RU213649U1

RU213649U1 - Gas turbine engine fuel supply system

Info

Publication number: RU213649U1
Application number: RU2022104409U
Authority: RU
Inventors: Олег Борисович Слотин; Игорь Анатольевич Мельников; Алексей Николаевич Фокин; Алексей Викторович Астапович
Original assignee: Акционерное общество "Омское машиностроительное конструкторское бюро"
Filing date: 2022-02-21
Publication date: 2022-09-21

Abstract

Полезная модель относится к авиации и может быть использована для подачи топлива в газотурбинные двигатели летательных аппаратов. Топливная система летательного аппарата содержит клапан запорный и клапан распределительный, гидравлически связанные с дозатором топлива, топливными форсунками первого и второго контуров и дренажной системой, причем запорный клапан имеет уплотнительный элемент отвода топлива в дренажную систему. Клапан распределительный может быть установлен внутри клапана запорного. При отсутствии подачи топлива клапан запорный перекрывает подачу топлива от дозатора и соединяет топливные форсунки с дренажной системой. При подаче топлива клапан запорный перекрывает отвод топлива к дренажной системе, а клапан распределительный обеспечивает распределение топлива между контурами форсунок. Применение настоящей полезной модели позволяет получить компактную конструкцию с минимальной массой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

The utility model relates to aviation and can be used to supply fuel to gas turbine engines of aircraft. The fuel system of the aircraft contains a shut-off valve and a distribution valve hydraulically connected to the fuel dispenser, fuel injectors of the primary and secondary circuits and the drainage system, and the shut-off valve has a sealing element for discharging fuel to the drainage system. The control valve can be installed inside the shut-off valve. In the absence of fuel supply, the shut-off valve shuts off the fuel supply from the dispenser and connects the fuel injectors to the drainage system. When fuel is supplied, the shut-off valve closes the fuel outlet to the drainage system, and the distribution valve ensures the distribution of fuel between the injector circuits. The use of the present utility model makes it possible to obtain a compact design with a minimum weight. 1 w.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения, в частности к системам топливопитания газотурбинных двигателей (ГТД) летательного аппарата (ЛА).The utility model relates to the field of engine building, in particular to fuel supply systems for gas turbine engines (GTE) of an aircraft (LA).

Известны системы топливопитания газотурбинных двигателей, содержащие насос подкачивающий, насос основной, дозатор топлива, топливные форсунки первого контура, топливные форсунки второго контура, дренажную систему, клапан запорный, клапан распределительный, клапан дренажный.Known fuel supply systems for gas turbine engines, containing a booster pump, a main pump, a fuel dispenser, fuel injectors of the primary circuit, fuel injectors of the secondary circuit, a drainage system, a shut-off valve, a control valve, a drain valve.

Подобной системой является система топливопитания газотурбинного двигателя Д-30. В данной системе насос основной, дозатор топлива, клапан запорный, клапан распределительный и клапан дренажный объединены в один агрегат НР-30АР (см.: Авиационный двигатель Д-30 II серии: Л.П. Лозицкий, А.А. Иваненко, М.Д. Авдошко и др. - М.: Машиностроение, 1980 г).A similar system is the fuel supply system of the D-30 gas turbine engine. In this system, the main pump, fuel dispenser, shut-off valve, distribution valve and drain valve are combined into one HP-30AR unit (see: Aircraft engine D-30 II series: L.P. Lozitsky, A.A. Ivanenko, M. D. Avdoshko and others - M .: Mashinostroenie, 1980).

Также подобной системой является система топливопитания газотурбинного двигателя ПС-90А. В этой системе клапан запорный, клапан распределительный и клапан дренажный входят в состав АРТ-90Р, выполненного в виде отдельного агрегата, связанного топливными трубопроводами с насосом-регулятором, топливными форсунками и дренажной системой (см. ПС-90А. Руководство по технической эксплуатации. Книга 2. Часть 2. Раздел 73.23.03).Also, a similar system is the fuel supply system of the PS-90A gas turbine engine. In this system, a shut-off valve, a distribution valve and a drain valve are part of the ART-90R, made as a separate unit connected by fuel pipelines to a regulator pump, fuel injectors and a drainage system (see PS-90A. Technical Operation Manual. Book 2. Part 2. Section 73.23.03).

Недостатком приведенных систем топливопитания является вес и габариты, приходящиеся на клапан дренажный и топливные магистрали связывающие клапан запорный, клапан распределительный и клапан дренажный.The disadvantage of the above fuel supply systems is the weight and dimensions attributable to the drain valve and fuel lines connecting the shut-off valve, control valve and drain valve.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в улучшении массогабаритных характеристик системы топливопитания.The task to be solved by the claimed technical solution is to improve the weight and size characteristics of the fuel supply system.

Для достижения указанного технического решения в системе топливопитания газотурбинного двигателя, содержащей насос подкачивающий, насос основной, дозатор топлива, топливные форсунки первого контура, топливные форсунки второго контура, дренажную систему, соединительные топливные магистрали, клапан запорный с уплотнительными элементами, клапан распределительный, причем клапан запорный выполняет функции переключения и разрыва гидравлических связей, при этом; в открытом положении запорного клапана дозатор топлива гидравлически связан с форсунками первого контура и клапаном распределительным, магистраль отвода топлива в дренажную систему перекрыта, а клапан распределительный выполняет функцию гидравлического дросселя переменного сечения в магистрали подвода топлива к форсункам второго контура; в закрытом положении запорного клапана магистраль подвода топлива от дозатора перекрыта, а форсунки первого и второго контура гидравлически связаны с дренажной системой. При этом клапан распределительный может быть размещен в клапане запорном, причем золотник клапана запорного выполняет функции корпуса и втулки для золотника клапана распределительного.To achieve the specified technical solution in the fuel supply system of a gas turbine engine, containing a booster pump, a main pump, a fuel dispenser, fuel injectors of the primary circuit, fuel injectors of the secondary circuit, a drainage system, connecting fuel lines, a shut-off valve with sealing elements, a distribution valve, and the shut-off valve performs the functions of switching and breaking hydraulic connections, while; in the open position of the shut-off valve, the fuel dispenser is hydraulically connected to the primary circuit injectors and the distribution valve, the fuel outlet line to the drainage system is closed, and the distribution valve acts as a variable-section hydraulic throttle in the fuel supply line to the secondary circuit injectors; in the closed position of the shut-off valve, the fuel supply line from the dispenser is blocked, and the nozzles of the first and second circuits are hydraulically connected to the drainage system. In this case, the distribution valve can be placed in the shut-off valve, and the shut-off valve spool performs the functions of a body and a bushing for the control valve spool.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является улучшение массогабаритных характеристик системы топливопитания за счет следующих факторов:The technical result provided by the above set of features is to improve the weight and size characteristics of the fuel supply system due to the following factors:

исключением из состава системы клапана дренажного;exclusion from the composition of the drainage valve system;

исключением из состава системы топливных магистралей, связывающих клапан дренажный с другими элементами системы топливопитания;exclusion from the system of fuel lines connecting the drain valve with other elements of the fuel supply system;

исключением из состава системы топливных магистралей, связывающих запорный клапан с распределительным, за счет размещения клапана распределительного внутри клапана запорного.exclusion from the system of fuel lines connecting the shut-off valve with the distribution valve, due to the placement of the distribution valve inside the shut-off valve.

Предложенная система топливопитания представлена на чертежах и описана ниже. На фиг. 1 запорный и распределительный клапаны показаны в закрытом (нерабочем) положении, когда подача топлива отсутствует. На фиг. 2 запорный и распределительный клапаны показаны в открытом (рабочем) положении, при подаче топлива в форсунки газотурбинного двигателя.The proposed fuel supply system is shown in the drawings and described below. In FIG. 1 shut-off and control valves are shown in the closed (non-operating) position when there is no fuel supply. In FIG. 2, the shut-off and distribution valves are shown in the open (working) position, when fuel is supplied to the nozzles of the gas turbine engine.

Система содержит насос подкачивающий 1, насос основной 2, дозатор топлива 3. Насос подкачивающий 1 и насос основной 2, связаны механическими приводами с ГТД, а дозатор топлива 3 электрическими цепями с электронным регулятором (на чертеже не показаны).The system includes a booster pump 1, a main pump 2, a fuel dispenser 3. The booster pump 1 and the main pump 2 are connected by mechanical drives to the gas turbine engine, and the fuel dispenser 3 by electrical circuits with an electronic regulator (not shown in the drawing).

Система также содержит форсунки топливные первого контура 4, форсунки топливные второго контура 5, дренажную систему 6, клапан запорный 7, клапан распределительный 8, канал входной 9, канал отвода в первый контур 10, канал отвода во второй контур 11, канал дренажа 12, уплотнение клапанное входное 13, уплотнение клапанное дренажное 14.The system also contains fuel injectors of the first circuit 4, fuel injectors of the second circuit 5, drainage system 6, shut-off valve 7, distribution valve 8, inlet channel 9, outlet channel to the first circuit 10, outlet channel to the second circuit 11, drainage channel 12, seal valve inlet 13, valve drainage seal 14.

Клапан запорный 7 механически связан с пружиной 15. В клапане запорном 7 выполнены: окна входные 16, окна выходные 17, пазы продольные 18.The shut-off valve 7 is mechanically connected to the spring 15. The shut-off valve 7 has: inlet windows 16, outlet windows 17, longitudinal grooves 18.

Клапан распределительный 8 механически связан с пружиной 19. В клапане распределительном 8 выполнены пазы профилированные 20.Distribution valve 8 is mechanically connected with spring 19. Profiled grooves 20 are made in distribution valve 8.

При необходимости, в канале отвода первого контура 10 может быть установлен жиклер 21.If necessary, a jet 21 can be installed in the outlet channel of the first circuit 10.

Система работает следующим образом.The system works as follows.

Когда подача топлива системой топливопитания отсутствует, запорный клапан 7 усилием пружины 15 удерживается в положении закрытого входного уплотнения 13. При этом пазами продольными 18 гидравлически соединены канал отвода в первый контур 10 с каналом отвода во второй контур 11. Топливо от форсунок первого контура 4, проходя через канал отвода в первый контур 10, с жиклером 21, пазы продольные 18 пружинную полость клапана запорного 7 и канал дренажа 12 поступает в дренажную систему 6. Топливо от форсунок второго контура 5, проходя через канал отвода во второй контур 11, пазы продольные 18 пружинную полость клапана запорного 7 и канал дренажа 12, поступает в дренажную систему 6. Распределительный клапан 8 усилием пружины 19 удерживается в положении, в котором пазы профилированные 20 закрыты.When there is no fuel supply by the fuel supply system, the shut-off valve 7 is held by the force of the spring 15 in the position of the closed inlet seal 13. At the same time, the outlet channel to the first circuit 10 is hydraulically connected to the outlet channel to the second circuit 11 by the longitudinal grooves 18. The fuel from the injectors of the first circuit 4, passing through the outlet channel to the first circuit 10, with a jet 21, the longitudinal grooves 18 the spring cavity of the shut-off valve 7 and the drainage channel 12 enters the drainage system 6. Fuel from the nozzles of the second circuit 5, passing through the outlet channel to the second circuit 11, the longitudinal grooves 18 spring the cavity of the shut-off valve 7 and the drainage channel 12 enters the drainage system 6. The distribution valve 8 is held in a position by the force of the spring 19 in which the profiled grooves 20 are closed.

При подаче топлива системой топливопитания в газотурбинный двигатель, из топливной системы ЛА топливо поступает на вход в насос подкачивающий 1, затем на вход в насос основной 2 и на вход в дозатор топлива 3. Из дозатора 3 топливо поступает в канал входной 9.When fuel is supplied by the fuel supply system to the gas turbine engine, from the aircraft fuel system, fuel enters the inlet to the booster pump 1, then to the inlet to the main pump 2 and to the inlet to the fuel dispenser 3. From the dispenser 3, the fuel enters the input channel 9.

Под действием давления топлива в канале 9 клапан запорный 7 перемещается, преодолевая усилие пружины 15. Уплотнение клапанное 13 открывается, а канал отвода в первый контур 10 разъединяется с каналом отвода во второй контур 11. В конечном положении клапана запорного 7 закрывается клапанное уплотнение 14, отсоединяя пружинную полость клапана запорного 7 от канала дренажа 12 и системы дренажной 6. Топливо из канала входного 9 через канал отвода в первый контур 10 с жиклером 21 поступает в топливные форсунки первого контура 4.Under the action of fuel pressure in channel 9, the shut-off valve 7 moves, overcoming the force of the spring 15. The valve seal 13 opens, and the outlet channel to the first circuit 10 is disconnected from the outlet channel to the second circuit 11. In the final position of the shut-off valve 7, the valve seal 14 closes, disconnecting the spring cavity of the shut-off valve 7 from the drainage channel 12 and the drainage system 6. Fuel from the inlet channel 9 through the outlet channel into the primary circuit 10 with a jet 21 enters the fuel injectors of the primary circuit 4.

При увеличении расхода топлива увеличивается давление топлива в канале входном 9. Под действием давления топлива клапан распределительный 8 перемещается, преодолевая усилие пружины 19. Пазы профилированные 20 открываются, топливо из канала входного 9 через окна входные 16 поступает к распределительному клапану 8. Через пазы профилированные 20 распределительного клапана 8 топливо, последовательно проходит через окна выходные 17, пазы продольные 18, канал отвода во второй контур 11 и затем поступает в топливные форсунки второго контура 5.With an increase in fuel consumption, the fuel pressure in the inlet channel 9 increases. Under the influence of fuel pressure, the distribution valve 8 moves, overcoming the force of the spring 19. Profiled grooves 20 open, fuel from the inlet channel 9 through the inlet windows 16 flows to the distribution valve 8. Through the profiled grooves 20 distribution valve 8, fuel passes through the outlet windows 17, longitudinal grooves 18, the outlet channel to the second circuit 11 and then enters the fuel injectors of the second circuit 5.

Характер распределения топлива между топливными форсунками первого 4 и второго 5 контуров определяется расходными гидравлическими характеристиками форсунок, профилем пазов 20 жесткостью пружины 19, и расходной гидравлической характеристикой жиклера 21.The nature of the distribution of fuel between the fuel injectors of the first 4 and second 5 circuits is determined by the flow hydraulic characteristics of the injectors, the profile of the grooves 20, the stiffness of the spring 19, and the flow hydraulic characteristic of the jet 21.

Применение настоящей полезной модели позволяет получить компактную конструкцию с минимальной массой.The use of the present utility model makes it possible to obtain a compact design with a minimum weight.

Таким образом, предлагаемой полезной моделью «Система топливопитания газотурбинного двигателя», осуществляется новое компоновочное решение, позволяющее за счет взаимного положения составных элементов, совмещения функций выполняемых составными элементами системы и сокращения связей между элементами системы улучшить массогабаритные характеристики и надежность системы топливопитания. Что в свою очередь приводит к техническому результату, выражающемуся в более эффективном выполнении традиционных для систем топливопитания ГТД ЛА функций.Thus, the proposed utility model "Fuel supply system of a gas turbine engine" implements a new layout solution that allows, due to the relative position of the constituent elements, the combination of functions performed by the constituent elements of the system and the reduction of connections between the system elements, to improve the weight and size characteristics and reliability of the fuel supply system. Which, in turn, leads to a technical result, which is expressed in more efficient performance of the functions traditional for fuel supply systems of GTE aircraft.

Claims

1. The fuel supply system of a gas turbine engine, characterized in that it contains a booster pump, a main pump, a fuel dispenser, fuel injectors of the primary circuit, fuel injectors of the secondary circuit, a drainage system, connecting fuel lines, a shut-off valve with sealing elements, a distribution valve, and the valve the shut-off valve performs the functions of switching and breaking hydraulic connections, while in the open position of the shut-off valve, the fuel dispenser is hydraulically connected to the injectors of the primary circuit and the distribution valve, the fuel outlet line to the drainage system is closed, and the distribution valve performs the function of a variable-section hydraulic throttle in the fuel supply line to the nozzles of the second circuit; in the closed position of the shut-off valve, the fuel supply line from the dispenser is blocked, and the nozzles of the first and second circuits are hydraulically connected to the drainage system.

2. The system according to claim. 1, characterized in that the control valve is located in the shut-off valve, and the shut-off valve spool performs the functions of a housing and a bushing for the control valve spool.