RU60679U1

RU60679U1 - FUEL DRAINAGE SYSTEM

Info

Publication number: RU60679U1
Application number: RU2006130274/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Анатольевич Трубин; Валентин Владимирович Черноморцев
Original assignee: ОАО "Омское машиностроительное конструкторское бюро"
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2007-01-27

Abstract

Система предназначена для дренирования различных утечек и сливов топлива из коллекторов и возврата топлива в систему топливопитания двигателя. Система дренажа топлива содержит дренажный бак 1 с датчиком 2 уровня топлива, эжектор 14 с камерой смешения 13, отсечной клапан 12, разделяющий дренажный бак 1 и камеру смешения 13, подпружиненный обратный клапан 17, установленный за эжектором 14 и выполненный в виде поршня с управляющей полостью 19, соединенной с входом 15 эжектора 14. 1 з. п. ф., 2 ил.The system is designed to drain various leaks and drains of fuel from the collectors and return the fuel to the fuel supply system of the engine. The fuel drainage system includes a drainage tank 1 with a fuel level sensor 2, an ejector 14 with a mixing chamber 13, a shut-off valve 12 separating the drainage tank 1 and the mixing chamber 13, a spring-loaded check valve 17 installed behind the ejector 14 and made in the form of a piston with a control cavity 19, connected to the input 15 of the ejector 14. 1 C. P.F., 2 ill.

Description

Полезная модель относится к топливным дренажным системам и может быть использована для дренирования различных утечек и сливов топлива из коллекторов и возврата топлива в систему топливопитания двигателя.The utility model relates to fuel drainage systems and can be used to drain various leaks and drains of fuel from the collectors and return fuel to the engine fuel supply system.

Известна топливная система ГТД с устройством возврата дренируемого топлива (см. патент США №3.774.394, кл. F 23 №5/24, 1971 г.), содержащая дренажный бак, соединенный с клапаном возврата топлива в систему через эжекторное устройство, соединенное с входом и выходом подкачивающего насоса.Known fuel system of a gas turbine engine with a device for returning drained fuel (see US patent No. 3.774.394, class F 23 No. 5/24, 1971), containing a drain tank connected to a valve for returning fuel to the system through an ejector device connected to the inlet and outlet of the booster pump.

Клапан возврата топлива в систему топливопитания двигателя содержит подпружиненный поршень, с одной стороны которого установлен подпружиненный отсечной клапан, разделяющий дренажный бак и камеру смешения эжектора, с другой стороны расположена управляющая полость, соединенная с трубопроводом высокого давления топливной системы.The fuel return valve to the engine fuel supply system contains a spring-loaded piston, on one side of which a spring-loaded shut-off valve is installed separating the drain tank and the ejector mixing chamber, and on the other hand, there is a control cavity connected to the high pressure pipe of the fuel system.

На поршне выполнена выточка, соединяющая выход насоса со входом в эжектор.A groove is made on the piston connecting the pump outlet to the inlet to the ejector.

Недостатком данного устройства является низкая надежность, обусловленная тем, что перед запуском двигателя поршень находится в положении, когда с помощью его выточки выход из насоса высокого давления соединен со входом эжектора, а пружина отсечного клапана находится в положении минимального поджатия, т.к. она контактирует с поршнем, который при останове двигателя переместился влево до упора.The disadvantage of this device is its low reliability, due to the fact that before starting the engine, the piston is in the position when, with the help of its undercut, the outlet from the high pressure pump is connected to the inlet of the ejector, and the spring of the shut-off valve is in the minimum compression position, because it contacts the piston, which, when the engine is stopped, has moved to the left until it stops.

При запуске двигателя топливо высокого давления сразу подается через выточку поршня к эжектору, в камере смешения создается определенное разряжение, передаваемое к отсечному клапану, пружина которого находится в расслабленном состоянии, и возможно его открытие, что приведет к дополнительной (несанкционированной) откачке топлива из дренажного бака и к возможности попадания воздуха в топливную систему двигателя.When the engine starts, high-pressure fuel is immediately fed through the piston groove to the ejector, a certain pressure is created in the mixing chamber, transmitted to the shut-off valve, the spring of which is in a relaxed state, and it can open, which will lead to additional (unauthorized) pumping of fuel from the drain tank and the possibility of air entering the engine fuel system.

Кроме того, т.к. возврат топлива в топливную систему двигателя происходит при его выключении, на режимной работе двигателя в случае повышенных дренажных утечек из элементов системы топливопитания, возможно переполнение дренажного бака и перетекание топлива в атмосферу, что ухудшает экологическую обстановку.In addition, since fuel is returned to the engine fuel system when it is turned off, during engine operation in case of increased drainage leaks from elements of the fuel supply system, the drainage tank may overflow and fuel will flow into the atmosphere, which worsens the environmental situation.

Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является система топливопитания ГТД (см. патент Англии №1.402.996, F 1 G/0B, 1971 г.) с устройством возврата дренируемого топлива, содержащим дренажный бак с поплавковым устройством, на рычаге которого закреплен отсечной клапан, выполненный в виде запирающей иглы, подпружиненный обратный клапан, разделяющий запирающую иглу и камеру смешения эжектора, вход и выход которого соединены с подкачивающим насосом. Обратный клапан здесь установлен для отсоединения иглы от системы топливопитания при остановленном двигателе для исключения переполнения дренажного бака,Closest to the claimed utility model is the fuel supply system of the gas turbine engine (see England patent No. 1,402.996, F 1 G / 0B, 1971) with a drainable fuel return device containing a drainage tank with a float device, on the lever of which a shut-off valve is fixed, made in the form of a locking needle, a spring-loaded check valve separating the locking needle and the mixing chamber of the ejector, the input and output of which are connected to the booster pump. The non-return valve is installed here to disconnect the needle from the fuel supply system when the engine is stopped to prevent overflow of the drainage tank,

Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная тем, что для открытия обратного клапана используется часть разряжения, создаваемого эжектором. Оставшейся части разряжения может не хватить для откачки топлива из дренажного бака. Это особенно проявляется при полете на большой высоте. Так, например, на высоте 9000 м барометрическое давление в дренажном баке составляет ~230 мм рт.ст.(~0,31 кгс/см абс.). При диаметре проходного сечения обратного клапана 3...4 мм он может открыться, если пружина создаст усилие меньше 0,022...0,03 9 кгс при условии абсолютного разряжения за клапаном. Такое усилие не обеспечит герметичности обратного клапана в условиях вибрации работающего двигателя, в результате чего при возможной негерметичности запирающей иглы все топливо будет откачено из дренажного бака, и в систему топливопитания может попасть воздух. Кроме того, для создания абсолютного разряжения необходим увеличенный расход топлива через эжектор, что экономически невыгодно.The disadvantage of this device is the low reliability due to the fact that a part of the vacuum created by the ejector is used to open the check valve. The remaining part of the vacuum may not be enough to pump fuel out of the drain tank. This is especially true when flying at high altitude. So, for example, at an altitude of 9000 m, the barometric pressure in the drainage tank is ~ 230 mmHg (~ 0.31 kgf / cm abs.). With the diameter of the cross section of the check valve 3 ... 4 mm, it can open if the spring creates a force less than 0.022 ... 0.03 9 kgf under the condition of absolute vacuum behind the valve. Such an effort will not ensure the check valve is leakproof under vibration of a running engine, as a result of which, if the locking needle is leaking, all fuel will be pumped out of the drain tank, and air can enter the fuel supply system. In addition, to create absolute vacuum, an increased fuel consumption through the ejector is necessary, which is economically disadvantageous.

Техническим результатом, на решение которого направлена полезная модель, является повышение надежности системы за счет исключения использования The technical result, which the utility model is aimed at, is to increase the reliability of the system by eliminating the use of

части разряжения, создаваемого эжектором для открытия обратного клапана, и увеличения усилия пружины для обеспечения герметичности обратного клапана.part of the vacuum created by the ejector to open the check valve, and increase the force of the spring to ensure the tightness of the check valve.

Технический результат достигается тем, что в системе дренажа топлива, содержащей эжектор с камерой смешения, отсечной клапан, разделяющий дренажный бак и камеру смешения эжектора, и подпружиненный обратный клапан, который установлен за эжектором. Обратный клапан может быть выполнен в виде поршня с управляющей полостью, соединенной со входом эжектора.The technical result is achieved by the fact that in the fuel drainage system containing an ejector with a mixing chamber, a shut-off valve separating the drain tank and the mixing chamber of the ejector, and a spring-loaded check valve, which is installed behind the ejector. The check valve can be made in the form of a piston with a control cavity connected to the inlet of the ejector.

Отличительные признаки, а именно, установка обратного клапана за эжектором исключает возможность использования части разряжения, создаваемого эжектором для открытия обратного клапана. Выполнение обратного клапана в виде поршня с управляющей полостью, соединенной со входом эжектора, позволяет увеличить усилие пружины, необходимое для обеспечения его герметичности, за счет использования давления топлива на входе эжектора для открытия обратного клапана. Все это не только повышает надежность системы дренажа топлива, но и позволяет уменьшить расход топлива через эжектор для создания разряжения для откачки топлива из дренажного бака, что повышает экономичность системы топливопитания двигателя.Distinctive features, namely, the installation of a check valve behind the ejector eliminates the possibility of using part of the vacuum created by the ejector to open the check valve. The implementation of the check valve in the form of a piston with a control cavity connected to the inlet of the ejector allows you to increase the spring force necessary to ensure its tightness by using the fuel pressure at the inlet of the ejector to open the check valve. All this not only increases the reliability of the fuel drainage system, but also allows you to reduce fuel consumption through the ejector to create a vacuum for pumping fuel from the drain tank, which increases the efficiency of the fuel supply system of the engine.

Предложенная полезная модель описана ниже и представлена на фиг.1 и 2, где на фиг.1 представлена система дренажа при остановленном двигателе, на фиг.2 - система в положении откачки топлива из дренажного бака по сигналу датчика уровня топлива в нем.The proposed utility model is described below and is presented in Figs. 1 and 2, where Fig. 1 shows a drainage system with the engine stopped, Fig. 2 shows a system in the fuel evacuation position from the drain tank according to the signal of the fuel level sensor in it.

Система дренажа топлива содержит дренажный бак 1, в котором установлен датчик 2 уровня топлива, выполненный, например, в виде поплавка 3, соединенного посредством рычага 4 с соплом 5, которое через управляющую полость 6 подпружиненного поршня 7 и жиклер 8 соединено с выходом 9 подкачивающего насоса 10.The fuel drainage system includes a drainage tank 1, in which a fuel level sensor 2 is mounted, made, for example, in the form of a float 3 connected by a lever 4 to a nozzle 5, which is connected through the control cavity 6 of the spring-loaded piston 7 and the nozzle 8 to the output 9 of the booster pump 10.

Дренажный бак 1 через сопло 11 и отсечной клапан 12, установленный на поршне 7, соединен с камерой смешения 13 эжектора 14, Вход 15 и выход 16 эжектора 14 подсоединены к подкачивающему насосу 10.The drain tank 1 through the nozzle 11 and the shut-off valve 12 mounted on the piston 7 is connected to the mixing chamber 13 of the ejector 14, the Inlet 15 and the outlet 16 of the ejector 14 are connected to a booster pump 10.

На выходе 16 из эжектора 14 установлен обратный клапан 17 с пружиной 18, выполненный в виде поршня с управляющей полостью 19, которая соединена со входом 15 эжектора 14.At the exit 16 of the ejector 14, a check valve 17 with a spring 18 is installed, made in the form of a piston with a control cavity 19, which is connected to the input 15 of the ejector 14.

Проходные окна 20 и 21 обратного клапана 17 выполнены и расположены как продолжение выхода 16 эжектора 14.The through-passage windows 20 and 21 of the check valve 17 are made and arranged as a continuation of the outlet 16 of the ejector 14.

Система дренажа топлива работает следующим образом.The fuel drainage system operates as follows.

При остановленном двигателе отсечной клапан 12 прижат пружиной поршня 7 к соплу 11, не допуская перетечек топлива в дренажный бак 1, обратный клапан 17 закрыт под действием пружины 18.When the engine is stopped, the shut-off valve 12 is pressed by the piston 7 spring to the nozzle 11, preventing fuel from flowing into the drain tank 1, the check valve 17 is closed under the action of the spring 18.

При запуске двигателя на входе 15 эжектора 14 появляется избыточное давление топлива, которое подается в управляющую полость 19 обратного клапана 17 и, преодолевая усилие пружины 18, перемещает его на открытие, и топливо со входа 15 через эжектор 14, его выход 16, и проходные окна 20, 21 обратного клапана 17 поступает на вход подкачивающего насоса 10. Эжектор 14 заработал.When the engine is started, excess fuel pressure appears at the inlet 15 of the ejector 14, which is supplied to the control cavity 19 of the non-return valve 17 and, overcoming the force of the spring 18, moves it to open, and the fuel from the inlet 15 through the ejector 14, its outlet 16, and passage windows 20, 21 of the non-return valve 17 enters the inlet of the booster pump 10. The ejector 14 is working.

Одновременно избыточное давление топлива через жиклер 8 поступает в управляющую полость 6 подпружиненного поршня 7 и далее к соплу 5 датчика 2 уровня топлива в дренажном баке 1.At the same time, the excess fuel pressure through the nozzle 8 enters the control cavity 6 of the spring-loaded piston 7 and then to the nozzle 5 of the fuel level sensor 2 in the drain tank 1.

Если в дренажном баке 1 уровень топлива такой, что поплавок 3 находится в нижнем положении, сопло 5 открыто, и избыточное давление из полости 6 сливается на вход подкачивающего насоса 10. Подпружиненный поршень 7 находится в крайнем левом положении, отсечной клапан 12 прижат к соплу 11, обеспечивая герметичность.If the fuel level in the drain tank 1 is such that the float 3 is in the lower position, the nozzle 5 is open, and the excess pressure from the cavity 6 is discharged to the inlet of the booster pump 10. The spring-loaded piston 7 is in the extreme left position, the shut-off valve 12 is pressed against the nozzle 11 providing tightness.

При повышении уровня топлива в дренажном баке 1 до максимально допустимого поплавок 3 датчика 2 переместится вверх и левым концом рычага 4 перекроет сопло 5. Давление топлива в управляющей полости 6 увеличится, поршень 7 переместится вправо, преодолевая усилие своей пружины, When the fuel level in the drainage tank 1 increases to the maximum allowable, the float 3 of the sensor 2 will move up and the left end of the lever 4 will block the nozzle 5. The fuel pressure in the control cavity 6 will increase, the piston 7 will move to the right, overcoming the force of its spring,

и отсечной клапан 12 откроет сопло 11. Начнется откачка топлива из дренажного бака 1.and the shut-off valve 12 will open the nozzle 11. Pumping of fuel from the drain tank 1 will begin.

Таким образом, дренированное топливо будет возвращено в топливную систему двигателя посредством эжектора 14 через подкачивающий насос 10.Thus, the drained fuel will be returned to the engine fuel system by means of an ejector 14 through a booster pump 10.

При понижении уровня топлива в дренажном баке 1 до минимально допустимого поплавок 3 опустится вниз и левым концом рычага 4 откроет сопло 5. Давление топлива в полости 6 уменьшится, и подпружиненный поршень 7 переместится влево, закрывая сопло 5 отсечным клапаном 12. Откачка топлива из дренажного бака прекратится.When lowering the fuel level in the drain tank 1 to the minimum allowable float 3 will go down and the left end of the lever 4 will open the nozzle 5. The fuel pressure in the cavity 6 will decrease, and the spring-loaded piston 7 will move to the left, closing the nozzle 5 with the shut-off valve 12. Pumping fuel from the drain tank will stop.

При останове двигателя давление топлива на входе 15 в эжектор 14 и в управляющей полости 19 обратного клапана 17 уменьшается, и он под действием пружины 18 переместится на перекрытие проходных окон 20 и 21, отключая систему дренажа топлива от системы топливопитания двигателя.When the engine is stopped, the fuel pressure at the inlet 15 to the ejector 14 and in the control cavity 19 of the non-return valve 17 decreases, and under the action of the spring 18 it moves to block the passage windows 20 and 21, disconnecting the fuel drainage system from the fuel supply system of the engine.

Claims

1. A fuel drainage system comprising an ejector with a mixing chamber, a shut-off valve and a spring-loaded check valve, characterized in that the check valve is installed behind the ejector.

2. The system according to claim 1, characterized in that the check valve is made in the form of a piston with a control cavity connected to the inlet of the ejector.