Способ очистки внутренней поверхности камеры горения жидкостного ракетного двигателя


 


Владельцы патента RU 2476713:

Новиков Василий Васильевич (RU)

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения. Способ очистки внутренней поверхности камеры горения жидкостного ракетного двигателя, включающий подачу чистящего материала, сбор продуктов очистки с последующей их утилизацией. Согласно изобретению воздействуют на обрабатываемую поверхность двухфазной струей, состоящей из газообразного и чистящего материала сухого состава, для этого в камеру горения ракетного двигателя вводится разгонное сопло Вентури, закрепленное на устройстве и перемещающееся внутри камеры горения вокруг своей оси в горизонтальном и вертикальном направлениях, в качестве газообразного материала используют сжатый воздух, частицы или гранулы чистящего материала сухого состава за счет эжектирования, создаваемого струей сжатого воздуха, попадают в поток и через разгонное сопло выбрасываются в сторону очищаемой внутренней поверхности камеры горения, при этом после отделения загрязнений с обрабатываемой поверхности чистящий материал сухого состава испаряется. В качестве сухого чистящего материала применяют крошку или гранулы сухого льда. Удаленные частицы нагара, сажи и окислов отсасывают беспылевой насадкой или пылесосом. Изобретение обеспечивает повышение степени очистки сложных геометрических и рельефных поверхностей деталей и узлов. 2 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к области ракетного двигателестроения, в частности к производству и испытанию жидкостных ракетных двигателей повторного использования, работающих на топливе, которое в процессе горения образует нагар на внутренней поверхности и деталях камеры горения.

При подготовке двигателя к повторному запуску, кроме всего прочего, требуется очистка от нагара внутренней поверхности камеры горения.

Известен способ очистки внутренней поверхности камеры горения жидкостного ракетного двигателя, включающий подачу чистящего материала, сбор продуктов очистки с последующей их утилизацией (см. RU 2412086, 20.02.2011).

Технической задачей изобретения является повышение степени очистки сложных геометрических и рельефных поверхностей деталей и узлов камеры горения.

Поставленная задача решается за счет того, что способ очистки внутренней поверхности камеры горения жидкостного ракетного двигателя, включающий подачу чистящего материала, сбор продуктов очистки с последующей их утилизацией, согласно изобретению воздействуют на обрабатываемую поверхность двухфазной струей, состоящей из газообразного и чистящего материала сухого состава, для этого в камеру горения ракетного двигателя вводится разгонное сопло Вентури, закрепленное на устройстве и перемещающееся внутри камеры горения вокруг своей оси в горизонтальном и вертикальном направлениях, в качестве газообразного материала используют сжатый воздух, частицы или гранулы чистящего материала сухого состава за счет эжектирования, создаваемого струей сжатого воздуха, попадают в поток и через разгонное сопло выбрасываются в сторону очищаемой внутренней поверхности камеры горения, при этом после отделения загрязнений с обрабатываемой поверхности чистящий материал сухого состава испаряется. В качестве сухого чистящего материала применяют крошку или гранулы сухого льда (твердую двуокись углерода).

Удаленные частицы нагара, сажи и окислов отсасывают беспылевой насадкой или пылесосом.

Частицы или гранулы сухого льда в предлагаемом способе выполняют очистку за счет высокой кинетической энергии, низкой температуры сухого льда и сублимации в газообразное состояние частиц или гранул сухого льда в момент соприкосновения с очищаемой поверхностью. При больших, трудноудалимых отложениях нагара в предлагаемом способе возможно небольшое (3-5% от массы сухого льда) добавление к сухому льду различных сухих чистящих добавок (размягчителей). Для механизации и сбора продуктов предлагаемой очистки используется промышленный пылесос со специальной насадкой или беспылевая насадка, специально сконструированная по профилю внутренней поверхности камеры горения жидкостных ракетных двигателей.

Еще одним отличием является то, что на очищенной поверхности полностью отсутствуют следы топлива.

Для предлагаемого способа очистки необходимо выполнить следующие операции:

- жидкостной ракетный двигатель закрепляют в вертикальном положении;

- к двигателю подкатывают агрегат дозирования и разгона частиц, в который загружают молотый или гранулированный сухой лед (двуокись углерода);

- к агрегату дозирования и разгона частиц подводится сжатый воздух с давлением 4-10 ати. (подбирается экспериментальным путем) и расходом 4-7 куб.метр/мин (подбирается экспериментальным путем);

- в камеру горения ракетного двигателя на устройстве вводится разгонное сопло типа ВЕНТУРИ, которое соединено с агрегатом дозирования и разгона частиц теплоизолированным, морозостойким шлангом. Разгонное сопло типа ВЕНТУРИ может иметь различную по мере необходимости конфигурацию, создающую факел прямого или развернутого на 90-180 градусов.

Процесс механизированной очистки выполняется следующим образом:

- частицы молотого или гранулированного сухого льда за счет эжектирования, создаваемого струей сжатого воздуха, попадают в поток и достигают в разгонном сопле скоростей, превышающих 150 м/сек, и через разгонное сопло выбрасываются в сторону очищаемой внутренней поверхности камеры горения;

- частицы или гранулы сухого льда в момент соприкосновения с очищаемой поверхностью создают «термический шок», вызывая замораживание и растрескивание нагара, проникают в трещины и вследствие различных коэффициентов линейного расширения нагара и материала деталей и узлов камеры горения снижают сцепление нагара с подложкой;

- при ударе частицы молотого или гранулированного сухого льда сублимируют в газ (двуокись углерода) с коэффициентом расширения 800 раз. Расширение газа в трещинах приводит к взрывному эффекту и полному удалению нагара с поверхности камеры горения;

- разгонное сопло типа ВЕНТУРИ, закрепленное на устройстве, перемещается внутри камеры горения вокруг своей оси в горизонтальном и вертикальном направлении по заданной траектории;

- промышленный пылесос со специальной насадкой или беспылевая насадка, закрепленные на приспособлении, собирают продукты очистки - нагар с целью последующей утилизации.

1. Способ очистки внутренней поверхности камеры горения жидкостного ракетного двигателя, включающий подачу чистящего материала, сбор продуктов очистки с последующей их утилизацией, отличающийся тем, что воздействуют на обрабатываемую поверхность двухфазной струей, состоящей из газообразного и чистящего материала сухого состава, для этого в камеру горения ракетного двигателя вводится разгонное сопло Вентури, закрепленное на устройстве и перемещающееся внутри камеры горения вокруг своей оси в горизонтальном и вертикальном направлениях, в качестве газообразного материала используют сжатый воздух, частицы или гранулы чистящего материала сухого состава за счет эжектирования, создаваемого струей сжатого воздуха, попадают в поток и через разгонное сопло выбрасываются в сторону очищаемой внутренней поверхности камеры горения, при этом после отделения загрязнений с обрабатываемой поверхности чистящий материал сухого состава испаряется.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сухого чистящего материала применяют крошку или гранулы сухого льда (твердую двуокись углерода).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что удаленные частицы нагара, сажи и окислов отсасывают беспылевой насадкой или пылесосом.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к способам оценки безопасности пуска авиационных ракет с ракетным двигателем твердого топлива из-под фюзеляжа самолета-носителя.

Изобретение относится к области испытательной техники, а более конкретно к области исследования границ устойчивости к поперечным высокочастотным колебаниям давления в модельных камерах сгорания жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) применительно к смесительным головкам с натурными двухкомпонентными форсунками, и может быть использовано при разработке и создании ЖРД.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для экспериментальной отработки при создании и модернизации маршевых однокамерных и многокамерных установок, в частности для имитации высотных условий при огневых испытаниях жидкостных ракетных двигателей с соплами больших степеней расширения.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в ракетных двигателях с раздвижными соплами для определения времени выдвижения насадка в рабочее положение.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при стендовых испытаниях жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и других энергоустановок с криогенными компонентами топлива.

Изобретение относится к стендам огневых испытаний жидкостных ракетных двигателей, в частности к стендам, на которых производят огневые испытания жидкостных ракетных двигателей меньшей мощности, чем стенд большой мощности относительно расчетной для газодинамической трубы.

Изобретение относится к ракетной технике, а именно к испытаниям ракетных двигателей твердого топлива. .

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано при создании ракетного двигателя твердого топлива (РДТТ). .

Изобретение относится к области ракетной техники и может быть использовано при разработке конструкций стендов для наземной отработки герметизирующих сопловых заглушек.

Изобретение относится к ракетной технике, более конкретно к воспламенительным устройствам твердых ракетных топлив и способам воспламенения для малых модельных установок и стендовых испытаний.

Изобретение относится к области вспомогательного оборудования тепловых и атомных электростанций, повышающих вакуум в конденсаторах основного оборудования, и касается устройства для очистки трубок теплообменников.

Изобретение относится к способам очистки внутренней поверхности трубопроводов (или подобных им полых изделий) от различных загрязнений, накапливающихся в процессе работы трубопровода отложений, остатков отслуживших положенный срок защитных или антикоррозионных покрытий и других наслоений.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для автономного поддержания внутренних поверхностей насосно-компрессорных труб (НКТ) в рабочем состоянии и удаления асфальтосмолопарафиновых (АСПО) и других отложений в скважинах, эксплуатирующихся погружными электроцентробежными насосными установками, а также газлифтными установками и фонтанным способом.

Изобретение относится к устройствам для эксплуатации магистральных трубопроводов и может быть использовано в газовой и нефтяной промышленности для запуска в трубопровод и извлечения из него средств дефектоскопии, очистных устройств и других поточных средств (ПС).

Изобретение относится к области разделения текучих сред, а именно к устройствам, в частности к сепараторам, а также относится к области очистки таких устройств. .

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть применено для очистки трубопровода. .

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для запуска и приема очистных элементов. .

Изобретение относится к области трубопроводного транспорта нефти, газа и нефтепродуктов и может быть использовано для диагностики внутреннего состояния трубопроводов.

Изобретение относится к области ракетной и измерительной техники и может быть использовано для гашения ракетных двигателей твердого топлива при отработке и наземных испытаниях
Наверх