RU2364738C1 - Fuel supply system of gas turbine engine - Google Patents
Fuel supply system of gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2364738C1 RU2364738C1 RU2008102317/06A RU2008102317A RU2364738C1 RU 2364738 C1 RU2364738 C1 RU 2364738C1 RU 2008102317/06 A RU2008102317/06 A RU 2008102317/06A RU 2008102317 A RU2008102317 A RU 2008102317A RU 2364738 C1 RU2364738 C1 RU 2364738C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- valve
- stage
- centrifugal
- inlet
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к системам подачи топлива в газотурбинные двигатели (ГТД). Наиболее целесообразно его использование для топливных систем летательных аппаратов, у которых двигатели расположены выше основных топливных баков, например у вертолетов.The invention relates to the field of engine building, in particular to systems for supplying fuel to gas turbine engines (GTE). Its most appropriate use for the fuel systems of aircraft, in which the engines are located above the main fuel tanks, for example in helicopters.
Известна система подачи топлива в газотурбинный двигатель вертолета Ми-8 (см. "Вертолет Ми-8. Техническое описание. Кн.1: Летно-технические характеристики.", М., «Машиностроение», 1970), содержащая подвесные баки с электроприводными перекачивающим насосами, расходный бак с подкачивающими электроприводными насосами, блок фильтров, насос-регулятор с приводом от ГТД.A known system for supplying fuel to the gas turbine engine of the Mi-8 helicopter (see "Mi-8 helicopter. Technical description. Book 1: Flight performance.", M., "Engineering", 1970), containing suspended tanks with electric pumping pumps, a supply tank with booster electric drive pumps, a filter unit, a pump regulator driven by a gas turbine engine.
Недостатками указанной системы являются:The disadvantages of this system are:
- При отказе подкачивающих насосов и высоте полета более 1000 м возможна остановка двигателя. Это связано с уменьшением давления топлива на входе в насос высокого давления (см. Кеба И.В. "Летная эксплуатация вертолетных газотурбинных двигателей", М., «Транспорт», 1976 г., стр.116).- If the booster pumps fail and the flight altitude exceeds 1000 m, the engine can stop. This is due to a decrease in fuel pressure at the inlet to the high-pressure pump (see I. Keba "Flight operation of helicopter gas turbine engines", Moscow, "Transport", 1976, p. 116).
- При повреждении (с потерей герметичности) трубопроводов и расходного бака топливо заливает внутреннее пространство фюзеляжа и грузовую кабину, что чрезвычайно опасно в пожарном отношении (см. Володко А.М., Горшков В.А. "Вертолет в Афганистане", М., «Воениздат», 1993 г., стр.88).- In case of damage (with loss of tightness) of the pipelines and the supply tank, fuel fills the internal space of the fuselage and the cargo compartment, which is extremely dangerous in terms of fire (see Volodko A.M., Gorshkov V.A. "Helicopter in Afghanistan", M., Military Publishing, 1993, p. 88).
Также известна система нагнетания топлива в двигатель (см. патент США №5490387, кл. F02C 7/22, 1996 г.), которая содержит трубопровод подвода топлива из топливного бака к двигателю, топливный бустерный (подкачивающий) насос, основной топливный насос и топливный аккумулятор, расположенный между подкачивающим насосом и основным топливным насосом, обеспечивающий резервную подачу топлива в двигатель, обратный канал, связанный с аккумулятором и с трубопроводом подачи топлива к подкачивающему насосу для подачи нерастворенных паров топлива из аккумулятора. Бустерный насос выполнен в виде центробежного насоса с боковыми каналами, имеющего удовлетворительную способность к самовсасыванию и относительно постоянное давление на выходе.Also known is a system for injecting fuel into an engine (see US patent No. 5490387, class F02C 7/22, 1996), which contains a pipeline for supplying fuel from the fuel tank to the engine, a fuel booster (booster) pump, a main fuel pump and a fuel a battery located between the booster pump and the main fuel pump, providing backup fuel supply to the engine, a return channel connected to the battery and the fuel supply pipe to the booster pump for supplying undissolved fuel vapor from the batteries pa. The booster pump is made in the form of a centrifugal pump with side channels having a satisfactory self-priming ability and a relatively constant outlet pressure.
Недостатками указанной системы являются:The disadvantages of this system are:
- Усложнение конструкции и увеличение веса при применении центробежного насоса с боковыми каналами.- The complexity of the design and weight gain when using a centrifugal pump with side channels.
- Худшие кавитационные характеристики центробежного насоса с боковыми каналами по сравнению с обычным центробежным насосом.- Worse cavitation characteristics of a centrifugal pump with side channels compared to a conventional centrifugal pump.
- Наличие топливного аккумулятора, утяжеляющего и усложняющего систему.- The presence of a fuel accumulator, weighting and complicating the system.
- Топливный аккумулятор, при потере герметичности, более пожароопасен по сравнению с расходным баком из-за наличия внутреннего давления.- A fuel accumulator, in case of loss of tightness, is more fire hazard compared to a supply tank due to the presence of internal pressure.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение надежности работы системы топливопитания и снижение веса системы в целом.The technical result to which the invention is directed is to increase the reliability of the fuel supply system and reduce the weight of the system as a whole.
Для достижения указанного технического результата в системе топливопитания газотурбинного двигателя, содержащей последовательно установленные подкачивающий насос и основной насос-регулятор, подкачивающий насос выполнен в виде центробежной и коловратной ступеней, установленных последовательно, коловратная ступень дополнительно снабжена клапаном перепуска с сервопоршнем, причем вход клапана перепуска через фильтр соединен с выходной магистралью коловратной ступени, выход - с входом в коловратную ступень, поршневая полость сервопоршня связана каналом с входной магистралью центробежной ступени, а штоковая полость клапана - с выходной магистралью центробежной ступени.To achieve the specified technical result in the fuel supply system of a gas turbine engine containing a booster pump and a main pump-regulator installed in series, the booster pump is made in the form of centrifugal and rotary stages installed in series, the rotary stage is additionally equipped with a bypass piston valve, and the bypass valve input through the filter connected to the output line of the rotary stage, the output is to the entrance to the rotary stage, the piston cavity is servo shnya channel connected to the inlet manifold of the centrifugal stage, and the cavity stem valve - to the output pipe of the centrifugal stage.
Отличительные признаки, а именно то, что подкачивающий насос имеет центробежную и коловратную ступени, установленные последовательно, а коловратная ступень снабжена клапаном перепуска с сервопоршнем, причем вход клапана перепуска через фильтр соединен с выходной магистралью коловратной ступени, а выход - с входом в коловратную ступень, поршневая полость сервопоршня связана каналом с входной магистралью центробежной ступени, а штоковая полость клапана - с выходной магистралью центробежной ступени, позволяют управлять клапаном перепуска топлива по величине перепада на центробежном насосе, что повышает надежность и снижает вес. Это достигается тем, что:Distinctive features, namely, that the booster pump has centrifugal and rotary stages installed in series, and the rotary stage is equipped with a bypass piston valve, and the bypass valve inlet through the filter is connected to the output manifold of the rotary stage, and the output is connected to the entrance to the rotary stage, the piston cavity of the servo piston is connected by a channel to the inlet line of the centrifugal stage, and the rod cavity of the valve is connected to the outlet line of the centrifugal stage, they allow controlling the valve bypass and fuel-largest drop in the centrifugal pump, which increases reliability and reduces weight. This is achieved by the fact that:
- Центробежная ступень отличается малой чувствительностью к загрязнению топлива и кавитации, простотой конструкции, малой удельной массой.- The centrifugal stage is characterized by low sensitivity to fuel pollution and cavitation, simplicity of design, low specific gravity.
- Коловратная ступень отличается хорошей всасывающей способностью, а также простотой конструкции по сравнению с другими типами объемных насосов.- The rotary stage has a good suction capacity, as well as a simple design compared to other types of volumetric pumps.
- Установка коловратной ступени за центробежной позволяет обеспечить заполнение системы топливом на запуске.- Installing the rotary stage behind the centrifugal one allows you to ensure that the system is filled with fuel at the start.
- Также коловратная ступень обеспечивает надежную работу центробежной при выделении воздуха, растворенного в топливе.- Also, the rotary step ensures reliable centrifugal operation when air is dissolved in the fuel.
- Обеспечивается прекращение подачи топлива при нарушении герметичности магистрали подвода топлива.- Ensures the cessation of fuel supply in case of violation of the tightness of the fuel supply line.
- Единый привод центробежной и коловратной ступеней позволяет снизить массу системы в целом.- A single drive of centrifugal and rotary steps allows to reduce the weight of the system as a whole.
- Совместная работа центробежной и коловратной ступеней позволяет обеспечить их надежную работу при большей частоте вращения привода, тем самым уменьшить их массу и габариты.- The joint operation of the centrifugal and rotary steps allows to ensure their reliable operation at a higher rotational speed of the drive, thereby reducing their weight and dimensions.
- Совместная работа центробежной и коловратной ступеней позволяет использовать коловратную ступень меньшей производительности, что позволяет снизить массу системы в целом.- The joint operation of the centrifugal and rotary stages allows the use of the rotary stage of lower productivity, which reduces the weight of the system as a whole.
- Установка клапана перепуска топлива, управляемого по величине перепада на центробежной ступени, позволяет обеспечить надежную работу и увеличение ресурса коловратной ступени за счет очистки топлива фильтром.- The installation of a fuel bypass valve, controlled by the difference in the centrifugal stage, allows for reliable operation and an increase in the resource of the rotary stage due to fuel cleaning by the filter.
- Установка клапана перепуска топлива, управляемого по величине перепада на центробежной ступени, позволяет уменьшить мощность, потребляемую коловратной ступенью.- Installing a fuel bypass valve, controlled by the difference in the centrifugal stage, allows to reduce the power consumed by the rotary stage.
Предложенная система представлена на чертеже и описана ниже.The proposed system is presented in the drawing and described below.
Система содержит подкачивающий насос 1 и основной насос-регулятор 2. Подкачивающий насос 1 состоит из установленных последовательно центробежной ступени 3 и коловратной ступени 4, связанных приводным валом 5 с газотурбинным двигателем (не показан), и клапана перепуска 6. Входная магистраль 7 клапана перепуска 6 через самоочищающийся фильтр 8 соединена с выходной магистралью 9 ступени 4. Выходная магистраль 10 клапана перепуска 6 соединена с входной магистралью 11 ступени 4. Клапан перепускав имеет сервопоршень 12, причем поршневая полость 13 клапана 6 связана каналом 14 подвода давления с входной магистралью 15 центробежной ступени 3, а полость 16 штока клапана 6 связана каналом 17 с выходной магистралью 18 ступени 3. В поршневой полости 13 установлена пружина 19. Магистраль 15 связана с топливным баком 20. Обратный клапан 21 установлен между магистралями 18 и 22. Обратный клапан 23 установлен между магистралями 24 и 25.The system includes a
Топливная система может также иметь основной фильтр 26 и воздухоотделитель 27. Трубопровод 28 соединяет воздухоотделитель 27 с баком 20.The fuel system may also have a
Штоковая полость 16 может быть соединена с поршневой полостью 13 жиклером, который служит для удаления воздуха при заполнении системы топливом.The
Клапаны 21 и 23 могут быть заменены проточками, выполненными на штоке клапана 6.
Система работает следующим образом.The system operates as follows.
При отсутствии давления в системе клапан 6 под действием усилия пружины 19 закрыт, магистрали 7 и 10 разъединены.In the absence of pressure in the system, the
В начале запуска или холодной прокрутки двигателя коловратная ступень 4 откачивает воздух и обеспечивает заполнение топливом:At the beginning of the start-up or cold-scrolling of the engine, the
- магистралей 7, 9, 10, 11, 14, 15, 17, 18, 22, 24 и 25;-
- внутренних полостей клапанов 6, 21 и 23,- the internal cavities of the
- внутренних полостей центробежной ступени 3;- internal cavities of the
- внутренних полостей фильтров 8 и 26.- the internal cavities of the
Воздух вытесняется топливом в воздухоотделитель 27 и по магистрали 28 сбрасывается в топливный бак 20.Air is displaced by the fuel into the
Во время запуска двигателя частота вращения приводного вала 5 низкая (около 10% от максимальной). Так как напор, создаваемый центробежной ступенью 3, примерно пропорционален квадрату частоты вращения приводного вала 5, то суммарное усилие от давления топлива, подводимого на вход в клапан 6, и от давления топлива, подводимого к штоковой полости 16, меньше суммарного усилия от давления топлива, подводимого к поршневой полости 13, и усилия пружины 19. При этом клапан 6 закрыт, магистрали 7 и 10 разъединены. Коловратная ступень 4 обеспечивает подачу необходимого количества топлива по магистралям 9, 24, 25 через клапан 23 и фильтры 8, 26 в насос-регулятор 2 и обеспечивает его бескавитационную работу. Клапан 21 препятствует перетеканию топлива через крыльчатку центробежного насоса 3.During engine starting, the speed of the
После запуска двигателя и увеличении частоты вращения приводного вала 5 возрастает напор, создаваемый центробежной ступенью 3. Когда суммарное усилие от давления топлива, подводимого на вход в клапан 6, и от давления топлива, подводимого в штоковую полость 16, становится больше суммарного усилия от давления топлива, подводимого к поршневой полости 13, и усилия пружины 19, клапан 6 открывается и соединяет магистрали 7 и 10. При этом клапан 21, настроенный на меньшее давление открытия, чем клапан 23, открывается, а клапан 23 закрывается. Центробежная ступень 3 обеспечивает подачу необходимого количества топлива по магистралям 18, 22 через клапан 21 и фильтр 26 в насос-регулятор 2 и обеспечивает его бескавитационную работу. Топливо, проходящее через коловратную ступень 4, при открытом клапане 6 циркулирует по магистралям 9, 7, 10, 11 и очищается, проходя через фильтр 8.After starting the engine and increasing the speed of the
Фильтр 7 выполнен самоочищающимся. При закрытом клапане 6, когда топливо проходит по магистралям 9, 24, 25, происходит очистка фильтра 8. Частицы грязи, смытые с фильтра 8, задерживаются фильтром 26. При открытом клапане 6, когда топливо проходит по магистралям 9, 7, 10, 11, фильтр 8 очищает топливо, циркулирующее в замкнутом контуре. Тем самым повышается ресурс работы коловратной ступени 3.
При увеличении высоты полета летательного аппарата снижается абсолютное давление в топливных баках. В этом случае происходит выделение воздуха, растворенного в топливе (интенсивность этого процесса зависит от конкретных условий полета). Попадание газового пузыря в центробежную ступень 3 приводит к падению напора и снижению давления в выходной магистрали 18. Суммарное усилие от давления топлива, подводимого на вход в клапан 6, и от давления топлива, подводимого в штоковую полость 16, становится меньше суммарного усилия от давления топлива, подводимого в поршневую полость 13, и усилия пружины 19. При этом клапан 6 закрывается, разъединяя магистрали 7 и 10. Коловратная ступень 4 отсасывает газовый пузырь из центробежной ступени 4 и тем самым препятствует длительному снижению давления топлива на входе в насос-регулятор 2. При восстановлении давления топлива в выходной магистрали 18 суммарное усилие от давления топлива, подводимого на вход в клапан 6, и от давления топлива, подводимого в штоковую полость 16, становится больше суммарного усилия от давления топлива, подводимого в поршневую полость 13, и усилия пружины 19. При этом клапан 6 открывается, соединяя магистрали 7 и 10. Топливо, проходящее через коловратную ступень 4 при открытом клапане 6, циркулирует по магистралям 9, 7, 10, 11.As the altitude of the aircraft increases, the absolute pressure in the fuel tanks decreases. In this case, air dissolved in the fuel is released (the intensity of this process depends on the specific flight conditions). The ingress of a gas bubble into the
Клапан 6 также ограничивает величину предельного перепада давлений между входом и выходом коловратной ступени 4.
Так как избыточное давление в магистрали 15 отсутствует, при повреждении (с потерей герметичности) утечки топлива из нее минимальны. Подкачивающий насос 1 отсасывает из поврежденной магистрали 15 остатки топлива, после чего происходит останов ГТД.Since there is no excess pressure in the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008102317/06A RU2364738C1 (en) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Fuel supply system of gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008102317/06A RU2364738C1 (en) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Fuel supply system of gas turbine engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2364738C1 true RU2364738C1 (en) | 2009-08-20 |
Family
ID=41151264
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008102317/06A RU2364738C1 (en) | 2008-01-21 | 2008-01-21 | Fuel supply system of gas turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2364738C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531840C2 (en) * | 2009-10-06 | 2014-10-27 | Снекма | Fuel supply circuit of aircraft engine |
RU2712143C2 (en) * | 2015-04-22 | 2020-01-24 | Итон Лимитед | Aircraft fuel pump |
-
2008
- 2008-01-21 RU RU2008102317/06A patent/RU2364738C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2531840C2 (en) * | 2009-10-06 | 2014-10-27 | Снекма | Fuel supply circuit of aircraft engine |
RU2712143C2 (en) * | 2015-04-22 | 2020-01-24 | Итон Лимитед | Aircraft fuel pump |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2644317C2 (en) | Device and method for temporary power increase | |
EP2024641B1 (en) | Combined gas and liquid pump | |
RU2323358C1 (en) | Lubrication system of aircraft gas-turbine engine | |
US20050135929A1 (en) | Pressurized oil supply for propeller engine system | |
US20070017206A1 (en) | Ejector pump for a fuel system for a gas turbine engine | |
EP1936122B1 (en) | Isolation valve for the oil circuit of an airplane engine | |
US6619025B2 (en) | Ecology valve and system in an aircraft engine fuel system | |
EP2796688B1 (en) | System for controlling two positive displacement pumps | |
US3941505A (en) | Method and apparatus for pumping fuel | |
US11162420B2 (en) | Gas turbine engine oil scavenging system and method | |
RU2364738C1 (en) | Fuel supply system of gas turbine engine | |
US4864815A (en) | Fuel supply system with turbine driven start pump | |
RU2374469C1 (en) | Aircraft gas turbine engine oil system | |
US9506476B2 (en) | Oil supply system and method for supplying oil for a turboprop engine | |
US3147712A (en) | Fuel pumping system for gas turbines | |
CN111806706B (en) | Oil storage system suitable for airplane and emergency oil discharge method of system | |
RU2522713C1 (en) | Aircraft gas turbine | |
RU2383753C1 (en) | Aircraft gas turbine engine oil system | |
US10808628B2 (en) | Hydromechanical cutoff device with hysteresis for a turbomachine lubrification system | |
RU2539928C1 (en) | Oil system of gas-turbine engine | |
US3387626A (en) | Liquid supply system | |
CN117295883A (en) | Fuel supply system for an aircraft engine | |
RU2228455C2 (en) | Gas-turbine engine fuel supply and control system | |
US20240183314A1 (en) | Fuel supply system for an aircraft engine | |
US20220316361A1 (en) | Oil tank for aircraft engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140122 |