Дренажное устройство газотурбинного двигателя с компрессором
Использование: в авиадвигателестроении. Сущность изобретения: дренажное устройство содержит дренажный бак 1, к заборному отверстию 2 которого и к входному и выходному патрубкам подкачивающего насоса 3 подключен топливный эжектор 4. В линии 5 отвода топлива установлены отсечной клапан 6 и обратный клапан 7. Перерывной элемент 8 отсечного клапана 6 имеет сервопривод в виде мембраны 9, в управляющей полости 10 которой размещена пружина 11. Устройство также содержит воздушный эжектор 12, активное сопло которого соединено с компрессором двигателя, камера смешения - с баком 1, а пассивное сопло сообщается с управляющей полостью 10 и через жиклер 13 с сигнальным отверстием 14 бака 1. Причем отверстие 14 расположено по уровню выше заборного отверстия. 1 ил.
Изобретение относится к авиадвигателестроению, а точнее к топливным дренажным системам газотурбинных двигателей (ГТД).
Известно дренажное устройство ГТД, содержащее дренажный бак, размещенный в баке топливный эжектор, установленный в линии отвода топлива из бака обратный клапан и расположенный перед активным соплом эжектора электромагнитный отсечной клапан [1] При запуске двигателя эжектор отсасывает топливо из дренажного бака и подает его в топливный бак самолета. Управление отсечным клапаном осуществляется от кнопки запуска двигателя. Недостаток известного устройства в том, что ввиду необходимости размещения в дренажном баке эжектора бак должен иметь достаточные размеры по высоте. В ряде случаев установить такие баки в нижних точках двигателей из-за ограниченности габаритов не представляется возможным, что затрудняет применение этого устройства на ГТД. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является дренажное устройство ГТД, содержащее дренажный бак, подключенный к заборному отверстию бака и к входному и выходному патрубкам подкачивающего насоса топливный эжектор, а также управляемый отсечной (поплавковый) и обратный клапаны, установленные в линии отвода топлива между баком и эжектором [2] В данном устройстве при работе двигателя топливо отсасывается из бака эжектором и отводится во входной патрубок подкачивающего насоса. Управление отсечным клапаном осуществляется при помощи поплавка по уровню топлива в баке. Недостатком известного дренажного устройства является то, что отсечной (поплавковый) клапан необходимо размещать внутри бака, так как поплавок отслеживает уровень топлива. Это ведет к увеличению габаритов бака по высоте и усложнению его конструкции. В результате из-за проблем с размещением высоких баков в нижней части двигателя ограничивается область применения таких устройств, а также затpудняется их унификация. Указанные недостатки устраняются при использовании дренажного устройства, имеющего дренажный бак с малыми размерами по высоте и более простую конструкцию. Если в прототипе управление отсечным клапаном осуществляется с помощью поплавка, размещенного в дренажном баке, то в заявляемом устройстве отсечным клапаном управляет воздушный эжектор с жиклером в линии всасывания, что позволяет эти элементы и отсечной клапан размещать отдельно от бака и тем самым выполнять дренажный бак минимальных размеров и упростить его конструкцию. Эти преимущества заявляемого устройства позволяют размещать дренажные баки в самых нижних точках двигателя, обеспечивая утилизацию сливающегося в них топлива, а также унифицировать элементы, расположенные вне бака, объединить их в один блок и установить в любом удобном месте на двигателе. Сущность изобретения заключается в том, что в дренажном устройстве ГТД, содержащем дренажный бак, топливный эжектор, подключенный к заборному отверстию бака и к входному и выходному патрубкам подкачивающего насоса, а также установленные в линии отвода топлива между баком и топливным эжектором управляемый отсечной и обратный клапаны, согласно изобретению отсечной клапан выполнен с мембранным сервоприводом, а в устройстве дополнительно установлен воздушный эжектор, активное сопло которого соединены с компрессором двигателя, камера смещения с баком, а пассивное сопло сообщено с управляющей полостью сервопривода и через жиклер с сигнальным отверстием бака, расположенным по уровню выше заборного отверстия. На чертеже представлена схема заявляемого дренажного устройства. Дренажное устройство содержит дренажный бак 1, к заборному отверстию 2 которого и к входному и выходному патрубкам подкачивающего насоса 3 подключен топливный эжектор 4. В линии 5 отвода топлива установлены отсечной клапан 6 и обратный клапан 7. Перекрывной элемент 8 отсечного клапана 6 имеет сервопривод в виде мембраны 9, в управляющей полости 10 которой размещена пружина 11. Устройство также содержит воздушный эжектор 12, активное сопло которого соединено с компрессором двигателя, камера смешения с баком 1, а пассивное сопло сообщается с управляющей полостью 10 и через жиклер 13 с сигнальным отверстием 14 бака 1. Отверстие 14 расположено по уровню выше заборного отверстия 2. Дренажное устройство работает следующим образом. Из агрегатов 15 топливо сливается в бак 1. При работе двигателя к активному соплу эжектора 4 подается топливо из выходного патрубка подкачивающего насоса 3, а к активному соплу эжектора 12 подводится воздух от компрессора. Эжектор 12 создает разрежение в управляющей полости 10, величина которого зависит от того топливо или воздух подсасываются через жиклер 13. Если уровень топлива в баке 1 выше сигнального отверстия 14, то через жиклер 13 к эжектору 12 поступает топливо и разрежение в полости 10 таково, что пружина 11 удерживает мембрану 9 и перекрывает элемент 8 в крайнем правом (открытом) положении. При этом под действием разрежения, создаваемого эжектором 4, обратный клапан 7 открывается, и из бака 1 через заборное отверстие 2 по линии 5 происходит удаление топлива и его подача во входной патрубок подкачивающего насоса 3. Снижение уровня топлива в баке ниже сигнального отверстия 14 приводит к поступлению через жиклер 13 к эжектору 12 воздуха вместо топлива. Это вызывает резкое увеличение разрежения в полости 10, мембрана 9 сжимает пружину 11 и перемещает перекрывной элемент 8 отсечного клапана 6 в крайнее левое (закрытое) положение. Линия 5 отвода топлива перекрывается и удаление топлива из бака 1 прекращается. Если уровень топлива в баке вновь поднимается выше отверстия 14, то происходит снижение разрежения в управляющей полости 10, открывание отсечного клапана 6 и удаление топлива. Воздух, поступающий в бак 1 из эжектора 12, стравливается через отверстие 16 в атмосферу. После выключения двигателя обратный клапан закрывается, не допуская перетекания топлива назад из топливной системы в бак 1. При поступлении топлива через жиклер 13 массовый расход Gжт и перепад давления![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/314/3141286.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/314/3141287.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
nэж коэффициент эжекции (Соколов Е.Я. Зингер Н.М. Струйные агрегаты. М. Энергия 1970). Коэффициент эжекции связан с давлением на входе и выходе из эжектора следующим соотношением:
nэж
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/314/3141288.gif)
Рвс давление в полости всасывания эжектора 12 (Рвс Рупт или Рвс= Рупв). Поступление воздуха вместо топлива приводит к уменьшению массового расхода среды через жиклер. Действительно, если полагать
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8776.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8776.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/314/3141289.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/314/3141290.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/314/3141291.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8776.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/916.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/314/3141292.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/314/3141293.gif)
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1