки 37 и 38, закрывающие соответствующие наконечники 39 дозаправки (фиг. 6).

Наконец, когда их не используют, шланги и различные патрубки для соединения с турбинами могут быть уложены в нижний отсек 34. Принцип работы и параметры промывки, которые могут быть получены, аналогичны полученным, когда система находится в "полевой" конфигурации, с тем отличием, что насосы в этом случае работают в режиме промывки вниз, то есть они не всасывают жидкость из бака, а вместо этого, так как баки расположены над системой, отбирают жидкость с использованием силы тяжести.

Можно разместить все устройство целиком в единственной тележке.

Из проведенного описания становится понятно, что моечный аппарат в соответствии с настоящим изобретением позволяет производить промывку любой турбины или компрессора летательного аппарата с максимальной эффективностью и в любом месте применения, удовлетворяя параметры промывки, предписанные изготовителями всех двигателей, которые используют на гражданских или военных летательных аппаратах, причем можно легко регулировать давление и расход подачи с максимальной эффективностью.

В отличие от известных устройств аппарат полностью находится в кожухе и для него необходим только общий бак, из которого отбирают моющее средство или дистиллированную воду. Более того, не используют сжатый воздух/ азот для нагнетания используемых жидкостей или не используют предварительно заряженные накопители, а используют насосы с высоким давлением и большим расходом, которые, за счет специфической гидравлической системы, могут работать в режиме самовсасывания или промывки вниз.

За счет использования единственной моечной системы могут быть удовлетворены параметры промывки, требуемые изготовителями турбовинтовых двигателей, так как расход и давление жидкостей могут быть механически отрегулированы пользователем без использования схем электронного управления.

Благодаря наличию источника питания/ аккумулятора, которыми оборудована система, она годится для так называемого "экстремального полевого использования", то есть она может быть использована в рабочих областях, не имеющих источников энергии.

Моечная система размещена в транспортном кожухе, имеющем класс защиты IP67 DS 81-41 и уровень суровости условий среды NATO 1 и 2 - MILITARY "J", которые определяют степень защиты от возможных столкновений и делают аппарат водонепроницаемым и непотопляемым до веса 36.7 кг. Что касается тележки, на которой размещена система для использования в ангаре, то следует иметь в виду, что она может отличаться от описанной здесь выше при условии, что будут обеспечены такие же эксплуатационные характеристики.

Несмотря на то, что были описаны предпочтительные варианты осуществления изобретения, совершенно ясно, что в него специалистами в данной области могут быть внесены изменения и дополнения, которые не выходят, однако, за рамки приведенной далее формулы изобретения.

Предлагается моечный аппарат для турбовинтовых двигателей, в частности для турбовинтовых двигателей летательных аппаратов, содержащий по меньшей мере один гидравлический насос (6, 7), который всасывает раствор для очистки, который содержится в одном или нескольких внешних баках для того, чтобы распылять этот раствор из подающего выпуска (12) с заданным давлением и предписанным расходом. Изобретение представляет собой универсальное и многоцелевое устройство, за счет использования которого можно удовлетворить параметры промывки, предписанные изготовителями всех двигателей, используемых на турбовинтовых вертолетах и самолетах, как военных, так и гражданских, и которое позволяют легко регулировать давление подачи и расход воды и/или моющего средства. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Моечный аппарат для турбовинтовых двигателей, в частности для турбовинтовых двигателей летательных аппаратов, содержащий, по меньшей мере, один гидравлический насос (6, 7), который всасывает раствор для очистки, содержащийся в одном или нескольких внешних баках, для того чтобы распылять этот раствор из подающего выпуска (12) с заданным давлением и предписанным расходом, отличающийся тем, что он содержит транспортируемый кожух (1) с двумя водонепроницаемыми отсеками, один (4) из которых содержит указанный по меньшей мере один гидравлический насос (6, 7) с соответствующим гидравлическим контуром, а второй (5) содержит по меньшей мере один источник питания.

2. Моечный аппарат по п.1, в котором указанный гидравлический контур содержит трубы (8), фильтрующие элементы (9), соединитель, к которому присоединен регулятор (14) давления, соединитель, соединенный с манометром (15), дополнительный соединитель, к которому присоединен регулятор (13) расхода, и электронный проточный счетчик (16).

3. Моечный аппарат по п.1 или 2, в котором указанные насосы (6, 7) представляют собой два насоса 24/28 В постоянного тока для подачи высокого давления и создания высокого расхода, включенные в параллель и приводимые в действие избирательно.

4. Моечный аппарат по п.1 или 2, в котором указанные отсеки (4, 5) перекрыты сверху при помощи панели (3) управления, в которой гидравлические органы управления расположены поверх указанного отсека (4), а электрические органы управления расположены поверх указанного отсека (5), причем указанная панель (3) управления выполнена доступной при открывании указанного кожуха (1).

5. Моечный аппарат по п.4, в котором указанные гидравлические органы управления содержат всасывающий впуск (11) быстрого соединения; подающий выпуск (12) быстрого соединения; орган (13а) управления для указанного регулятора (13) расхода; орган (14а) управления для указанного регулятора (14) давления; указанный манометр (15); и индикатор (16а) указанного электронного проточного счетчика (16).

6. Моечный аппарат по п.4, в котором указанные электрические органы управления содержат: кнопку (17) включения и выключения; аварийную кнопку (18); соединитель (19) для источника питания 115-230 В 50/60 Гц; соединитель (20) для источника питания 24-28 В постоянного тока; индикатор (21), который показывает состояние аккумуляторной батареи; плавкий предохранитель (22); селектор (23) для выбора работы одного или двух насосов; и общий переключатель (24) включения и выключения аппарата.

7. Моечный аппарат по любому из п.1-2 или 5-6, который выполнен с возможностью соединения с металлической вертикальной тележкой (31), имеющей три отсека (32, 33, 34), расположенных друг над другом, причем указанные отсеки (32, 33, 34) содержат верхний выдвижной ящик (33), в котором находятся баки (36) для моющего средства или дистиллированной воды, извлекаемый выдвижной ящик (32), расположенный в средней части указанной тележки (31), используемый для размещения моечного аппарата, и нижний выдвижной ящик (34), в котором хранят принадлежности для промывки.