Устройство для отбора средней за полёт пробы воздуха от авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающих лабораториях



Устройство для отбора средней за полёт пробы воздуха от авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающих лабораториях
Устройство для отбора средней за полёт пробы воздуха от авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающих лабораториях
Устройство для отбора средней за полёт пробы воздуха от авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающих лабораториях
G01N1/22 - Исследование или анализ материалов путем определения их химических или физических свойств (разделение материалов вообще B01D,B01J,B03,B07; аппараты, полностью охватываемые каким-либо подклассом, см. в соответствующем подклассе, например B01L; измерение или испытание с помощью ферментов или микроорганизмов C12M,C12Q; исследование грунта основания на стройплощадке E02D 1/00;мониторинговые или диагностические устройства для оборудования для обработки выхлопных газов F01N 11/00; определение изменений влажности при компенсационных измерениях других переменных величин или для коррекции показаний приборов при изменении влажности, см. G01D или соответствующий подкласс, относящийся к измеряемой величине; испытание

Владельцы патента RU 2681192:

Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" (RU)

Изобретение относится к технике отбора образцов проб воздуха, отбираемых от компрессора авиационных газотурбинных двигателей (ГТД). Устройство для отбора средней за полет пробы воздуха от авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающих лабораториях содержит диффузор с одним внутренним соплом, ориентированным по направлению потока, отбираемого от компрессора газотурбинного двигателя воздуха, пробоотборник с встроенными концентраторами, тройник. На выходе из сопла установлен сменный жиклер, ограничивающий расход воздуха через линию отбора пробы воздуха, на выходе из которого установлен тройник. К первому его патрубку подключен пробоотборник с концентратором, а к второму патрубку подключен регулируемый клапан сброса избытка воздуха, выполненный в виде цилиндра с прорезью, закрываемой подпружиненным поршнем, пружина которого упирается в наконечник винта, перемещаемого вращением головки внутри гайки, закрывающей этот клапан. На выходе из концентратора в воздуховоде установлен датчик температуры, подключенный к записывающей аппаратуре. Выход воздуховода заканчивается выпускным клапаном, выполненным аналогично клапану сброса избытка воздуха, регулирующим давлением воздуха на выходе из пробоотборника, при этом регулировки клапанов сброса избытка воздуха, выпуска и сечения сменного жиклера должны обеспечивать постоянный расход отбираемого воздуха независимо от сопротивления концентраторов прокачиванию воздуха. Технический результат - уменьшение габаритов устройства без ухудшения его метрологических характеристик. 2 ил.

 

Изобретение относится к технике отбора образцов проб воздуха, отбираемых от компрессора авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) для исследования степени загрязнения воздуха продуктами, поступающими вместе с воздухом в систему кондиционирования воздуха (СКВ), а также определения состава вредных примесей, опасных концентраций в воздухе газов и паров, с целью повышения чувствительности и точности определения оценки степени загрязнения воздуха.

Основной источник загрязнения воздуха кабин летательных аппаратов -унос смазочного масла из передних опор двигателей с его последующим полным или частичным разложением в тракте компрессора газотурбинного двигателя (ГТД) на разных режимах его работы. Сложная смесь, содержащая пары и аэрозоли смазочного масла, пары углеводородов, акролеина, формальдегида, фенола и других продуктов разложения масла поступает из системы кондиционирования воздуха в кабину ЛА. Все устройства, используемые до настоящего времени на летающих лабораториях (ЛЛ), позволяют отобрать только разовые пробы на различных этапах полета. Между тем для проведения регулировок ГТД необходимы сведения о суммарном уносе масла из передней опоры ротора. Эти сведения представляют интерес и для токсикологов, так как в настоящее время рассматривается возможность о замене нормирования максимально разовых концентраций средними за полет концентрациями вредных примесей.

Предлагаемое устройство может быть использовано при заводских и сертификационных испытаниях ГТД на ЛЛ на соответствие требованиям §831 АП-25, §66 и §75 АП-33 (АП-25 - Авиационные правила. Часть 25. Нормы летной годности самолетов транспортной категории. 2008 г., АП-33 -Авиационные правила. Часть 33. Нормы летной годности двигателей воздушных судов. 2012 г.). Данный вид испытаний на ЛЛ проводится на современных ГТД в дополнении к стендовым, так как условия работы двигателя на стенде и в условиях реального полета сильно отличаются, что может приводить к ошибке в оценке маслозащищенности системы кондиционирования самолета от попадания масла двигателя.

Известно устройство для концентрирования примесей в газах, содержащее трубку, слой частиц сорбента и снабженную нагревателем инертную насадку из проволочных спиралей, на поверхности которой расположены частицы сорбента для улучшения кинетики сорбции и десорбции. Предложенное устройство позволяет улучшить основные эксплуатационные характеристики концентраторов с твердыми сорбентами.

Однако данное устройство по своим техническим характеристикам не подходит для отбора и последующего анализа воздуха, описанных в МУ 1.1.258-99, введено 01.07.2000 г., НИИСУ.

В методических указаниях МУ 1.1.258-99 (введены 01.07.2000 НИИСУ) описано устройство, выполненное в виде системы отбора проб воздуха авиационных ГТД (СОП), включающей диффузор, тройники с жиклерами, пробоотборники с концентраторами, электромагнитные клапана, вакуумированные емкости с датчиками давления, вакуумный насос и соединительные трубки. Воздух, отбираемый от ГТД, попадает на вход пробоотборников через передаточные устройства минимальных размеров и лишь незначительно снижает температуру до входа в концентратор. После отбора пробоотборники разбираются, концентраторы без разборки идут на хроматографический анализ методом десорбции примесей в испаритель хроматографа, после чего они снова пригодны для отбора без специальной очистки.

Недостатком этого устройства является достаточно громоздкая конструкция (вес более 50 кг) с большим количеством элементов, которые в условиях полета необходимо жестко фиксировать. В условиях полета ее также сложно использовать, так как электромагнитные клапана находятся сзади пробоотборников, а их вход постоянно соединен с трубопроводом от диффузора, что при постоянном изменении давления на входе в пробоотборник (условия полета) и в трубке между клапаном и пробоотборником приведет к дополнительной маятниковой прокачке некоторых нефиксируемых объемов воздуха от ГТД через концентратор пробоотборника. При длительных полетах такое загрязнение будет очень существенно, т.к. снять пробоотборники во время полета невозможно. Это искажает результаты последующего газохроматографического анализа в сторону их значительного завышения, что может быть ошибочным основанием для браковки ГТД (согласно §75 АП-33 превышения ПДК, приведенных во введении примесей в воздухе, отбираемом от ГТД, рассматривается как отказ двигателя). Кроме того, одни и те же емкости в СОП обслуживают разные пробоотборники, что требует установку в системе вакуумного насоса для их периодического вакуумирования, а воздух самих емкостей после пробоотбора и измерения давления не идет на анализ, что сокращает перечень компонентов, на которые возможен контроль отбираемого воздуха. Существует и более усложненный вариант данного устройства, описанный в патенте РФ № RU 2494366 С2, с добавлением добавочных вакуумированных емкостей с датчиками, что еще более утяжеляет конструкцию и увеличивает ее габариты, а отличия не принципиальны, и здесь поэтому как прототип не рассматривается.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, описанное в патенте РФ №2624159 от 30.06.2017 г. «Устройство для отбора проб воздуха от авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающей лаборатории», и изображенное на фиг. 2 (прототип). Устройство, изображенное на фиг. 2, выбранное в качестве прототипа, содержит диффузор 1 с внутренним соплом 2, ориентированным по потоку воздуха, отбираемого от ГТД, воздух от которого через плоский тройник 3 поступает на вход расширительного сопла 16, далее в расширительную камеру 17 электромагнитного клапана 18, сбрасывается через жиклер 4 выходного патрубка. Открывающийся электромагнитом 19 поршень клапана 20 открывает доступ воздуха (отбор пробы) в переходник 21, который с помощью контргайки 22 фиксируется на корпусе клапана и подает через входной патрубок воздух в - пробоотборник 5, который соединен с вакуумированной емкостью 23, на выходе из которой крепится вакуумный резиновый шланг 24 с заглушкой 25. Однако использование прерывающих клапанов и внешних побудителей расхода (вакуумированные емкости) утяжеляют конструкцию.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в уменьшении габаритов устройства без ухудшения его метрологических характеристик: отсутствие проскока и соблюдение принципа изокинетичности, для возможности установки на летающую лабораторию с целью непрерывного отбора средней за полет пробы воздуха без использования прерывающих клапанов и внешних побудителей расхода (вакуумированной емкости и аспиратора), а с использованием собственного избыточного давления воздуха, отбираемого от ГТД.

Для достижения этого технического результата в устройстве для отбора проб воздуха от авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающих лабораториях, содержащем диффузор с одним внутренним соплом, ориентированным по направлению потока отбираемого от компрессора газотурбинного двигателя воздуха, пробоотборник с встроенными концентраторами, тройник, на выходе из сопла установлен сменный жиклер, ограничивающий расход воздуха через линию отбора пробы воздуха, на выходе которого установлен тройник, к первому его патрубку подключен пробоотборник с концентратором, а к второму патрубку подключен регулируемый клапан сброса избытка воздуха, выполненный в виде цилиндра с прорезью, закрываемой подпружиненным поршнем, что создает в подпоршневом пространстве заданное давление, пружина поршня упирается в наконечник винта, перемещаемого вращением головки внутри гайки, закрывающей этот клапан. На выходе из концентратора в воздуховоде установлен датчик температуры, подключенный к записывающей аппаратуре. Выход воздуховода заканчивается выпускным клапаном, выполненным аналогично клапану сброса избытка воздуха, регулирующим давление на выходе из пробоотборника. При этом регулировки клапанов сброса, выпуска и сечения сменного жиклера должны обеспечивать постоянный расход отбираемого воздуха, независимо от сопротивления концентраторов прокачиванию воздуха.

Это позволяет отказаться от применения электромагнитных клапанов и вакуумированных емкостей, а следовательно, существенно сокращает габариты устройства, что особенно важно для летных испытаний авиационных двигателей.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства для отбора средних за полет проб воздуха авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающей лаборатории. Устройство содержит диффузор 1 с внутренним соплом 2. Сопло диффузора снабжено сменным жиклером 4, ограничивающим расход воздуха через линию отбора, на выходе из которого установлен тройник 3, к одному его патрубку подключен пробоотборник с концентратором 5, а к другому патрубку подключен регулируемый клапан сброса избытка воздуха 6, состоящий из цилиндра с прорезью 7, закрываемой подпружиненным поршнем 8, что создает в подпоршневом пространстве заданное давление. Пружина 9 упирается в наконечник винта 10, перемещаемого вращением головки 11 внутри гайки 12, закрывающей этот клапан 6. На выходе из пробоотборника в воздуховоде установлен датчик температуры 13, подключенный к записывающей аппаратуре 14 (КЗА). Выход воздуховода из пробоотборника заканчивается регулируемым выпускным клапаном 15, выполненным аналогично клапану сброса избытка воздуха. Работа устройства.

Устройство предназначено для монтажа непосредственно в пилоне или проставке испытуемого двигателя на летающей лаборатории (ЛЛ). Воздух от фланца отбора ГТД поступает в диффузор 1 и сбрасывается за борт или поступает в систему подготовки воздуха (СПВ). Часть его через сопло 2 и жиклер 4 поступает в тройник 3 и далее в пробоотборник с концентратором 5. Избыток воздуха сбрасывается через регулируемый клапан сброса 6 за борт через прорезь 7, которая частично или полностью закрывается свободно перемещаемым поршнем 8 пружиной 9, сжатие которой осуществляют регулировочным винтом 10 с головкой 11, которые перемещаются при вращении в гайке 12 для обеспечения нужного противодавления для открытия клапана. Температура в исходящей из пробоотборника с концентратором 5 части воздуха фиксируется датчиком 13 и контрольная записывающая аппаратура (КЗА) 14. Воздух через регулируемый выпускной клапан 15, выполненный аналогично клапану 6, сбрасывается за борт.

До начала установки на борт выполняются регулировки клапанов 6 и 15 и подбор сечения жиклера 4. Для этого пробоотборник с концентратором и выпускным жиклером 4 подключают к регулируемому источнику чистого воздуха. Он должен обеспечивать регулировку в диапазоне рабочих давлений СПВ (например от 3 до 10 атм). На вход собранной установки подается давление на 10-15% меньше минимального рабочего для СПВ. Замеряется расход воздуха на выходе из выпускного клапана 15. Сечение жиклера 4 должно обеспечивать при минимальном рабочем давлении СПВ расход в 15-20 раз больший, чем из выпускного клапана 15. Далее собирается все устройство, на вход жиклера 4 подается минимальное рабочее давление СПВ, и вращением головки 11 винта 10, расположенных в клапане 6, обеспечивается сброс излишков воздуха при сохранении выбранного расхода на выпускном клапане 15. Устройство с установленными регулировками монтируется на ЛЛ. Во время полета фиксируется температура на входе в клапан сброса и время работы СПВ. Расход воздуха через пробоотборник 5 устанавливают, зная расход через выпускной клапан с поправкой на измеренную температуру.

Из пробоотборников 5 извлекаются концентраторы, и далее согласно МУ 1.1.258-99 проводится их газохроматографический анализ на содержание органических примесей с учетом ранее определенного объема прокачанного через него воздуха. Такое устройство с постоянным заранее выбранным расходом воздуха содержит минимум комплектующих деталей и имеет минимальные габариты, что позволяет легко монтировать его на ЛЛ с любыми двигателями.

Устройство для отбора средней за полет пробы воздуха от авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающих лабораториях, содержащее диффузор с одним внутренним соплом, ориентированным по направлению потока отбираемого от компрессора газотурбинного двигателя воздуха, пробоотборник с встроенными концентраторами, тройник, отличающееся тем, что на выходе из сопла установлен сменный жиклер, ограничивающий расход воздуха через линию отбора пробы воздуха, на выходе из которого установлен тройник, к первому его патрубку подключен пробоотборник с концентратором, а к второму патрубку подключен регулируемый клапан сброса избытка воздуха, выполненный в виде цилиндра с прорезью, закрываемой подпружиненным поршнем, что создает в подпоршневом пространстве заданное давление, пружина которого упирается в наконечник винта, перемещаемого вращением головки внутри гайки, закрывающей этот клапан, на выходе из концентратора в воздуховоде установлен датчик температуры, подключенный к записывающей аппаратуре, выход воздуховода заканчивается выпускным клапаном, выполненным аналогично клапану сброса избытка воздуха, регулирующим давление на выходе из пробоотборника, при этом регулировки клапанов сброса, выпуска и сечения сменного жиклера должны обеспечивать постоянный расход отбираемого воздуха, независимо от сопротивления концентраторов прокачиванию воздуха.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, к области исследования скважин - способу отбора кондиционных проб пластовой воды современными приборами ОПК (опробователи пластов на кабеле) для дальнейшего изучения физико-химических свойств воды и использования полученных данных при подсчете запасов УВС (углеводородного сырья).

Изобретение относится к способу количественного определения пептидогликанов (PGN) в образце полимера глюкозы. Способ включает a) обработку образца полимера глюкозы посредством ультразвука, нагревания и/или ощелачивания для фрагментации и разрушения содержащихся в образце PGN и для образования растворимых PGN с размерами между 30 и 5000 кДа; b) приведение обработанного образца в контакт с рекомбинантной клеткой, экспрессирующей экзогенный рецептор TLR2 (Toll-подобный рецептор 2) и репортерный ген при прямой зависимости от сигнального пути, связанного с рецептором TLR2, причем указанный репортерный ген кодирует секретируемую щелочную фосфатазу; c) измерение сигнала репортерного гена и d) определение количества PGN в образце с применением калибровочной кривой на основе зависимости количества PGN от интенсивности сигнала репортерного гена, где калибровочную кривую зависимости количества PGN от интенсивности сигнала репортерного гена стандартизируют или калибруют с использованием трихлоргидрата PAM3Cys-Ser-(Lys)4.
Изобретение относится к медицине, а именно к клинической лабораторной диагностике и фтизиатрии, касается способа диагностики туберкулезной инфекции у взрослых людей.
Изобретение относится к аналитической химии, предназначено для определения органического соединения фитина в семенах растений. Способ определения солей фитиновой кислоты в семенах растений включает экстракцию фитина из сырья соляной кислотой, проведение дополнительной очистки солянокислой вытяжки добавлением к ней смеси изоамилового спирта с хлороформом (1:24 об.

Изобретение относится к исследованию дисперсных характеристик аэрозолей различной природы и может быть использовано в метеорологии, в нанопроизводстве, для контроля нанобезопасности на рабочих местах, для определения ингаляционной дозы при применении аэрозольных форм доставки лекарственных средств.

Настоящее изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к полинуклеотидам, которые кодируют CDR3 в генах TCR-[альфа] и TCR-[бета] цепей CD4+ хелперных Т-клеток, которые специфичны к хелперному пептиду WT1322, и может быть использовано в медицине для индукции иммунного ответа против WT1322-экспрессирующей злокачественной опухоли.

Изобретение относится к контейнеру устройства, предназначенного для формирования образцов из тампонажных растворов, применяемых при цементировании нефтяных и газовых скважин, полученных в условиях, имитирующих скважинные по температуре и давлению, для последующих прочностных испытаний образцов на изгиб и на сжатие.

Изобретение относится к быстро охлаждаемому пробоотборнику, который заполняется расплавленным металлом в направлении погружения, параллельном продольной оси. Пробоотборник для отбора проб из ванны расплавленного металла включает в себя узел пробоотборной камеры, имеющий закрывающую пластину и корпус.

Изобретение относится к биотехнологии. Заявлен способ определения вероятности того, что пациент имеет волчанку в доклинической стадии.

Изобретение относится к солям соединения формулы I с щелочными металлами, замещающими атомы водорода в обеих сульфогруппах , где R означает N-оксисукцинимидильную группу Также предложены способ получения солей и их применение.

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в системах диагностики работающих на насыщенном паре или паре с фиксированным перегревом конденсационных турбин турбогенераторных установок при их эксплуатации или стендовых испытаниях.

Изобретения относятся к области компрессоростроения, в частности к системам защиты турбокомпрессоров, и могут быть использованы в различных отраслях промышленности и позволяют повысить надежность распознавания попадания несжимаемых объектов в проточную часть турбокомпрессора при одновременном упрощении способа и системы обнаружения попадания данных объектов.

Изобретение относится к области диагностики технического состояния машин. Технический результат - разработка переносного мобильного устройства для осуществления автоматизированного мониторинга агрегатов технологического оборудования по признакам вибрации, частоты вращения и температуры во взрывоопасных зонах.

Изобретение относится к способу измерения загрязняющих веществ, содержащихся в выхлопном потоке на выходе двигателя, содержащему следующие этапы, на которых располагают зонд так, чтобы отверстие отбора проб указанного зонда находилось на поверхности отбора проб, расположенной на выходе двигателя в выхлопном потоке.

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано для экспериментальной отработки жидкостных ракетных двигательных установок, в частности, с целью имитации высотных условий при их создании и модернизации.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ для двигателя заключается в том, что определяют состояние частичного окисления каталитического нейтрализатора на основании скоростей реакций каждой из группы окислителей, содержащей NOx, O2, H2O и CO2 соединения отработавших газов, и группы восстановителей, содержащей CO, HC, H2, H2O соединения отработавших газов, на протяжении каталитического нейтрализатора, одномерной модели, усредненной по пространству и времени, и уравнений баланса масс и энергетического баланса для текучей фазы и тонкого покрытия каталитического нейтрализатора.

Изобретение относится к области двигателей внутреннего сгорания, оборудованных по меньшей мере одним каналом низкого давления системы рециркуляции выхлопных газов.

Изобретение относится к способу мониторинга деградации бортового устройства летательного аппарата во время его работы. Для этого с помощью вычислительного устройства определяют степень деградации бортового устройства по показателю дефектности, который определяют подсчитыванием возникающих дефектов системой контроля устройства в ходе его работы определенным образом, сравнивают показатель дефектности с порогом принятия решения, передают тревожный сигнал в случае его достижения или превышения.

Группа изобретений относится к средствам восстановления двигателя внутреннего сгорания. Задача создания группы изобретений и достигнутый технический результат: улучшение очистки газовоздушного тракта двигателя внутреннего сгорания.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к измерению влажности наружного воздуха посредством датчика выхлопных газов. Способ управления двигателем содержит следующие этапы: избирательно отключают первую группу цилиндров, оставляя при этом включенной вторую группу цилиндров.

Предложен компрессограф и реализуемый посредством него способ динамической компрессографии, который включает воздушный накопитель. Это позволяет получить осциллограмму давления в цилиндре автомобильного бензинового ДВС, на основании которой рассчитать компрессию и динамику ее нарастания на каждом последующем такте сжатия, и путем сравнения их значений в разных цилиндрах между собой и с нормативными значениями определить технический диагноз цилиндров с высокой достоверностью. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к технике отбора образцов проб воздуха, отбираемых от компрессора авиационных газотурбинных двигателей. Устройство для отбора средней за полет пробы воздуха от авиационных газотурбинных двигателей при проведении испытаний на летающих лабораториях содержит диффузор с одним внутренним соплом, ориентированным по направлению потока, отбираемого от компрессора газотурбинного двигателя воздуха, пробоотборник с встроенными концентраторами, тройник. На выходе из сопла установлен сменный жиклер, ограничивающий расход воздуха через линию отбора пробы воздуха, на выходе из которого установлен тройник. К первому его патрубку подключен пробоотборник с концентратором, а к второму патрубку подключен регулируемый клапан сброса избытка воздуха, выполненный в виде цилиндра с прорезью, закрываемой подпружиненным поршнем, пружина которого упирается в наконечник винта, перемещаемого вращением головки внутри гайки, закрывающей этот клапан. На выходе из концентратора в воздуховоде установлен датчик температуры, подключенный к записывающей аппаратуре. Выход воздуховода заканчивается выпускным клапаном, выполненным аналогично клапану сброса избытка воздуха, регулирующим давлением воздуха на выходе из пробоотборника, при этом регулировки клапанов сброса избытка воздуха, выпуска и сечения сменного жиклера должны обеспечивать постоянный расход отбираемого воздуха независимо от сопротивления концентраторов прокачиванию воздуха. Технический результат - уменьшение габаритов устройства без ухудшения его метрологических характеристик. 2 ил.

Наверх