RU2034753C1

RU2034753C1 - Cryogenic propellant filling system for flying vehicle

Info

Publication number: RU2034753C1
Authority: RU
Inventors: А.Э. Ковалев; С.Б. Гальперин; В.В. Малышев
Original assignee: Авиационный научно-технический комплекс им.А.Н.Туполева
Priority date: 1991-06-25
Filing date: 1991-06-25
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: aeronautical engineering. SUBSTANCE: system has lifting mechanism 24 of filling coaxial tip 14 with angular motion drive 26 and vertical motion drive 27 which are required for mechanical coupling of lock mechanism 25 of tip 14 with coaxial filling pipe union 15 of aircraft 16. Tip 14 is fitted on filling pipe line 13 embraced by additional pipe line combining filling line 6 and drainage line 20 which are respectively connected with neutral gas system through heat exchanger 31 and centralized vapor discharge and recovery facilities 23. EFFECT: improved service characteristics through enhanced safety, ease of use, reduction of filling time, as well as discharge and recovery of carried-off vapor. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к средствам обеспечения заправки и дренажа криогенных топливных систем летательных аппаратов со специальными видами топлива, и может быть использовано в других отраслях машиностроения. The invention relates to aircraft, in particular to means for providing refueling and drainage of cryogenic fuel systems of aircraft with special fuels, and can be used in other engineering industries.

Известны системы закрытой заправки топливом с подвижными расходными резервуарами, оборудованные насосами и без них, соединенными заправочным трубопроводом с заправочным агрегатом, смонтированным на транспортном средстве, имеющем на линии заправки насосный агрегат, регулятор давления, фильтр-сепаратор, счетчик-дозатор, наконечник, состыкованный с заправочным штуцером самолета и замковым устройством для фиксации и герметизации соединения. Known closed fueling systems with movable consumables, equipped with and without pumps, connected by a fueling pipe to a fueling unit mounted on a vehicle having a pumping unit, pressure regulator, filter separator, metering meter, tip connected to aircraft refueling fitting and locking device for fixing and sealing the connection.

Недостатком данных систем является отсутствие организованного отвода криогенных паров топлива с последующей их утилизацией в наземных средствах, а также то, что стыковка и расстыковка наконечника линии заправки с заправочным штуцером самолета осуществляется вручную. The disadvantage of these systems is the lack of organized removal of cryogenic vapors of fuel with their subsequent disposal in ground-based means, as well as the fact that the tip and undocking of the tip of the refueling line with the filling nozzle of the aircraft is carried out manually.

Цель изобретения улучшение эксплуатационных характеристик путем повышения безопасности, удобства эксплуатации, сокращения времени заправки, а также обеспечения отвода и утилизации дренированных паров. The purpose of the invention is the improvement of operational characteristics by improving safety, ease of use, reducing refueling time, as well as ensuring the removal and disposal of drained vapors.

Это достигается тем, что в системе заправки криогенным топливом ЛА, содержащей топливозаправщик, соединенный гибкой линией с смонтированным на транспортном средстве заправочным агрегатом, включающим оборудование для подачи топлива в баки и заправочный трубопровод с наконечником, штуцер заправки, размещенный на ЛА, на транспортном средстве дополнительно смонтирован механизм подъема заправочного трубопровода с приводом для угловых и вертикальных перемещений наконечника, выполненного с возможностью коаксиального размещения по отношению к штуцеру заправки в их состыкованном положении, при этом участок заправочного трубопровода между наконечником и заправочным агрегатом снабжен охватывающим его дополнительным трубопроводом с образованием между двумя трубопроводами дренажного канала, сообщенного гибкой магистралью со сливным наконечником с внешним средством утилизации дренированных паров. This is achieved by the fact that in the aircraft refueling system with cryogenic fuel, comprising a tanker connected by a flexible line to a refueling unit mounted on the vehicle, including equipment for supplying fuel to the tanks and a refueling pipe with a tip, the refueling nozzle located on the aircraft is additionally mounted on the vehicle mounted lifting mechanism of the filling pipe with a drive for angular and vertical movements of the tip, made with the possibility of coaxial placement relative to to the filling nozzle in their docked position, while the section of the filling pipeline between the tip and the filling unit is provided with an additional pipe covering it with the formation of a drainage channel between two pipelines connected by a flexible line with a drain tip with an external means for utilizing the drained vapors.

Кроме того, заправочный агрегат дополнительно снабжен источником нейтрального газа, соединенным через теплообменник с заправочным трубопроводом. In addition, the refueling unit is further provided with a neutral gas source connected through a heat exchanger to the refueling pipe.

На чертеже изображена система заправки криогенным топливом, общий вид. The drawing shows a cryogenic fuel refueling system, General view.

Система заправки криогенным топливом содержит топливозаправщик 1, на котором смонтированы подкачивающий насос 2, перекрывной кран 3 с выходной горловиной 4, к которой подстыкован наконечник 5 гибкой линии 6 заправки, смонтированной на заправочном агрегате транспортного средства 7, на барабане 8, причем на линии 6 установлены насосный агрегат 9, регулятор 10 давления, фильтр-сепаратор 11, счетчик-дозатор 12, которые соединены с участком заправочного трубопровода 13, охваченным дополнительным трубопроводом и наконечником 14 с коаксиальным заправочным штуцером 15 самолета 16, объединяющим заправочную 17 и дренажную 18 магистрали топливной системы самолета, где последняя магистраль 18 является наружным каналом коаксиальных конструкций 13, 14 и 15, соединенных смонтированным на дополнительном барабане 19 гибким трубопроводом 20 со средствами централизованного отвода и утилизации паров 23 через сливной наконечник 21 и гидрантную колонку 22. При этом транспортное средство заправочного агрегата 7 снабжено механизмом подъема трубопровода 24 с устройством для фиксации и герметизации 25 с приводами для угловых 26 и вертикальных 27 перемещений закрепленного на нем наконечника 14, который замковым устройством 25 для фиксации и герметизации с использованием привода вертикальных перемещений 27 подстыкован к заправочному штуцеру 15 самолета 16. Дополнительно транспортное средство заправочного агрегата 7 снабжено системой нейтрального газа, состоящей из баллонов 28, перекрывного вентиля 29, редуктора 30, теплообменника 31 и средств диагностики 32, 33, которая подключена к заправочной линии 6. The cryogenic fueling system comprises a tanker 1, on which a booster pump 2 is mounted, a shut-off valve 3 with an outlet neck 4, to which a tip 5 of the flexible filling line 6 mounted on the vehicle refueling unit 7 is attached to the drum 8, and line 6 is installed on line 6 a pump unit 9, a pressure regulator 10, a filter separator 11, a metering meter 12, which are connected to a section of the filling pipe 13, covered by an additional pipe and a tip 14 with a coaxial filling nipple 15 of aircraft 16, combining the fueling 17 and drainage 18 lines of the aircraft fuel system, where the last line 18 is the outer channel of the coaxial structures 13, 14 and 15 connected by a flexible pipe 20 mounted on an additional drum 19 with means for centralized removal and disposal of vapors 23 through a drain tip 21 and a hydrant column 22. In this case, the vehicle of the filling unit 7 is equipped with a lifting mechanism for the pipeline 24 with a device for fixing and sealing 25 with drives for For angular 26 and 27 vertical movements of the fixed tip 14, which is locked by a locking device 25 for fixing and sealing using the vertical movement 27 to the filling nozzle 15 of the aircraft 16. Additionally, the vehicle of the filling unit 7 is equipped with a neutral gas system consisting of cylinders 28 , shutoff valve 29, gearbox 30, heat exchanger 31 and diagnostic tools 32, 33, which is connected to the filling line 6.

Система заправки криогенным топливом работает следующим обpазом. The cryogenic fuel refueling system operates as follows.

Линия заправки 6 и дренажа 20 вручную подстыковывается наконечником 5 к заправочной горловине 4 топливозаправщика 1 и сливным наконечником 21 к гидрантной колонке 22 системы централизованного отвода и утилизации паров 23. После этого заправочный наконечник 14 на механизме 24 устанавливается соосно заправочному штуцеру 15 самолета, используя привод 26 и досылается приводом 27 до стыковки наконечника 14 со штуцером 15 замковым устройством 25. В дальнейшем проводится опрессовка стыков линий заправки 6 и дренажа 20 и их совместная продувка с использованием системы нейтрального газа, установленной на транспортном средстве агрегата заправки 7 от баллона 28. Устранение негерметичности стыка заправочных наконечника 14 и штуцера 15 проводится поджатием его от привода 27. По линиям заправки 6 и 17 открытием перекрывного крана 3, включением насосов 2 и 9 начинаются регулируемая по расходу и давлению подача топлива в баки самолета 16 и его дополнительная очистка в фильтре-сепараторе 11, причем противотоком по линиям 18 и 20 дренажа в систему централизованного отвода и утилизации паров 23 транспортируются "холодные" пары топлива, остаточный хладоресурс которых на участке коаксиального трубопровода 13 снижает теплопритоки к заправляемому топливу. По окончании процесса заправки система возвращается в исходное положение, а перед расстыковкой ее линий проводится отогрев стыковочных узлов "горячим" нейтральным газом, нагретым в теплообменнике 31. Расстыковка линий 6 и 20 производится вручную, а стыковочный узел наконечника 14 и штуцера 15 с применением приводов 26 и 27 подъемного механизма 24 при обратном их действии, после чего линии заправки 6 и дренажа 20 убираются на барабанах 8 и 19, предоставляя возможность топливозаправщику 1 и транспортному средству заправочного агрегата 7 отъехать от заправленного самолета. The refueling line 6 and drainage 20 are manually docked with the tip 5 to the filler neck 4 of the tanker 1 and the drain tip 21 to the hydrant 22 of the centralized vapor recovery and recovery system 23. After that, the nozzle 14 on the mechanism 24 is installed coaxially with the aircraft nozzle 15 using the drive 26 and sent by the drive 27 to the docking of the tip 14 with the fitting 15 of the locking device 25. Subsequently, the joints of the filling lines 6 and the drainage 20 are pressurized and their joint blowing using we have a neutral gas system installed on the vehicle of the filling unit 7 from the cylinder 28. The leakage of the joint of the filling tip 14 and the fitting 15 is eliminated by pressing it from the drive 27. On the filling lines 6 and 17, by opening the shut-off valve 3, turning on the pumps 2 and 9, the adjustable by flow rate and pressure, the fuel supply to the aircraft tanks 16 and its additional cleaning in the filter-separator 11, and countercurrent along the drainage lines 18 and 20 to the centralized exhaust and vapor recovery system 23 are transported "x “cold” fuel vapors, whose residual cold resource in the section of the coaxial pipeline 13 reduces heat inflows to the refueling fuel. At the end of the refueling process, the system returns to its original position, and before undocking its lines, the docking stations are heated with “hot” neutral gas heated in the heat exchanger 31. Lines 6 and 20 are uncoupled manually, and the docking unit of tip 14 and fitting 15 using actuators 26 and 27 of the lifting mechanism 24 when they are reversed, after which the refueling lines 6 and drainage 20 are removed on the drums 8 and 19, allowing the tanker 1 and the vehicle of the filling unit 7 to move away from fixed plane.

Использование изобретения позволяет обеспечить безопасность при заправке, повысить удобство в эксплуатации системы и сократить время заправки, так как система заправки содержит необходимое заправочное оборудование, дополненное системой нейтрального газа с теплообменником, необходимой для технологических продувок и ускоренного отогрева коммуникаций и их стыков, в соответствии с требованиями взрыво-пожаробезопасности эксплуатации системы. В целом повышаются сервис и мобильность обслуживания заправляемых средств за счет применения механической подстыковки их к наземным средствам заправки. Коаксиальная конструкция стыковочных узлов и трубопровода снижает теплопритоки к криогенному топливу и ускоряет заправку в целом. The use of the invention allows to ensure safety during refueling, to increase the usability of the system and to reduce the time for refueling, since the refueling system contains the necessary refueling equipment, supplemented by a neutral gas system with a heat exchanger, necessary for technological purging and accelerated heating of communications and their joints, in accordance with the requirements explosion and fire safety operation of the system. In general, service and mobility of servicing refueling facilities are increased due to the use of their mechanical coupling to ground refueling facilities. The coaxial design of the docking units and the pipeline reduces heat inflows to cryogenic fuel and speeds up refueling in general.

Claims

1. Aircraft refueling system with cryogenic fuel, comprising a refueling tank connected by a flexible line to a refueling unit mounted on a vehicle, including equipment for supplying fuel to tanks and a refueling pipe with a nozzle, a refueling nozzle located on an aircraft, characterized in that the goal of improving performance by improving safety, ease of use, reducing refueling time, and ensuring drainage and disposal of drained vapors, in it a vehicle is additionally mounted with a lifting mechanism for the filling pipe with a drive for angular and vertical movements of the tip, made with the possibility of coaxial placement with respect to the filling nozzle in their docked position, while the section of the filling pipeline between the tip and the filling unit is provided with a female its additional pipeline with the formation between the two pipelines of the drainage channel, communicated by a flexible line with a drain on a terminal with an external means of utilizing drained vapors.

2. The system according to claim 1, characterized in that the filling unit is further provided with a neutral gas source connected through a heat exchanger to the filling pipe.