ВОЗДУШНЫЙ ФИЛЬТР
AIR FILTER

Настоящее изобретение относится к авиационной технике, а именно к системе наддува топливных баков летательных аппаратов.
На существующих летательных аппаратах выработка топлива из топливных баков происходит под давлением, нагнетаемом в баки от компрессора двигателя. Для исключения попадания в топливные баки посторонних частиц, содержащихся в поступающем от компрессора воздухе, в системе наддува топливных баков необходима установка элементов фильтрации воздуха.
Из уровня техники известны воздушные фильтры с фильтрующими элементами, принципиальная схема которых показана, в частности, в патенте WO 2016181820, опубл. 17.11.2016.
Поскольку воздух от компрессора двигателя подается под большим давлением и с температурой порядка 250°С, невозможно использовать фильтры с фильтрующими элементами, описанными в указанном патенте. Кроме торо, при эксплуатации летательных аппаратов при отрицательных температурах возможно промерзание фильтрующего элемента, что потребует его прогрева для нормального функционирования, во время которого будет нарушен наддув топливных баков. Это, в свою очередь, приведет к падению давления в топливных баках и как следствие нарушению подачи топлива к двигателю, что является недопустимым.
Задачей настоящего изобретения является создание конструкции воздушного фильтра, обеспечивающей необходимый наддув топливных баков летательного аппарата в случае промерзания фильтрующего элемента.
Технический результат, достигаемый настоящим изобретением -повышение надежности системы наддува топливных баков и топливной системы летательного аппарата в целом.
Указанный технический результат достигается воздушным фильтром, содержащим цилиндрический корпус, расположенный в цилиндрическом корпусе наружный цилиндрический каркас с установленным на его внешней поверхности сетчатым фильтрующим элементом, внутренний цилиндрический каркас с установленным на его внешней поверхности сетчатым фильтрующим элементом, установленный в наружном цилиндрическом каркасе, наружный цилиндрический каркас установлен в корпусе воздушного фильтра с зазором, образующим между его сетчатым фильтрующим элементом и корпусом воздушного фильтра наружную рабочую полость, внутренний цилиндрический каркас установлен в корпусе наружного цилиндрического каркаса с зазором, образующим между его сетчатым фильтрующим элементом и корпусом наружного цилиндрического каркаса среднюю рабочую полость, внутренний цилиндрический каркас имеет внутреннюю рабочую полость, которая связана со средней рабочей полостью выполненными на поверхности внутреннего цилиндрического каркаса рабочими отверстиями, прикрытыми сетчатым фильтрующим элементом, при этом на внешней поверхности наружного цилиндрического каркаса выполнены кольцевые поперечные ребра, между ребрами в корпусе наружного цилиндрического каркаса выполнены рабочие отверстия, сетчатый фильтрующий элемент установлен на наружном каркасе поверх кольцевых поперечных ребер с возможностью фиксации в точках соприкосновения с кольцевыми поперечными ребрами, часть кольцевых поперечных ребер в верхней относительно оси части воздушного фильтра имеет поперечный срез поверхности, часть кольцевых поперечных ребер в нижней относительно оси части воздушного фильтра имеет поперечный срез поверхности, при этом в верхней и нижней относительно оси части воздушного фильтра между двумя ближайшими кольцевыми поперечными ребрами без среза расположено кольцевое поперечное ребро со срезом, образуя перепускной канал, соединенный рабочими отверстиями со средней рабочей полостью, а кольцевые поперечные ребра со срезом верхней части воздушного фильтра выполнены по отношению к кольцевым поперечным ребрам со срезом нижней части воздушного фильтра в шахматном порядке.
Воздушный фильтр по п. 1, отличающийся тем, что сетчатый фильтрующий элемент выполнен, например, из металла.
Наличие в воздушном фильтре двух цилиндрических каркасов с фильтрующими элементами позволяет обеспечить подаваемому в топливные баки воздуху необходимую степень очистки, а выполнение фильтрующих элементов сетчатыми упрощает их прочистку. Выполнение на поверхности наружного цилиндрического каркаса поперечных кольцевых ребер таким образом, что сетчатый фильтрующий элемент установлен поверх ребер, а в верхней и нижней относительно оси части корпуса фильтра между двумя соседними ребрами расположено кольцевое цилиндрическое ребро со срезом, образует перепускные полости, связанные выполненными в наружном кольцевом корпусе между ребер рабочими отверстиями со средней рабочей полостью, что позволяет, при промерзании сетчатых фильтрующих элементов, направить воздушный поток минуя их, тем самым не допуская падения давления в топливных баках. Выполнение кольцевых поперечных ребер со срезом верхней части воздушного фильтра по отношению к кольцевым поперечным ребрам со срезом нижней части воздушного фильтра в шахматном порядке позволяет в случае промерзания сетчатых фильтрующих элементов направить воздушный поток внутри фильтра по S-образной траектории, благодаря чему достигается максимальное обтекание воздухом сетчатого фильтрующего элемента, а поскольку воздух от компрессора двигателя подается под давлением и с температурой порядка 250°С, оттаивание сетчатых фильтрующих элементов происходит почти мгновенно.
Выполнение сетчатых фильтрующих элементов, например, из металла, позволяет им выдерживать высокую рабочую температуру и упростить их прочистку в случае засорения отверстий сеток.
Заявленное изобретение, благодаря сохранению наддува топливных баков при промерзании сетчатых фильтрующих элементов, а также обеспечению их максимально быстрого оттаивания, позволяет повысить надежность системы наддува и топливной системы в целом.
Сущность изобретения поясняется фигурами 1-3:
На фиг. 1 представлен общий вид воздушного фильтра с разрезом корпуса и поперечным сечением;
На фиг. 2 показана схема движения воздушного потока внутри воздушного фильтра при его нормальной работе;
На фиг. 3 показана схема движения воздушного потока внутри воздушного фильтра при замерзании сетчатых фильтрующих элементов.
Воздушный фильтр содержит цилиндрический корпус 1, наружный цилиндрический каркас 2 с выполненными на его поверхности кольцевыми цилиндрическими ребрами 3, часть из которых выполнена со срезом 4. На наружном цилиндрическом каркасе 1 поверх ребер 3 установлен сетчатый фильтрующий элемент 5 с возможностью фиксации, например сваркой, в местах прилегания к кольцевым цилиндрическим ребрам 3. Между сетчатым фильтрующим элементом 5 и корпусом 1 выполнен кольцевой цилиндрический зазор, образующий внешнюю рабочую полость 6, которая каналами 7 соединена с выходом из фильтра. Внутри наружного цилиндрического каркаса 1 установлен внутренний цилиндрический каркас 8 с выполненными на его поверхности рабочими отверстиями 9, прикрытыми установленным сетчатым фильтрующим элементом 10. Внутренний цилиндрический каркас 8 установлен в корпусе наружного цилиндрического каркаса 2 с зазором, образующим между его сетчатым фильтрующим элементом 10 и корпусом наружного цилиндрического каркаса 2 среднюю рабочую полость 11. Внутренний цилиндрический каркас 8 имеет внутреннюю рабочую полость 12. Между кольцевыми цилиндрическими ребрами 3 образованы перепускные полости 13, связанные со средней рабочей полостью 11 рабочими отверстиями 14, выполненными в наружном цилиндрическом каркасе 2 между кольцевыми цилиндрическими ребрами 3. Со стороны подачи воздуха от компрессора двигателя в цилиндрический корпус 1 установлен входной штуцер 15 с расположенным в нем входным отверстием 16, со стороны выхода воздуха из фильтра на корпусе выполнен выходной штуцер 17 с расположенным в нем выходным отверстием 18, при этом ближайшие к отверстиям 17 и 18 кольцевые цилиндрические ребра 3 выполнены без поперечного среза.
При нормальной работе воздушного фильтра воздух от входного штуцера 15 через входное отверстие 16 поступает в перепускную полость 13, откуда часть воздуха через сетчатый фильтрующий элемент 5 попадает во внешнюю рабочую полость 6 и далее по каналу 7 в выходное отверстие 18 и выходной штуцер 17; часть воздуха со входа по рабочим отверстиям 14 попадает в среднюю рабочую полость 11, откуда через сетчатый фильтрующий элемент 10 и рабочие отверстия 9 попадает во внутреннюю рабочую полость 12 и затем по ней к выходному штуцеру 17.
В случае промерзания сетчатых фильтрующих элементов 5 и 10 воздух от компрессора через входное отверстие 16 поступает в перепускную полость 13 и далее через рабочее отверстие 14 попадает в среднюю рабочую полость 11, откуда по S-образной траектории через рабочие отверстия 14 и перепускные полости 13 движется к выходному отверстию 18 и выходному штуцеру 19.