Установка для исследования характеристик центробежных форсунок

В полезной модели решается задача по повышению качества испытания форсунок за счет создания зафиксированного давления на входе в форсунку и поддержания его постоянным. Данная цель достигается путем введенных в установку болона высокого давления 12 и редуктора 10, с помощью которых давление в системе устанавливают до требуемого и поддерживают постоянным. Это позволяет снять значения диаметра конуса истекающей жидкости и время ее распыления и по ним определить коэффициент расхода и угол распыла, указывающие на пропускную способность форсунок, необходимую для расчета тяговых характеристик ЖРД.

Полезная модель относится к машиностроительной промышленности и, в частности, к производству установок для испытания форсунок.

Известна установка для испытания форсунок, включающая в себя взаимосвязанные между собой и смонтированные на корпусе ручной насос с топливным баком, плунжерной парой, камерой всасывания с всасывающим клапаном, узел отсечки топлива, нагнетательный клапан, стойки с камерой впрыска, манометром и расположенным над камерой впрыска и соединенным с насосом держатель форсунки, (см. ТУ 5251, М., 1999 г.; ПМ 9491, 1999 г.)

Недостатками наиболее близкой установки является относительно низкое качество и производительность испытания форсунок из-за относительно низкого объема порции топлива и длительности временных пауз между порциями, что приводит к резким отличиям от фактических реальных условий работы форсунки, условий ее эксплуатации.

Наиболее близкой по своей сущности к заявленной полезной модели является установка для испытания форсунок, включающая взаимосвязанные между собой и смонтированные на корпусе ручной насос с топливным баком, плунжерной парой, камерой всасывания с всасывающим клапаном, узел отсечки топлива, нагнетательный клапан, стойки с камерой впрыска, манометром и расположенным над камерой впрыска и соединенным с насосом держателем форсунки, всасывающий и нагнетающий клапаны, расположены друг относительно друга по взаимопенпиндикулярным осям. (Патент RU 2176326, 2001).

Недостатками данной установки является относительное низкое качество и производительности испытания форсунок из-за рабочего хода насоса, возникновения временных пауз и перепадов давления на входе в форсунку, что приводит к резким отличиям от фактически реальных условий работы форсунки.

Целью полезной модели является повышение качества испытания форсунок за счет создания зафиксированного давления на входе в форсунку и поддержание его постоянным.

Поставленная цель достигается тем что, в установку для исследования характеристик центробежных форсунок, включающую взаимосвязанные между собой и смонтированные на корпусе топливный бак, держатель форсунки, манометр, нагнетающий баллон, два вентиля: нагнетающий и подающий соответственно, второй манометр, штуцер, причем нагнетающий баллон соединен с нагнетающим вентилем и штуцером подающей магистралью, первый манометр установлен между нагнетающим вентилем и редуктором, второй манометр - между редуктором и подающим вентилем, в верхней части топливного бака, выполненного в виде пневмогидроцилиндра, вмонтирован штуцер, форсунка установлена на держателе форсунки, который снабжен вентилем открытия/закрытия форсунки и прикреплен к топливному баку посредством резьбового соединения.

На фиг.1 представлена схема установки, на фиг.2 представлен график зависимости коэффициента расхода и угла распыла от геометрических характеристик форсунок.

Установка для исследования характеристик центробежных форсунок содержит взаимосвязанные между собой и смонтированные на корпус 1 топливный бак 2, форсунку 3, установленную на держателе форсунки 4, который снабжен вентилем открытия/закрытия 5, штуцер 6, вмонтированный в верхней части топливного бака 2 и соединенный магистралью 7 с подающим вентилем 8, манометр 9, установленный между вентилем 8 и редуктором 10, соединенным с нагнетающим вентилем 11 и баллоном высокого давления 12, магистралью 13, манометр 14 установлен между вентилем 11 и редуктором 10.

Установка работает следующим образом. При открытии вентиля 11 осуществляется подача сжатого воздуха из баллона высокого давления 12 по нагнетающей магистрали 13 к манометру 14, по которому снимают значение давления в системе. С помощью редуктора 10 устанавливают необходимое давление в топливном баке 2, значение которого снимают с манометра 9. При открытии вентиля 8 производится подача сжатого воздуха через подающую магистраль 7 в топливный бак 2. При открытии вентиля 5 жидкость распыляется через форсунку 3. Определяют значение диаметра конуса истекающей жидкости, объем жидкости, и время ее распыления. По полученным значениям определяют следующие характеристики форсунки: коэффициент расхода, угол распыла жидкости и по ним судят о пропускной способности форсунки, необходимой для определения тяговых характеристик ЖРД (жидкостного ракетного двигателя) в атмосфере.

При проведении эксперимента на данной установке с тремя форсунками, имеющих геометрические характеристики A₁=0,97, А ₂=2.92, А₃=5,25 получено, что коэффициент расхода уменьшается с увеличением давления на входе в форсунку и увеличением геометрических характеристик, угол распыла - увеличивается, а так же с увеличением геометрической характеристик коэффициент расхода уменьшается, а угол распыла увеличивается.

Технико-экономическая эффективность полезной модели заключается в том, что за счет введения в установку нагнетающего баллона высокого давления и редуктора дает возможность исследовать характеристики форсунки при зафиксированном давлении на входе в нее, что обеспечивает наиболее качественное и точное исследование характеристик форсунок.

Установка для исследования характеристик центробежных форсунок, включающая взаимосвязанные между собой и смонтированные на корпусе топливный бак, держатель форсунки, манометр, отличающаяся тем, что в нее введены нагнетающий болон, два вентиля: нагнетающий и подающий соответственно, второй манометр, штуцер, причем нагнетающий баллон соединен с нагнетающим вентилем и редуктором нагнетающей магистралью, а редуктор - с подающим вентилем и штуцером подающей магистралью, первый манометр установлен между нагнетающим вентилем и редуктором, второй манометр - между редуктором и подающим вентилем, в верхней части топливного бака, выполненного в виде пневмогидроцилиндра, вмонтирован штуцер, форсунка установлена на держателе форсунки, который снабжен вентилем открытия/закрытия форсунки и прикреплен к топливному баку посредством резьбового соединения.