УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖАНИЯ ОТВОДИМЫХ ТЕКУЧИХ СРЕД ДЛЯ СИЛОВОЙ УСТАНОВКИ
DEVICE FOR RETAINING DRAINED FLUIDS FOR PROPULSIVE ASSEMBLY

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к устройству задержания отводимых текучих сред для силовой установки, при этом текучими средами являются, например, масло, вода и/или топливо.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В качестве известных аналогов можно рассмотреть документы US-A-5,285,636 и WO-A1-98/12107.
Как правило, авиационная силовая установка оборудована средствами дренажа текучих сред (масла, воды и/или топлива) двигателя, чтобы избегать накапливания этих текучих сред, которые могут помешать работе двигателя. Дренаж масла и топлива осуществляют в связи применением динамических прокладок (насосы, коробки AGB, дозаторы, домкраты и т.д.), которые не обеспечивают идеальной герметичности. Поэтому необходимо сливать текучие среды, проходящие через динамические прокладки, чтобы избегать их попадания в двигатель. Воду сливают, чтобы избегать образования зон застаивания, часто приводящих к коррозии.
В современной технике сливаемые текучие среды можно удалять напрямую наружу. Средства дренажа текучих сред могут быть также соединены средствами подачи, такими как трубопроводы, с камерой задержания, содержащей полость для сбора отводимых текучих сред. Эта камера задержания находится в силовой установке. Она закреплена на двигателе и, как правило, расположена в нижней части силовой установки таким образом, чтобы отводимые текучие среды перетекали за счет силы тяжести в средства подачи и далее в накопительную полость.
Силовая установка дополнительно содержит дренажную стойку для удаления отводимых текучих сред наружу. Эта стойка установлена на гондоле и выступает наружу гондолы. Она тоже находится в нижней части силовой установки напротив камеры задержания и отводит текучие среды, выходящие из камеры. Стойка содержит нижний конец, имеющий отверстие удаления текучих сред наружу гондолы. При опорожнении накопительной полости камеры удержания текучие среды удаляются до отверстия стойки, затем наружу силовой установки.
В некоторых силовых установках кинематика открывания капотов препятствует доступу к камере задержания и не обеспечивает герметичного гидравлического соединения между средствами подачи и этой камерой. Можно не предусматривать оснащение силовых установок камерой задержания, и в этом случае выходы вышеупомянутых средств подачи выходили бы непосредственно напротив стойки и удаляли бы отводимые текучие среды посредством перелива на уровне стойки по мере накапливания этих текучих сред. Однако некоторые владельцы самолетов предпочитают оборудовать газотурбинные двигателя камерами задержания отводимых текучих сред, в частности, чтобы лучше контролировать момент удаления этих текучих сред наружу силовой установки.
Решением этой проблемы может быть интегрирование камеры задержания в дренажную стойку, и в этом случае стойка будет содержать полость накопления текучих сред. Однако дренажная стойка закреплена на съемном капоте гондолы, который имеет форму участка цилиндра и шарнирно установлен вдоль одного из своих продольных краев вокруг по существу горизонтальной оси. Капот можно перемещать из положения закрывания гондолы, в котором стойка находится в нижнем положении и имеет по существу вертикальную ориентацию, в положение открывания гондолы (например, для операции обслуживания), в котором капот перемещается на угол около +90° вокруг своей шарнирной оси, и стойка находится в боковом положении и имеет по существу горизонтальную ориентацию. В случае, если стойка содержала бы в своей полости текучие среды, они выливались бы на землю во время перемещения и открывания капота, что создало бы проблему.
В случае, когда летательный аппарат оборудован двумя боковыми газотурбинными двигателями, эта проблема затрагивает оба эти газотурбинных двигателя. Капот гондолы одного из газотурбинных двигателей может перемещаться на угол около +90° вокруг своей шарнирной оси, а капот гондолы другого газотурбинного двигателя может перемещаться на угол около -90° вокруг своей шарнирной оси. Даже если предусмотреть решение для удержания текучих сред в стойке одного капота, это решение не будет эффективным для удержания текучих сред в стойке другого капота.
Настоящим изобретением предложено простое, эффективное и экономичное решение этой проблемы.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В связи с вышеизложенным изобретением предложено устройство задержания отводимых текучих сред для силовой установки, содержащее корпус, образующий полость накопления отводимых текучих сред, имеющую объем V1, когда устройство находится в первом, например, по существу вертикальном положении, причем эта полость имеет верхний проем, через который текучие среды поступают в полость, отличающееся тем, что содержит две стенки на уровне этого проема, при этом первая стенка выполнена таким образом, что образует объем V3 накопления текучих сред в полости, когда устройство находится во втором положении под положительным углом к первому положению вокруг по существу горизонтальной оси, и вторая стенка выполнена таким образом, что образует объем V2 накопления текучих сред в полости, когда устройство находится в третьем положении под отрицательным углом к первому положению вокруг по существу горизонтальной оси, при этом каждый объем V2 и V3 по меньшей мере равен объему V1.
Заявленное устройство представляет исключительный интерес, так как стенки, установленные на уровне проема, задерживают отводимые текучие среды в накопительной полости и не дают им переливаться во время перемещения устройства, независимо от направления перемещения устройства, то есть, например, от направления открывания капота гондолы, на котором установлено это устройство. Накопительные объемы, образованные стенками, по меньшей мере равны собственному объему полости, что позволяет задерживать текучие среды, даже если полость заполнена.
В настоящей заявке под положительным углом следует понимать угол перемещения вращением в одном направлении вокруг оси вращения, а отрицательным углом - угол перемещения вращением в противоположном направлении вокруг оси вращения.
Согласно варианту выполнения изобретения, стенки устройства по меньшей мере частично расположены друг над другом и образуют между собой пространство.
Две стенки могут быть соответственно верхней и нижней стенками. Верхняя стенка может ограничивать отверстие впуска текучих сред в упомянутое пространство.
Предпочтительно это отверстие смещено с одной стороны относительно центральной вертикальной плоскости полости. Как будет подробно описано ниже, это позволяет увеличить объем накопления текучих сред в полости.
Нижняя стенка может быть расположена под отверстием верхней пластины и образовать проход для текучих сред из пространства в полость. Таким образом, текучие среды, которые проходят через отверстие верхней стенки, падают на нижнюю стенку и доходят до полости через проход, образованный нижней стенкой. Этот проход может быть образован вырезом в периферическом крае нижней стенки.
Предпочтительно этот проход смещен относительно центральной вертикальной плоскости полости со стороны, противоположной к вышеупомянутому отверстию верхней стенки. Это позволяет увеличить объем накопления текучих сред в полости, что будет подробно описано ниже.
Нижняя стенка может иметь наклон относительно верхней стенки. Во время работы силовой установки предпочтительно она наклонена относительно горизонтальной плоскости таким образом, чтобы текучие среды, падающие на нижнюю стенку, протекали по ней под действием силы тяжести до вышеупомянутого прохода.
Устройство может содержать канал для удаления излишка из полости, при этом один конец этого канала выходит в упомянутое пространство.
Предпочтительно стенки выполнены в виде пластин или листов. Они могут иметь общую форму параллелепипеда. Стенки могут быть закреплены на корпусе при помощи сварки или пайки.
Объектом настоящего изобретения является также силовая установка, отличающаяся тем, что содержит описанное выше устройство, причем это устройство закреплено на съемном капоте гондолы, который шарнирно установлен вокруг по существу горизонтальной оси на элементе силовой установки.
Как будет детально описано ниже, устройство может представлять собой стойку, установленную на гондоле силовой установки и выступающую на наружной поверхности гондолы. Эта стойка может иметь аэродинамический профиль.
ОПИСАНИЕ ФИГУР
Изобретение, его другие детали, отличительные признаки и преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 - схематичный вид в перспективе авиационной силовой установки в соответствии с изобретением.
Фиг.2 - частичный схематичный увеличенный вид в перспективе и в разрезе силовой установки, показанной на фиг.1.
Фиг.3 и 4 - очень схематичный частичный вид в поперечном разрезе капота гондолы газотурбинного двигателя с показом двух разных положений этого капота, соответственно положения закрывания и открывания гондолы.
Фиг.5-7 - очень схематичный частичный вид в поперечном разрезе капота заявленного устройства задержания текучих сред с показом трех разных положений этого устройства: соответственно вертикального положения, первого горизонтального положения (устройство перемещено на 90° в одном направлении) и второго горизонтального положения (устройство перемещено на 90° в противоположном направлении).
Фиг.8 и 9 - схематичный вид в перспективе варианта выполнения заявленного устройства.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В дальнейшем тексте описания термины «вход и выход» следует рассматривать относительно направления прохождения газов в силовой установке, термины «радиально внутренний и наружный» следует рассматривать относительно продольного угла силовой установки, и термины «нижний и верхний» использованы для описания детали, когда она находится по существу в вертикальном положении.
На фиг.1 показана силовая установка 10 летательного аппарата, содержащая двигатель 12 (такой как двухконтурный турбореактивный двигатель, схематично показанный пунктирной линией), окруженный гондолой 14.
От входа к выходу в направлении прохождения газов (слева направо на чертеже) двигатель 12 содержит вентилятор, компрессор, камеру сгорания, турбину и сопло выпуска газообразных продуктов сгорания. Гондола 14 содержит воздухозаборник, капоты и реверс тяги, которые образуют наружную поверхность силовой установки.
Силовая установка 10 содержит устройство 16 задержания отводимых текучих сред, при этом устройство выполнено в виде стойки, которая имеет по существу радиальную ориентацию и выступает на наружной поверхности гондолы 14. Эта стойка находится в нижней части силовой установки на шесть часов (6 ч) по аналогии с часовым циферблатом.
В силовой установке 10 циркулируют различные текучие среды и, в частности, топливо, масло для смазки опорных подшипников вращающихся деталей и вода, которая может всасываться через вентиляционные отверстия или может образоваться за счет конденсации на двигателе.
Во время работы эти текучие среды необходимо отводить, чтобы они не скапливались и не мешали работе силовой установки. Силовая установка содержит средства дренажа этих текучих сред (такие как дренажные каналы), которые соединены при помощи средств подачи текучих сред, таких как трубопроводы 18, со стойкой 16 задержания.
Как схематично показано на фиг.3 и 4, стойка 16 установлена на капоте 14’ гондолы, причем этот капот 14’ в данном случае имеет полуцилиндрическую форму и шарнирно установлен одним из своих продольных краев 20 вокруг по существу горизонтальной оси 22. Капот 14’ может перемещаться вращением вокруг оси 22 из положения закрывания гондолы, показанного на фиг.3, в положение открывания гондолы, показанное на фиг.4. Угол между этими двумя крайними положениями может составлять около 90°.
В положении закрывания, показанном на фиг.3, стойка 16 находится под трубопроводами 18, неподвижно соединенными с двигателем, и ее центральная плоскость Р имеет по существу вертикальную ориентацию. В положении открывания, показанном на фиг.4, стойка находится сбоку (слева на чертеже), и ее центральная плоскость Р имеет по существу горизонтальную ориентацию. Неподвижно соединенные с двигателем трубопроводы 18 не препятствуют выливанию на землю текучих сред, содержащихся в стойке 16.
В случае, когда гондолой, показанной на фиг.3 и 4, оснащена силовая установка, находящаяся с одной стороны летательного аппарата, силовая установка, находящаяся с другой стороны летательного аппарата, содержит гондолу, стойка которой находится с другой (правой) стороны, когда капот находится в положении открывания гондолы.
Настоящее изобретение призвано устранить недостатки известных технических решений при помощи стойки или устройства задержания, которое обеспечивает задержание содержащихся в нем отводимых текучих сред в любом положении (открывания или закрывания) капота, на котором установлено это устройство.
На фиг.5-7 очень схематично показано устройство 110 задержания отводимых текучих сред в соответствии с изобретением.
Устройство 110 содержит корпус 112, образующий полость 114 накопления отводимых текучих сред, причем этот корпус содержит в своей верхней части проем 116, через который текучие среды попадают в полость 114. Согласно изобретению, на уровне проема установлены две стенки 118, 120, предназначенные для обеспечения задержания текучих сред в полости в вышеупомянутых положениях, то есть когда устройство расположено по существу горизонтально.
Стенки 118, 120 установлены соответственно одна над другой, то есть расположены друг над другом. Они образуют между собой пространство 122 для циркуляции отводимых текучих сред, попадающих в устройство.
Верхняя стенка 118 расположена над проемом 116 и содержит отверстие 124 для впуска текучих сред в полость. Стенка 118 является по существу горизонтальной, когда устройство 110 находится в своем рабочем положении, то есть в положении, показанном на фиг.5.
Нижняя стенка 120 имеет наклон относительно верхней стенки 118, то есть относительно горизонтали. Верхняя часть стенки 120 находится непосредственно под отверстием 124, и ее нижняя часть образует вместе с корпусом проход 126 для перетекания текучих сред из пространства 122 в полость 114.
Как показано на фиг.5, отверстие 124 верхней стенки 118 смещено с одной стороны относительно вертикальной центральной плоскости Р устройства, и проход 126, образованный нижней стенкой 120, смещен с другой стороны относительно этой плоскости Р.
Полость 114, образованная корпусом, имеет объем V1. Этот объем V1 образуется, когда устройство 110 имеет вертикальную ориентацию, как показано на фиг.5. Этот объем V1 зависит, в частности, от формы и размеров корпуса, а также от положения средств 128 удаления излишка из полости. В представленном примере средства 128 выходят в пространство 122 между стенками 118,120.
Нижняя стенка 120 выполнена таким образом, что образует объем V2 накопления текучих сред в полости 114, когда устройство 110 ориентировано по существу горизонтально в положении, показанном на фиг.6 (например, перемещение капота с устройством на +90° вокруг оси вращения). Этот объем V2 зависит, в частности, от формы и размеров корпуса, а также от положения, формы и размеров прохода 126, образованного стенкой 120. Таким образом, смещение прохода 126 относительно плоскости Р позволяет увеличить объем V2. Этот объем V2 превышает или равен объему V1.
Верхняя стенка 118 выполнена с возможностью образования объема V3 накопления текучих сред в полости 114, когда устройство 110 ориентировано по существу горизонтально в положении, показанном на фиг.7 (например, перемещение капота с устройством на +90° вокруг оси вращения). Этот объем V3 зависит, в частности, от формы и размеров корпуса, а также от положения, формы и размеров отверстия 124 и средств 128. Таким образом, смещение отверстия 124 относительно плоскости Р позволяет увеличить объем V3. Этот объем V3 превышает или равен объему V1.
На фиг.8 и 9 показан вариант выполнения заявленного устройства 110 задержания, причем это устройство 110 в данном случае представляет собой стойку, содержащую верхнюю площадку 130 крепления на капоте гондолы и нижнюю профилированную часть 132, которая выступает по существу радиально на наружной поверхности капота. Площадка 130 и профилированная часть 132 в данном случае образованы моноблочным корпусом 112.
Профилированная часть 132 является полой и содержит внутри гнездо, образующее основную часть объема полости устройства.
Площадка 130 по существу имеет форму параллелепипеда и расположена по существу горизонтально в рабочем положении. По существу в своей середине она содержит выемку 134, по существу имеющую форму параллелепипеда, которая расположена над гнездом профилированной части 132 и сообщается с этим гнездом, образуя полость устройства. Выемка 134 выходит на верхнюю поверхность 136 площадки 130 и образует проем 116 полости.
Кроме того, площадка 130 содержит канал 146 для удаления излишка из полости, который выходит в выемку 134. Канал 146 выполнен в толщине площадки 130, и его верхний конец выходит на верхнюю поверхность 136 площадки.
Как было указано выше, устройство 110 содержит две стенки 118,120, которые в данном случае представляют собой пластины и установлены в выемке 134 устройства.
Верхняя пластина 118 показана на фиг.8, где показана также нижняя пластина 120. На фиг.9 показана только нижняя пластина 120.
Верхняя пластина 118 (фиг.8) имеет общую прямоугольную форму и предназначена для крепления, например, при помощи сварки на площадке 130, чтобы перекрывать выемку 134. Она расположена по существу параллельно верхней поверхности 136 площадки и, следовательно, во время работы является по существу горизонтальной. Верхняя пластина 118 перекрывает в данном случае почти всю верхнюю поверхность 136 площадки и закрывает верхний конец канала 146. Можно предусмотреть средства уплотнения между пластиной 118 и верхней поверхностью 136 площадки для обеспечения хорошего задержания текучих сред в трех положениях.
Эта пластина 120 содержит отверстие 124 впуска отводимых текучих сред в полость. В представленном примере это отверстие 124 имеет вытянутую форму вдоль одной из сторон выемки 134.
Нижняя пластина 120 (фиг.8 и 9) имеет общую прямоугольную форму и предназначена для установки внутри выемки 134. Предпочтительно пластину 120 крепят на пластине 118, например, посредством сварки.
Пластины 118,120 образуют между собой пространство циркуляции отводимых текучих сред (фиг.8), в которое выходит конец канала 146 удаления излишка (фиг.9).
Пластина 120 образует проход 126 для отводимых текучих сред из пространства 122 в полость. Как показано на фиг.9, проход 126 находится со стороны, противоположной отверстию 124 относительно плоскости Р.
Пластина 120 наклонена относительно пластины 118.
Отводимые текучие среды проходят по трубопроводам 18 и протекают через отверстие 124 пластины 118. Они падают на нижнюю пластину 120 и попадают под действием силы тяжести в проход 126, затем в полость.
В представленном примере, когда устройство 110 находится в рабочем положении, при этом его плоскость Р является вертикальной, максимальный объем текучих сред, накапливающихся в полости, соответствует объему, при котором текучие среды доходят на уровня пластины 120.
Когда устройство 110, содержащее объем текучих сред, перемещают в первое горизонтальное положение, показанное на фиг.6 (и оно переместилось, например, на +90°, при этом его центральная плоскость Р является горизонтальной), основная часть или весь объем текучих сред оказывается задержанным нижней пластиной 120, а остальная часть попадает через проход 126 в пространство 122 между пластинами.
Когда устройство 110, содержащее объем текучих сред, перемещают во второе горизонтальное положение, показанное на фиг.7 (и оно переместилось, например, на -90°, при этом его центральная плоскость Р является горизонтальной), относительно большая часть объема текучих сред попадает через проход 126 в пространство 122 между пластинами и задерживается верхней пластиной 118.