СТЕНД ИСПЫТАНИЯ ЖИКЛЕРОВ ИЗДЕЛИЙ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРОЛИВОМ ЖИДКОСТИ

Полезная модель относится к автоматизированным системам управления технологическими процессами, в частности к наземным испытаниям изделий ракетно-космической техники (РКТ), и может быть использовано при испытаниях форсунок и каналов подачи горючего из полости блока горючего в камеру сгорания, в частности каналов - жиклеров способом пролива, применяемых в конструкции жидкостных ракетных двигателей (ЖРД).
Известен стенд испытаний жидкостных ракетных двигателей (см. патент RU №2433296, МПК F02K 9/96, 2011 г. «Стенд огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей». Его использование позволяет существенно снизить процентное содержание окиси углерода и водорода в выхлопных газов испытываемых двигателей, что улучшает экологическую обстановку в районе стенда, но стенд не может быть применен для проверки пролива жиклера форсунки - контроля перепада давления при заданном давлении на выходе и расходе жидкости через нее до установки ее (форсунки) на ЖРД. Известны конструкции каналов-жиклеров в смесительной головке камер ЖРД: патент RU №2328615, МПК F02K 9/52, 2012 г. «Смесительная головка камеры ЖРД»; патент RU №2127820, МПК F02K 9/52, 1999 г. «Смесительная головка камеры сгорания ЖРД»; патент RU №2232916, МПК F02K 9/52, 2004 г. «Топливная форсунка ЖРД». Известна также камера жидкостного ракетного двигателя, в форсунке которой установлен настроечный элемент 19 в виде жиклера (см. патент RU №2479740, МПК F02K 9/52, 2013 г.), который (жиклер) необходимо проверить проливом жидкости перед установкой форсунки на ЖРД.
Известен ЖРД, имеющий трубу Вентури (поз. 9) установленную в тракте регенеративного охлаждения сопла и камеры сгорания (см. патент RU №2173399, МПК F02K 9/48, 2001 г.), которую также необходимо проверить проливом жидкости перед установкой ее на ЖРД, так как она является устройством для измерения расхода или скорости потока жидкости и включается в разрыв трубопровода.
Известен стенд для испытания прямоточных воздушно-реактивных двигателей (см. патент RU №2261425, МПК G01M 15/00, 2005 г.), содержащий мерное устройство поз. 5, однако на таком стенде не представляется возможным провести испытания проливом жидкости жиклеров различных изделий ЖРД.
Техническим результатом является расширение технологических возможностей стенда за счет возможности проведение проверки проливом жидкости различных изделий перед установкой форсунки на ЖРД.
Технический результат достигается тем, что стенд испытания жиклеров изделий жидкостного ракетного двигателя проливом жидкости, характеризующийся тем, что он содержит емкость с рабочей жидкостью, насосную станцию, обеспечивающую циркуляцию рабочей жидкости под давлением, гидросистему, содержащую запорно-регулирующую аппаратуру, станцию отбора давления со средствами измерения давления, бронекабину с ложементом, на который устанавливается проверяемое изделие имеющее жиклер, шкаф с электрооборудованием и пульт управления.
На фиг. 1 изображена общая компоновка стенда испытания жиклеров изделий ЖРД проливом жидкости; на фиг. 2 - схема установки изделия с жиклером при проверке его проливом; на фиг. 3 - принципиальная схема стенда, на фиг. 4 - пульт управления.
Стенд испытания жиклеров изделий жидкостного ракетного двигателя проливом жидкости содержит емкость 1 с рабочей жидкостью - дистиллированной водой, насосную станцию 2, обеспечивающую циркуляцию рабочей жидкости под давлением, гидросистему 3, содержащую запорно-регулирующую аппаратуру 4-16: регулятор давления «после себя» 4, предохранительный пневмоконтролер 5, запорный кран с пневмоуправлением 6, фильтр 7, коллектор с датчиком температуры 8, запорный кран с пневмоуправлением 9, дублирующий кран с ручным управлением 10, запорный кран с пневмоуправлением 11, регулятор давления «до себя» 12, прецизионный пневмокнтролер 13, расходомер 14, запорный кран с пневмоуправлением 15, дублирующий кран с ручным управлением 16, станцию отбора давления 17 со средствами измерения давления датчиками 18 и 19, бронекабину 20 с ложементом 21 для установки на него проверяемого изделия 22, шкаф с электрооборудованием 23 и пульт управления 24.
Проверяемое изделие 22 имеет корпус с входным 25 и выходным 26 патрубками и содержит расходную шайбу 27 с жиклером 28. К каждому патрубку 25 и 26 подсоединены усредняющая камеры 29 для отбора давления до и после изделия 22, соединенные соответственно с подводящей магистралью 30 - по ней происходит подача рабочей жидкости из емкости 1 к изделию 22, и с отводящей - 31, возвращающей рабочую жидкость обратно в емкость 1. Соединение изделия 22 с вышеперечисленным оборудованием выполняется через трубопроводы 32 и гибкие рукава высокого давления 33. На подводящей магистрали 30 установлен регулятор давления «после себя» 4 и прецизионный пневмоконтролер 5, осуществляющий управление работой регулятора давления 4. Далее на магистрали 30 установлены: запорный кран с пневмоуправлением 6, блокирующий магистраль 30 подачи рабочей жидкости в бронекабину 20, фильтр 7 для тонкой очистки рабочей жидкости, коллектор с датчиком 8 температуры рабочей жидкости. Дренаж подводящей магистрали 30 осуществляется при помощи запорного крана с пневмоуправлением 9, либо с помощью дублирующего крана с ручным управлением 10.
Отвод рабочей жидкости из бронекабины 20 производится по отводящей магистрали 31, содержащей запорный клапан с пневмоуправлением 11, регулятор давления «до себя» 12, имеющий прецизионный пневмокотроллер 13, и расходомер 14, осуществляющий измерение количества рабочей жидкости прошедшей через изделие 22 с жиклером 28. Дренаж отводящей магистрали 31 осуществляется при помощи запорного крана с пневмоупавлением 15, либо с помощью дублирующего крана с ручным управлением 16.
Работа стенда осуществляется следующим образом.
На ложемент 21 устанавливается изделие 22, содержащее расходную шайбу 27 с жиклером 28, к входному 25 и выходному 26 патрубкам которого присоединяются подводящая и отводящая магистрали 30 и 31 стенда.
После нажатия оператором на кнопку «Начать испытание» на сенсорном экране 34 пульта управления 24 происходит запуск стенда. Краны 6 и 11 открываются, а краны 9 и 15 зарываются. Подпитывающий насос 35 начинает нагнетать рабочую жидкость в плунжерный насос 36, который подает рабочую жидкость в подводящую магистраль 30. Скорость вращения ротора плунжерного насоса 36 напрямую характеризует расход рабочей жидкости в гидросистеме 3, поэтому управление расходом рабочей жидкости через изделие 22 осуществляется с помощью частотного преобразователя 37 от электродвигателя плунжерного насоса 36. Контроль над расходом рабочей жидкости производится с помощью расходомера 14.
По достижении требуемого расхода рабочей жидкости, программное обеспечение стенда начинает изменять давление на изделии 22 с помощью регуляторов давления 4 и 17. Происходит выход стенда на рабочие режимы испытаний. Контроль над давлением рабочей жидкости в магистралях 30 и 31 выполняется датчиками давления 18 и 19. Далее программное обеспечение стенда оценивает годность изделия 22 в зависимости от полученного перепада давления при установившихся режимах расхода и давления подпора жидкости после жиклера 28.
Затем оператор нажимает на кнопку «Конец испытания» на сенсорном экране 34, что дает команду на останов плунжерного насоса 36 и приведение регуляторов давления 4 и 12 в исходное положение. После остановки плунжерного насоса 36 открываются краны 9 и 15, и закрываются краны 6 и 11.
Изделие 22, содержащее расходную шайбу 27 с жиклером 28 демонтируется с ложемента 21.
Предлагаемый стенд испытания жиклеров изделий жидкостного ракетного двигателя проливом жидкости является автоматизированным, позволяет исключить некачественные изделия с жиклерами их эксплуатации, при этом повысить достоверность результатов испытаний за счет приближения условий нагружения на стенде к условиям нагружения в натурных условиях.
Полезная модель «Стенд испытания жиклеров изделий жидкостного ракетного двигателя проливом жидкости» промышленно применима.
На Акционерном обществе «Производственное объединение «Завод имени Серго», разработана конструкторская документация, изготовлен стенд и эксплуатируется в производстве.