RU2442123C1 - Device for preparation, feeding and redirecting the water spray during high-altitude gas turbine engine icing tests - Google Patents

Device for preparation, feeding and redirecting the water spray during high-altitude gas turbine engine icing tests Download PDF

Info

Publication number
RU2442123C1
RU2442123C1 RU2010140700/28A RU2010140700A RU2442123C1 RU 2442123 C1 RU2442123 C1 RU 2442123C1 RU 2010140700/28 A RU2010140700/28 A RU 2010140700/28A RU 2010140700 A RU2010140700 A RU 2010140700A RU 2442123 C1 RU2442123 C1 RU 2442123C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
adapter
sprayer
conical surface
adapting pipe
gas turbine
Prior art date
Application number
RU2010140700/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Васильевич Кулаков (RU)
Вячеслав Васильевич Кулаков
Сергей Михайлович Шершаков (RU)
Сергей Михайлович Шершаков
Александр Валерьянович Сафронов (RU)
Александр Валерьянович Сафронов
Людмила Васильевна Говоруха (RU)
Людмила Васильевна Говоруха
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова"
Priority to RU2010140700/28A priority Critical patent/RU2442123C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2442123C1 publication Critical patent/RU2442123C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machinery. ^ SUBSTANCE: invention comprises an adapting pipe with air outlets feeding the spraying air, a sprayer frame connected with the adapting pipe, water feeding tubes. Furthermore, the sprayer frame is fitted with two spherical surfaces with a common centre, which allows the sprayer frame to move angularly on the conic surface of the seating, installed in the adapting pipe. The invention also has a coupling nut with conic surface for fixing and fastening the sprayer frame to the adapting pipe, furthermore, the sprayer frame is fitted with a screw bore for sprayer fastening, while the adapting pipe is fitted with a screw bore for fastening and a bore for installing the water feeding pipe, tightened with circular section rubber rings. ^ EFFECT: more convenient sprayer angle adjustment; reduced connected pipeline section obscurity; provided the possibility to simulate the necessary conditions by pre-testing adjustment and control of the air-water mixture and ice crystals. ^ 5 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано, преимущественно, в авиационной промышленности при проведении наземных испытаний объектов авиационной техники, подвергающихся обледенению в естественных условиях, и может быть использовано для подготовки, подачи и изменения направления струи водяной пыли при обводнении воздушного потока, подводимого к ГТД газотурбинному двигателю при испытаниях на стенде с присоединенным трубопроводом.The present invention relates to the field of mechanical engineering and can be used mainly in the aviation industry when conducting ground tests of objects of aviation equipment subjected to icing in natural conditions, and can be used for preparing, supplying and changing the direction of a stream of water dust when watering the air stream supplied to the gas turbine engine when tested on a bench with an attached pipeline.

Известна «Установка для получения чешуйчатого льда», патент России №2220358 от 05.04.2002 г., которая содержит наружный и внутренний цилиндры испарителя, внутренний и наружные ножи с кронштейнами, наружную и внутреннюю водяные трубки, вал, электродвигатель, трубку подачи хладагента, сухопарник, водосборник, бачок избыточной воды, льдоскат, водяной насос.The well-known "Installation for obtaining flake ice", Russian patent No. 2220358 dated 04/05/2002, which contains the outer and inner cylinders of the evaporator, the inner and outer knives with brackets, the outer and inner water tubes, shaft, electric motor, refrigerant supply tube, dry steam , catchment basin, excess water tank, ice scooter, water pump.

Техническим недостатком данной установки является недостаточное обеспечение получения требуемых размеров льдокристаллов.The technical disadvantage of this installation is the insufficient provision for obtaining the required sizes of ice crystals.

Известно также устройство, предназначенное для обводнения воздушного потока, проходящего через присоединенный трубопровод, закрепленное на пилонах, состоящее из трубки подачи воды, корпуса с отверстиями для воздуха, завихряющего и распыляющего воду в воздушном потоке и распыляющего устройства, закрепленного в корпусе на выходе трубки («Методы измерения и обработки параметров физических процессов при испытаниях авиационных двигателей и энергетических установок», учебное пособие, В.А.Скибин и др., Москва, 2007 г., стр.211-213, 230-233).It is also known a device intended for watering the air flow passing through an attached pipeline, mounted on pylons, consisting of a water supply tube, a housing with holes for air, swirling and atomizing water in the air flow, and a spray device mounted in the housing at the outlet of the tube (" Methods of measuring and processing parameters of physical processes during testing of aircraft engines and power plants ”, study guide, V. A. Skibin et al., Moscow, 2007, pp. 211-213, 230-233).

Техническим недостатком данного устройства является невозможность регулирования обводнения воздушного потока по сечению присоединенного трубопровода.The technical disadvantage of this device is the impossibility of regulating the flooding of the air flow over the cross section of the connected pipeline.

Известны также конструкции устройств, предназначенных для обводнения воздушного потока, закрепленные на пилонах, состоящие из переходника с отверстиями для подвода распыляющего воздуха, закрепленного на пилоне, трубку подачи воды, неподвижно закрепленную соосно в переходнике одним концом, корпуса, расположенного соосно с переходником на некотором расстоянии от переходника, вставки с отверстиями для подвода распыляющего воздуха, закрепленной в корпусе, к которой неподвижно закреплен другой конец трубки и распыляющего устройства. Подача распыляющего воздуха осуществляется с помощью шланга из морозостойкой резины, закрепленного хомутами на переходнике и корпусе устройства (Рекомендательный циркуляр РЦ-АП33.68, 33.77, стр.21, рис.А.4).Also known are designs of devices intended for flooding the air flow, mounted on pylons, consisting of an adapter with holes for supplying atomizing air, mounted on a pylon, a water supply pipe fixedly mounted coaxially in the adapter at one end, a housing located coaxially with the adapter at some distance from the adapter, the insert with holes for the supply of atomizing air, fixed in the housing, to which the other end of the tube and the spray device are fixedly fixed. The spray air is supplied using a frost-resistant rubber hose fixed with clamps to the adapter and the device body (Recommended Circular RC-AP33.68, 33.77, p.21, Fig. A.4).

Техническим недостатком данного устройства является регулирование обводнения воздушного потока по сечению присоединенного трубопровода, которое происходит угловым перемещением корпуса относительно переходника за счет изгиба трубки в зоне пластических деформаций, что не обеспечивает необходимой точности расположения, трудоемко и занимает много времени. Кроме того, шланги, осуществляющие подачу распыляющего воздуха к каждому устройству, затеняют сечение присоединенного трубопровода, что создает дополнительное сопротивление воздушному потоку.A technical drawback of this device is the regulation of airflow water cut over the cross-section of the connected pipeline, which occurs by angular movement of the housing relative to the adapter due to the bending of the tube in the plastic deformation zone, which does not provide the necessary accuracy of location, is laborious, and takes a lot of time. In addition, the hoses supplying atomizing air to each device obscure the cross-section of the connected pipeline, which creates additional resistance to air flow.

Технической задачей, решаемой изобретением, является обеспечение более удобной и менее трудоемкой настройки углового положения распыливающего устройства, уменьшение затенения сечения присоединенного трубопровода, а также моделирование требуемых условий испытаний путем предварительной настройки и контроля водовоздушной смеси и размеров ледяных кристаллов.The technical problem solved by the invention is to provide a more convenient and less time-consuming adjustment of the angular position of the spray device, reducing the shadowing of the cross-section of the connected pipeline, as well as modeling the required test conditions by pre-setting and monitoring the air-water mixture and the size of ice crystals.

Технический результат достигается в заявленном устройстве для подготовки, подачи и изменения направления струи водяной пыли при высотных испытаниях ГТД на обледенение, которое содержит переходник с отверстиями для подвода распыляющего воздуха, корпус распылителя, соединенные между собой, и трубки подачи воды в распылитель, при этом корпус распылителя снабжен двумя сферическими поверхностями с общим центром, обеспечивающим корпусу распылителя возможность углового перемещения по конической поверхности седла, установленного в переходнике, и конической поверхности накидной гайки для фиксации и крепления корпуса распылителя к переходнику, причем корпус распылителя снабжен резьбовым и посадочным отверстиями для крепления распылителя, а переходник снабжен резьбовым отверстием для крепления и посадочным отверстием для установки трубки подачи воды, уплотненной резиновыми кольцами круглого сечения. Седло выполнено из фторопласта. Герметичное уплотнение накидной гайки с переходником выполнено резиновым кольцом круглого сечения. Герметичное уплотнение накидной гайки и корпуса распылителя выполнено соединением конической поверхности с углом 36° по сфере. Герметичное уплотнение корпуса распылителя с седлом выполнено соединением конической поверхности с углом 90° по сфере. Седло для самоустановления конической поверхности по сфере выполнено с зазором по наружному посадочному диаметру. Переходник снабжен юбкой для фиксации своего положения. Накидная гайка снабжена юбкой для фиксации своего положения.The technical result is achieved in the claimed device for preparing, supplying and changing the direction of the jet of water dust during high-altitude testing of a gas turbine engine for icing, which contains an adapter with holes for supplying spray air, a sprayer housing interconnected, and water supply pipes to the sprayer, while the housing the nozzle is equipped with two spherical surfaces with a common center, providing the nozzle body the possibility of angular movement along the conical surface of the saddle mounted in the transition nickel and the conical surface of the union nut for fixing and attaching the atomizer body to the adapter, the atomizer body having threaded and mounting holes for attaching the atomizer, and the adapter equipped with a threaded hole for mounting and a mounting hole for installing a water supply tube sealed with rubber O-rings. The saddle is made of ftoroplast. The tight seal of the union nut with the adapter is made of a rubber ring of circular cross-section. The tight seal of the union nut and the atomizer body is made by connecting a conical surface with an angle of 36 ° around the sphere. The tight seal of the atomizer body with the seat is made by connecting a conical surface with an angle of 90 ° around the sphere. The saddle for self-determination of the conical surface in the sphere is made with a clearance along the outer bore diameter. The adapter is equipped with a skirt to fix its position. The union nut is equipped with a skirt to fix its position.

На фиг.1 схематически изображен общий вид устройства для подготовки, подачи и изменения направления струи водяной пыли при высотных испытаниях ГТД на обледенение.Figure 1 schematically shows a General view of a device for preparing, supplying and changing the direction of a jet of water dust during high-altitude testing of a gas turbine engine for icing.

На фиг.2 показан общий вид коллектора с пилонами и устройствами.Figure 2 shows a General view of the collector with pylons and devices.

На фиг.3 показан общий вид устройства с распылителем, закрепленном на пилоне.Figure 3 shows a General view of the device with a spray mounted on the pylon.

На фиг.4 показано одно из крайних положений корпуса распылителя.Figure 4 shows one of the extreme positions of the atomizer body.

На фиг.1 показана термобарокамера 1, снабженная присоединенным трубопроводом 2, в котором расположен коллектор 3 с пилонами 4 (фиг.2). На пилонах закреплены устройства 5 для подготовки, подачи и изменения направления водяной пыли.Figure 1 shows a pressure chamber 1, equipped with an attached pipe 2, in which a collector 3 with pylons 4 is located (figure 2). Devices 5 for preparing, supplying and changing the direction of water dust are fixed on the pylons.

Устройства 5, установленные в пилонах 4, содержат (фиг.3) переходник 6 с отверстиями 7 и гнездом для размещения седла 8, например из фторопласта. Седло 8 уплотнено резиновым кольцом круглого сечения 9. Седло 8 для самоустановления конической поверхности седла с углом 90° по сферической поверхности 10 выполнено по посадке с зазором 0,2…0,3 мм на диаметре Д.The devices 5 installed in the pylons 4 contain (Fig. 3) an adapter 6 with holes 7 and a socket for accommodating the saddle 8, for example of fluoroplastic. The seat 8 is sealed with a rubber O-ring 9. The seat 8 for self-installation of the conical surface of the saddle with an angle of 90 ° on the spherical surface 10 is made by landing with a gap of 0.2 ... 0.3 mm on the diameter D.

Кроме того, седло 8 имеет шесть продольных пазов 11, соединяющих полость распыляющего воздуха с полостью размещения резинового кольца 9, что обеспечивает надежное уплотнение кольцом 9 седла 8 с переходником 6.In addition, the saddle 8 has six longitudinal grooves 11 connecting the cavity of the spraying air with the cavity of the rubber ring 9, which provides a reliable seal ring 9 of the saddle 8 with the adapter 6.

Корпус распылителя 12, имеющий две сферические поверхности 10 и 13, отверстия 14 для подвода распыляющего воздуха к распылителю 15, резьбовое отверстие 16 и посадочное отверстие 17 для крепления распылителя. Накидная гайка 18, имеющая коническую поверхность 19 с углом конуса 36° для сопряжения по сферической поверхности 13 корпуса распылителя и юбку 20, позволяющую производить контровку положения гайки пластической деформацией юбки в пазы 21 переходника.The spray gun housing 12 having two spherical surfaces 10 and 13, openings 14 for supplying spray air to the spray gun 15, a threaded hole 16 and a mounting hole 17 for attaching the spray gun. A union nut 18 having a conical surface 19 with a cone angle of 36 ° for mating on the spherical surface 13 of the atomizer body and a skirt 20, which allows to check the position of the nut by plastic deformation of the skirt in the grooves 21 of the adapter.

Герметизация резьбового соединения переходника 6 и гайки 18 осуществляется резиновым кольцом круглого сечения 25. Контровка положения переходника 6 на пилоне осуществляется пластической деформацией юбки 22 в пазы пилона. Трубка подвода воды 23 герметично размещается в посадочных отверстиях переходника и пилона. Герметизация трубки осуществляется с помощью резиновых колец круглого сечения 24 с каждого конца трубки, причем размеры трубки позволяют ей свободно перемещаться вдоль оси устройства, не испытывая усилий от температурных деформаций других деталей устройства. Длина трубки выбрана из условия надежной сборки устройства без разрушения резиновых колец 24.The threaded connection of the adapter 6 and the nut 18 is sealed by a rubber O-ring 25. The position of the adapter 6 on the pylon is controlled by plastic deformation of the skirt 22 into the grooves of the pylon. The water supply pipe 23 is sealed in the landing holes of the adapter and the pylon. The tube is sealed with rubber o-rings 24 from each end of the tube, and the dimensions of the tube allow it to move freely along the axis of the device, without experiencing stress from thermal deformations of other parts of the device. The length of the tube is selected from the condition of reliable assembly of the device without destroying the rubber rings 24.

Устройство для подготовки, подачи и изменения направления струи водяной пыли при высотных испытаниях ГТД на обледенение работает следующим образом.A device for preparing, supplying and changing the direction of a jet of water dust during high-altitude testing of a gas turbine engine for icing works as follows.

После сборки коллектора 3 его помещают в присоединенный трубопровод 2 термобарокамеры 1 и закрепляют на пилонах 4 устройства 5. В плоскости расположения входного фланца ГТД устанавливают калибровочную сетку с расположенными на ней точками прицеливания отюстированного устройства с помощью луча лазерной указки. Фиксируют по этим точкам положения корпусов распылителей 12 (максимальный угол поворота 16°). После выполнения операции настройки устройств проводят калибровочные испытания на равномерность обледенения потока по калибровочной сетке, добиваясь необходимого обледенения участков сетки изменением угла поворота корпуса распылителя каждого устройства. После этого убирают калибровочную сетку и устанавливают ГТД для испытаний.After the collector 3 is assembled, it is placed in the attached pipe 2 of the pressure chamber 1 and mounted on the pylons 4 of the device 5. In the plane of the entrance flange of the gas turbine engine, a calibration grid is installed with the aiming points of the adjusted device on it using a laser pointer beam. The positions of the spray gun housings 12 are fixed at these points (maximum angle of rotation 16 °). After the operation is performed, the device settings carry out calibration tests for uniform icing of the flow on the calibration grid, achieving the necessary icing of the grid sections by changing the angle of rotation of the atomizer body of each device. After that, the calibration grid is removed and the gas turbine engine is installed for testing.

Claims (8)

1. Устройство для подготовки, подачи и изменения направления струи водяной пыли при высотных испытаниях ГТД на обледенение, содержащее переходник с отверстиями для подвода распыляющего воздуха, корпус распылителя, соединенные между собой, и трубки подачи воды в распылитель, отличающееся тем, что корпус распылителя снабжен двумя сферическими поверхностями с общим центром, обеспечивающим корпусу распылителя возможность углового перемещения по конической поверхности седла, установленного в переходнике, и конической поверхности накидной гайки для фиксации и крепления корпуса распылителя к переходнику, причем корпус распылителя снабжен резьбовым и посадочным отверстиями для крепления распылителя, а переходник снабжен резьбовым отверстием для крепления и посадочным отверстием для установки трубки подвода воды, уплотненной резиновыми кольцами круглого сечения.1. A device for preparing, supplying and changing the direction of a jet of water dust during high-altitude testing of a gas turbine engine for icing, comprising an adapter with holes for supplying spray air, a spray gun body interconnected, and water supply pipes to the spray gun, characterized in that the spray gun body is provided two spherical surfaces with a common center, providing the spray housing the possibility of angular movement along the conical surface of the saddle mounted in the adapter, and the conical surface of the cap nuts for fixing and attaching the sprayer housing to the adapter, the sprayer housing being provided with threaded and mounting holes for attaching the sprayer, and the adapter is equipped with a threaded mounting hole and a mounting hole for installing a water supply pipe sealed with rubber o-rings. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что седло выполнено из фторопласта.2. The device according to claim 1, characterized in that the saddle is made of fluoroplastic. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметичное уплотнение накидной гайки с переходником выполнено в виде резинового кольца круглого сечения.3. The device according to claim 1, characterized in that the hermetic seal of the union nut with the adapter is made in the form of a rubber ring of circular cross-section. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметичное уплотнение накидной гайки и корпуса распылителя выполнено соединением конической поверхности с углом 36° по сфере.4. The device according to claim 1, characterized in that the hermetic seal of the union nut and the atomizer body is made by connecting a conical surface with an angle of 36 ° in a sphere. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметичное уплотнение корпуса распылителя с седлом выполнено соединением конической поверхности с углом 90° по сфере.5. The device according to claim 1, characterized in that the hermetic seal of the atomizer body with the seat is made by connecting a conical surface with an angle of 90 ° in a sphere. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что седло для самоустановления конической поверхности по сфере выполнено с зазором по наружному посадочному диаметру.6. The device according to claim 1, characterized in that the saddle for self-determination of the conical surface in the sphere is made with a gap along the outer bore diameter. 7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что переходник снабжен юбкой для фиксации своего положения.7. The device according to claim 1, characterized in that the adapter is equipped with a skirt to fix its position. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что накидная гайка снабжена юбкой для фиксации своего положения. 8. The device according to claim 1, characterized in that the union nut is equipped with a skirt to fix its position.
RU2010140700/28A 2010-10-06 2010-10-06 Device for preparation, feeding and redirecting the water spray during high-altitude gas turbine engine icing tests RU2442123C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140700/28A RU2442123C1 (en) 2010-10-06 2010-10-06 Device for preparation, feeding and redirecting the water spray during high-altitude gas turbine engine icing tests

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010140700/28A RU2442123C1 (en) 2010-10-06 2010-10-06 Device for preparation, feeding and redirecting the water spray during high-altitude gas turbine engine icing tests

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2442123C1 true RU2442123C1 (en) 2012-02-10

Family

ID=45853739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010140700/28A RU2442123C1 (en) 2010-10-06 2010-10-06 Device for preparation, feeding and redirecting the water spray during high-altitude gas turbine engine icing tests

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2442123C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110567671A (en) * 2019-10-14 2019-12-13 温州春桦秋时科技有限公司 Wind tunnel for researching aerodynamic characteristics of power line tower
CN113758672A (en) * 2021-08-26 2021-12-07 中国航天空气动力技术研究院 High-efficient water-cooling diffuser of electric arc wind-tunnel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110567671A (en) * 2019-10-14 2019-12-13 温州春桦秋时科技有限公司 Wind tunnel for researching aerodynamic characteristics of power line tower
CN113758672A (en) * 2021-08-26 2021-12-07 中国航天空气动力技术研究院 High-efficient water-cooling diffuser of electric arc wind-tunnel
CN113758672B (en) * 2021-08-26 2024-03-26 中国航天空气动力技术研究院 High-efficient water-cooling diffuser of electric arc wind tunnel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8893395B2 (en) Pipe alignment tool
CN108827638B (en) Aeroengine combustor part water swallowing test device and method
CN109250149B (en) Wind tunnel test device for separation simulation of air suction type hypersonic vehicle fairing
RU2476252C2 (en) Device, system and methods of fire protection for exposure on fire by means of mist
RU2442123C1 (en) Device for preparation, feeding and redirecting the water spray during high-altitude gas turbine engine icing tests
CN110793746B (en) Wind tunnel test device for measuring thrust of oblique cutting spray pipe of hypersonic vehicle
CN109387350A (en) A kind of interior formula coaxial corrugated pipe balance system
US8171807B2 (en) Iso-kinetic probe for the analysis of the pollution of gases generated by an aircraft engine
CN208877790U (en) Fighting nozzle component
CN108318252B (en) Modular water spraying device for humidification test of inlet of gas compressor
CN110567673B (en) Wind tunnel test method for thrust measurement of oblique cutting nozzle of hypersonic vehicle
CN109357835B (en) Window structure and catheter device for high Wen Liuchang observation
US5182944A (en) Helicopter icing spray system
RU2451919C1 (en) Icing condition stimulator used in aircraft turbine engine bench tests in heat chambers with piping attached
RU132357U1 (en) TURNING SPRAY SPRAY FOR INSTALLATION OF WATER-FOAM EXTINGUISHING
RU2311963C1 (en) Sprinkler head
CN208921391U (en) A kind of interior formula coaxial corrugated pipe balance system
RU2487763C1 (en) Gas-drop jet generator
RU170700U1 (en) STAND FOR CALIBRATING MAINTENANCE NOZZLES
CN111649949A (en) Air pipeline system for nozzle and fuel oil main pipe performance tester
RU2581376C1 (en) Device for generation of gas-droplet jet
CN204556318U (en) A kind of use compressed-air actuated coal dust sampling sealing socket
CN116213375A (en) Aeroengine high-pressure air flow channel on-wing flushing tool and equipment
CN109185923B (en) Combustion chamber head device, combustion chamber and gas turbine
RU216085U1 (en) Air intake device for measuring aerodynamic flow parameters

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 4-2012 FOR TAG: (72)

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191007