СИСТЕМА ДРЕНАЖА ТОПЛИВА

Полезная модель относится к топливным дренажным системам и может быть использована для дренирования различных утечек и сливов топлива из коллекторов и возврата топлива в систему топливопитания двигателя.
Известна топливная система ГТД с устройством возврата дренируемого топлива (см. патент США №3.774.394, F23N 5/24, 1971 г.), содержащая дренажный бак, соединенный с клапаном возврата топлива в систему через эжекторное устройство, связанное с входом и выходом подкачивающего насоса.
Клапан возврата топлива содержит подпружиненный поршень, с одной стороны которого установлен подпружиненный отсечной клапан, разделяющий дренажный бак и камеру смешения эжектора, с другой стороны расположена управляющая полость, соединенная с трубопроводом высокого давления топливной системы.
Недостатком данного устройства является низкая надежность, обусловленная тем, что перед запуском двигателя поршень находится в положении, когда с помощью его выточки выход топлива из насоса высокого давления соединен со входом эжектора, а пружина отсечного клапана находится в положении минимального поджатия, т.к. она контактирует с поршнем, который при останове двигателя переместился влево до упора.
При запуске двигателя топливо высокого давления сразу подается через выточку поршня к эжектору, в камере смешения которого создается определенное разряжение, передаваемое к отсечному клапану, пружина которого находится в расслабленном состоянии и возможно его открытие, что приведет к дополнительной (несанкционированной) откачке топлива из дренажного бака и к возможности попадания воздуха в топливную систему двигателя.
Кроме этого, т.к. возврат топлива в топливную систему двигателя происходит при его выключении, то на режимной работе, в случае повышенных дренажных утечек из элементов системы топливопитания, возможно переполнение дренажного бака и перетекание топлива в атмосферу, что ухудшает экологическую обстановку.
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является система дренажа топлива (см. патент РФ на полезную модель №42626. кл. F23N 5/24. 2004 г.), содержащая дренажный бак с установленным в нем датчиком уровня топлива, соединенный с управляющей полостью подпружиненного поршня, на котором установлен подвижный отсечной клапан, разделяющий дренажный бак и откачивающее устройство.
Эта система недостаточно надежна, т.к. работает в режиме «частой откачки топлива и останова». Это происходит потому, что при малых поступлениях топлива в бак у датчика уровня появляется такое положение, когда сопло рычагом прикрывается не полностью и поршень то откроет сопло на откачку топлива, то закроет его при понижении уровня топлива в баке. Это отрицательно сказывается на ресурсе устройства.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение надежности системы за счет уменьшения количества сработок на откачку топлива из бака и стабильной работы датчика уровня топлива в баке.
Технический результат достигается тем, что в системе дренажа топлива, содержащей дренажный бак с установленным в нем датчиком уровня топлива, соединенным с управляющей полостью подпружиненного поршня, на котором установлен отсечной клапан, разделяющий дренажный бак и откачивающее устройство, пружинная полость поршня соединена с дренажным баком по линии нижнего уровня топлива в баке и может быть дополнительно соединена с баком выше линии нижнего уровня топлива.
Отличительные признаки, а именно, соединение пружинной полости поршня с дренажным баком по линии нижнего уровня топлива в нем позволяет повысить надежность системы за счет уменьшения количества
сработок на откачку топлива из бака и стабильной работы датчика уровня топлива в баке.
Предложенная система дренажа топлива описана ниже и представлена на чертеже, где показана система дренажа при закрытом отсечном клапане.
Система дренажа топлива содержит дренажный бак 1, в котором установлен датчик 2 уровня топлива, выполненный, например, в виде поплавка 3, соединенного посредством рычага 4 с соплом 5, которое через управляющую полость 6 подпружиненного поршня 7 и жиклер 8 соединена с выходом 9 подкачивающего насоса 10.
Дренажный бак 1 через сопло 11 и подпружиненный отсечной клапан 12, установленный на поршне 7 с возможностью перемещения, соединен с камерой смешения 13 эжектора 14 (т.е. с откачивающим устройством).
На поршне 7 выполнен продольный паз 15, в котором установлена ось 16, закрепленная в отсечном клапане 12. Пружина 17 отсечного клапана 12 установлена с упором в корпус 18.
Пружинная полость 19 поршня 7 каналами 20 и 21 соединена с баком 1, преимущественно, по линии I-I нижнего уровня топлива и каналом 22 с баком 1 выше линии нижнего уровня топлива.
Система работает следующим образом.
При остановленном двигателе отсечной клапан 12 под действием пружины 17 прижат к седлу 11, не допуская перетечек топлива в дренажный бак 1, а подпружиненный поршень 7 находится в крайнем левом положении.
При запуске двигателя и при его режимной работе на выходе 9 подкачивающего насоса 10 появляется избыточное давление топлива, которое через жиклер 8 подается в управляющую полость 6 поршня 7 и к соплу 5 датчика 2 уровня топлива в дренажном баке 1.
Если в дренажном баке 1 уровень топлива такой, что поплавок 3 находится в нижнем положении, линия I-I, сопло 5 открыто, и избыточное давление из полости 6 стравливается на вход подкачивающего насоса 10, подпружиненный поршень 7 находится в крайнем левом положении, при
этом он может или упираться в корпус 18, тогда усилие его пружины не будет воздействовать на отсечной клапан 12, и клапан будет прижат к седлу 11 пружиной 17, обеспечивая герметичность, или через ось 16 поршень будет прижат к отсечному клапану 12, который будет находиться под воздействием двух пружин, т.е. с большим усилием прижиматься к седлу 11, обеспечивая более высокую герметичность.
При повышении уровня топлива выше линии I-I топливо по каналам 21 и 20 будет поступать в пружинную полость 19 поршня 7, вытесняя воздух в бак 1 по каналу 22.
При дальнейшем повышении уровня топлива в дренажном баке 1, примерно, до максимально допустимого, поплавок 3 датчик 2 переместится вверх и левым концом рычага 4 прикроет сопло 5. Давление топлива в управляющей полости 6 увеличится, и поршень 7, преодолевая усилие своей пружины, начнет перемещаться вправо, вытесняя топливо из полости 19 по каналам 20, 21, 22 в бак 1, еще больше увеличивая в нем уровень топлива.
Поплавок 3 датчика 2 дополнительно переместится вверх и левым концом рычага 4 закроет сопло 5, увеличивая давление топлива в управляющей полости 6 поршня 7.
Так как отсечной клапан 12 поджат к седлу 11 пружиной 17, поршень 7 перемещается относительно оси 16, закрепленной в отсечном клапане 12.
При дальнейшем ходе поршня 7 вправо, когда левый торец паза 15 коснется оси 16, клапан 12 начнет перемещаться вместе с поршнем 7, сжимая пружину 17 и открывая выход топлива из дренажного бака 1 через сопло 11 к камере смешения 13 эжектора 14 (т.е. к откачивающему устройству).
Начнется откачка топлива из бака 1.
Поршень 7 будет двигаться вправо до упора в корпус 18, вытесняя топливо из полости 19 в бак 1.
Таким образом, дренированное топливо будет возвращено в топливную систему двигателя через подкачивающий насос 10.
При понижении уровня топлива в дренажном баке 1 до минимально допустимого, когда поплавок 3 окажется в нижнем положении, левый конец рычага 4 откроет сопло 5, за счет чего уменьшится давление топлива в управляющей полости 6 поршня 7, который под действием своей пружины начнет перемещаться влево, образуя зазор между левой стороной паза 15 и осью 16.
Так как отсечной клапан 12 установлен на поршне 7 с возможностью относительного осевого перемещения, он вместе с осью 16 под действием пружины 17 начнет перемещаться на уменьшение проходного сечения между седлом 11 и клапаном 12 до их соприкосновения.
Откачка топлива из бака 1 прекращается.
Дальнейшее перемещение поршня 7 влево происходит до упора поршня 7 или в корпус 18 или через ось 16 в отсечной клапан 12, увеличивая усилие прижатия клапана к седлу 11.
Перемещение поршня 7 влево сопровождается заполнением пружинной полости 19 топливом через каналы 20 и 21, если уровень топлива в баке выше линии I-I и тем самым понижая уровень, или воздухом через каналы 20, 21, 22, если уровень топлива в баке находится на линии I-I или ниже ее. Это зависит от точности срабатывания датчика 2.
Таким образом, соединение пружинной полости поршня с дренажным баком по нижнему уровню топлива в нем позволяет дополнительно накапливать в ней дренированное топливо, использовать его для повышения максимального уровня топлива в баке с дальнейшим возвратом его в систему топливопитания двигателя.
Это не только повышает стабильность работы датчика уровня топлива, но и уменьшает количество его сработок, что повышает надежность устройства.