RU2042582C1

RU2042582C1 - Detachable device for filling with cryogenic propellant

Info

Publication number: RU2042582C1
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: 1995-08-27

Abstract

FIELD: aeronautical engineering. SUBSTANCE: device has end-piece 1 and pipe union 2 which connect filling lines 3 and 4 and venting lines 5 and 6 respectively by their inner passages 7 and 9 and outer passages 8 and 10. These passages are formed by bodies of cut-off valves of venting lines. Mounted in bodies of these valves are self-setting cut-off valves of filling lines. EFFECT: high safety, reduced filling time and reduced mass of construction. 2 cl, 2 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.

Известно разъемное устройство для заправки криогенным топливом, содержащее коаксиальный наконечник, контактирующий с коаксиальным штуцером топливной системы самолета, включающие линии заправки и дренирования паров топлива, причем внутренние каналы штуцера и наконечника выполнены для жидкой фазы топлива, а внешние для дренирования паров и снабжены отсечными клапанами для перекрытия упомянутых каналов перед отстыковкой наконечника, при этом на стыке внешних каналов наконечника и штуцера установлено уплотнение для герметизации дренируемых паров от внешней среды, а на внутренних дополнительные уплотнения, разделяющие жидкую и газообразную фазы топлива. Known detachable device for refueling with cryogenic fuel, containing a coaxial tip in contact with the coaxial nozzle of the fuel system of the aircraft, including refueling and drainage lines of fuel vapor, the internal channels of the nozzle and tip made for the liquid phase of the fuel, and external for drainage of vapors and equipped with shut-off valves for overlapping the said channels before undocking the tip, while at the junction of the external channels of the tip and the fitting a seal is installed to seal the drain vapor from the external environment, and on the internal additional seals separating the liquid and gaseous phases of the fuel.

Однако соединение наконечника типа ННЗ-4 с бортовым штуцером однопоточное, что приводит к увеличению веса системы заправки-дренажа самолета и увеличению времени заправки из-за технологии их подстыковки-расстыковки. However, the connection of the NNZ-4 type tip with the on-board fitting is single-threaded, which leads to an increase in the weight of the aircraft refueling-drainage system and an increase in refueling time due to the technology of their docking-undocking.

Соединение коаксиального наконечника с аналогичной конструкцией бортового штуцера предусматривает установку в их внутренних и внешних каналах отсчечных клапанов опережающего действия. Но при этом усложняется конструкция элементов соединения, из-за необходимости конструктивной развязки самих каналов и установленных в них клапанов. Данное обстоятельство накладывает повышенные требования к узлам герметизации каналов в отстыкованном положении, что вместе с конструктивными требованиями в целом увеличивает вес соединения. The connection of the coaxial tip with a similar design of the on-board fitting provides for the installation of advanced shut-off valves in their internal and external channels. But this complicates the design of the connection elements, due to the need for constructive isolation of the channels themselves and the valves installed in them. This circumstance imposes increased requirements on the channel sealing nodes in the undocked position, which, together with the design requirements, as a whole increases the weight of the connection.

Целью изобретения является обеспечение безопасности, сокращение времени заправки и снижения веса. The aim of the invention is to ensure safety, reduce refueling time and reduce weight.

Цель достигается тем, что разъемное устройство для заправки криогенным топливом, содержащее коаксиальный наконечник, контактирующий с коаксиальным штуцером топливной системы, например, самолета, которые включают линии заправки и дренирования паров топлива, причем внутренние каналы штуцера и наконечника выполнены для жидкой фазы, а внешние для дренирования паров и снабжены отсечными клапанами для перекрытия упомянутых каналов перед отстыковкой наконечника, при этом на стыке внешних каналов наконечника и штуцера установлено уплотнение для герметизации дренируемых паров от внешней среды, а на внутренних дополнительные уплотнения, разделяющие жидкую и газообразную фазы топлива, снабжено замковым механизмом с ручным приводом и приводом для открытия отсечных клапанов, смонтированным в торцовой части наконечника, на штоке которого соосно установлены клапаны линий дренажа и заправки, при этом первый из упомянутых клапанов содержит цилиндрический корпус, в котором соосно установлен и подпружинен второй клапан линии заправки, в центральной части которого выполнен упор, контактирующий в момент заправки совместно с корпусом клапана линии дренажа с соосно установленными относительно друг друга клапанами линии дренажа и заправки штуцера самолета, причем контактирующие пары соосных клапанов подпружинены в корпусах, соответственно штуцера и наконечника, а также установлены с возможностью возвратно-поступательного перемещения в них, при этом в промежуточном положении упомянутых контактирующих пар клапанов, обе линии заправки и дренажа сообщаются между собой. Дополнительно между корпусами штуцера и наконечника смонтировано подвижное уплотнение для герметизации паровой фазы топлива от внешней среды, а на ручном приводе замкового механизма установлены подпружиненные тяги. The goal is achieved in that a detachable device for refueling with cryogenic fuel, containing a coaxial tip in contact with the coaxial fitting of the fuel system, for example, an airplane, which include refueling and drainage lines for the fuel vapor, the internal channels of the nozzle and the tip made for the liquid phase, and external for drainage of vapors and are equipped with shut-off valves for blocking the above-mentioned channels before undocking the tip, while seals are installed at the junction of the external channels of the tip and fitting e for sealing the drained vapors from the external environment, and on the inside, additional seals separating the liquid and gaseous phases of the fuel are equipped with a locking mechanism with a manual drive and a drive for opening shut-off valves mounted in the end part of the tip, the valves of the drainage lines are coaxially mounted on its stem refueling, wherein the first of said valves comprises a cylindrical body in which the second valve of the refueling line is coaxially mounted and spring-loaded, in the central part of which an emphasis is made, to at the moment of filling together with the valve body of the drainage line, which is in contact with the valves of the drainage line and the nozzle of the aircraft fitting coaxially mounted relative to each other, the contacting pairs of coaxial valves are spring-loaded in the housings, respectively, of the nozzle and the tip, and also installed with the possibility of reciprocating movement in them, while in the intermediate position of said contacting pairs of valves, both refueling and drainage lines communicate with each other. In addition, a movable seal is mounted between the bodies of the nozzle and the tip to seal the vapor phase of the fuel from the external environment, and spring-loaded rods are installed on the manual drive of the locking mechanism.

На фиг. 1 изображено разъемное устройство для заправки криогенным топливом в состыкованном состоянии и с закрытыми отсечными клапанами; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 (вверх от оси симметрии ОО', устройство с полностью открытыми отсечными клапанами; разрез Б-Б на фиг. 1 (вниз от оси симметрии ОО', устройство с промежуточным положением отсечных клапанов. In FIG. 1 shows a detachable device for refueling with cryogenic fuel in the docked state and with shut-off valves closed; in FIG. 2, section AA in FIG. 1 (up from the axis of symmetry OO ', a device with fully open shut-off valves; section BB in Fig. 1 (down from the axis of symmetry OO', a device with an intermediate position of the shut-off valves.

Разъемное устройство для заправки криогенным топливом содержит наконечник 1, состыкованный со штуцером 2 самолета, которые включают линии 3 и 4 заправки и линии 5 и 6 дренирования паров топлива, причем внутренние каналы 7 и 8 наконечника 1 и штуцера 2 соответственно выполнены для жидкой фазы топлива, а внешние их каналы 8 и 10 для дренирования паров топлива, при этом на стыке последних упомянутых каналов установлено уплотнение 11, а на внутренних каналах 7, 9 дополнительные уплотнения 12 и 13. На наконечнике 1 смонтированы замковый механизм 14 с ручным приводом 15 и привод 16 в торцовой его части 17, на штоке 18 которого соосно установлены отсечные клапаны 19 и 20 линий дренажа и заправки, при этом клапан 19 содержит цилиндрический корпус 21, в котором соосно установлен и подпружинен пружиной 22 клапан 20, в центральной части которого выполнен упор 23, контактирующий в момент заправки совместно с корпусом 21 клапана 19 с аналогичной конструкцией соосно установленной пары клапанов: клапаном 24 линии дренажа и установленным в его корпусе 25 и подпружиненным пружиной 26 клапаном 27 линии заправки штуцера 2, причем обе пары клапанов 24, 27 и 19, 20 подпружинены в корпусах соответственно штуцера 2 и наконечника 1 пружинами 28 и 29 таким образом, что в промежуточном положении упомянутых пар клапанов линии 3, 4 и 5, 6 заправки 4 и дренажа сообщаются между собой через каналы 30 в штуцере 2. Дополнительно между корпусами штуцера 2 и наконечника 1 смонтировано подвижное уплотнение 31, а на ручном приводе 15 замкового механизма 14 установлены подпружиненные тяги 32. The detachable device for refueling with cryogenic fuel contains a tip 1, docked with the nozzle 2 of the aircraft, which include lines 3 and 4 of the refueling and lines 5 and 6 of the drainage of fuel vapor, and the inner channels 7 and 8 of the tip 1 and nozzle 2, respectively, are made for the liquid phase of the fuel, and their external channels 8 and 10 for drainage of fuel vapor, while at the junction of the last mentioned channels a seal 11 is installed, and on the internal channels 7, 9 additional seals 12 and 13. A lock mechanism 14 with a manual assembly is mounted on the tip 1 drive 15 and drive 16 in its end part 17, on the rod 18 of which shut-off valves 19 and 20 of drainage and filling lines are coaxially mounted, while valve 19 comprises a cylindrical body 21 in which valve 20 is coaxially mounted and spring-loaded with spring 22, in the central part which has a stop 23 in contact at the time of refueling together with the valve body 21 of the valve 19 with a similar design of a coaxially mounted pair of valves: a drain line valve 24 and a valve 27 of the nozzle line 2, spring-loaded 26 and spring-loaded 26, pr why both pairs of valves 24, 27 and 19, 20 are spring-loaded in the bodies of the fitting 2 and tip 1, respectively, by the springs 28 and 29 so that in the intermediate position of the said pairs of valves, the lines 3, 4 and 5, 6 of the charging 4 and the drain are interconnected via channels 30 in the fitting 2. Additionally, between the bodies of the fitting 2 and the tip 1, a movable seal 31 is mounted, and spring-loaded rods 32 are installed on the manual drive 15 of the locking mechanism 14.

Разъемное устройство для заправки криогенным топливом работает следующим образом:
Наконечник 1 линий 3 и 6 заправки и дренажа посредством замкового механизма 14 с ручным приводом 15 стыкуется со штуцером 2 линий 4 и 5 заправки и дренажа топливной системы самолета, производя при этом герметизацию на стыке подвижным 31 и торцовым 11 уплотнениями, обеспечивая постоянное поджатие последнего уплотнения подпружиненными тягами 32 ручного привода 15 замкового механизма 14. Приводом 16 пары отсечных клапанов 19, 20 и 24, 27, что соответствует фиг. 2 (А-А), переводятся в положение открыто, сообщая при этом линию 3 заправки наконечника 1 и линию 4 заправки штуцера 2 через их внутренние каналы 7 и 9, а линии 6 и 5 дренажа через их внешние каналы 8 и 10. В данном положении отсечных клапанов производятся заправка самолета криогенным топливом и дренирование его паров противотоком на землю, при этом дополнительные уплотнения 12 и 13 обеспечивают разделение потоков, а возможные незначительные утечки через них топлива флегматизируются дренажным потоком. По окончании процесса заправки приводом 16 и под действием пружин 28 и 29 отсечные клапаны 19, 20 и 24, 27 переводятся в промежуточное положение, что соответствует фиг. 2 (Б-Б). При этом открываются каналы 30, которые сообщают линии 3 и 4 заправки с линиями 6 и 5 дренажа, предоставляя возможность продувать данные линии и тупиковые зоны разъемного устройства, а также вести его отогрев "горячим" нейтральным газом. С окончанием процесса отогрева приводом 16 и под действием пружин 28, 29 и 22, 26 отсечные клапаны 24, 27 и 19, 20 перекрывают линии 4 и 5 заправки и дренажа штуцера 2, а также линии 3 и 6 заправки и дренажа наконечника 1. Ручным приводом 15 снимается усилие сжатия с замкового механизма 14 и производится расстыковка наконечника 1 со штуцером 2. После этого на них устанавливаются технологические заглушки.A detachable cryogenic fuel refueling device operates as follows:
The tip 1 of the refueling and drainage lines 3 and 6 by means of a locking mechanism 14 with a manual drive 15 is connected to the fitting of the 2 fueling system and drainage lines 2 and 4 of the aircraft fuel system, while sealing the joint with the movable 31 and mechanical 11 seals, ensuring constant compression of the last seal spring-loaded rods 32 of the manual drive 15 of the locking mechanism 14. The drive 16 pairs of shut-off valves 19, 20 and 24, 27, which corresponds to FIG. 2 (A-A), are transferred to the open position, while communicating the line 3 of the nozzle 1 and the line 4 of the nozzle 2 through their internal channels 7 and 9, and drain lines 6 and 5 through their external channels 8 and 10. In this the position of the shut-off valves, the aircraft is refueled with cryogenic fuel and its vapors are drained countercurrently to the ground, with additional seals 12 and 13 providing flow separation, and possible minor leaks through them are phlegmatized by a drainage stream. At the end of the refueling process with the drive 16 and under the action of the springs 28 and 29, the shut-off valves 19, 20 and 24, 27 are transferred to the intermediate position, which corresponds to FIG. 2 (BB). At the same time, channels 30 are opened that communicate refueling lines 3 and 4 with drainage lines 6 and 5, making it possible to blow through these lines and dead ends of the plug-in device, as well as to heat it with “hot” neutral gas. With the end of the heating process by the drive 16 and under the action of the springs 28, 29 and 22, 26, the shut-off valves 24, 27 and 19, 20 overlap the lines 4 and 5 of the filling and drainage of the nozzle 2, as well as the lines 3 and 6 of the filling and drainage of the tip 1. Manual the drive 15 removes the compression force from the locking mechanism 14 and detaches the tip 1 with the fitting 2. After that, technological plugs are installed on them.

Claims

1. DISCONNECTED DEVICE FOR CRYOGENIC FUEL FILLING, containing a coaxial tip in contact with the coaxial nozzle of the fuel system of the aircraft, including lines for refueling and drainage of fuel vapor, the internal channels of the nozzle and tip made for the liquid phase of the fuel, and external for drainage of the vapor and equipped shut-off valves for closing the said channels before undocking the tip, while at the junction of the external channels of the tip and the nozzle a seal is installed to seal the drain vapor from the external environment, and on the inside - additional seals separating the liquid and gaseous phases of the fuel, characterized in that, in order to ensure safety, reduce refueling time and reduce weight, it is equipped with a locking mechanism with a manual drive and a drive for opening shut-off valves mounted in the end part of the tip, on the rod of which the valves of the drainage and filling lines are coaxially mounted, the first of the said valves comprising a cylindrical body in which the spring is coaxially mounted the second inlet valve of the filling line in the central part of which there is a stop contacting together with the valve body of the drainage line with the valves of the drainage line and the nozzle of the aircraft fitting coaxially mounted relative to each other, the contacting pairs of coaxial valves are spring-loaded in the bodies of the nozzle and the tip, respectively, and also installed with the possibility of reciprocating movement in them, while in the intermediate position of the said contacting pairs of valves, both refueling lines and drainage communicated among themselves.

2. The device according to claim 1, characterized in that a movable seal is mounted between the bodies of the nozzle and the tip to seal the vapor phase of the fuel from the external environment, and spring-loaded rods are installed on the manual drive of the locking mechanism.