УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ В И ОТНОСЯЩИЕСЯ К УЗЛУ ТОПЛИВНОГО НАСОСА Российский патент 2018 года по МПК F02M37/04 F02M37/10 F02M37/18 

Настоящее изобретение относится к узлам топливного насоса, в частности, но не исключительно, узлам, включающим в себя множество топливных насосов для установки на топливные баки и обеспечивающим возможность технического обслуживания насосов без необходимости доступа к внутренней части баков.

Топливные насосы, например, использующиеся в коммерческом воздушном судне, часто монтируются на или в топливный бак. Если установлены в топливный бак, каждый насос требует отверстия в баке, которое представляет собой потенциальную точку протечки, например, где имеют место перепады давления на большой высоте. Когда требуется множество насосов, например для увеличения расхода или для обеспечения возможности перемещения топлива между баками, то в таком случае требуется множество отверстий. Наряду с увеличенным риском протечки, каждое выполненное отверстие увеличивает стоимость и ослабляет топливный бак.

Использование множества насосов увеличивает желательность простоты технического обслуживания насосов. Требуется простое средство для изоляции топливного бака и затем извлечения насосов. Часто является трудным удалить насосы для технического обслуживания. Наличие корпуса, который обеспечивает возможность полного демонтажа изнашиваемых частей узла насоса снаружи топливного бака, облегчает проблему технического обслуживания, так как он обеспечивает возможность доступа с внешней части топливного бака и нет необходимости полностью опустошать и очищать топливный бак для доступа инженера к топливному баку.

В соответствии с первым аспектом, изобретение предлагает узел топливного насоса, содержащий корпус, включающий в себя два или более топливных насосов для установки в или смежно с отверстием в стенке топливного бака, при этом каждый насос выполнен с возможностью индивидуального удаления из корпуса, снаружи топливного бака.

В варианте осуществления, корпус содержит две примыкающие друг к другу полости, каждая из которых выполнена с возможностью размещения топливного насоса, и каждая имеет ось, проходящую, по существу, перпендикулярно или наклонно относительно стенки бака.

В варианте осуществления, каждая полость включает в себя один или более топливных впусков, выполненные с возможностью питания соответствующего насоса.

Предпочтительно, каждая полость включает в себя выпуск, включающий в себя обратный клапан.

Более предпочтительно, каждый из обратных клапанов включает в себя заслонку и пластину для заслонки, поддерживающую заслонку на корпусе. Пластина может удерживаться на месте посредством крепежного элемента, выполненного с возможностью удаления, и выполнена с возможностью вращения для снятия при удалении крепежного элемента. В одном примере, крепежный элемент представляет собой одиночный крепежный элемент, например одиночный винт.

В варианте осуществления, каждый из обратных клапанов выполнен с возможностью извлечения из своей соответствующей полости посредством доступа из соответствующей полости, как только соответствующий насос был удален.

В варианте осуществления, каждая полость включает в себя закрывающий элемент, связанный с корпусом, выполненный с возможностью перемещения для изоляции полости от бака, когда насос удаляется из корпуса.

Удобным образом, закрывающий элемент содержит гильзу, включающую в себя отверстие или отверстия гильзы, при использовании, по существу, совпадающие с впуском или впусками, при этом гильза выполнена с возможностью перестановки вдоль оси при использовании, при удалении топливного насоса из корпуса, таким образом гильза блокирует указанный(ые) впуск(и) для осуществления изоляции.

В варианте осуществления, корпус имеет основной участок с фланцем для прикрепления к стенке топливного бака или смежно со стенкой топливного бака, при этом участок с фланцем, по существу, окружает две примыкающие друг к другу, каждая из которых выполнена с возможностью размещения одного из двух топливных насосов, при этом полости являются доступными при использовании снаружи топливного бака и обеспечивают возможность извлечения соответствующего насоса снаружи топливного бака.

В варианте осуществления, корпус выполнен, по меньшей мере, частично из армированного волокном пластикового материала. Пластиковый материал может представлять собой ПЭЭК (PEEK), который армирован приблизительно 20%-35% углеродными волокнами.

В варианте осуществления, корпус дополнительно включает в себя сетчатый фильтр, образованный вокруг впуска(ов) снаружи корпуса.

Для уменьшения веса, фильтр может присоединяться к пластику корпуса.

В варианте осуществления, корпус адгезивно присоединен или выполнен с возможностью присоединения непосредственно к топливному баку или поддерживающей конструкции топливного бака.

В варианте осуществления, узел может дополнительно включать в себя один или более клапанов выпуска пара, расположенных в корпусе.

В варианте осуществления, клапаны выпуска пара выполнены с возможностью удаления изнутри каждой полости при удалении насоса из полости.

В соответствии с дополнительным аспектом, изобретение охватывает способ обслуживания узла топливного насоса , по меньшей мере, частично в топливном баке, включающий, в любом подходящем порядке, этапы:

a) обеспечение узла топливного насоса по любому из п.п.1-14;

b) частичное извлечение топливного насоса из полости узла вместе с закрывающим элементом узла;

c) полное извлечение насоса из полости, оставляя закрывающий элемент для изоляции полости от топливного бака; и необязательно

d) опустошение топливного бака, затем удаление любой одной или более частей узла топливного насоса, включая закрывающий элемент, обратный клапан и клапаны выпуска пара, из бака и полости посредством доступа к полости снаружи бака.

В соответствии со вторым аспектом изобретения, предложен узел топливного насоса, содержащий корпус для, по меньшей мере, частичной вставки в топливный бак и для поддерживания узла смежно со стенкой топливного бака, при этом корпус включает в себя топливный насос в корпусе, выполненный с возможностью питания через впуск или впуски в корпусе, при этом топливный насос выполнен с возможностью извлечения из корпуса в направлении от бака, и узел дополнительно включает в себя закрывающий элемент, выполненный с возможностью перемещения в том же направлении, что и насос, во время его извлечения, при этом закрывающий элемент при перемещении закрывает впуск или впуски.

В варианте осуществления, корпус также содержит выход, включающий в себя обратный клапан.

В соответствии с третьим аспектом изобретения, предложен узел топливного насоса для установки при использовании внутри топливного бака вокруг отверстия во внешней стенке топливного бака, которое обеспечивает возможность доступа к узлу снаружи топливного бака, при этом узел содержит корпус, имеющий область взаимодействия для герметичного прикрепления к топливному баку при использовании вокруг отверстия, при этом корпус включает в себя множество полостей насоса, при этом каждая полость имеет впуск, сообщающийся с внутренней частью топливного бака при использовании, и принимает с возможностью удаления топливный насос, работающий для втягивания топлива в полость через впуск и для его выпуска из полости, и каждая полость имеет соответствующий закрывающий элемент, работающий для закрывания впуска для изоляции соответствующей полости от топливного бака.

В варианте осуществления, полости выполнены за одно целое в корпусе.

В качестве альтернативы, корпус выполнен из множества корпусных составных элементов, включающих соответствующие корпусные составные элементы полости.

Предпочтительно, корпус включает в себя общий выпуск, который принимает при использовании топливо, выпускаемое из любой из полостей насоса.

В варианте осуществления, каждая полость включает в себя соответствующих выпуск.

В варианте осуществления, полости являются доступными снаружи топливного бака, при удалении насосов.

В соответствии с четвертым аспектом изобретения, предложен узел топливного насоса, содержащий корпус для, по меньшей мере, частичной вставки в топливный бак и для поддерживания узла смежно со стенкой топливного бака, при этом корпус включает в себя, по меньшей мере, одну полость и содержит топливный насос в одной или каждой полости, питающийся через впуск или впуски в корпусе, при этом один или каждый топливный насос выполнен с возможностью извлечения из полости или полостей в направлении от бака, и узел дополнительно включает в себя закрывающий элемент в одной или каждой полости для закрывания впуска или впусков при его перемещении, при этом одна или каждая полость дополнительно включает в себя обратный клапан, при этом указанный(ые) закрывающий(ие) элемент(ы) и/или указанный(ые) обратный(ые) клапан(ы) выполнен(ы) с возможностью извлечения из полости после извлечения насоса.

Изобретение относится к топливному насосу, который может представлять собой один топливный насос, имеющий признаки, упомянутые выше, или признаки, описанные и показанные.

Изобретение может выполняться различными образами, и его варианты осуществления теперь будут описываться только в качестве примера, при этом ссылка будет делаться на прилагаемые чертежи, на которых:

на фигуре 1 показан перспективный вид первого варианта осуществления узла топливного насоса;

на фигуре 2 показан дополнительный перспективный вид узла топливного насоса, показанного на фигуре 1, в разрезе;

на фигуре 3 показан дополнительный перспективный вид узла топливного насоса, показанного на фигуре 1, в разрезе, и показывающий частично вытянутый топливный насос;

на фигуре 4 показан дополнительный частичный перспективный вид узла топливного насоса, показанного на фигуре 1, в разрезе с извлеченными топливными насосами;

на фигурах 5 и 6 показаны разные перспективные виды второго варианта осуществления узла топливного насоса;

на фигуре 7 показан дополнительный перспективный вид узла топливного насоса, показанного на фигурах 5 и 6, в разрезе;

на фигуре 8 показан разрез через узел, показанный на фигуре 5 и 6, с частично извлеченным топливным насосом; и

на Фигуре 9 показан частичный разрез узла, показанного на фигурах 5-8.

Ссылаясь на фигуру 1, показан узел 100 топливного насоса, содержащий отлитый из пластика корпус 102, в этом случае выполненный из ПЭЭК (полиэфирэфиркетон) пластиков, армированных приблизительно 30% короткими углеродными волокнами. Корпус 102 включает в себя фланец 104 для установки смежно с отверстием 121, при этом только один край показан, в основной стенке T топливного бака. Невыпадающие гайки 106, в этом случае, присоединяются посредством адгезива к фланцу 104 для обеспечения, наряду с комплементарными болтами, крепежного средства для установки корпуса. Отверстие 121 обеспечено в стенке T основания топливного бака, при этом фланец 104 уплотняет отверстие 121 посредством окружения отверстия 121. Корпус 102 размещается, по существу, внутри стенки T бака, таким образом топливо может входить в корпус 102 через впуски 120, которые расположены позади фильтра 160. Топливо может перемещаться в направлениях стрелок "В" и выходить из корпуса через выпуск 110 в направлении стрелок "ИЗ". Выпуск 110 включает в себя фланец 112 для соединения с топливной магистралью. В этом узле 2, топливные насосы размещены в полостях, называемых здесь емкостями, 170 и 180. Каждый топливный насос имеет выпускной коллектор 108, питающий общий выпуск 110. Только одно отверстие 121 в стенке T топливного бака требуется для, в этом случае, двух насосов.

На фигуре 2 показан разрез через емкости 170. На этом чертеже, показан электроприводной топливный насос 140, расположенный в полости 172 емкости, образованной емкостью 170. В этом применении, термин "топливный насос" означает, по меньшей мере, части насоса, способные создавать поток текучей среды. При использовании, электропитание подается на гнездо 148 для приведения в движение двигателя 146 насоса. Насос 140 имеет вал 144, который вращается вокруг оси A, для приведения в движение винтового лопастного колеса 142. Лопастное колесо 142 втягивает топливо из бака T, через фильтр 160, через впуск 120. Лопастное колесо 142 побуждает топливо перемещаться из полости 172, через клапан 130 и из выпуска 110. Таким образом, насос 140 размещается, по существу, в полости 172, которая при использовании заполнена. Клапан выпуска пара 114 обеспечивает возможность выхода пара из полости 172. Вал 144 насоса, на своем месте, поднимает паровую выпускную заслонку 116, для обеспечения возможности выхода пара.

Насос 140 расположен в корпусе 102 посредством внешнего цилиндра 190 и закрывающего элемента в этом случае в форме способного скользить скользящего клапана 150. Как цилиндр 190, так и скользящий клапан 150 включают в себя отверстия, которые выровнены с впусками 120, таким образом отверстия обеспечивают возможность протекания топлива в насос 140. Насос имеет пару стеновых элементов 141 и 143, которые удерживают насос радиально на месте в скользящем клапане 150. Идентичный узел насоса размещен во второй емкости 180. Узел 100 насоса также включает в себя запирающие пластины 122 для доступа к топливному баку через полость.

Ссылаясь дополнительно на фигуру 3, когда требуется удалить насос 140 из емкости 170 или емкости 180, это может выполняться посредством извлечения насоса 140 в направлении стрелки R, из бака T. Крепежные винты 145 удаляются, и насос может извлекаться вручную. Одновременно, скользящий клапан 150 извлекается с насосом на предварительно заданное расстояние в направлении стрелки R таким образом, что его отверстия 152 больше не совпадают с впусками 120, и, таким образом, полость 172 становится изолированной от топливного бака T. Крепление байонетного типа (не показано) обеспечивает возможность начального перемещения насоса 140 и скользящего клапана 150 в направлении стрелки R, до тех пор, пока скользящий клапан не изолирует полость, затем посредством скручивания насоса, он может отделяться от скользящего клапана и удаляться. Дальше, вал 144 насоса больше не удерживает открытой паровую выпускную клапанную заслонку 116. Таким образом, полость 172 дополнительно изолируется от бака T до удаления насоса. На фигуре 3, насос 140 показан частично удаленным из полости 172, и дополнительная полость 182 в емкости 180 показана с полностью удаленным насосом. Кроме того, рука H показана в полости 182 для иллюстрации то, что доступ к полости является возможным, когда насос удален. Для ясности, скользящий клапан 150, показанный в полости 182, не извлекается в направлении стрелки R, однако, на практике, скользящий клапан 150 будет извлекаться, как показано слева на чертеже, только если топливный бак T был опустошен.

На фигуре 4 показан разрез через корпус 102, показывающий обратный клапан 130 более подробно. Если потребуется отремонтировать или осмотреть клапан 130, это может выполняться посредством доступа к полости 182, после опустошения бака T. Одно фиксирующее крепление 136 может удаляться, и направляющая пластина 134 вращается в направлении стрелки V для удаления клапанной заслонки 132 и клапанного стопора 138 в виде узла вместе с направляющей пластиной 134. На этом чертеже показан монтажный цилиндр 190, скользящий клапан 150 и отверстия 152 более подробно.

На фигурах 5 и 6 показаны разные виды второго варианта осуществления изобретения. В этом варианте осуществления, части, аналогичные по функциям варианту осуществления, показанному на фигурах 1-4, имеют ссылочные позиции, имеющие одинаковые последние 2 цифры.

Показан узел 200 насоса, который также включает в себя корпус 202. Корпус включает в себя фланец 204, который предполагается присоединяться непосредственно либо к стенке T топливного бака, либо к конструкции воздушного судна, поддерживающей топливный бак, в любом случае, имея отверстие 212, только один край которого показан. Устройство узла 200 топливного насоса является аналогичным устройству узла 100 топливного насоса, за исключением того, что два выпуска 230 предусмотрены для соединения с соответствующими топливными выпускными трубопроводами. В этом случае, емкость 270 и емкость 280 образованы из отдельных верхних участков 274, 284 и нижних участков 276, 286, которые удерживаются вместе посредством крепежных элементов.

На фигурах 5 и 6, один из двух использующихся насосов 240, показан частично удаленным из своей емкости 270. Технология удаления насоса заключается, как описано выше, в том, что скользящий клапан 250 также частично извлекается в направлении R таким образом, что впуски 220 блокируются для изоляции соответствующей полости 272, 282 емкости от бака T.

Ссылаясь на фигуру 7, показан разрез через емкость 280. Конструкция, показанная на фигуре 7, будет идентичной емкости 270. Емкость 280 включает в себя внутреннюю полость 282, которая функционирует таким же образом, как описано со ссылкой на фигуру 2. Ссылаясь на фигуру 8, показано извлечение одного насоса 240 из полости 282, вместе с тем насос 240 в полости 242 остается на месте. Извлечение насоса в направлении стрелки R выполняется, как описано выше со ссылкой на фигуру 3.

Со ссылкой на фигуру 9, удаление обратного клапана 230 выполняется, как описано выше, со ссылкой на фигуру 4, и использует механизм для удаления байонетного типа, для удаления клапана изнутри соответствующей полости 272, 282, когда бак опустошен. В этом варианте осуществления, клапан выпуска пара 214 может удаляться в направлении стрелки R, как только насос 240 был удален. Удаление обратного клапана 230 и парового выпускного клапана 214 может выполняться после того как был опустошен бак T.

Только два варианта осуществления изобретения были описаны и показаны, однако, различные модификации, дополнения или опущения будут очевидными для специалистов в данной области, не выходя за пределы объема изобретения. Например, показанные конструкции насоса используют два насоса, но может использоваться любое количество насосов.

Настоящее изобретение относится к узлам топливного насоса, включающим в себя множество топливных насосов для установки на топливные баки воздушного судна и обеспечивающим возможность технического обслуживания насосов без необходимости доступа с внутренней стороны баков. Показан узел 100 топливного насоса, содержащий корпус 102, включающий в себя два топливных насоса 140 для установки в или смежно с одним отверстием 121 в стенке топливного бака T. Каждый насос является индивидуально удаляемым из корпуса посредством извлечения из бака T. Гильза 150 также является подвижной в том же направлении, что и насос, для блокировки впусков 120 в корпусе 102 и изоляции корпуса от топлива в баке T. Таким образом, бак не требуется опустошать при извлечении топливных насосов, что облегчает проведение технического обслуживания. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Узел топливного насоса для установки при использовании внутри топливного бака вокруг отверстия во внешней стенке топливного бака, обеспечивающего возможность доступа к узлу снаружи топливного бака, узел содержит:

корпус, имеющий область взаимодействия для герметичного прикрепления к топливному баку при использовании вокруг отверстия, причем корпус включает в себя множество полостей насоса, при этом каждая полость имеет впуск, сообщающийся с внутренней частью топливного бака при использовании и выполнена с возможностью приема и с возможностью удаления топливного насоса, работающего для втягивания топлива в полость через впуск и для выпуска топлива из полости, и каждая полость имеет соответствующий закрывающий элемент, работающий для закрывания впуска для изоляции соответствующей полости от топливного бака, так что каждый насос выполнен с возможностью индивидуального удаления из корпуса.

2. Узел по п. 1, в котором корпус содержит две примыкающие друг к другу полости, каждая из которых выполнена с возможностью размещения топливного насоса и каждая имеет ось, проходящую, по существу, перпендикулярно или наклонно относительно стенки бака.

3. Узел по п. 2, в котором каждая полость включает в себя один или более топливных впусков, выполненных с возможностью питания соответствующего насоса.

4. Узел по п. 2 или 3, в котором каждая полость включает в себя выпуск, включающий в себя обратный клапан.

5. Узел по п. 4, в котором каждый из обратных клапанов включают в себя заслонку и пластину для заслонки, поддерживающую заслонку на корпусе.

6. Узел по п. 5, в котором пластина выполнена с возможностью удержания на месте посредством крепежного элемента, выполненного с возможностью удаления, и выполнена с возможностью вращения для снятия при удалении крепежного элемента.

7. Узел по п. 4, в котором каждый из обратных клапанов выполнен с возможностью извлечения из своей соответствующей полости посредством доступа из соответствующей полости при удалении соответствующего насоса.

8. Узел по п. 2, в котором каждая полость включает в себя закрывающий элемент, связанный с корпусом, выполненный с возможностью перемещения для изоляции полости от бака при удалении насоса из корпуса.

9. Узел по п. 8, в котором закрывающий элемент содержит гильзу, включающую в себя отверстие гильзы или отверстия гильзы, при использовании, по существу, совпадающие с впуском или впусками, при этом гильза выполнена с возможностью перестановки вдоль оси при использовании, при удалении топливного насоса из корпуса так, что гильза выполнена с возможностью блокирования впуска(ов) для осуществления изоляции.

10. Узел по п. 2, в котором корпус имеет основной участок с фланцем для прикрепления к стенке топливного бака или смежно со стенкой топливного бака, при этом участок с фланцем, по существу, окружает две примыкающие друг к другу полости, каждая из которых выполнена с возможностью размещения одного из двух топливных насосов, при этом полости являются доступными при использовании снаружи топливного бака и выполнены с возможностью обеспечения извлечения соответствующего насоса снаружи топливного бака.

11. Узел по п. 1, в котором корпус выполнен по меньшей мере частично из армированного волокном пластикового материала, предпочтительно пластиковый материал представляет собой ПЭЭК, который армирован приблизительно 20-35% углеродными волокнами.

12. Узел по п. 1, в котором корпус дополнительно включает в себя сетчатый фильтр, образованный вокруг впуска(ов) снаружи корпуса, причем фильтр присоединен к пластику корпуса.

13. Узел по п. 1, в котором корпус адгезивно присоединен или выполнен с возможностью присоединения непосредственно к топливному баку или поддерживающей структуре топливного бака.

14. Узел по п. 1, дополнительно включающий в себя один или более клапанов выпуска пара, расположенных в корпусе, причем клапаны выпуска пара выполнены с возможностью удаления внутри каждой полости при удалении насоса из полости.

15. Способ обслуживания узла топливного насоса по меньшей мере частично внутри топливного бака, включающий, в любом подходящем порядке, этапы:

a) обеспечения узла топливного насоса по любому из пп. 1-14;

b) частичное извлечение топливного насоса из полости узла вместе с закрывающим элементом узла;

c) извлечение насоса из полости, оставляя закрывающий элемент для изоляции полости от топливного бака; и необязательно

d) опустошение топливного бака, затем удаление любой одной или более частей узла топливного насоса, включая закрывающий элемент, обратный клапан и клапаны выпуска пара, из бака и полости посредством доступа к полости снаружи бака.