СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК С НАКОПЛЕНИЕМ ОТРАБОТАННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ГАЗА
STAND FOR POWER PLANTS WITH USED PROCESS GAS ACCUMULATION TESTING

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытании жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и других энергетических установок. Стенд для испытаний энергетических установок содержит систему подачи компонентов топлива с агрегатами управления и систему подачи технологического газа, отличается тем, что на выходе энергетической установки установлен трубопровод, связанный с газгольдером, газгольдер соединен с компрессором, который в свою очередь соединен с системой баллонов высокого давления, газгольдер установлен на подвижной платформе, полость наддува газом расходной емкости с компонентом топлива соединена со входом компрессора, а выход компрессора соединен со входом газа в систему баллонов высокого давления.
Изобретение обеспечивает эффективное использование технологического газа при испытаниях энергетических установок.
Известен стенд для испытаний ЖРД, содержащий системы подачи компонентов топлива к ЖРД, включающий в себя расходные баки, топливные магистрали, топливную арматуру (Жуковский А.Е. и др. Испытания жидкостных ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1981, стр. 112-125, рис. 44).
Известен стенд для испытаний воздушно-реактивных двигателей (Солохин Э.Л. Испытания воздушно-реактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1975, с. 136, фиг. 3.19), содержащий подводящий трубопровод, присоединенный трубопровод и динамоплатформу с силоизмерительным устройством.
Известен стенд для испытаний энергоустановок, содержащий системы подачи компонентов топлива, включающие в себя разделительные емкости, бустерные емкости, расходные магистрали с расходомерами, топливную арматуру, магистрали сжатых газов (см. патент РФ №2111373, кл. МПК F02K 9/58, публ. 20.12.1998 - прототип).
Общим недостатком известных устройств является недостаточная эффективность использования технологических газов.
Целью предлагаемого технического решения является устранение указанного недостатка, а именно эффективное использование технологического газа.
Указанная цель достигается тем, что в известном техническом решении, фиг. 1, стенд для испытания энергетических установок, включающий в себя трубопроводы подачи компонентов топлива, расходные емкости и трубопроводы, соединяющие их с испытываемой энергоустановкой, согласно изобретению включает в себя трубопровод, связанный с газгольдером, газгольдер соединен с компрессором, который в свою очередь соединен с системой баллонов высокого давления и газгольдер установлен на подвижной платформе.
Указанная цель второго варианта, фиг. 2, достигается тем, что в известном техническом решении стенд для испытания энергетических установок, включающий в себя трубопроводы подачи компонентов топлива, расходные емкости и трубопроводы, соединяющие их с испытываемой энергоустановкой, согласно изобретению входная полость наддува расходной емкости газом соединена со входом компрессора, а выход компрессора соединен со входом газа в систему баллонов высокого давления.
Указанная совокупность признаков предлагаемого устройства показана на фиг. 1 и 2, где:
1. Энергоустановка;
2. Теплообменник;
3. Трубопровод с расходомерным участком;
4. Клапан запорный;
5. Трубопровод для соединения энергоустановки с газгольдером;
6. Клапан запорный;
7. Газгольдер;
8. Трубопровод для соединения газгольдера с компрессором;
9. Компрессор;
10. Клапан запорный;
11. Баллоны высокого давления;
12. Клапан предохранительный;
13. Клапан сброса давления в баллонах;
14. Клапан запорный;
15. Расходная емкость;
16. Клапан запорный;
17. Компрессор;
18. Клапан запорный;
19. Баллоны высокого давления;
20. Клапан запорный.
Стенд для испытаний энергоустановок согласно первому варианту включает в себя: энергоустановку 1 в качестве объекта испытания и испытываемый в нем теплообменник 2; трубопровод 3 с критическим соплом в расходомерном участке, клапан 4 для закрытия внутренней полости энергоустановки; трубопровод 5 с клапаном 6 для подсоединения энергоустановки к газгольдеру; газгольдер 7 с гибкими стенками; трубопровод 8 для подсоединения газгольдера к компрессору 9, клапан 10 для подачи газа с повышенным давлением после компрессора в баллоны 11; клапан предохранительный 12 для защиты баллонов от разрушения; клапан 13 для удаления газа из баллонов и клапан 14 для выдачи газа потребителю.
Подготовка работы стенда заключается в настройке циклограммы работы клапанов таким образом, чтобы в процессе испытания энергоустановки была возможность осуществлять подачу газа в газгольдер, его отбора из газгольдера для компремирования и подачи в баллоны высокого давления для накопления и дальнейшего использования.
Предложенный стенд для испытания энергоустановок, фиг. 1, работает следующим образом. Технологический газ после испытываемого теплообменника 2 по расходному трубопроводу 3 с критическим соплом в расходомерном участке поступает через открытый клапан 4 и далее по трубопроводу 5 с открытым клапаном 6 подается в газгольдер 7. Клапан 10 закрыт. Внутренняя полость газгольдера наполняется газом и расширяется под давлением газа в расходной трубе 3. Разница давления газа между давлением газа во внутренней полости газгольдера и атмосферным давлением остается постоянной в пределах допуска, необходимого для обеспечения критического перепада давления газа на критическом сопле (отношением давления газа на выходе сопла к давлению газа после сопла) на выходе из трубопровода 3, обеспечивающего необходимые условия проведения испытания энергоустановки. После проведения испытания энергетической установки 1 клапан 4 закрывается и открывается клапан 10. По трубопроводу 8 газ поступает в компрессор 9.
Включается компрессор 9 для повышения давления газа и подачи его в баллоны высокого давления 11 для наполнения. После наполнения баллонов газом клапаны 6 и 10 закрываются. Защита баллонов высокого давления от разрушения при превышении предельно допустимого уровня давления в баллонах осуществляется открытием клапана предохранительного 12. Удаление газа из баллонов 1 осуществляется открытием клапана 13. Для подачи сжатого газа для повторного применения потребителю открывается клапан 14.
Стенд для испытаний энергоустановок согласно второму варианту, фиг. 2, включает в себя: энергоустановку 1 в качестве объекта испытания; расходные емкости 15 для хранения компонентов топлива с расходными трубопроводами для подачи компонентов топлива к объекту испытания; клапан 16 с трубопроводами для подачи газа наддува в компрессор 17, клапан 18 для подачи газа после компрессора в баллоны высокого давления 19 и клапан запорный 20 для выдачи сжатого газа потребителю для повторного применения.
Подготовка работы стенда заключается в настройке циклограммы работы клапанов таким образом, чтобы после проведения испытаний энергоустановки осуществлять возможность подачи газа наддува из расходных емкостей на компремирование и далее в баллоны высокого давления для накопления и дальнейшего применения.
Предложенный стенд для испытания энергоустановки 1 работает следующим образом. После испытания энергоустановки газы наддува из расходных емкостей 15 по трубопроводам с открытым клапаном 16 поступает на вход компрессора 17. После компрессора 17 сжатый газ поступает по трубопроводам с открытым клапаном 18 в баллоны высокого давления 19 для наполнения. После наполнения баллонов газом клапан запорный 18 закрывается, компрессор 17 включается, остаточный газ из расходной емкости компонента топлива и компрессора 17 сбрасывается через существующую на стенде систему наддува. Для подачи сжатого газа потребителю клапан запорный 20 открывается.