ОТСЕЧНОЙ КЛАПАН МАГИСТРАЛИ ДРЕНАЖА-НАДДУВА ПОДВЕСНОГО ТОПЛИВНОГО БАКА
SHUTOFF VALVE OF SUPERCHARGING-DRAIN LINE OF SUSPENDED FUEL TANK

Изобретение относится к области авиации, в частности к топливным системам самолетов.
На борту самолета для размещения топлива имеются различные топливные баки, которые располагаются как внутри крыла и фюзеляжа, так и на специальных подвесных устройствах. При выполнении полетов на дальность, превышающую расчетную, используют подвесные топливные баки, которые располагаются, в частности, на пилонах под крыльями самолета.
В пилонах располагаются магистрали, связывающие подвесные баки с баками в крыльях самолета, в частности магистраль наддува-дренажа. Выработка топлива происходит в первую очередь из подвесных баков путем перекачки топлива в основные баки самолета. Перекачка осуществляется путем наддува в баки воздуха от компрессора двигателя через магистраль наддува-дренажа. При заправке топливных баков через указанную магистраль осуществляется дренаж воздуха из подвесных баков.
Недостатком такой конструкции является то, что в случае нахождения самолета в странах с жарким климатом, при полной заправке подвесных топливных баков возможен выброс топлива в магистраль наддува и далее к компрессору двигателя, что может привести к серьезной аварии при попытке запуска двигателя. Для исключения подобной ситуации необходимо наличие в магистрали дренажа-наддува устройства, исключающего попадание топлива в систему наддува при отсутствии в ней рабочего давления.
Наиболее целесообразным представляется использование в качестве такого устройства поплавковый клапан. Из уровня техники известны различные поплавковые клапаны, одним из основных конструктивных элементов которых является поплавковый элемент. Поплавковый элемент как правило погружен в рабочую среду, и в зависимости от ее уровня может обеспечивать подачу либо перекрытие подачи рабочей жидкости.
Однако в случае применения подобных технических решений в системе дренажа-наддува подвесных топливных баков необходимо соблюсти, в частности, следующие требования:
- обеспечить простоту конструкции для исключения усложнения системы дренажа-наддува:
- обеспечить возможность прохождения воздуха в топливный бак при его наддуве, а также обеспечить дренаж воздуха из топливного бака при его заправке, одновременно с этим обеспечить перекрытие магистрали в случае попадания в нее топлива из топливного бака.
Задачей настоящего изобретения является создание отсечного клапана магистрали дренажа-наддува топливного бака самолета, удовлетворяющего указанным выше требованиям.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является предотвращение попадания топлива в магистраль наддува при дренаже подвесного топливного бака, и как следствие повышение надежности системы дренажа-наддува топливных баков самолета и топливной системы в целом.
Указанный технический результат достигается отсечным клапаном магистрали дренажа-наддува подвесного топливного бака самолета, который содержит полый цилиндрический корпус, состоящий из верхней и нижней части, жестко соединенных друг с другом фланцевым соединением, в верхней части корпуса установлен подвижный наконечник, соединяемый с магистралью дренажа-наддува внутри крыла самолета, а в нижней части корпуса выполнен штуцер, соединяемый с магистралью дренажа-наддува подвесного топливного бака, в полости нижней части корпуса установлен соосно цилиндрический стакан, в который установлен с зазором от стенки и дна стакана цилиндрический полый поплавковый элемент, при этом в корпусе стакана в нижней его части выполнены по окружности отверстия, на верхнем торце стакана по его окружности выполнены лапки, образующие между собой сквозные рабочие окна, внутренний диаметр фланца верхней части корпуса выполнен меньшим внутреннего диаметра фланца нижней части корпуса, на фланце верхней части корпуса со стороны цилиндрического стакана выполнена цилиндрическая расточка, лапки цилиндрического стакана свободными концами установлены в цилиндрическую расточку и прижаты фланцем нижней части корпуса, цилиндрический стакан установлен с зазором от внутренней стенки нижней части корпуса, образующим рабочую полость, по внутреннему краю фланца верхней части корпуса со стороны поплавкового элемента выполнен кольцевой выступ с острой кромкой, а в корпусе поплавкового элемента со стороны фланца установлен кольцевой уплотнительный элемент с возможностью взаимодействия с острой кромкой фланца верхней части корпуса.
Сущность изобретения поясняется на фиг. 1, где представлен общий вид с разрезом корпуса отсечного клапана магистрали дренажа-наддува подвесного топливного бака самолета.
Отсечной клапан представляет собой полый цилиндрический корпус, состоящий из верхней 1 и нижней 2 частей, жестко соединенных между собой фланцевым соединением, состоящим из фланца 3 верхней части корпуса и фланца 4 нижней части корпуса клапана. В верхней части 1 корпуса отсечного клапана установлен кольцевой элемент 5 с наружной сферической поверхностью, образуя с корпусом отсечного клапана в месте его установки шарнирную пару. В кольцевой элемент 5 установлен подвижный подпружиненный наконечник 6, соединяемый с магистралью дренажа-наддува внутри крыла самолета (не показано). В полости нижней 2 части корпуса отсечного клапана установлен цилиндрический стакан 7, в который с зазором от внутренней стенки и дна установлен цилиндрический поплавковый элемент 8 с возможностью осевого перемещения внутри стакана 7. В нижней части корпуса стакана 7 по его окружности выполнены отверстия 9 для обеспечения поступления топлива к поплавковому элементу 8. На верхнем торце стакана 7 по его окружности выполнены лапки 10, образующие между собой сквозные рабочие окна 11.
Внутренний диаметр фланца 3 выполнен меньшим внутреннего диаметра фланца 4. На фланце 3 верхней части 1 корпуса со стороны цилиндрического стакана выполнена кольцевая расточка 12, в которую установлены свободные концы лапок 10 цилиндрического стакана 7. Концы лапок 10 прижаты и жестко зафиксированы в кольцевой расточке 12 фланцем 4 нижней части корпуса клапана.
Цилиндрический стакан 7 установлен в полости нижней 2 части корпуса с зазором от его внутренней стенки, образующим рабочую полость 13, соединенную с каналом штуцера 14, выполненным в нижней части корпуса и подключаемым к магистрали дренажа-наддува подвесного топливного бака (не показано).
По внутреннему краю фланца 3 со стороны поплавкового элемента 8 выполнен кольцевой выступ 15 с острой кромкой, а в корпусе поплавкового элемента 8 со стороны кольцевого выступа 15 фланца 3 установлен уплотнительный элемент 16 с возможностью взаимодействия с острой кромкой указанного кольцевого выступа. При этом поплавковый элемент 8 установлен в цилиндрическом стакане 7 таким образом, что в открытом положении клапана, при наддуве или дренаже подвесного топливного бака, между уплотнительным элементом 16 и кольцевым выступом 15 образуется зазор, обеспечивающий прохождение воздуха из полости верхней части 1 корпуса через рабочие окна 11 в рабочую полость 13 и далее в канал штуцера 14 - в случае наддува подвесного топливного бака, и обеспечивающий прохождения воздуха в обратном направлении при дренаже подвесного топливного бака.
Предлагаемый отсечной клапан магистрали дренажа-наддува подвесного топливного бака самолета устанавливается внутри подвесного устройства (пилона), с помощью которого подвесной топливный бак крепится к крылу самолета. Штуцер 14 соединяется с магистралью дренажа-наддува подвесного топливного бака, а подвижный подпружиненный наконечник 6 подключается к магистрали дренажа-наддува внутри крыла самолета. При выработке топлива из подвесного бака по магистрали дренажа-наддува подается воздух, который проходит через подвижный наконечник 6 в полость верхней 1 части корпуса отсечного клапана, далее через зазор между уплотнительным элементом 16 поплавкового элемента 8 и кольцевым выступом 15 фланца 3 воздух поступает в рабочую полость 13 через сквозные рабочие окна 11, образованные лапками 10 цилиндрического стакана 7. Из рабочей полости 13 воздух поступает в канал штуцера 14 и далее в магистраль дренажа-наддува подвесного топливного бака.
При заправке топливом подвесного топливного бака происходит его дренаж - удаление воздуха - через магистраль дренажа-наддува, и воздух из бака проходит через отсечной клапан магистрали дренажа-наддува в последовательности, обратной наддуву.
В случае возникновения ситуации, когда топливо из подвесного бака поступает в магистраль дренажа-наддува, оно проходит через канал штуцера 14 и начинает заполнять рабочую полость 13. Благодаря выполненным в нижней части корпуса цилиндрического стакана 7 отверстиям 9 топливо из рабочей полости одновременно поступает к поплавковому элементу 8 в зазор между его корпусом и дном и внутренней поверхностью стакана 7. По мере увеличения уровня топлива в рабочей полости 13 увеличивается его уровень и в стакане 7, вследствие этого поплавковый элемент поднимается к кольцевому выступу 15 фланца 3, уплотнительный элемент 16 прижимается к острой кромке кольцевого выступа 15, вследствие чего предотвращается поступление топлива через рабочие окна 11 в полость верхней 1 части корпуса отсечного клапана и, следовательно, в магистраль дренажа-наддува в крыле самолета, что исключает возникновение аварийных ситуаций и повышает надежность системы дренажа-наддува и топливной системы самолета в целом.