RU154759U1

RU154759U1 - INSTALLATION FOR SIMULATING RAIN CONDITIONS AT THE INPUT OF A GAS TURBINE ENGINE DURING ITS TESTS

Info

Publication number: RU154759U1
Application number: RU2015101928/28U
Authority: RU
Inventors: Александр Валентинович Филиппов; Станислав Андреевич Родзин; Юрий Александрович Евсеев; Андрей Иванович Онищик; Ирина Тимофеевна Горошкина
Priority date: 2015-01-23
Filing date: 2015-01-23
Publication date: 2015-09-10

Abstract

1. Установка для имитации условий дождя на входе газотурбинного двигателя при его испытаниях, включающая водяной коллектор с форсунками, подключенный к системе подачи воды, отличающаяся тем, что система подачи воды включает блок расходомеров, сбросной вентиль, пульт управления, емкость для воды и насос с управляемым электроприводом, причем вход насоса подключен к выходу емкости для воды, выход насоса гидравлически связан со входами блока расходомеров и сбросного вентиля, выход которого соединен со входом емкости для воды, гидравлический выход блока расходомеров подключен ко входу коллектора, группа информационных выходов блока расходомеров подключена к группе информационных входов пульта управления, группа управляющих выходов пульта управления связана со входом управления сбросного вентиля и группой входов управления блока расходомеров, а также с управляемым электроприводом насоса.2. Установка для имитации условий дождя по п. 1, отличающаяся тем, что блок расходомеров содержит параллельно включенные мерные участки, каждый из которых выполнен в виде отрезка трубы с последовательно установленными на нем отсечным клапаном и датчиком расхода воды, гидравлический вход блока расходомеров подключен к гидравлическим входам мерных участков, гидравлические выходы мерных участков подключены к гидравлическому выходу блока расходомеров, при этом информационные выходы датчиков расхода воды являются группой информационных выходов блока расходомеров, а входы управления отсечных клапанов являются группой входов управления блока расходомеров.3. Установка для имитации условий дождя по п. 1, отличающаяся тем, что 1. Installation for simulating rain conditions at the inlet of a gas turbine engine during its tests, including a water manifold with nozzles connected to a water supply system, characterized in that the water supply system includes a flowmeter unit, a relief valve, a control panel, a water tank and a pump with controlled by an electric drive, and the pump inlet is connected to the outlet of the water tank, the pump outlet is hydraulically connected to the inputs of the flowmeter unit and the relief valve, the outlet of which is connected to the inlet of the water tank, the output of the flowmeter unit is connected to the collector input, the group of information outputs of the flowmeter unit is connected to the group of information inputs of the control panel, the group of control outputs of the control panel is connected to the control input of the waste valve and the group of control unit inputs of the flowmeters, as well as to the controlled electric drive of the pump. 2. Installation for simulating rain conditions according to claim 1, characterized in that the flowmeter block contains parallel connected measuring sections, each of which is made in the form of a pipe segment with a shut-off valve and a water flow sensor sequentially installed on it, the hydraulic input of the flowmeter block is connected to the hydraulic inputs measuring sections, the hydraulic outputs of the measuring sections are connected to the hydraulic output of the flowmeter unit, while the information outputs of the water flow sensors are a group of information outputs rows flowmeter unit and shut-off valves are a group of control inputs raskhodomerov.3 unit control inputs. Installation for simulating rain conditions according to claim 1, characterized in that

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована в авиационной промышленности при проведении наземных испытаний объектов авиационной техники, в частности для подачи воды при обводнении воздушного потока, идущего к газотурбинному двигателю (ГТД) при его испытаниях в испытательном боксе на испытательном стенде с имитацией условий дождя на входе ГТД.The utility model relates to the field of mechanical engineering and can be used in the aviation industry when conducting ground tests of aircraft equipment, in particular for supplying water during the watering of the air flow going to the gas turbine engine (GTE) when it is tested in a test box on a test bench with simulated conditions rain at the entrance of the gas turbine engine.

Под “имитацией условий дождя” в рамках настоящей заявки понимается искусственное воспроизведение воздействия дождя на входе газотурбинного двигателя при его испытаниях.Under the "simulation of rain conditions" in the framework of this application refers to the artificial reproduction of the effects of rain at the inlet of a gas turbine engine during its testing.

Наиболее близким аналогом заявленной полезной модели является установка для имитации условий дождя на входе газотурбинного двигателя при его испытаниях, включающая водяной коллектор с форсунками, подключенный к системе подачи воды (см. патент РФ №2451919 на изобретение, G01M 9/04, дата публикации 27.05.2012).The closest analogue of the claimed utility model is an installation for simulating rain conditions at the inlet of a gas turbine engine during its tests, including a water collector with nozzles connected to a water supply system (see RF patent No. 2451919 for an invention, G01M 9/04, publication date 27.05. 2012).

Одним из недостатков известной установки является отсутствие в ней средств, обеспечивающих точную регулировку расхода воды, что уменьшает точность имитации условий дождя и, как следствие, точность и достоверность результатов испытаний ГТД. Другим недостатком является то, что эта установка не обладает автономностью. Это обусловлено тем, что известная установка требует для своего функционирования подключения к стационарной системе подачи воды, т.е. к водопроводной сети. В случае, когда требуется проводить испытания газотурбинных двигателей на нескольких стендах, для каждого стенда требуется изготовить отдельную установку со своим стационарным подводом воды, каждая из которых выполняет имитацию условий дождя с заданными значениями расхода воды. При этом каждой их этих установок будет присуща собственная систематическая погрешность задания значения расхода воды, впрыскиваемой через водяной коллектор в газовоздушный тракт на входе в газотурбинный двигатель. Данное обстоятельство повышает влияние систематических погрешностей установки на точность имитации условий дождя и, как следствие, уменьшает точность и достоверность результатов испытаний ГТД.One of the disadvantages of the known installation is the lack of tools in it that provide accurate control of water flow, which reduces the accuracy of simulating rain conditions and, as a result, the accuracy and reliability of the results of GTE tests. Another disadvantage is that this installation does not have autonomy. This is due to the fact that the known installation requires for its operation to be connected to a stationary water supply system, i.e. to the water supply network. In the case when it is required to test gas turbine engines at several stands, for each stand it is required to make a separate installation with its own stationary water supply, each of which imitates rain conditions with specified values of water flow. At the same time, each of these units will have its own systematic error in setting the value of the flow rate of water injected through the water collector into the gas-air duct at the inlet to the gas turbine engine. This circumstance increases the influence of systematic errors of the installation on the accuracy of simulating rain conditions and, as a result, reduces the accuracy and reliability of the results of tests of gas turbine engines.

Техническим результатом, достигаемым заявленной полезной моделью, является повышение точности имитации условий дождя при одновременном расширении диапазона имитируемых условий по расходу воды, а также обеспечение автономности установки для имитации условий дождя.The technical result achieved by the claimed utility model is to increase the accuracy of simulating rain conditions while expanding the range of simulated conditions for water flow, as well as ensuring the autonomy of the installation to simulate rain conditions.

Дополнительным техническим результатом, достигаемым заявленной полезной моделью, является обеспечение мобильности установки для имитации условий дождя при одновременном повышении достоверности испытаний ГТД, при наличии информационной связи установки с системой регистрации параметров в боксе ГТД.An additional technical result achieved by the claimed utility model is to ensure the mobility of the installation to simulate rain conditions while increasing the reliability of GTE tests, if there is information connection between the unit and the parameter registration system in the GTE box.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для имитации условий дождя на входе газотурбинного двигателя при его испытаниях, включает водяной коллектор с форсунками, подключенный к системе подачи воды, причем система подачи воды включает блок расходомеров, сбросной вентиль, пульт управления, емкость для воды и насос с управляемым электроприводом, причем вход насоса подключен к выходу емкости для воды, выход насоса гидравлически связан со входами блока расходомеров и сбросного вентиля, выход которого соединен со входом емкости для воды, гидравлический выход блока расходомеров подключен ко входу коллектора, группа информационных выходов блока расходомеров подключена к группе информационных входов пульта управления, группа управляющих выходов пульта управления связана со входами управления сбросного вентиля и группой входов управления блока расходомеров, а также с управляемым электроприводом насоса.The specified technical result is achieved by the fact that the installation for simulating the rain conditions at the inlet of the gas turbine engine during its testing includes a water collector with nozzles connected to the water supply system, the water supply system including a flowmeter unit, a relief valve, a control panel, a water tank and a pump with a controlled electric drive, with the pump inlet connected to the output of the water tank, the pump outlet is hydraulically connected to the inputs of the flowmeter unit and the relief valve, the output of which is connected to the input m of water tank, the hydraulic output of the flowmeter block is connected to the input of the collector, the group of information outputs of the flowmeter block is connected to the group of information inputs of the control panel, the group of control outputs of the control panel is connected to the control inputs of the waste valve and the group of control inputs of the flowmeter block, as well as with a controlled electric drive pump.

Блок расходомеров содержит параллельно включенные мерные участки, каждый из которых выполнен в виде отрезка трубы с последовательно установленными на нем отсечным клапаном и датчиком расхода воды, гидравлический вход блока расходомеров подключен к гидравлическим входам мерных участков, гидравлические выходы мерных участков подключены к гидравлическому, выходу блока расходомеров, при этом информационные выходы датчиков расхода воды являются группой информационных выходов блока расходомеров, а входы управления отсечных клапанов являются группой входов управления блока расходомеров.The flowmeter block contains parallel connected measuring sections, each of which is made in the form of a pipe segment with a shut-off valve and a water flow sensor sequentially installed on it, the hydraulic input of the flow meter block is connected to the hydraulic inputs of the measuring sections, the hydraulic outputs of the measuring sections are connected to the hydraulic output of the flowmeter block while the information outputs of the water flow sensors are a group of information outputs of the flowmeter unit, and the control inputs of shut-off valves are are a group of inputs of the control unit of the flowmeters.

Пульт управления содержит показывающие приборы, количество которых соответствует числу информационных выходов блока расходомеров, подключенных к группе информационных входов пульта управления, частотный регулятор насоса, регулятор степени открытия сбросного вентиля и выключатели в соответствии с количеством входов управления блока расходомеров, причем выходы частотного регулятора насоса, регулятора степени открытия сбросного вентиля и выключателей являются группой управляющих выходов пульта управления, а входы показывающих приборов являются группой информационных входов пульта управления.The control panel contains indicating devices, the number of which corresponds to the number of information outputs of the flowmeter block connected to the group of information inputs of the control panel, a pump frequency regulator, a regulator of the degree of opening of the relief valve and switches in accordance with the number of control inputs of the flowmeter block, the outputs of the pump frequency regulator, controller the opening degrees of the relief valve and switches are a group of control outputs of the control panel, and inputs showing Orov are a group of information inputs of the control panel.

Установка может дополнительно содержать датчик давления воды, который гидравлически подключен к коллектору, а его электрический выход соединен с дополнительным входом пульта управления, оснащенного индикатором давления воды.The installation may further comprise a water pressure sensor, which is hydraulically connected to the collector, and its electrical output is connected to an additional input of a control panel equipped with a water pressure indicator.

В частном случае выход насоса связан со входом блока расходомеров и входом сбросного вентиля через фильтр.In a particular case, the pump output is connected to the input of the flowmeter block and the input of the relief valve through a filter.

В одной из частных форм выполнения пульт управления снабжен дополнительным информационным выходом для подключения к системе регистрации параметров в испытательном боксе газотурбинного двигателя.In one particular embodiment, the control panel is provided with an additional information output for connecting to a parameter registration system in a test box of a gas turbine engine.

Коллектор и система подачи воды могут быть выполнены с возможностью их транспортирования и, по меньшей мере, емкость для воды, насос и фильтр системы подачи воды размещены на транспортном средстве. При этом гидравлические и электрические связи элементов системы подачи воды и ее гидравлическая связь с коллектором выполнены гибкими.The collector and the water supply system can be made with the possibility of their transportation and at least a water tank, a pump and a filter of the water supply system are located on the vehicle. Moreover, the hydraulic and electrical connections of the elements of the water supply system and its hydraulic connection with the collector are flexible.

В качестве транспортного средства может быть использована тележка, оборудованная сцепным устройством.As a vehicle, a trolley equipped with a hitch can be used.

На фиг. 1 представлен общий вид установки для имитации условий дождя.In FIG. 1 shows a general view of a plant for simulating rain conditions.

На фиг. 2 представлена структурная схема установки для имитации условий дождя.In FIG. 2 is a structural diagram of an apparatus for simulating rain conditions.

На фиг. 3 представлена схема коллектора.In FIG. 3 shows a collector circuit.

На фиг. 4 представлена схема блока расходомеров.In FIG. 4 shows a block diagram of flowmeters.

На фиг. 5 представлена схема установки для имитации условий дождя в мобильном исполнении.In FIG. 5 is a diagram of an installation for simulating rain conditions in a mobile version.

Установка для имитации условий дождя (фиг. 1, 2) на входе газотурбинного двигателя при его испытаниях содержит систему подачи воды и подключенный к ней водяной коллектор 1.Installation for simulating rain conditions (Fig. 1, 2) at the inlet of a gas turbine engine during its tests contains a water supply system and a water collector 1 connected to it.

Система подачи воды включает емкость 2 для воды, насос 3 с управляемым электроприводом, фильтр 4, блок 5 расходомеров, сбросной вентиль 6 и пульт 7 управления. Вход насоса 3 подключен к выходу емкости 2 для воды, выход насоса 3 подключен ко входу фильтра 4, выход фильтра 4 гидравлически связан со входами блока 5 расходомеров и сбросного вентиля 6, выход которого соединен со входом емкости 2 для воды, гидравлический выход блока 5 расходомеров подключен ко входу коллектора 1, группа информационных выходов блока 5 расходомеров подключена к группе информационных входов пульта 7 управления, группа управляющих выходов пульта 7 управления связана со входом управления сбросного вентиля 6 и группой входов управления блока 5 расходомеров, а также с управляемым электроприводом насоса 3.The water supply system includes a water tank 2, a pump 3 with a controlled electric drive, a filter 4, a flowmeter block 5, a relief valve 6, and a control panel 7. The input of the pump 3 is connected to the output of the tank 2 for water, the output of the pump 3 is connected to the input of the filter 4, the output of the filter 4 is hydraulically connected to the inputs of the block 5 of the flow meters and the relief valve 6, the output of which is connected to the input of the tank 2 for water, the hydraulic output of the block 5 of the flow meters connected to the input of the collector 1, the group of information outputs of the flowmeter unit 5 is connected to the group of information inputs of the control panel 7, the group of control outputs of the control panel 7 is connected to the control input of the relief valve 6 and the group of control inputs Lenia unit 5 meters and with a controlled electric pump 3.

Сбросной вентиль 6 содержит электродвигатель, который управляет штоком, причем внизу штока находится клапан, который может плавно перемещаться вместе со штоком и частично или полностью перекрывать проходное сечение вентиля.The relief valve 6 contains an electric motor that controls the stem, and at the bottom of the stem there is a valve that can move smoothly with the stem and partially or completely overlap the passage section of the valve.

В качестве емкости 2 для воды может быть использован пластиковый или металлический бак, в частном случае оборудованный мерным стеклом максимального уровня воды и датчиком минимального уровня воды для автоматической блокировки работы электронасоса при падении уровня воды в баке ниже допустимого минимального уровня.As a water tank 2, a plastic or metal tank can be used, in a particular case equipped with a measuring glass of the maximum water level and a minimum water level sensor to automatically block the operation of the electric pump when the water level in the tank drops below the permissible minimum level.

Водяной коллектор 1 (фиг. 3) включает закрытую от окружающего пространства кольцевую полость 29, гидравлически связанную с системой труб 8, размещенных в проточной части коллектора 1. Проточной частью водяного коллектора 1 является та его часть, через которую проходит воздух. При этом на трубах 8 расположены водяные форсунки 9, в частном случае, равномерно распределенные по сечению проточной части коллектора 1 и ориентированные таким образом, чтобы образуемые ими капли (струи) воды были равномерно распределены по сечению проточной части коллектора 1. Вход коллектора 1 подключен ко входу в кольцевую полость 29.The water collector 1 (Fig. 3) includes an annular cavity 29 closed from the surrounding space and hydraulically connected to a system of pipes 8 located in the flow part of the collector 1. The flow part of the water collector 1 is the part through which air passes. At the same time, water nozzles 9 are located on the pipes 8, in a particular case, uniformly distributed over the cross-section of the collector 1 and oriented so that the droplets (jets) of water formed by them are evenly distributed over the cross-section of the collector 1. The inlet of the collector 1 is connected to the entrance to the annular cavity 29.

В частном случае коллектор включает фланцы 10, к которым герметично прикреплена обечайка 11 с герметичной кольцевой полостью 29.In the particular case, the collector includes flanges 10 to which a shell 11 with a sealed annular cavity 29 is hermetically attached.

Под «блоком расходомеров» в рамках настоящей заявки понимается блок измерения расхода воды.Under the "block flow meters" in the framework of this application refers to a block for measuring water flow.

Блок 5 расходомеров (фиг. 4) включает каркас 12, на котором располагаются параллельно включенные мерные участки и, в частном случае, датчик 13 давления воды, при этом каждый из мерных участков выполнен в виде отрезка трубы с проходным сечением, соответствующим своему датчику расхода, с последовательно установленными в нем отсечным клапаном 14 и датчиком расхода воды 15, причем отсечной клапан 14 каждого из мерных участков расположен между датчиком расхода воды 15 и входом соответствующего мерного участка. Гидравлический вход блока 5 расходомеров подключен к гидравлическим входам мерных участков, гидравлические выходы мерных участков подключены к гидравлическому выходу блока 5 расходомеров, при этом информационные выходы датчиковBlock 5 of the flow meters (Fig. 4) includes a frame 12, on which parallel connected measuring sections and, in particular, a water pressure sensor 13 are located, each of the measuring sections made in the form of a pipe section with a cross-section corresponding to its flow sensor, with a shut-off valve 14 and a water flow sensor 15 sequentially installed therein, and a shut-off valve 14 of each of the measured sections is located between the water flow sensor 15 and the inlet of the corresponding measured section. The hydraulic input of the block 5 of the flow meters is connected to the hydraulic inputs of the measured sections, the hydraulic outputs of the measured sections are connected to the hydraulic output of the block 5 of the flow meters, while the information outputs of the sensors

15 расхода воды являются группой информационных выходов блока 5 расходомеров, а входы управления отсечных клапанов 14 являются группой входов управления блока 5 расходомеров, гидравлический вход датчика 13 давления воды подключен к коллектору 1.15 water flow are a group of information outputs of the block 5 of the flow meters, and the control inputs of the shut-off valves 14 are a group of control inputs of the block 5 of the flow meters, the hydraulic input of the sensor 13 of the water pressure is connected to the collector 1.

В качестве отсечных клапанов могут быть использованы электромагнитные клапаны, что обусловлено более высокой скоростью их срабатывания.Solenoid valves can be used as shut-off valves, due to their higher response rate.

В частном случае, для диапазона массовых расходов воды 0.004-1,149 кг/сек число мерных участков может быть выбрано равным 5.In the particular case, for the range of mass flow rates of water 0.004-1.149 kg / s, the number of measured sections can be chosen equal to 5.

Пульт управления (см. фиг. 2) включает источник питания, регулятор 16 степени открытия сбросного вентиля 6, в частном случае выполненный в виде тумблера в электроцепи, частотный регулятор 17 электропривода насоса 3, например, типа FR-DU04 (см Технический каталог «Преобразователи частоты» FR-A 540 ЕС, FR-A 540 L ЕС Mitsubishi Electric, 2002/2003, доступно в Интернете по адресу: A500.pdf»), выключатели 18 отсечных клапанов 14 в соответствии с количеством входов управления блока 5 расходомеров, и показывающие приборы 19 датчиков 15 расхода воды, количество которых соответствует числу информационных выходов блока 5 расходомеров. Управляющие выходы частотного регулятора 17 электродвигателя насоса, выключателей 18 отсечных клапанов и регулятора 16 степени открытия сбросного вентиля 6 являются группой управляющих выходов пульта 7 управления, а входы показывающих приборов 19 являются группой информационных входов пульта управления 7. Электрический выход датчика 13 давления воды соединен с дополнительным входом пульта 7 управления, оснащенного индикатором 20 давления воды.The control panel (see Fig. 2) includes a power source, a regulator 16 of the degree of opening of the relief valve 6, in the particular case made in the form of a toggle switch in an electric circuit, a frequency regulator 17 of the electric drive of the pump 3, for example, of the type FR-DU04 (see Technical Catalog “Converters frequency ”FR-A 540 EC, FR-A 540 L EC Mitsubishi Electric, 2002/2003, available on the Internet at A500.pdf”), switches 18 shut-off valves 14 in accordance with the number of control inputs of block 5 of the flow meters, and showing devices 19 sensors 15 water flow, the number of which corresponds to the number lu information outputs block 5 flowmeters. The control outputs of the frequency controller 17 of the pump motor, switches 18 of the shut-off valves and the controller 16 of the degree of opening of the relief valve 6 are a group of control outputs of the control panel 7, and the inputs of the indicating devices 19 are a group of information inputs of the control panel 7. The electrical output of the water pressure sensor 13 is connected to an additional the input of the remote control 7, equipped with an indicator 20 of the water pressure.

Испытываемый двигатель (фиг. 1) 25 установлен на стенде в испытательном боксе (испытательный бокс на чертеже не показан). На входе двигателя в частном случае последовательно установлены: входное защитное устройство 21 (например, в виде сетки), прикрепленное к лемнискатному насадку 22, связанному с проставками 23 для водяного коллектора 1, одна из которых в свою очередь связана с переходной проставкой 24, связанной с испытываемым ГТД 25.The test engine (Fig. 1) 25 is mounted on a test bench in a test box (test box is not shown in the drawing). At the engine inlet, in a particular case, the following are sequentially installed: an input protective device 21 (for example, in the form of a mesh) attached to the lemniscate nozzle 22 connected to the spacers 23 for the water collector 1, one of which in turn is connected to the transitional spacer 24 associated with tested GTE 25.

Водяной коллектор 1 устанавливается на расстоянии от входного сечения испытываемого ГТД 25, выбираемом согласно рекомендаций руководства по испытанию авиационной техники.The water collector 1 is installed at a distance from the inlet section of the tested gas turbine engine 25, selected according to the recommendations of the manual for testing aircraft.

Для обеспечения мобильности установки водяной коллектор 1 и система подачи воды, в частном случае, могут быть выполнены с возможностью их транспортирования. По меньшей мере, один или несколько элементов системы подачи воды могут размещаться на транспортном средстве 26 (см. фиг. 5), например тележке, оборудованной сцепным устройством 27 для ее присоединения к другому транспортному средству, например, грузовому автомобилю. В другом варианте, один или несколько элементов системы подачи воды могут быть размещены в кузове грузового автомобиля.To ensure the mobility of the installation, the water collector 1 and the water supply system, in the particular case, can be configured to transport them. At least one or more elements of the water supply system can be placed on a vehicle 26 (see FIG. 5), for example, a trolley equipped with a coupling device 27 for connecting it to another vehicle, for example, a truck. In another embodiment, one or more elements of the water supply system can be placed in the back of a truck.

С этой же целью, гидравлические и электрические связи элементов системы подачи воды и ее гидравлическая связь с коллектором 1 могут быть выполнены гибкими. В качестве гибких элементов гидравлических связей могут использоваться, в частности, гибкие металлорукава.For the same purpose, the hydraulic and electrical connections of the elements of the water supply system and its hydraulic connection with the collector 1 can be made flexible. As flexible elements of hydraulic connections, in particular, flexible metal hoses can be used.

Пульт 7 управления может быть снабжен дополнительным информационным выходом 28 в виде кабельного выхода для подключения к системе регистрации параметров в испытательном боксе газотурбинного двигателя, куда передаются сигналы от показывающих приборов 19 и индикатора 20 давления.The control panel 7 can be equipped with an additional information output 28 in the form of a cable output for connection to a parameter registration system in a test box of a gas turbine engine, to which signals from indicating devices 19 and pressure indicator 20 are transmitted.

В качестве форсунок 9 могут быть использованы струйные или центробежные форсунки.As nozzles 9, jet or centrifugal nozzles can be used.

Каждый из датчиков расхода воды 15 вместе с соответствующим ему показывающим прибором 19 являются частями известного из уровня техники расходомера (см., например, «Расходомер-счетчик турбинный РСТ», Руководство по эксплуатации, ЛГФИ.407221.008 РЭ, 2014).Each of the water flow sensors 15 together with its corresponding indicating device 19 are parts of a flow meter known from the prior art (see, for example, “Turbine PCT Flow Meter-Counter”, Operation Manual, LGFI.407221.008 RE, 2014).

При необходимости проведения испытаний на нескольких стендах и для разных двигателей могут быть использованы сменные водяные коллекторы 1. При этом диаметр проточной части водяного коллектора 1, количество водяных форсунок 9, диаметр и расположение форсунок выбираются согласно рекомендациям руководства по испытанию авиационной техники для конкретной модели ГТД.If it is necessary to conduct tests at several test benches and for different engines, replaceable water manifolds can be used 1. The diameter of the flow part of the water collector 1, the number of water nozzles 9, the diameter and location of the nozzles are selected according to the recommendations of the aircraft testing manual for a particular gas turbine engine model.

Каждый из датчиков 15 расхода воды на своем мерном участке рассчитан на работу в соответствующих диапазонах расхода воды.Each of the sensors 15 water flow in its measured area is designed to work in the respective ranges of water flow.

Например, первый мерный участок может быть рассчитан на расход воды в диапазоне от 0,004 до 0,016 кг/с, второй мерный участок - от 0,005 до 0,025 кг/с, третий мерный участок - от 0,02 до 0,10 кг/с, четвертый мерный участок - от 0,05 до 0,25 кг/с, пятый мерный участок - от 0,25 до 1,6 кг/с. Соответственно, на первом мерном участке установлен датчик расхода воды с верхним пределом измерения 0,016 кг/с с условным диаметром (диаметром условного прохода) (dy) 4 мм и проходное сечение трубы мерного участка также выбирают равным 4 мм. На втором мерном участке установлен датчик расхода воды с верхним пределом измерения 0,025 кг/с с условным диаметром (dy) 6 мм. На третьем мерном участке установлен датчик расхода воды с верхним пределом измерения 0,10 кг/с с условным диаметром (dy) 6 мм. На четвертом мерном участке установлен датчик расхода воды с верхним пределом измерения 0,25 кг/с с условным диаметром (dy) 10 мм. На пятом мерном участке установлен датчик расхода воды с верхним пределом измерения 1,6 кг/с с условным диаметром (dy) 20 мм.For example, the first measured section can be designed for water flow in the range from 0.004 to 0.016 kg / s, the second measured section from 0.005 to 0.025 kg / s, the third measured section from 0.02 to 0.10 kg / s, the fourth measuring area - from 0.05 to 0.25 kg / s, fifth measuring area - from 0.25 to 1.6 kg / s. Accordingly, a water flow sensor with an upper limit of measurement of 0.016 kg / s with a conditional diameter (conditional diameter) (dy) of 4 mm and a pipe bore of the measured section are also selected to be 4 mm. A water flow sensor with an upper measurement limit of 0.025 kg / s with a nominal diameter (dy) of 6 mm is installed in the second measuring section. In the third measuring section, a water flow sensor with an upper measuring limit of 0.10 kg / s with a nominal diameter (dy) of 6 mm is installed. In the fourth measuring section, a water flow sensor with an upper measurement limit of 0.25 kg / s with a nominal diameter (dy) of 10 mm is installed. A water flow sensor with an upper measuring limit of 1.6 kg / s with a nominal diameter (dy) of 20 mm is installed in the fifth measuring section.

Установка для имитации условий дождя на входе газотурбинного двигателя при его испытаниях может использоваться следующим образом.Installation for simulating rain conditions at the inlet of a gas turbine engine during its testing can be used as follows.

Транспортное средство 26 с установленными на нем: емкостью для воды 2, насосом 3 и фильтром 4, а также блок расходомеров 5, коллектор 1 и пульт управления 7 доставляют к стенду для испытания ГТД, на котором предполагается проведение испытаний с имитацией условий дождя.A vehicle 26 with installed on it: a water tank 2, a pump 3 and a filter 4, as well as a flowmeter block 5, a collector 1 and a control panel 7 are delivered to the gas turbine test bench, on which it is supposed to conduct tests with simulated rain conditions.

Блок 5 расходомеров устанавливают на площадке обслуживания, отделенной от стенда двигателя, вблизи коллектора 1, а пульт 7 управления размещают в боксе в отдельном помещении оператора стенда.Block 5 flowmeters are installed on the service platform, separated from the engine stand, near the collector 1, and the control panel 7 is placed in a box in a separate room of the stand operator.

Проставку 23 для водяного коллектора 1 проектируют заранее в виде двух частей, снабженных фланцами для присоединения к ним фланцев 10 водяного коллектора 1. Для того, чтобы обеспечить рекомендованное расстояние водяного коллектра 1 от входа в испытываемый двигатель 25 может использоваться дополнительная переходная проставка 24. К коллектору 1 подключают систему подачи воды таким образом, чтобы блок 5 расходомеров находился на минимальном расстоянии от коллектора 1 с целью минимизации гидравлических потерь в линии.The spacer 23 for the water collector 1 is designed in advance in the form of two parts equipped with flanges for attaching the flanges 10 of the water collector 1 to them. In order to provide the recommended distance of the water collector 1 from the entrance to the test engine 25, an additional adapter piece 24 can be used. To the collector 1 connect the water supply system so that the flowmeter unit 5 is at a minimum distance from the collector 1 in order to minimize hydraulic losses in the line.

Вода из емкости для воды 2 с помощью насоса 3 через фильтр 4 по гибкому рукаву подается к блоку расходомеров 5.Water from the water tank 2 using the pump 3 through the filter 4 through a flexible hose is supplied to the flowmeter block 5.

Фильтр 4 позволяет очистить дистиллированную воду от случайных твердых частиц, которые могут засорить водяные форсунки 9 и, тем самым, нарушить равномерное распыление и стабильность установленного расхода воды при испытании ГТД.Filter 4 allows you to clean distilled water from accidental solid particles that can clog the water nozzles 9 and, thereby, disrupt the uniform atomization and stability of the set water flow rate during the gas turbine test.

Все отсечные клапаны 14 предварительно устанавливают в положение «закрыто» с помощью выключателей 18 отсечных клапанов на пульте 7 управления. Затем с помощью одного из указанных выключателей 18 открывают отсечной клапан 14 мерного участка, соответствующего требуемому расходу воды.All shut-off valves 14 are pre-set to the "closed" position using the switches 18 shut-off valves on the remote control 7. Then, using one of these switches 18, the shut-off valve 14 of the measuring section corresponding to the required water flow is opened.

Требуемый расход воды выбирается в зависимости от того, какой вид дождя (морось, обложной дождь, ливень) требуется имитировать. Требуемый расход воды устанавливают, начиная с минимального расхода, посредством регулятора 16 степени открытия сбросного вентиля 6 на пульте 7 управления, который обеспечивает плавное открытие или закрытие сбросного вентиля 6, и посредством настройки электропривода насоса 3 на определенную частоту по сигналу от частотного регулятора 17 электропривода насоса 3 на пульте 7 управления.The required water flow rate is selected depending on what type of rain (drizzle, surface rain, rainfall) you want to simulate. The required water flow rate is set, starting with the minimum flow rate, by means of the regulator 16 of the degree of opening of the relief valve 6 on the control panel 7, which provides a smooth opening or closing of the relief valve 6, and by tuning the electric drive of the pump 3 to a certain frequency according to the signal from the frequency controller 17 of the electric pump 3 on the remote control 7 control.

Например, для имитации умеренного обложного дождя может быть установлен расход воды в диапазоне от 0,00561 до 0,0270 кг/с, а для имитации ливневого дождя - от 0,167 до 1,149 кг/с.For example, to simulate moderate surface rain, a water flow rate in the range from 0.00561 to 0.0270 kg / s can be set, and to simulate heavy rain from 0.167 to 1.149 kg / s.

При открытом сбросном вентиле 6 часть воды поступает на вход открытого мерного участка, а часть поступает обратно в емкость 2 для воды через сбросной вентиль 6.When the drain valve 6 is open, part of the water enters the inlet of the open measuring section, and part goes back to the water tank 2 through the drain valve 6.

Необходимость использования сбросного вентиля 6 обусловлена тем, что электропривод насоса 3 рассчитан на работу со стабильным расходом воды в определенном диапазоне частот, и при необходимости задания такого расхода воды, которое требует понижения частоты электропривода насоса 3 ниже допустимого предела, расход воды регулируют дополнительно с помощью открытия или закрытия сбросного вентиля 6.The need to use the relief valve 6 is due to the fact that the electric drive of the pump 3 is designed to operate with a stable water flow in a certain frequency range, and if necessary, set a water flow rate that requires lowering the frequency of the electric drive of the pump 3 below the allowable limit, the water flow is additionally regulated by opening or closing the vent valve 6.

Через открытый отсечной клапан 14 соответствующего мерного участка вода проходит через датчик расхода воды 15 и поступает к коллектору 1. С помощью соответствующего показывающего прибора 19 датчика 15 расхода воды на пульте управления 7 выводится значение расхода воды.Through an open shut-off valve 14 of the corresponding metering section, water passes through the water flow sensor 15 and enters the collector 1. Using the corresponding indicating device 19 of the water flow sensor 15, the value of the water flow is displayed on the control panel 7.

С помощью датчика 13 давления воды, подключенного к коллектору 1, на индикатор 20 давления на пульте управления 7 выводится значение давления воды, которое используется в качестве справочных данных.Using the sensor 13 of the water pressure connected to the collector 1, the pressure indicator 20 on the control panel 7 displays the value of the water pressure, which is used as reference data.

В коллекторе 1 вода проходит через систему труб 8 и выходит через форсунки 9 в испытываемый двигатель 25.In collector 1, water passes through a system of pipes 8 and exits through nozzles 9 into a test engine 25.

С помощью оборудования, контролирующего работу испытываемого двигателя 25, регистрируются параметры расхода и давления имитируемого типа дождя и параметры работы испытываемого двигателя в условиях имитации дождя в боксе на испытательном стенде.Using equipment that controls the operation of the test engine 25, the parameters of the flow rate and pressure of the simulated rain type and the parameters of the test engine under simulated rain in a box on a test bench are recorded.

Выбор каркаса 12 блока 5 расходомеров в качестве места для прикрепления датчика 13 давления воды обусловлен необходимостью исключения передачи на него вибрации от работающего двигателя через водяной коллектор 1.The choice of the frame 12 of the block 5 of the flow meters as a place for attaching the sensor 13 of the water pressure is due to the need to exclude the transmission of vibration to it from the working engine through the water collector 1.

Использование в заявленной установке для имитации условий дождя сбросного вентиля 6, пульта 7 управления, емкости 2 для воды и насоса 3 с управляемым электроприводом, где вход насоса 3 подключен к выходу емкости для воды 2, выход насоса 3 гидравлически связан со входами блока 5 расходомеров и сбросного вентиля 6, выход которого соединен со входом емкости 2 для воды, гидравлический выход блока 5 расходомеров подключен ко входу коллектора 1, группа информационных выходов блока 5 расходомеров подключена к группе информационных входов пульта 7 управления, группа управляющих выходов пульта 7 управления связана со входом управления сбросного вентиля 6 и группой входов управления блока 5 расходомеров, а также с управляемым электроприводом насоса 3, обеспечивает повышение точности имитации условий дождя при одновременном обеспечении автономности установки для имитации условий дождя, поскольку обеспечивается плавная регулировка и точное измерение расхода воды, при этом не требуется подключение установки к внешней системе подачи воды. Кроме того, обеспечивается расширение диапазона имитируемых условий дождя.The use in the claimed installation to simulate the rain conditions of a relief valve 6, a control panel 7, a water tank 2 and a pump 3 with a controlled electric drive, where the input of the pump 3 is connected to the output of the water tank 2, the output of the pump 3 is hydraulically connected to the inputs of the flowmeter unit 5 and a waste valve 6, the output of which is connected to the input of the water tank 2, the hydraulic output of the flowmeter unit 5 is connected to the input of the collector 1, the group of information outputs of the flowmeter unit 5 is connected to the group of information inputs of the control panel 7 lane, the group of control outputs of the control panel 7 is connected with the control input of the relief valve 6 and the group of control inputs of the flowmeter unit 5, as well as with the controlled electric drive of the pump 3, provides increased accuracy of simulating rain conditions while ensuring autonomy of the installation to simulate rain conditions, since it provides a smooth adjustment and accurate measurement of water flow, without the need to connect the unit to an external water supply system. In addition, the range of simulated rain conditions is expanded.

Выполнение коллектора 1 и системы подачи воды с возможностью их транспортирования, где, по меньшей мере, емкость 2 для воды, насос 3 и фильтр 4 системы подачи воды размещены на транспортном средстве 26, обеспечивает мобильность и автономность заявленной установки при одновременном повышении точности и достоверности испытаний, поскольку устраняет необходимость изготовления отдельной установки для имитации условий дождя для каждого испытательного стенда.The implementation of the collector 1 and the water supply system with the possibility of transportation, where at least a water tank 2, a pump 3 and a filter 4 of the water supply system are located on the vehicle 26, provides mobility and autonomy of the claimed installation while improving the accuracy and reliability of the tests because it eliminates the need to manufacture a separate installation to simulate rain conditions for each test bench.

Выполнение блока 5 расходомеров таким образом, что он содержит параллельно включенные мерные участки, каждый из которых выполнен в виде отрезка трубы с проходным сечением, соответствующим своему датчику расхода, с последовательно установленными в трубе отсечным клапаном 14 и датчиком 15 расхода воды, гидравлический вход блока 5 расходомеров подключен к гидравлическим входам мерных участков, гидравлические выходы мерных участков подключены к гидравлическому выходу блока 5 расходомеров, при этом информационные выходы датчиков 15 расхода воды являются группой информационных выходов блока 5 расходомеров, а входы управления отсечных клапанов 14 являются группой входов управления блока 5 расходомеров, обеспечивает расширение диапазона имитируемого расхода, поскольку с помощью только одного мерного участка невозможно обеспечить измерение расхода воды во всех диапазонах, требуемых для испытаний ГТД.The execution of the block 5 of the flow meters in such a way that it contains parallel-connected measuring sections, each of which is made in the form of a pipe section with a flow cross-section corresponding to its flow sensor, with a shut-off valve 14 and a water flow sensor 15 sequentially installed in the pipe, the hydraulic input of block 5 flow meters connected to the hydraulic inputs of the measured sections, the hydraulic outputs of the measured sections are connected to the hydraulic output of the block 5 of the flow meters, while the information outputs of the flow sensors 15 These are the group of information outputs of the flowmeter unit 5, and the control inputs of the shut-off valves 14 are the group of control inputs of the flowmeter unit 5, which provides an extension of the range of the simulated flow rate, since it is impossible to measure water flow rate in all ranges required for gas turbine engine testing using only one measured section.

Claims

1. Installation for simulating rain conditions at the inlet of a gas turbine engine during its tests, including a water manifold with nozzles connected to a water supply system, characterized in that the water supply system includes a flowmeter unit, a relief valve, a control panel, a water tank and a pump with controlled by an electric drive, and the pump inlet is connected to the outlet of the water tank, the pump outlet is hydraulically connected to the inputs of the flowmeter unit and the relief valve, the outlet of which is connected to the inlet of the water tank, the output of the flowmeter block is connected to the collector input, the group of information outputs of the flowmeter block is connected to the group of information inputs of the control panel, the group of control outputs of the control panel is connected to the control input of the relief valve and the group of control panel input inputs of the flow meters, as well as to the controlled electric drive of the pump.

2. Installation for simulating rain conditions according to claim 1, characterized in that the flowmeter block contains parallel connected measuring sections, each of which is made in the form of a pipe segment with a shut-off valve and a water flow sensor sequentially installed on it, the hydraulic input of the flowmeter block the hydraulic inputs of the measured sections, the hydraulic outputs of the measured sections are connected to the hydraulic output of the flowmeter unit, while the information outputs of the water flow sensors are a group of information strokes of the flowmeter block, and the control inputs of the shut-off valves are a group of control inputs of the flowmeter block.

3. Installation for simulating rain conditions according to claim 1, characterized in that the control panel contains indicating devices, the number of which corresponds to the number of information outputs of the flowmeter unit connected to the group of information inputs of the control panel, a pump frequency regulator, a valve for opening the drain valve and switches in accordance with the number of control inputs of the flowmeter unit, the outputs of the pump frequency regulator, the regulator of the degree of opening of the relief valve and switches are groups th control panel control outputs and inputs indicating instruments are a group of information the control panel inputs.

4. Installation for simulating rain conditions according to claim 1, characterized in that it further comprises a water pressure sensor that is hydraulically connected to the collector, and its electrical output is connected to an additional input of a control panel equipped with a water pressure indicator.

5. Installation for simulating rain conditions according to claim 1, characterized in that the pump output is connected to the input of the flowmeter unit and the relief valve through a filter.

6. Installation for simulating rain conditions according to claim 1, characterized in that the control panel is provided with an additional information output for connecting to a parameter registration system in a test box of a gas turbine engine.

7. Installation for simulating rain conditions according to claim 1, characterized in that the collector and the water supply system are arranged to transport them and at least a water tank, a pump and a filter of the water supply system are located on the vehicle.

8. Installation for simulating rain conditions according to claim 7, characterized in that the hydraulic and electrical connections of the elements of the water supply system and its hydraulic connection with the collector are flexible.

9. Installation for simulating rain conditions according to claim 7 or 8, characterized in that a trolley equipped with a coupling device is used as a vehicle.