Пристрій для наддування паливного бака

Реферат: Пристрій для наддування паливного бака містить корпус і магістраль газу наддування. Корпус виконаний циліндричним та оснащений коаксіально розміщеними циліндричними перегородками, що герметично закріплені до верхньої кришки корпусу з утворенням коаксіальних порожнин, що відкриті із нижньої сторони корпуса, магістраль встановлена по діаметрі корпусу вздовж верхньої кришки, а на всіх ділянках магістралі, що проходять через коаксіальні порожнини, виконані отвори, осі яких знаходяться в діаметральній площині корпусу. Отвори на опозитних ділянках магістралі, які проходять через кожну порожнину, виконані протилежно спрямованими. Відстань між перегородками виконана рівною 2-3 діаметрам отворів, а висота циліндричних перегородок складає не менш 10 діаметрів отворів. UA 82105 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ НАДДУВАННЯ ПАЛИВНОГО БАКА UA 82105 U UA 82105 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Запропонована корисна модель належить до області ракетно-космічної техніки і може бути застосована в системах наддування паливних баків ракет-носіїв. Відома система наддування (Беляев Н.М. Системы наддува топливных баков ракет, Машиностроение, М., 1976 г., С. 130-131), основні параметри якої формуються особливостями конструкції газоводу, тобто ступенем досконалості організації введення газу наддування в бак. Від цього залежить температурний режим бака (розподіл температур газу в баку і його конструкції, особливо температури верхнього днища бака), тиск у ньому і прогрів верхнього шару компонента палива. Відомий пристрій для наддування баків (Беляев Н.М., стр. 131, рис. 3.31 в), який містить магістраль, що підводить газ, і корпус, що має розпилювач для гасіння швидкості на виході з виконаними в ньому отворами, що змінюють швидкість і напрямок витікання газу наддування в паливний бак. Недоліком цього пристрою є неефективність гасіння швидкості (потік газу не заповнює цілком вихідного перетину), що приводить до підвищеного прогріву конструкції або дзеркала компонента і до провалу тиску в баку в первісний момент роботи рушійної установки. Крім того, при наявності систем попереднього наддування паливного бака змушені застосовувати відповідні пристрої уведення газу, що істотно ускладнює конструкцію і знижує надійність у цілому. Ближче усіх до запропонованого рішення по технічній суті є дифузор для придушення вихрів (Прототип - патент США №3185181 від 13.12.1962р.), який включає магістраль, що підводить газ, і корпус у виді дифузора, початкова ділянка якого оснащена лопатками, що поділяють прохідний перетин на кілька частин. Це дозволяє здійснити розподіл газу по всьому прохідному перетині. Основним недоліком цього пристрою є неефективність гасіння вихідної швидкості газів і зворотно-пропорційна залежність його швидкості від тиску в баку (див. Абрамович Г.Н. "Прикладная газовая динамика", "Наука", 1969г., С. 222-223 і стр. 30). Це особливо небезпечно в первісний момент часу роботи рушійної установки, коли спостерігається різке зменшення тиску в баку. При цьому дзеркало компоненту палива знаходиться найбільш близько до зрізу розпилювача, зростає швидкість уведення газу наддування, що у залежності від орієнтації вихідного перетину розпилювача веде або до прогріву конструкції, або до охолодження і конденсації газу наддування при зіткненні з компонентом палива. Технічною задачею пропонованого рішення є удосконалення конструкції пристроїв уведення газу для наддування паливних баків із забезпеченням підвищення ефективності гасіння швидкості витікання газу наддування та виключення локальних перегрівів конструкції і зменшенню прогріву компонента палива. Технічний результат полягає у зниженні габаритів і ваги конструкції, а також в отриманні оптимальних параметрів газу на вході в бак. Рішення технічної задачі досягається за рахунок використання наступних відомих суттєвих ознак: пристрій для наддування паливних баків містить корпус і магістраль наддування, що підводить газ наддування, а також наступних відмінних суттєвих ознак: корпус виконано циліндричним і оснащено коаксіально розміщеними циліндричними перегородками, що герметично закріплені до верхньої кришки корпуса з утворенням коаксіальних порожнин, відкритих щодо нижньої сторони корпуса; магістраль, що підводить газ наддування, установлена за діаметром у верхньої кришки, на всіх ділянках магістралі, що проходять через коаксіальні порожнини, виконані отвори, осі яких знаходяться в діаметральній порожнині корпуса. Використання сукупності суттєвих ознак дозволяє знизити габарити і вагу пристрою, і одержати оптимальні параметри газу на виході з пристрою. Для пояснення конструкції пристрою і його роботи наведені креслення: Фіг. 1 - загальний вигляд пристрою в розрізі, Фіг.2 - поперечний розріз пристрою 2. Запропонований пристрій складається з корпусу 1, магістралі 2, що підводить газ наддування та з'єднує між собою коаксіально розташовані циліндричні перегородки 3, та загальної верхньої кришки 4. Через отвори 5 магістралі 2 уводиться газ наддування в кожен коаксіальний зазор між перегородками 3. Для стабілізації витікання і взаємодії газу зазор між коаксіальними перегородками дорівнює 2 або 3 діаметрам, а висота цих перегородок складає не менш 10 діаметрів отворів магістралі, що підводить газ наддування. Ці співвідношення розмірів і складових елементів пристроїв рекомендуються за результатами експериментально-теоретичних досліджень поширення і взаємодії струменів (наприклад, див. книги Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. 1 UA 82105 U 5 10 15 20 Наука, М., 1976; Канторович Б.В. Гидродинамика и теория горения потока топлива, "Металургія", М., 1971). Робота пристрою здійснюється наступним чином. Газ наддування по магістралі 2 попадає через отвори 5, що мають загальну герметичну кришку 4, у коаксіальний зазор між циліндричними перегородками 3, де здобуває поряд з осьовою складовою швидкості також тангенціальну, а потім потрапляє у бак. Таким чином газ, що надходить на наддування бака, ефективно розподіляється по усій вихідній площі розпилювача за рахунок відповідного вибору діаметрів отворів 4. Відбувається зменшення тиску в баку у первісний момент роботи системи наддування внаслідок затримок подачі газу наддування, конденсації пару компонента й ін. Збільшується вхідна швидкість газу наддування в коаксіальні зазори між перегородками 2, що веде до зростання тангенціальної складової швидкості, збільшенню кута факелу розпилу пристрою і зменшенню загальної далекобійності струменів, (див. наприклад, Головачевский Ю.А. Оросители и форсунки скруберов химической промышленности, М., "Машиностроение", 1974 г. - С. 222-229). Для підвищення ефективності гасіння вихідної швидкості використовується протилежне закручення газу наддування в сусідніх зазорах між патрубками, що приводе до витрат частини енергії на взаємодію між спрямованими в різні сторони факелами струменів. Таким чином, реалізація пристрою для наддування паливного бака у запропонованому конструктивному виконанні дозволяє знизити габарити і вагу конструкції, а також отримати оптимальні параметри газу на вході в паливний бак. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 1. Пристрій для наддування паливного бака, що містить корпус і магістраль газу наддування, який відрізняється тим, що корпус виконаний циліндричним та оснащений коаксіально розміщеними циліндричними перегородками, що герметично закріплені до верхньої кришки корпусу з утворенням коаксіальних порожнин, що відкриті із нижньої сторони корпуса, магістраль встановлена по діаметру корпусу вздовж верхньої кришки, а на всіх ділянках магістралі, що проходять через коаксіальні порожнини, виконані отвори, осі яких знаходяться в діаметральній площині корпусу. 2. Пристрій для наддування за п. 1, який відрізняється тим, що отвори на опозитних ділянках магістралі, які проходять через кожну порожнину, виконані протилежно спрямованими. 3. Пристрій для наддування за п. 1, який відрізняється тим, що відстань між перегородками виконана рівною 2-3 діаметрам отворів, а висота циліндричних перегородок складає не менш 10 діаметрів отворів. 2 UA 82105 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3