УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ТОПЛИВНОГО БАКА САМОЛЕТА
DEVICE FOR CONTROLLING AIRCRAFT FUEL TANK TIGHTNESS

Область техники
Изобретение относится к области контроля (проверки) герметичности полых изделий и предназначено к использованию для контроля герметичности самолетных топливных баков, преимущественно, сложной конфигурации.
Уровень техники
В настоящее время контроль герметичности топливных баков самолета проводится при помощи устройств, реализующих, в частности, следующие способы контроля:
- манометрический способ-устройства для реализации такого способа содержат средства: наполнения топливного бака воздухом, создания давления и осуществления контроля герметичности по падению давления;
- пневматический способ-конструкция устройства предусматривает использование средства для заполнения топливного бака воздухом, а места возможной негерметичности смачивают мыльным раствором или раствором поверхностно-активного вещества и по пузырению определяют места течей.
Известно устройство для контроля герметичности изделия, содержащее испытательную камеру, в которую помещают контролируемое изделие, и подключенную к камере систему откачки, включающую форвакуумный и высоковакуумный насосы. Из камеры удаляют воздух форвакуумным насосом и затем откачивают до определенного остаточного давления высоковакуумным насосом. Накапливают в камере пробное вещество и перекачивают его высоковакуумным насосом в предварительно отвакуумированную контрольную камеру. Негерметичность контролируемого изделия оценивают, измеряя реакцию течеискателя на содержание пробного вещества в полости контрольной камеры (см. RU 2313772 С2). Наличие в установке вакуумной камеры привносит свои ограничения по габаритам контролируемого объекта, а также не позволяет определить место течи. Кроме того, процесс контроля герметичности с использованием вакуумной камеры является трудоемким и энегрозатратным.
Известно устройство для контроля герметичности, включающее герметичную испытательную камеру (вакуумную камеру), в которую помещают контролируемое изделие и из которой удаляют воздух. Имеются средства для наполнения внутреннего объема изделия пробным газом (фреоном) под давлением и для откачивания воздуха из вакуумной камеры. Создают вакуум в камере вакуумным насосом и проверяют наличие пробного газа в камере (см. US 2014123732 А1). Так же, как и в патенте RU 2313772, основным недостатком данного устройства является то, что принцип его действия основан на использовании вакуумной камеры, которая вносит свои ограничения по габаритам контролируемого объекта и также не позволяет определить место течи, а процесс контроля герметичности с использованием вакуумной камеры является трудоемким и энегрозатратным.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является техническое решение проверки кессон-баков самолетов на герметичность с использованием элегаза (см. RU 2204816 С1). При проверке используют средство для медленной подачи элегаза в кессон-бак, с целью получения рабочей смеси непосредственно в кессон-баке с использованием при этом прибора индивидуальной кислородной системы самолета, и средство для перемешивания рабочей смеси. Поиск мест течи осуществляется течеискателем.
Недостатком такой системы является низкая эффективность и качество контроля герметичности бака, вызванные некачественным приготовлением рабочей газовой смеси в баке и невысокими скоростями течения рабочей газовой смеси в баке сложной конфигурации. Некачественное приготовление рабочей газовой смеси в баке и невысокие скорости течения рабочей газовой смеси обусловлены тем, что система нацелена на приготовление и перемешивание рабочей газовой смеси непосредственно в баке при помощи прибора индивидуальной кислородной системы самолета, который не позволяет гарантированно получить необходимую концентрацию рабочей газовой смеси и не создает потоки рабочей газовой смеси в баке необходимые для преодоления препятствия в виде шпангоутов и других элементов конструкции бака и для создания необходимых условий преодоления расслоения рабочей газовой смеси.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности и качества контроля герметичности топливных баков сложной конфигурации.
Технический результат, который может быть получен при использовании заявляемого изобретения, заключается в создании стабильной концентрации рабочей газовой смеси и в исключении расслоения рабочей газовой смеси в баке.
Для достижения указанного технического результата предлагается устройство для контроля герметичности топливного бака самолета, содержащее смеситель для получения рабочей газовой смеси, сообщающийся с источником сжатого воздуха и источником контрольного газа. Устройство включает размещаемую вне контролируемого топливного бака линию подачи рабочей газовой смеси в топливный бак и линию, обеспечивающую циркуляцию смеси через топливный бак. При этом линия подачи газовой смеси подсоединена с одной стороны к указанному смесителю, а с другой - к форсункам, располагаемым в контролируемом топливном баке, а линия циркуляции со встроенным в нее вентилятором соединена с одной стороны с линией подачи, а с другой - с линией откачки рабочей газовой смеси.
Для повышения однородности газовой смеси в линию подачи рабочей газовой смеси встроен акустический преобразователь с частотой пульсации в пределах 2-2,5 кГц.
Преимущественно, для подачи рабочей газовой смеси внутрь каждого отсека топливного бака используют вращающиеся форсунки с периодом вращения 2-4 об/мин для создания устойчивых потоков рабочей газовой смеси и поддержания концентрации рабочей газовой смеси в топливном баке
Предпочтительно, подачу рабочей газовой смеси осуществляют через дозатор-синхронизатор расходов, установленный в линии подачи рабочей газовой смеси для обеспечения равенства объемного расхода рабочей газовой смеси в отсеках топливного бака.
На чертеже изображено предлагаемое устройство.
Осуществление изобретения
Контроль герметичности топливных баков самолета осуществляется с помощью течеискателя и с использованием рабочей газовой смеси воздуха с контрольным газом (элегазом или гелием).
Предлагаемое устройство для обеспечения контроля герметичности топливного бака самолета включает линию 1 подачи рабочей газовой смеси, компрессор с баком ресивером 2, баллон 3 с контрольным газом. Компрессор с баком ресивером 2 с одной стороны связан с линией 4 забора атмосферного воздуха, а с другой - через вентиль 5а, регулятор давления 6а и манометр 7а подсоединен к газовому смесителю 8, установленному в линии 1 подачи рабочей газовой смеси. Баллон 3 с контрольным газом, со своей стороны, связан с газовым смесителем 8 через регулятор давления 6b,манометр 7b и вентиль 5b.
За смесителем 8 расположен бак накопитель 9, встроенный в линию 1 и связанный через вентили 5с и 10, регулятор давления 6с, манометр 7с с дозатором-синхронизатором 11. На участке линии 1 между дозатором-синхронизатором 11 и манометром 7с установлен пробоотборник 12.
Дозатор-синхронизатор 11 через акустические преобразователи 13а и 13b связан с вращающимися форсунками 14а и 14b, установленными на верхних технологических крышках 15а и 15b внутри соответствующих отсеков топливного бака 16. Нижняя технологическая крышка топливного бака обозначена позицией 15с. Частота пульсации акустических преобразователей устанавливается в пределах 2-2,5 кГц. Для создания устойчивых потоков рабочей газовой смеси и поддержания концентрации рабочей газовой смеси в топливном баке период вращения форсунок выбирается в значении 2-4 об/мин.
Один из сообщающихся между собой отсеков топливного бака 16 сообщается с линией 17 откачки рабочей газовой смеси.
В схему подачи рабочей газовой смеси встроена линия 18 циркуляции рабочей газовой смеси с вентилятором 19.
Обнаружение и оценку количественных показателей течи обеспечивает течеискатель 20.
Для контроля герметичности топливного бака самолета используются следующие узлы: подающие рабочую смесь форсунки 14а и 14b, акустические преобразователи 13а и 13b, дозатор-синхронизатор 11, пробоотборник 12, манометры 7а, 7b, 7с, регуляторы давления 6а, 6b, 6с, вентили 5а, 5b, 5с, 10, 21, 22, 23, бак - накопитель 9, газовый смеситель 8, компрессор с баком-ресивером 2, баллон с контрольным газом 3, вентилятор 19, течеискатель 20, вакуумный насос 24, предохранительный клапан 25, дренажный клапан 26.
Устройство используется следующим образом.
После подключения оборудования контроля герметичности к топливному баку открывается вентиль 5а и из бака-ресивера компрессора 2 через регулятор давления 6а подается сжатый воздух в газовый смеситель 8. Открывается вентиль 5b и из баллона 3 с контрольным газом подается газ в газовый смеситель 8. В смесителе 8 создается рабочая газовая смесь воздуха с контрольным газом. Полученная рабочая газовая смесь собирается в баке-накопителе 9 линии подачи рабочей газовой смеси. Открывается вентиль 5с, и рабочая смесь через регулятор давления 6с, дозатор-синхронизатор 11, акустические преобразователи 13а, 13b линии подачи рабочей газовой смеси поступает на подающие форсунки 14а, 14b.
Проводится заполнение рабочей смесью топливного бака 16 и создание испытательного давления рабочей смеси в топливном баке 16. Поступающая в топливный бак 16 рабочая смесь форсунками 14а, 14b закручивается в вихревые потоки, движущиеся по топливному баку 16. Рабочая смесь заполняет топливный бак 16. Закрывается вентиль 5с линии подачи рабочей газовой смеси, открывается вентиль 10 линии циркуляции рабочей газовой смеси, включается вентилятор 19 линии циркуляции рабочей газовой смеси, осуществляется циркуляция рабочей смеси в топливном баке 16 (через топливный бак 16).
Через пробоотборник 12 линии подачи рабочей газовой смеси берется проба рабочей смеси на соответствие заданной концентрации. При положительном результате включается вакуумный насос 24, течеискатель 20 приводится в рабочее состояние. Проводится течеискателем 20 поиск мест течи в топливном баке 1. Контроль герметичности проводится методом сканирования заклепочных швов контролируемого бака 16 при перемещении щупа течеискателя 20, соединенного с вакуумным насосом 24.
По завершению процесса поиска мест течи в топливном баке отключаются вакуумный насос 24 и течеискатель 20, закрывается вентиль 10 и отключается вентилятор 19 линии циркуляции рабочей газовой смеси, открывается вентиль 22 линии откачки рабочей газовой смеси, включается компрессор 2 и рабочая смесь собирается в баке-ресивере компрессора 2. По заполнении бака-ресивера компрессор 2 отключается, вентиль 22 линии откачки рабочей газовой смеси закрывается. Открывается вентиль 23, закрывается вентиль 10, включается вентилятор 19 и проводится удаление остатков рабочей смеси из топливного бака 16. По удалению остатков рабочей смеси из топливного бака 16 закрываются вентили 10 и 23, выключается вентилятор 19.
Использование предлагаемого устройства позволяет
- получать стабильную заданную концентрацию рабочей газовой смеси в топливном баке,
- исключить расслоение рабочей газовой смеси в топливном баке,
- поддерживать в топливном баке заданную концентрацию рабочей газовой смеси за счет создания в топливном баке устойчивых потоков рабочей смеси,
- обеспечивать равенство объемных расходов рабочей газовой смеси в отсеках топливного бака.
Предлагаемое устройство позволяет эффективно и качественно проводить контроль герметичности топливных баков любой сложной конфигурации.