ГЕНЕРАТОР

Предлагаемая полезная модель относится к аэрозольной технике, может быть использована в наземных аэрозольных генераторах, применяемых как в народном хозяйстве, так и оборонной промышленности и предназначена улучшить технико-экономические и расходные параметры аэрозольных установок.
Известен аэрозольный генератор с пульсирующей камерой сгорания и принудительной системой подачи реагента, содержащий баки с окислителем и горючим, камеру сгорания, клапаны окислителя и горючего, систему зажигания, теплообменники систем горючего и окислителя, размещенные на камере сгорания, ресиверы горючего и окислителя, трубопровод отбора газообразных продуктов сгорания, обратный клапан, поршни баков горючего и окислителя, теплообменник охлаждения горячих газов, соединительный трубопроводы наддува баков горючего и окислителя, а так же жаровую трубу, бак реагента с поршнем, соединенный трубопроводом подачи реагента с распыляющей форсункой, которая установлена в жаровой трубе (патент №84469 от 2009 г.).
Недостатком аэрозольного генератора является то, что для обеспечения его работы требуется топливный насос, бак с окислителем, ресиверы, поршни баков горючего и окислителя и теплообменники, что увеличивает габариты и массу конструкции в целом.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является комбинированный воздушно-ракетный двигатель с прямоточной камерой пульсирующего горения, форкамерой и системой воздушного запуска, содержащий баки с окислителем и горючим, камеру сгорания, сопло Лаваля, клапаны окислителя и горючего, систему зажигания, резонансную трубу, установленную в закритической части сопла Лаваля, форкамеру с обратным воздушно-кислородным клапаном, установленную под углом 90° к оси камеры сгорания и соединенную с воздухозаборником с дроссельной заслонкой, баллон с азотом, соединенный трубопроводом системы воздушного запуска через установленный в нем кран пуска азота и обратный клапан системы воздушного запуска с воздухозаборником, а трубопровод системы воздушного запуска соединен с баком окислителя через наддуваюший трубопровод и кран пуска окислителя, в бак окислителя установлен трубопровод подачи окислителя, соединенный через теплообменник, установленный на резонансной трубе через клапан окислителя, с обратным воздушно-кислородным клапаном форкамерой, бак с горючим соединен с форкамерой, трубопроводом отбора газообразных продуктов горения с обратным клапаном и трубопроводом подачи горючего через клапан горючего с топливной форсункой, установленной в форкамере, при этом трубопровод системы воздушного запуска после обратного клапана системы воздушного запуска соединен трубопроводом наддува с трубопроводом отбора газообразных продуктов горения после обратного клапана (патент РФ №114343 от 2012 г.).
Недостатком комбинированного воздушно-ракетного двигателя с прямоточной камерой пульсирующего горения является то, что он обладает большой массой и габаритными размерами.
Задача полезной модели - заключается в уменьшении габаритных размеров и массы конструкции в целом, а также в увеличении наработки на отказ за счет исключения трущихся и вращающихся деталей, обладающих большой массой и габаритами - таких как топливный насос, компрессор и привод для данных агрегатов.
Сущность полезной модели заключается в том, что в известное устройство, содержащее камеру сгорания, систему зажигания, резонансную трубу, форкамеру с обратным воздушно-кислородным клапаном, установленную под углом 90 градусов к оси камеры сгорания, наддувающий трубопровод, бак с горючим, соединенный с форкамерой трубопроводом отбора газообразных продуктов горения с обратным клапаном, а трубопровод подачи горючего через клапан горючего - с топливной форсункой, установленной в форкамере, введены пусковой воздушный насос, система распределения потоков воздуха с обратными клапанами, трубопровод отбора газообразных продуктов горения, причем пусковой воздушный насос соединен наддувающим трубопроводом с системой распределения потоков воздуха с обратными клапанами, которая связана первым трубопроводом с баком с горючим, вторым трубопроводом - с топливной форсункой, третьим трубопроводом - с обратным воздушно-кислородным клапаном, а трубопровод отбора газообразных продуктов горения соединен с баком реагента через обратный клапан реагента, бак реагента соединен трубопроводом подачи реагента через кран пуска реагента с форсункой впрыска реагента, установленной в резонансной трубе.
На фигуре представлена пневмогидравлическая схема генератора.
Генератор содержащий камеру сгорания 1, систему зажигания 2, резонансную трубу 3, форкамеру 4 с обратным воздушно-кислородным клапаном 5, установленную под углом 90 градусов к оси камеры сгорания 1, наддувающий трубопровод 6, бак с горючим 7, соединенный с форкамерой 4 трубопроводом отбора газообразных продуктов горения 8 с обратным клапаном 9, а трубопровод подачи горючего 10 через клапан горючего 11 - с топливной форсункой 12, установленной в форкамере 4, пусковой воздушный насос 13, соединенный наддувающим трубопроводом 6 с системой распределения потоков воздуха с обратными клапанами 14, которая связана первым трубопроводом 15 с баком с горючим 7, вторым трубопроводом 16 с топливной форсункой 12, третьим трубопроводом 17 с обратным воздушно-кислородным клапаном 5, а трубопровод отбора газообразных продуктов горения 8, соединен с баком реагента 18 через обратный клапан реагента 19, бак реагента 18 соединен трубопроводом подачи реагента 20 через кран пуска реагента 21 с форсункой впрыска реагента 22, установленной в резонансной трубе 3.
Генератор работает следующим образом:
- в режиме теплогенератора:
С помощью пускового воздушного насоса 13 подается первоначальный импульс воздушного потока, воздух по наддувающему трубопроводу 6, попадает в систему распределения потоков воздуха с обратными клапанами 14. Далее воздух разделяется: часть воздуха по первому трубопроводу 15 поступает в бак с горючим 7 и наддувает его. Горючее поступает по трубопроводу подачи горючего 10, через клапан горючего 11 в топливную форсунку 12. Одновременно с этим другая часть воздуха поступает по второму трубопроводу 16 в топливную форсунку 12 и происходит впрыск топлива в форкамеру 4. Одновременно с этим часть воздуха по третьему трубопроводу 17 поступает в обратный воздушно-кислородный клапан 5 и форкамеру 4. В форкамере 4 происходит смешение топлива с воздухом, которая поджигается системой зажигания 2. Горячий газ перетекает в камеру сгорания 1, специально спроектированную под импульсный режим работы. Возникающее в камере сгорания 1 высокое давление закрывает обратный воздушно-кислородный клапан 5 и наддувает по трубопроводу отбора газообразных продуктов горения 8, через обратный клапан 9 бак с горючим 7 и через обратный клапан реагента 19 бак с реагентом 18. Одновременно закрываются клапан горючего 11, обратный воздушно-кислородный клапан 5 и система распределения воздуха с обратными клапанами 14, при этом кран пуска реагента 21 закрыт. Под действием избыточного давления горючее поступает по трубопроводу подачи горючего 10 и доходит до клапана горючего 11. В тот же момент в камере сгорания 1, форкамере 4 и в обратном воздушно-кислородном клапане 5 под действием инерции горячих газов в резонансной трубе 3 создается перепад давления и открываются обратный воздушно-кислородный клапан 5, клапан горючего 11, подающий горючее в форкамеру 4, через воздушно-кислородный клапан 5 поступает воздух. Топливно-воздушная смесь воспламеняется за счет температуры продуктов сгорания и пульсирующий процесс повторяется. Система зажигания 2 применяется только для запуска аэрозольного генератора, в процессе работы она не используется.
- в режиме пуска реагента.
Генератор работает в режиме теплогенератора. Плавно открывается кран пуска реагента 21. Реагент под действием давления газообразных продуктов горения из бака с реагентом 18 поступает в трубопровод подачи реагента 20 и через кран пуска реагента 21 к с форсунке впрыска реагента 22. Реагент впрыскивается в резонансную трубу 3 и под действием теплового потока испаряется и разгоняется по резонансной трубе образуя аэрозольное облако.
За счет того, что полезная модель не содержит массивных трущихся и вращающихся деталей, таких как: топливный насос, компрессор и приводы к топливному насосу и компрессору, уменьшается масса и габаритные размеры генератора, а также повысится его наработка на отказ; повышается надежность генератора и обеспечивается простота его конструкции и эксплуатации.