RU109505U1

RU109505U1 - STAND FOR HOT TESTS OF COLLECTORS

Info

Publication number: RU109505U1
Application number: RU2011112481/28U
Authority: RU
Inventors: Юрий Антонович Мороз; Вадим Викторович Николаев; Валерий Иванович Антонов; Владимир Филиппович Домашов; Виктор Васильевич Кокшаров
Priority date: 2011-04-04
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2011-10-20

Abstract

1. Стенд для горячих испытаний топливных коллекторов, содержащий контур циркуляции теплоносителя, включающий напорный и сливной трубопроводы, теплообменник, бак и циркуляционный насос, и контур подачи хладоагента, включающий холодильную машину, отличающийся тем, что теплообменник, реле протока и датчики температуры установлены на сливном трубопроводе, а датчик температуры холодильной машиной установлен в баке. ! 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что реле протока и датчики температуры на сливном трубопроводе подключены к источнику нагрева охлаждаемого устройства. 1. A bench for hot testing of fuel collectors, containing a coolant circulation circuit, including pressure and drain pipelines, a heat exchanger, a tank and a circulation pump, and a coolant supply circuit, including a refrigeration machine, characterized in that the heat exchanger, flow switch, and temperature sensors are installed on the drain the pipeline, and the temperature sensor of the chiller is installed in the tank. ! 2. The stand according to claim 1, characterized in that the flow switches and temperature sensors on the drain pipe are connected to a heating source of the cooled device.

Description

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к области испытания агрегатов топливных систем двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а более конкретно к стендам для испытаний топливных коллекторов авиационных газотурбинных двигателей (ГТД).The utility model relates to engine building, in particular to the field of testing aggregates of fuel systems of internal combustion engines (ICE), and more specifically, to test benches for fuel manifolds of aircraft gas turbine engines (GTE).

Известно устройство для охлаждения жидкости (Патент РФ №1814718, 06.11.1990, МПК F25D 17/02), содержащее терморегулятор, контур подачи теплоносителя, включающий теплообменник, бак и циркуляционный насос, и контур подачи хладоагента, включающий холодильную машину. Причем между теплообменником и баком расположен регулятор температуры, а в контуре подачи хладоагента установлен клапан, подключенный к терморегулятору. Регулирование температуры теплоносителя производится с помощью клапана, который по сигналу терморегулятора открывает или закрывает байпасную линию.A device for cooling a liquid is known (RF Patent No. 1814718, 11/06/1990, IPC F25D 17/02) containing a temperature controller, a coolant supply circuit including a heat exchanger, a tank and a circulation pump, and a coolant supply circuit including a refrigeration machine. Moreover, a temperature regulator is located between the heat exchanger and the tank, and a valve connected to the thermostat is installed in the refrigerant supply circuit. The temperature of the coolant is controlled by a valve, which, by the signal of the thermostat, opens or closes the bypass line.

Недостатком данного устройства является зависимость точности поддержания температуры от частоты включения клапана. Кроме того, при такой системе холодильная машина работает все время с постоянной производительностью, что приводит к неоправданным затратам электроэнергии и износу оборудования.The disadvantage of this device is the dependence of the accuracy of the temperature on the frequency of the valve. In addition, with such a system, the chiller runs all the time with constant performance, which leads to unjustified energy costs and equipment wear.

Задачей предлагаемого устройства является повышение эффективности охлаждения, точности регулирования температуры теплоносителя.The objective of the proposed device is to increase the cooling efficiency, the accuracy of regulating the temperature of the coolant.

Решение задачи достигается тем, что теплообменник, реле протока и датчики температуры установлены на сливном трубопроводе, а датчик температуры холодильной машиной установлен в баке. Кроме того, реле протока и датчики температуры на сливном трубопроводе подключены к источнику нагрева охлаждаемого устройства.The solution to the problem is achieved by the fact that the heat exchanger, flow switches and temperature sensors are installed on the drain pipe, and the temperature sensor is installed in the tank by the chiller. In addition, the flow switches and temperature sensors on the drain pipe are connected to the heating source of the cooled device.

На чертеже представлена схема стенда для горячих испытаний коллекторов.The drawing shows a diagram of the stand for hot testing of collectors.

Гидравлическая система включает контур А подачи топлива (авиационного керосина), контур Б циркуляции теплоносителя (охлаждения индуктора) и контур В циркуляции хладоагента. Контур А подачи топлива используется для испытаний на герметичность топливного коллектора 1 авиационного ГТД при его нагреве с помощью индуктора 2. Топливо подводится к коллектору трубопроводом 3, а для слива из форсунок коллектора 1 предусмотрен приемник топлива 4. Система подачи топлива включает бак с топливом 5, насос 6, предохранительный клапан 7, гидрораспределитель 8, вентиль сливной 9 и датчик 10 измерения давления на входе в коллектор 1.The hydraulic system includes a fuel supply circuit A (aviation kerosene), a coolant circulation circuit B (inductor cooling), and a refrigerant circulation circuit B. The fuel supply circuit A is used to test the tightness of the fuel manifold 1 of an aircraft gas turbine engine when it is heated using an inductor 2. Fuel is supplied to the manifold by pipeline 3, and a fuel receiver 4 is provided for draining from the nozzles of the manifold 1. The fuel supply system includes a fuel tank 5, pump 6, safety valve 7, directional control valve 8, drain valve 9 and pressure measurement sensor 10 at the inlet to the manifold 1.

Контур Б циркуляции теплоносителя предназначен для охлаждения индуктора водой. Напорный трубопровод включает бак 11 - резервуар для воды, насос 12, клапан предохранительный 13, фильтр 14, индуктор 2. Сливной трубопровод включает коллектор 15, теплообменник-испаритель 16 и сливную магистраль 17. Контур В циркуляции хладоагента (фреона) содержит холодильную машину 18, которая соединена магистралями 19 и 20 с теплообменником 16. На напорном трубопроводе теплоносителя установлен датчик давления 21 (электроконтактный манометр), который подключен к одному из входов системы управления 22 холодильной машины 18. К другому входу системы управления 22 подключен датчик температуры 23, установленный в баке 11, а к третьему входу - задатчик температуры 24. Кроме того на коллекторе 15 сливного трубопровода установлены реле протока жидкости 25 и датчики для контроля температуры воды 26, выходящей из индуктора 2, которые подключены к источнику нагрева охлаждаемого устройства - генератору средней частоты 27 для питания индуктора 2.The coolant circulation circuit B is designed to cool the inductor with water. The pressure pipe includes a tank 11 - a water tank, a pump 12, a safety valve 13, a filter 14, an inductor 2. The drain pipe includes a collector 15, a heat exchanger-evaporator 16 and a drain line 17. The circuit In the circulation of the refrigerant (freon) contains a refrigeration machine 18, which is connected by highways 19 and 20 to the heat exchanger 16. A pressure sensor 21 (electrical contact pressure gauge) is installed on the pressure line of the coolant, which is connected to one of the inputs of the control system 22 of the chiller 18. To the other input of the control system 22, a temperature sensor 23 is installed, installed in the tank 11, and a temperature controller 24 is connected to the third input. In addition, a liquid flow relay 25 and sensors for monitoring the temperature of the water 26 leaving the inductor 2 are installed on the drain pipe collector 15 and are connected to the source heating the cooled device to the medium-frequency generator 27 to power the inductor 2.

Устройство работает следующим образом. Проверяемый коллектор 1 устанавливают на стенд с индуктором 2 и подключают к коллектору 1 трубопровод 3 подачи топлива. Включают насос 6, который начинает подавать топливо из бака 5, в напорную магистраль к гидрораспределителю 8. В результате того, что последний в исходном положении, как показано на чертеже, направляет поток топлива на слив в бак, то запуск насоса 6 происходит без давления, вхолостую. Это обеспечивает снижение расхода энергии и уменьшает износ насоса. Затем включают электромагнит гидрораспределителя 8, и он переключается в рабочее положение, при котором слив прекращается, а топливо подается в коллектор 1 по трубопроводу 3. Из полости коллектора 1 топливо через форсунки сливается вниз в приемник 4. Датчик давления 10 должен показывать требуемое по технологическому процессу давление топлива на входе в коллектор 1. Давление топлива перед коллектором создается за счет гидравлического сопротивления, в результате распыления и завихрения топлива в форсунках коллектора 1, при условии подачи на вход коллектора 1 определенного количества топлива от насоса 6. Расход топлива регулируется путем частичного его сброса на слив вентилем 9.The device operates as follows. The tested collector 1 is installed on a stand with an inductor 2 and a fuel supply pipe 3 is connected to the collector 1. Turn on the pump 6, which begins to supply fuel from the tank 5, to the pressure line to the valve 8. As a result of the fact that the latter in the initial position, as shown in the drawing, directs the fuel flow to the tank, the pump 6 starts without pressure, idle. This provides a reduction in energy consumption and reduces pump wear. Then the hydrodistributor electromagnet 8 is turned on, and it switches to the operating position, at which the drain stops, and the fuel is supplied to the collector 1 via pipe 3. From the cavity of the collector 1, fuel is drained down through the nozzles into the receiver 4. The pressure sensor 10 should show the required process fuel pressure at the inlet to the collector 1. The fuel pressure in front of the collector is created due to hydraulic resistance, as a result of atomization and turbulence of the fuel in the nozzles of the collector 1, provided that the stroke of the collector 1 of a certain amount of fuel from the pump 6. The fuel consumption is regulated by its partial discharge to the drain valve 9.

Включают контур Б циркуляции теплоносителя (охлаждения индуктора). При этом теплоноситель (вода) из бака 11 подается насосом 12, через предохранительный клапан 13 и фильтр 14, в индуктор 2. По технологии проведения испытаний индуктор 2 подключается к генератору 27, и начинается нагрев испытываемого коллектора 1. Вода охлаждает индуктор 2, который интенсивно нагревается, и через коллектор 15 поступает в теплообменник 16, где охлаждается и по магистрали 17 сливается в бак 11.Turn on the circuit B circulation of the coolant (cooling the inductor). In this case, the coolant (water) from the tank 11 is supplied by the pump 12, through the safety valve 13 and the filter 14, to the inductor 2. According to the testing technology, the inductor 2 is connected to the generator 27, and the test collector 1 starts heating. The water cools the inductor 2, which intensively heats up, and through the collector 15 enters the heat exchanger 16, where it is cooled and merged along the line 17 into the tank 11.

Хладоагент (фреон), охлажденный в конденсаторе холодильной машины 18, ее компрессором подается по магистрали 19 в теплообменник 16, где нагревается и возвращается по магистрали 20 в конденсатор холодильной машины 18.The refrigerant (freon), cooled in the condenser of the chiller 18, is fed by compressor along the line 19 to the heat exchanger 16, where it is heated and returned via the line 20 to the condenser of the chiller 18.

Задатчиком 24 устанавливают необходимую температуру воды, которая определяется техническими условиями эксплуатации индуктора, например - 25°С. При включении насоса 12, в напорной магистрали до индуктора 2 устанавливается некоторое избыточное давление, которое фиксируется датчиком 21. Сигнал от датчика 21 поступает в систему управления 22 холодильной машины 18, которая дает команду на включение подачи хладоагента (фреона) в теплообменник 16. Это обеспечивает необходимую блокировку, так как подача хладоагента в теплообменник должна начинаться только после начала циркуляции воды. В случае прекращения, по какой либо причине, работы насоса 12, давление в его напорной линии падает, что приводит к дезактивации датчика давления 21. При этом компрессор холодильной машины 18 сразу отключается, что предотвращает лишний расход энергии на охлаждение воды в теплообменнике 16, когда она не подается к индуктору 2. В процессе дальнейшей работы система управления холодильной машины 18 поддерживает заданную температуру путем регулирования подачи фреона в теплообменник-испаритель 16.The setter 24 sets the required water temperature, which is determined by the technical conditions of operation of the inductor, for example - 25 ° C. When the pump 12 is turned on, a certain excess pressure is established in the pressure line to the inductor 2, which is detected by the sensor 21. The signal from the sensor 21 enters the control system 22 of the chiller 18, which gives the command to turn on the supply of refrigerant (freon) to the heat exchanger 16. This ensures necessary blocking, since the supply of refrigerant to the heat exchanger should begin only after the start of water circulation. If, for some reason, the operation of the pump 12 ceases, the pressure in its pressure line drops, which leads to the deactivation of the pressure sensor 21. In this case, the compressor of the chiller 18 immediately turns off, which prevents excessive energy consumption for cooling the water in the heat exchanger 16, when it is not supplied to the inductor 2. In the course of further work, the control system of the refrigeration machine 18 maintains a predetermined temperature by controlling the supply of freon to the heat exchanger-evaporator 16.

В процессе работы стенда может возникнуть аварийная ситуация, когда в результате каких-то причин поток воды на сливе из индуктора прекращается. Это угрожает расплавлением индуктора 2, поэтому по команде реле протока 25 генератор 27 немедленно отключается. В случае если температура воды в сливном коллекторе 15 достигает 50°С, то по команде от датчиков температуры 26 генератор также отключается.During the operation of the stand, an emergency situation may occur when, as a result of some reason, the flow of water at the drain from the inductor stops. This threatens to melt the inductor 2, therefore, upon the command of the flow switch 25, the generator 27 is immediately turned off. If the water temperature in the drain manifold 15 reaches 50 ° C, then, upon a command from the temperature sensors 26, the generator is also turned off.

Когда температура испытываемого коллектора достигает заданного по техническим условиям значения (460°С), то с помощью видеокамер внимательно рассматривают испытываемый коллектор 1 на предмет его герметичности при высокой температуре и давлении. Если появления утечки топлива по наружной поверхности коллектора не наблюдается, то он признается выдержавшим испытания.When the temperature of the test collector reaches the value specified by the technical specifications (460 ° C), then using the video cameras carefully examine the test collector 1 for its tightness at high temperature and pressure. If a fuel leak does not occur on the outer surface of the collector, it is considered to have passed the test.

Установка теплообменника на сливном трубопроводе контура теплоносителя значительно упрощает систему охлаждения индуктора, повышает ее эффективность, так как в баке всегда находится охлажденная вода заданной температуры, которая подается для охлаждения индуктора 2. Практика показала высокую эффективность такой системы поддержания заданной температуры воды путем ее криогенного охлаждения. Размещение датчика температуры в баке с водой, а не на магистрали, как в прототипе, позволяет более точно регулировать температуру воды, подаваемой в индуктор, так как ее основной объем находится именно в этой емкости. Реле протока и датчики температуры, установленные в коллекторе сливного трубопровода, гарантируют безопасную эксплуатацию индуктора.The installation of a heat exchanger on the drain pipe of the coolant circuit greatly simplifies the cooling system of the inductor, increases its efficiency, since the tank always contains chilled water of a given temperature, which is supplied to cool inductor 2. Practice has shown the high efficiency of such a system to maintain a given temperature of the water by cryogenic cooling. Placing the temperature sensor in the water tank, and not on the highway, as in the prototype, allows you to more accurately control the temperature of the water supplied to the inductor, since its main volume is located in this tank. Flow switches and temperature sensors installed in the drain manifold ensure safe operation of the inductor.

Claims

1. A bench for hot testing of fuel collectors, containing a coolant circulation circuit, including pressure and drain pipelines, a heat exchanger, a tank and a circulation pump, and a coolant supply circuit, including a refrigeration machine, characterized in that the heat exchanger, flow switch, and temperature sensors are installed on the drain the pipeline, and the temperature sensor of the chiller is installed in the tank.

2. The stand according to claim 1, characterized in that the flow switches and temperature sensors on the drain pipe are connected to a heating source of the cooled device.