СИСТЕМА ДРЕНАЖА ТОПЛИВА

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.
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.
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.
На поршне выполнена выточка, соединяющая выход насоса со входом в эжектор.
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.
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.
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.
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,
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.
Техническим результатом, на решение которого направлена полезная модель, является повышение надежности системы за счет исключения использования
части разряжения, создаваемого эжектором для открытия обратного клапана, и увеличения усилия пружины для обеспечения герметичности обратного клапана.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Проходные окна 20 и 21 обратного клапана 17 выполнены и расположены как продолжение выхода 16 эжектора 14.
Система дренажа топлива работает следующим образом.
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.
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.
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.
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.
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,
и отсечной клапан 12 откроет сопло 11. Начнется откачка топлива из дренажного бака 1.
Таким образом, дренированное топливо будет возвращено в топливную систему двигателя посредством эжектора 14 через подкачивающий насос 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.
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.