Способ удаления несливаемого остатка воды во внутренних полостях бакового отсека летательного аппарата Российский патент 2019 года по МПК F26B9/06 

Изобретение относится к авиационно-ракетной технике, а именно к устройствам сушки баковых отсеков с системой забора топлива (удаление несливаемого остатка воды из его внутренних полостей).

При изготовлении баковых отсеков с системой забора топлива, внутри бакового отсека остаются остатки загрязнений (стружка, ворс и т.д.). После промывки внутренних полостей отсека бака от загрязнений чистота сливаемой из бака воды, должна быть не хуже 8 класса чистоты по ГОСТ 17216-2001. В результате промывки бака у некоторых конструкций бакового отсека остается несливаемый остаток воды во внутренних полостях бакового отсека. Несливаемый остаток воды может располагаться в различных зонах по длине бакового отсека в зависимости от конструкции и исчисляться в литрах.

Баковые отсеки авиационно-ракетной техники могут изготавливаться из алюминиевого сплава, поэтому температура сушки для таких баков ограничена предельной температурой (не более 110°С).

Удаление воды может производиться одним из следующих методов сушки: конвективным, температурным, односторонним вакуумированием, общим вакуумированием, вакуумно-температурным.

При выборе метода сушки необходимо учитывать особенности изделия и требования, предъявляемые к нему, а также допустимые режимы нагрева материала изделия.

Известны вакуумные сушильные камеры с обеспечением определенного вакуума и температуры изделия для сушки вакуумно-температурным методом. При сушке данным методом сначала необходимо включить нагревательное устройство, а после достижения требуемой температуры сушки включить вакуумный насос и обеспечить необходимый вакуум. Ближайшие аналоги: по учебнику "Научные основы вакуумной техники", Дэшман С М., 2004. с. 715;

При наличии большого количества воды, приведенные выше сушильные установки имеют следующие недостатки:

- длительный процесс удаления несливаемого остатка воды из бакового отсека;

- большие энергозатраты на удаления воды из бакового отсека.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение является:

- сокращение продолжительности сушки по удалению несливаемого остатка воды из внутренних полостей бакового отсека;

- снижение энергоемкости и трудоемкости процесса сушки.

Для достижения названного технического результата инфракрасные нагреватели располагаются непосредственно под днищем бакового отсека.

Инфракрасные нагреватели разбиваются на управляемые зоны с баковым отсеком, где могут находиться несливаемые остатки воды.

Управление и контроль нагревом ведется автономно по зонам в баковом отсеке, в которых предполагается вода.

Задание температурного режима сушки в каждой зоне осуществляется через термопару подсоединенному к цифровому контроллеру, на котором устанавливается предельная температура нагрева.

Термопары установлены на съемные прижимные хомуты и крепятся с их помощью к дну бакового отсека по зонам, где находится вода.

От заброса заданной температуры на днище бакового отсека, высота установки бакового отсека относительно нагревателей регулируется стойками с ложементами под баковый отсек.

При нагреве с понижением давления происходит охлаждение днища бака с термопарой, где находится вода, т.е. понижение температуры показывает наличие воды в зонах над термопарами. По завершению испарения воды в одной из зон, температура резко возрастает до заданной и отключаются нагреватели в этой зоне и нагрев происходит по тем зонам где остался несливаемый остаток воды.

Данное техническое решение значительно сокращает длительность, энергоемкость и трудоемкость процесса сушки по сравнению с другими устройствами.

Вакуумная сушильная установка с инфракрасным нагревом для сушки баковых отсеков представлена на фиг. 1 и 2.

Сушильная установка работает циклами нагрева-вакуумирования следующим образом:

Необходимо снять крышки и иглы с заправочной и дренажной горловин и все технологические заглушки с бакового отсека 1.

Установить на баковый отсек l.no зонам нагрева термопары 2 на съемных прижимных хомутах (показаны 4 зоны).

Баковый отсек 1 разместить на камерную тележку с регулирующими по высоте ложементами 3 и закатить по рельсам 4 в камеру сушильной установки 5. Термопары на съемных хомутах должны находиться под днищем бакового отсека.

Установить предельную заданную температуру на шкафу управления 6 с помощью цифровых контроллеров на панели 7 по зонам нагрева бакового отсека. Включить все инфракрасные нагреватели с отражающим экраном 8.

Для алюминиевого бакового отсека температуру задать не более 110°С.

После термостатирования контроль по контроллерам 7 производить цикл нагрева-вакуумирования бакового отсека 1. Включить вакуумный насос 9 и медленно понизить давление в камере до минимально возможного.

В процессе понижения давления происходит кипение воды в несливаемых остатках с удалением пара из камеры вакуумным насосом 9. Контроль давления в камере осуществлять по вакуумметру 10.

Если температура в зонах установки термопар 2 на днище бакового отсека в процессе нагрева понижается, то это означает наличие воды в этой зоне нагрева.

После достижения предельного пониженного значения давления, вакуумный насос выключить, давление в камере довести до нормального и цикл нагрева-вакуумирования повторить.

Сушку проводить до тех пор, пока не будет происходить снижение температуры при понижении давления и установится заданная предельная температура во всех зонах бакового отсека 1 по показаниям контроллеров 7.

Окончательный контроль сухости осуществлять по замерам датчика 11 прибора регистрации температуры и влажности 12.

После завершения контроля сухости производить вакуумирование до минимально возможного пониженного давления в камере и для выравнивания давления до атмосферного, запускать сухой азот с точкой росы не выше минус 50°С.

После извлечения бакового отсека 1 из камеры 6 установить на свои места снятые перед сушкой технологические заглушки, крышки и иглы заправочной и дренажной горловин.

Изобретение относится к авиационно-ракетной технике, а именно к устройствам сушки баковых отсеков летательных аппаратов с системой забора топлива (удаление несливаемого остатка воды из его внутренних полостей). Баковые отсеки авиационно-ракетной техники могут изготавливаться из алюминиевого сплава, поэтому температура сушки для таких баков ограничена предельной температурой (не более 110°С). Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является сокращение продолжительности сушки по удалению несливаемого остатка воды из внутренних полостей бакового отсека, а также снижение энергоемкости и трудоемкости процесса сушки. Так, с уменьшением давления при неизменной температуре испаряемой воды резко увеличивается скорость испарения. Это приводит к возрастанию затрат теплоты на фазовые превращения воды в пар. Вода быстро охлаждается, интенсивность испарения падает. Чтобы постоянно поддерживать высокую скорость испарения, надо постоянно понижать давление, то есть процесс испарения должен проводиться циклами, с понижением давления от атмосферного. Учитывая, что с понижением давления происходит охлаждение бака в том месте, где находится вода, необходимо это место усиленно нагревать. Для достижения названного технического результата инфракрасные нагреватели располагаются непосредственно под днищем бакового отсека. Инфракрасные нагреватели разбиваются на управляемые зоны с баковым отсеком, где могут находиться несливаемые остатки воды. Управление и контроль нагревом ведется автономно по зонам в баковом отсеке, в которых предполагается вода. Задание температурного режима сушки в каждой зоне осуществляется через термопару, подсоединенную к цифровому контроллеру, на котором устанавливается предельная температура нагрева. Термопары установлены на съемные прижимные хомуты и крепятся с их помощью к дну бакового отсека по зонам, где находится вода. Данное техническое решение значительно сокращает длительность, энергоемкость и трудоемкость процесса сушки по сравнению с другими устройствами. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ удаления несливаемого остатка воды из внутренних полостей баковых отсеков летательных аппаратов, при котором вакуумная сушильная установка с инфракрасным нагревом работает циклами нагрев-вакуумирование, что значительно сокращает продолжительность удаления несливаемого остатка воды, а также содержит вакуумную камеру с термопарами, закрепленными к днищу бакового отсека по зонам с несливаемыми остатками воды с помощью съемных прижимных хомутов, и измерителем температуры и влажности для контроля внутри вакуумной камеры, причем повышение температуры в зонах бакового отсека до заданной по управляющим контроллерам показывает удаление несливаемого остатка воды из внутренних полостей бакового отсека.

2. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что инфракрасные нагреватели располагаются под баковым отсеком с термопарами и разбиваются на зоны с отдельным управлением нагревом, с помощью управляющих температурных контроллеров в каждой зоне по длине бакового отсека, в которых находится несливаемый остаток с водой.

3. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что с целью экономии электроэнергии после удаления несливаемого остатка воды из одной зоны бакового отсека инфракрасные нагреватели этой зоны отключаются и удаление несливаемого остатка ведется по оставшимся зонам.

4. Способ по п. 1, характеризующийся тем, что заброс от заданной температуры по зонам нагрева днища бакового отсека, кроме управляющих контроллеров, дополнительно регулируется расстоянием между баковым отсеком и инфракрасными нагревателями с помощью стоек с ложементами под баковый отсек.