СИСТЕМА ЗАПРАВКИ БАКОВ ОТ ОБЩЕЙ ЗАПРАВОЧНОЙ МАГИСТРАЛИ Российский патент 2022 года по МПК B64D37/16 

Изобретение относится к ракетно-космической технике, в частности, к системам и устройствам для заправки баков жидкостью.

Известна система заправки баков от общей заправочной магистрали по патенту №133093 RU, содержащая промежуточный и конечный заправляемые баки, общую заправочную магистраль, дренажные магистрали баков, сужающее устройство с зоной пониженного давления, установленное в заправочной магистрали, причем промежуточный бак соединен с заправочной магистралью перед сужающим устройством, а конечный бак соединен с концевой частью заправочной магистрали, дренажная магистраль промежуточного бака соединена с зоной пониженного давления общей заправочной магистрали, созданной сужающим устройством, принятая за прототип предполагаемого изобретения.

Недостатком прототипа является отсутствие в верхней части заправленного промежуточного бака свободного газового объема, необходимого для компенсации температурного расширения жидкости в процессе длительного хранения. Отсутствие свободного газового объема в заправленном баке снижает надежность системы заправки при использовании ее в пневмогидравлической системе ракеты (см. стр. 72 книги «Пневмогидравлические системы двигательных установок с жидкостными ракетными двигателями». Под редакцией академика В.Н. Челомея. М., «Машиностроение», 1978. 240 с.).

Задачей предполагаемого изобретения является устранение указанного недостатка прототипа, а техническим результатом - повышение надежности системы заправки путем компенсации температурного расширения жидкости в баке за счет образования в верхней части заправленного бака свободного газового объема.

Указанная задача решается и технический результат достигается тем, что концевая часть дренажной магистрали промежуточного бака заглублена в промежуточный бак на некоторое расстояние h, обеспечивающее требуемый свободный газовый объем V_св в верхней части заправленного бака.

Заглубление дренажной магистрали в промежуточный бак на некоторое расстояние h обеспечивает неполную заправку бака с образованием в верхней части бака свободного газового объема, соответствующего расстоянию h, т.к. при достижении уровня заправляемой жидкости конца заглубленной в бак дренажной магистрали заправляемая жидкость будет поступать в дренажную магистраль бака и переливаться по ней в общую заправочную магистраль.

Техническая сущность предполагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором приведена его принципиальная гидравлическая схема.

Система заправки содержит промежуточный 1 и конечный 2 баки, общую заправочную магистраль 3, концевая часть которой соединена с конечным баком 2, сужающее устройство 6 с зоной 7 пониженного давления, установленное в общей заправочной магистрали 3, заправочную магистраль 8 промежуточного бака 1, соединенную с общей заправочной магистралью 3 перед сужающим устройством 6, дренажную магистраль 4 конечного бака 2, дренажную магистраль 5 промежуточного бака 1, соединенную с зоной 7 пониженного давления общей заправочной магистрали 3, созданной сужающим устройством 6. Концевая часть 9 дренажной магистрали 5 промежуточного бака 1 заглублена в промежуточный бак 1 на некоторое расстояние h, обеспечивающее при заправке неполную заправку бака 1 и образование в верхней части бака свободного газового объема V_св, необходимого для компенсации температурных расширений жидкости в заправленном баке при длительном хранении. Наличие свободного газового объема в промежуточном баке повышает надежность системы заправки при использовании ее в пневмогидравлической системе ракеты.

Система заправки работает следующим образом.

При заправке баков 1 и 2 заправляемая жидкость по заправочным магистралям 3 и 8 поступает в конечный бак 2 и промежуточный бак 1 соответственно. Дренаж газов из бака 2 осуществляется в дренажную магистраль 4. Газы из промежуточного бака 1 по его дренажной магистрали 5 поступают в зону 7 пониженного давления заправочной магистрали 3, созданную сужающим устройством 6, далее по общей заправочной магистрали 3 в конечный бак 2 и в его дренажную магистраль 4. Благодаря тому, что концевая часть 9 дренажной магистрали 5 заглублена в промежуточный бак 1 на некоторое расстояние h, заправка жидкостью промежуточного бака 1 будет неполной. При достижении уровня жидкости в баке 1 среза 10 концевой части 9 дренажной магистрали 5 жидкость по дренажной магистрали 5 будет переливаться в общую заправочную магистраль 3, уровень жидкости в баке 1 не поднимается выше среза 10 концевой части 9 дренажной магистрали 5, в верхней части бака 1 остается свободный газовый объем V_св, соответствующий глубине h заглубления в бах 1 концевой части 9 дренажной магистрали 5. Расстояние h выбирается исходя из условия обеспечения в заправленном баке 1 требуемого свободного газового объема V_св. В зависимости от геометрической формы промежуточного бака 1 расстояние h, соответствующее свободному объему V_св, определяется расчетно-графическим способом по чертежу бака 1 или только расчетом. Например, в случае выполнения бака 1 сферическим, расстояние h определяется из решения уравнения V_св=π(Rh²-h³/3), где R - радиус сферического бака 1. Величина свободного газового объема в баке обычно выбирается равным (4…5) % от общего объема бака [1].

Таким образом, предложена система заправки баков от общей заправочной магистрали, содержащая промежуточный и конечный заправляемые баки, общую заправочную магистраль, дренажные магистрали баков, сужающее устройство с зоной пониженного давления, установленное в заправочной магистрали, причем промежуточный бак соединен с заправочной магистралью перед сужающим устройством, а конечный бак соединен с концевой частью заправочной магистрали, дренажная магистраль промежуточного бака соединена с зоной пониженного давления заправочной магистрали, созданной сужающим устройством, концевая часть дренажной магистрали промежуточного бака заглублена в промежуточный бак на некоторое расстояние h, обеспечивающее требуемый свободный газовый объем V_св в верхней части заправленного промежуточного бака.

Техническим результатом предполагаемого изобретения является повышение надежности системы заправки путем компенсации температурного расширения жидкости в баке за счет образования в верхней части заправленного бака свободного газового объема.

Литература

1. Пневмогидравлические системы двигательных установок с жидкостными ракетными двигателями. Под редакцией академика В.Н. Челомея. М., «Машиностроение», 1978. 240 с.

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к системам и устройствам для заправки баков жидкостью. Система заправки баков от общей заправочной магистрали содержит промежуточный и конечный заправляемые баки, общую заправочную магистраль, дренажные магистрали баков. Конечный бак соединен с концевой частью заправочной магистрали. Дренажная магистраль промежуточного бака соединена с зоной пониженного давления заправочной магистрали, созданной сужающим устройством. Концевая часть дренажной магистрали промежуточного бака заглублена в промежуточный бак на расстояние h, обеспечивающее требуемый свободный газовый объем V_св в верхней части заправленного промежуточного бака. Промежуточный бак может быть выполнен сферическим. Достигается повышение надежности ракеты. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система заправки баков от общей заправочной магистрали, содержащая промежуточный и конечный заправляемые баки, общую заправочную магистраль, дренажные магистрали баков, сужающее устройство с зоной пониженного давления, установленное в заправочной магистрали, причем промежуточный бак соединен с заправочной магистралью перед сужающим устройством, а конечный бак соединен с концевой частью заправочной магистрали, дренажная магистраль промежуточного бака соединена с зоной пониженного давления заправочной магистрали, созданной сужающим устройством, отличающаяся тем, что концевая часть дренажной магистрали промежуточного бака заглублена в промежуточный бак на расстояние h, обеспечивающее требуемый свободный газовый объем V_св в верхней части заправленного промежуточного бака.

2. Система заправки баков от общей заправочной магистрали по п. 1, отличающаяся тем, что промежуточный бак выполнен сферическим, а глубина h заглубления в бак концевой части дренажной магистрали определяется из решения уравнения V_св=π(Rh²-h³/3), где R - радиус сферического бака.