СПОСОБ ЗАПРАВКИ ЖИДКОСТНОЙ ТОПЛИВНОЙ СИСТЕМЫ ДЕГАЗИРОВАННЫМ И ОБЕЗВОЖЕННЫМ ТОПЛИВОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК B64D37/30 B64D37/18 B01D19/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области заправки жидкостных топливных систем подготовленным топливом, а именно к способам и комплексам заправочного оборудования с удалением газов и воды из жидкого топлива.

Уровень техники

Из уровня техники известен способ и устройство автономной заправки топливных систем из описания к патенту РФ на полезную модель №108017 (опубл. 10.09.2011 г.), при котором используют блок дегазационного оборудования, причем для обеспечения минимизации габаритно-массовых характеристик часть агрегатов блока дегазационного оборудования может конструктивно размещаться в блоке заправки.

Также из уровня техники известен способ и устройство заправки топливных систем с использованием аэродромного топливозаправщика с вакуумированием из описания к патенту РФ на изобретение №2380293 (опубл. 27.01.2010 г.), содержащего вакуумный насос, связанный с трубопроводом с верхней частью топливной цистерны (с надтопливным пространством) трубопроводом, в котором установлен перекрывной кран и к которому подсоединен вакуумметр (указатель воздушного давления, например барометр). С другой стороны вакуумного насоса расположен обратный клапан. На топливной цистерне смонтирован предохранительный клапан. При включении вакуумного насоса и предварительно открытом кране воздух из надтопливного пространства топливной цистерны будет откачиваться через обратный клапан в атмосферу, что создаст понижение давления в этом пространстве (вакуумирование). А это приведет к выделению из топлива, находящегося в топливной цистерне, растворенных в нем газов (кислорода, азота). Освобожденное от растворенных в нем газов топливо из топливной цистерны перекачивается в топливные баки летательного аппарата.

Также из уровня техники известен способ заполнения жидкостной топливной системы подготовленным топливом из описания к патенту РФ на изобретение №2793807 (опубл. 06.04.2023 г.), при котором заливают топливо в емкость таким образом, чтобы в емкости оставалось незаполненное пространство, подготавливают топливо, с помощью по меньшей мере одного топливного рукава заполняют топливную систему подготовленным топливом, при этом в процессе подготовки топлива вакуумируют надтопливное пространство в емкости с помощью вакуумного насоса, характеризующийся тем, что подготавливают топливо за счет чередования вакуумирования надтопливного пространства в емкости и перемешивания слоев топлива в емкости, после подготовки топлива заливают подготовленное топливо в гидроаккумулятор, заполняют топливную систему подготовленным топливом из гидроаккумулятора, при этом перемешивают слои топлива в емкости в течение заданного промежутка времени за счет слива топлива из емкости, пропускания по замкнутому контуру и возврата в емкость, при заполнении топливной системы подготовленным топливом из гидроаккумулятора сопровождают подачу топлива циклическим изменением давления в топливной системе.

Также из уровня техники известно устройство для заполнения жидкостной топливной системы подготовленным топливом из описания к патенту РФ на изобретение №2793807 (опубл. 06.04.2023 г.), содержащее систему трубопроводов подготовки и подачи топлива, емкость, гидроаккумулятор, топливный насос, вакуумный насос, по меньшей мере один топливный рукав, средство изменения давления в топливной системе.

Из уровня техники известен способ заполнения жидкостной топливной системы подготовленным топливом из описания к патенту РФ на изобретение №2750197 (опубл. 23.06.2021 г.), наиболее близкий к предлагаемому изобретению и выбранный в качестве прототипа, при котором заливают топливо в емкость, подготавливают топливо, для чего барботируют топливо, залитое в емкость, с помощью барботажной трубки, и вакуумируют надтопливное пространство с помощью вакуумного насоса, характеризующийся тем, что для подготовки топлива используют емкость, снабженную штуцером вакуумирования и штуцером подачи топлива, каждый из которых выполнен с возможностью соединения с одним из концов топливного рукава, вторым концом соединенного с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива, и вакуумный насос, соединенный с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива с возможностью перекрытия, при этом при барботировании с помощью барботажной трубки используют газ, инертный к компонентам топлива, при вакуумировании надтопливного пространства состыковывают топливный рукав со штуцером вакуумирования, после завершения подготовки топлива перестыковывают топливный рукав от штуцера вакуумирования к штуцеру подачи топлива, перекрывают вакуумный насос, заправляют жидкостную систему топливом с помощью по меньшей мере одного заправочного пистолета, соединенного с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива.

Из уровня техники известно устройство для заполнения жидкостной топливной системы подготовленным топливом из описания к патенту РФ на изобретение №2750197 (опубл. 23.06.2021 г.), наиболее близкое к предлагаемому изобретению и выбранное в качестве прототипа, содержащее емкость с барботажной трубкой и вакуумным насосом, системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива, топливным рукавом и по меньшей мере одним заправочным пистолетом, соединено с системой трубопроводов вакуумирования и подачи топлива, систему подачи газа, соединенную с барботажной трубкой.

Недостатком известных аналогов и прототипа является их затруднительное использование для заправки нескольких изделий подряд, в связи с тем, что после заправки первого изделия необходимо заполнять топливом сами емкости подготовки топлива, а для заправки автономной емкости подготовки топлива необходимо транспортировать саму емкость подготовки топлива к заправочному оборудованию или обеспечивать доставку топлива к месту расположения автономной емкости подготовки топлива, что связано с дополнительными временными затратами или необходимостью использования дополнительного оборудования.

Раскрытие сущности изобретения

Технической проблемой заявляемого способа является разработка способа заправки жидкостных топливных систем дегазированным и обезвоженным топливом с возможностью использования в стационарном комплексе заправочного оборудования жидкостных топливных систем, позволяющего обеспечить непрерывный цикл заправки изделий при сохранении требуемой степени очистки заправляемого топлива.

Способ заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом, при котором отфильтрованное топливо поступает в емкости подготовки топлива с использованием топливного насоса из емкости хранения топлива, при этом объем подготавливаемого топлива больше объема топлива, необходимого для заправки жидкостной топливной системы, а объем хранимого топлива превышает объем подготавливаемого топлива, таким образом, чтобы оставалось не заполненное топливом надтопливное пространство, где топливо барботируют инертным к составу топлива газом, надтопливное пространство емкости подготовки топлива вакуумируют, выпускают удаленные из топлива газообразные вещества из надтопливного пространства через дренаж вакуумного насоса, после завершения подготовки топлива перекрывают вакуумный насос, затем создают избыточное давление в надтопливном пространстве и заправляют жидкостную систему топливом через фильтр тонкой очистки при открытом кране слива топлива заправочной магистрали.

В частном случае реализации способа заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом, при превышении допустимых значений содержания воды в хранимом топливе, при подготовке топлива в емкости подготовки топлива через топливо пропускают жидкий азот.

Техническим результатом заявляемого способа заправки жидкостных топливных систем дегазированным и обезвоженным топливом является возможность его использования в стационарном комплексе заправочного оборудования жидкостных топливных систем для непрерывного цикла заправки изделий при сохранении требуемой степени очистки заправляемого топлива, за счет хранения топлива до его подготовки в объеме, превышающем объем подготавливаемого топлива, который, в свою очередь, больше объема заправляемой топливной системы, а также заправки жидкостной системы топливом через фильтр тонкой очистки.

Технической проблемой заявляемого устройства является разработка устройства для заправки жидкостных топливных систем дегазированным и обезвоженным топливом с возможностью использования в стационарном комплексе заправочного оборудования жидкостных топливных систем, позволяющего обеспечить непрерывный цикл заправки изделий с сохранением требуемой степени очистки топлива.

Устройство для заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом, в котором емкость хранения топлива соединена с топливным фильтром через систему трубопровода, на которой установлены кран подачи топлива, обратный клапан и топливный насос, емкость подготовки топлива снабжена штуцером наддува и барботажной трубкой для барботирования топлива с барботажным газом, инертным к составу топлива, через кран барботирования и выполнена с возможностью подсоединения к емкости с жидким азотом, на заправочной магистрали до крана слива топлива установлен фильтр тонкой очистки, при этом объем емкости подготовки топлива больше требуемого объема заправляемой топливной системы, а объем емкости хранения топлива превышает объем емкости подготовки топлива, емкость подготовки топлива соединена с вакуумным насосом через кран вакуумирования, выполнена с возможностью заполнения топливом через топливный фильтр и возможностью выхода топлива в заправочную магистраль через кран слива топлива.

В частном случае реализации устройства для заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом, емкость подготовки топлива соединена с возможностью отсоединения с емкостью с жидким азотом через кран подачи жидкого азота.

Техническим результатом заявляемого устройства для заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом является возможность его применения в стационарном комплексе заправочного оборудования жидкостных топливных систем, позволяющего обеспечить непрерывный цикл заправки изделий с сохранением требуемой степени очистки топлива за счет дополнительной емкости хранения топлива с объемом, большим, чем объем емкости подготовки топлива, которая, в свою очередь, по объему превышает заправляемую топливную систему, а также наличия на заправочной магистрали перед краном слива топлива фильтра тонкой очистки.

Краткое описание чертежей

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом и фотографиями.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема способа удаления растворенного в топливе газа и воды, а также заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом. На фиг. 2 представлена фотография макетного образца устройства для заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом в общем случае. На фиг. 3 представлена фотография макетного образца устройства для заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом в частном случае реализации с емкостью с жидким азотом.

На фиг. 1 обозначены следующие позиции:

1 - емкость хранения топлива;

2 - кран подачи топлива;

3 - обратный клапан;

4 - топливный насос;

5 - фильтр;

6 - емкость подготовки топлива;

7 - кран вакуумирования;

8 - вакуумный насос;

9 - фильтр тонкой очистки;

10 - кран слива топлива;

11 - заправочная магистраль;

12 - штуцер выдачи топлива;

13 - емкость с жидким азотом;

14 - кран подачи жидкого азота;

15 - кран барботирования;

16 - емкость с газом;

17 - барботажная трубка;

18 - штуцер наддува емкости.

Осуществление изобретения

Способ заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом заключается в следующем.

Для осуществления способа заполняют емкость хранения 1 топливом. Из емкости хранения 1 открытием крана подачи топлива 2 топливо через обратный клапан 3 перегоняют топливным насосом 4 через фильтр 5 в емкость подготовки 6 таким образом, чтобы в емкости 6 оставалось не заполненное топливом пространство.

Объем подготавливаемого топлива должен быть больше объема, необходимого для заправки топливного бака, а объем хранимого топлива должен превышать объем подготавливаемого топлива.

Подготовку топлива обеспечивают за счет барботирования при открытом кране барботирования 15 и пропускании через барботажную трубку 17 инертного к компонентам топлива газа, например, азота, расположенного в емкости с газом 16 и вакуумирования надтопливного пространства с помощью вакуумного насоса 8 путем открытия крана 7. Растворенные в топливе газообразные вещества (азот, кислород, пары воды) под действием пониженного давления над зеркалом топлива выделяются сначала в пузырьковые образования, затем из топлива в надтопливное пространство. Газовую смесь из надтопливного пространства удаляют вакуумным насосом 8.

При превышении допустимых значений содержания воды в хранимом топливе, при подготовке топлива в емкости подготовки топлива 6 пропускают через топливо жидкий азот из емкости с жидким азотом 13 путем открытия крана подачи жидкого азота 14.

После завершения подготовки топлива осуществляется наддув емкости 6 через штуцер наддува емкости 18, производится фильтрация топлива через фильтр тонкой очистки 9. Открытием крана слива топлива 10, через заправочную магистраль 11 и штуцер выдачи топлива 12 топливо заправляется в жидкостную топливную систему.

Устройство для заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом содержит емкость хранения топлива 1, топливный насос 4, вакуумный насос 8, топливные фильтры 5 и 9, емкость подготовки топлива 6, емкость с жидким азотом 13, емкость с газом 16, заправочную магистраль 11, штуцер выдачи топлива 12.

Емкость 1 предназначена для хранения большого объема топлива и снабжена краном подачи топлива 2, обратным клапаном 3, топливным насосом 4 и фильтром 5.

Емкость подготовки топлива 6 предназначена для проведения подготовки (дегазирования и обезвоживания) топлива и снабжена краном вакуумирования 7, соединенным с вакуумным насосом 8, краном подачи жидкого азота 14, соединенным с емкостью с жидким азотом 13, краном барботирования 15, соединенным с емкостью с газом 16 и барботажной трубкой 17, штуцером наддува емкости 18, который может соединяться с емкостью с газом 16.

Заправочная магистраль 11 снабжена фильтром тонкой очистки 9, краном слива топлива 10 и штуцером выдачи топлива 12.

Система трубопроводов вакуумирования, барботирования и подачи топлива, заправочная магистраль 11 представляют собой систему трубопроводов, соединяющую емкость хранения топлива 1 (через кран подачи топлива 2, обратный клапан 3, топливный насос 4, фильтр 5) с емкостью подготовки топлива 6. Емкость подготовки топлива 6 трубопроводами соединена: с вакуумным насосом 8 (через кран вакуумирования 7), с емкостью с жидким азотом 13 (через кран подачи жидкого азота 14), с емкостью с газом 16 (через кран барботирования 15). Из емкости подготовки топлива 6 топливо поступает через фильтр тонкой очистки 9 и кран слива топлива 10 на штуцер выдачи топлива 12.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить непрерывный цикл заправки за счет возможности пополнения емкости хранения топлива 1 во время подготовки топлива.

Устройство для заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом работает следующим образом.

Подготавливают топливо, для чего барботируют топливо газообразным азотом и вакуумируют надтопливное пространство.

Перед началом подготовки топлива, перекачивают его из емкости хранения 1 в емкость подготовки топлива 6 (при этом открывают кран подачи топлива 2 и включают топливный насос 4) таким образом, чтобы в емкости 6 оставалось не заполненное топливом надтопливное пространство.

Открывают кран барботирования 15, подают азот из емкости с газом 16 в барботажную трубку 17, барботируют азотом топливо, залитое в емкость подготовки топлива 6 в течение заданного промежутка времени.

Вакуумируют надтопливное пространство с помощью вакуумного насоса 8, при этом открывают кран вакуумирования 7. Растворенные в топливе газообразные вещества (азот, кислород, пары воды) под действием пузырьковых образований из барботажной трубки 17 и пониженного давления над зеркалом топлива выделяются сначала в пузырьковые образования газа (азота), затем из топлива в надтопливное пространство. Выпускают газовую смесь, содержащую удаленные из топлива воду и газообразные вещества, из надтопливного пространства через дренаж вакуумного насоса 8.

Емкость подготовки топлива 6 соединена с возможностью отсоединения с емкостью с жидким азотом 13 через кран подачи жидкого азота 14.

После завершения подготовки топлива перекрывают кран вакуумирования 7, кран барботирования 15 (при необходимости, кран подачи жидкого азота 14), открывают кран слива топлива 10 из емкости подготовки топлива 6. Для обеспечения вытеснительной подачи топлива производят наддув емкости подготовки топлива 6 газом через штуцер наддува емкости 18 и через фильтр тонкой очистки 9 заправляют жидкостную систему топливом через заправочную магистраль 11 и штуцер выдачи топлива 12.

Таким образом, обеспечивается непрерывный цикл заправки за счет возможности пополнения емкости хранения топлива 1 во время подготовки топлива.

Предлагаемое изобретение может найти широкое применение в области заправки жидкостных топливных систем подготовленным топливом, и может быть использовано в авиации, ракетно-космической технике, машиностроении, наземном транспорте и др.

Изобретение относится к области заправки жидкостных топливных систем. Способ заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом, при котором отфильтрованное топливо поступает в емкость для подготовки топлива из емкости хранения топлива таким образом, чтобы оставалось не заполненное топливом надтопливное пространство, где его барботируют инертным к составу топлива газом, надтопливное пространство емкости подготовки топлива вакуумируют, после завершения подготовки топлива создают избыточное давление в надтопливном пространстве и заправляют жидкостную систему топливом. Устройство для подготовки топлива и заправки жидкостной системы подготовленным топливом содержит емкость хранения топлива, емкость подготовки топлива, выполненную с возможностью подсоединения к емкости с жидким азотом, при этом объем емкости для подготовки топлива больше требуемого объема заправляемого топливного бака, а объем емкости хранения топлива превышает объем емкости для подготовки топлива. Изобретение обеспечивает использование в стационарном комплексе заправочного оборудования жидкостных топливных систем для непрерывного цикла заправки изделий при сохранении требуемой степени очистки заправляемого топлива. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом, при котором отфильтрованное топливо поступает в емкость для подготовки топлива таким образом, чтобы оставалось не заполненное топливом надтопливное пространство, где его барботируют инертным к составу топлива газом, надтопливное пространство емкости подготовки топлива вакуумируют, выпускают удаленные из топлива газообразные вещества из надтопливного пространства через дренаж вакуумного насоса, после завершения подготовки топлива перекрывают вакуумный насос, затем создают избыточное давление в надтопливном пространстве и заправляют жидкостную систему топливом через открытый кран слива топлива заправочной магистрали, отличающийся тем, что отфильтрованное топливо поступает в емкость для подготовки топлива с использованием топливного насоса из емкости хранения топлива, при этом объем подготавливаемого топлива больше объема, необходимого для заправки топливного бака, а объем хранимого топлива превышает объем подготавливаемого топлива, заправляют жидкостную систему топливом через фильтр тонкой очистки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при подготовке топлива пропускают через топливо жидкий азот.

3. Устройство для заправки жидкостной топливной системы дегазированным и обезвоженным топливом, содержащее емкость подготовки топлива со штуцером наддува, соединенную с вакуумным насосом через кран вакуумирования, в которой установлена барботажная трубка для барботирования топлива в емкости подготовки топлива из емкости с барботажным газом через кран барботирования, при этом емкость подготовки топлива выполнена с возможностью заполнения топливом через топливный фильтр, а также с возможностью выхода топлива в заправочную магистраль через кран слива топлива, отличающееся тем, что устройство для подготовки топлива и заправки жидкостной системы подготовленным топливом дополнительно содержит емкость хранения топлива, соединенную с топливным фильтром через систему трубопровода, на которой установлен кран подачи топлива, обратный клапан и топливный насос, емкость подготовки топлива выполнена с возможностью подсоединения к емкости с жидким азотом, на заправочной магистрали до крана слива топлива установлен фильтр тонкой очистки, при этом объем емкости для подготовки топлива больше требуемого объема заправляемого топливного бака, а объем емкости хранения топлива превышает объем емкости для подготовки топлива.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что емкость подготовки топлива соединена с емкостью с жидким азотом через кран подачи жидкого азота.