[發明專利]燃料系統離心增壓泵葉輪

有效

• 申請號: 201310016922.7
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103206404A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發明（設計）人: A.L.斯托伊塞斯庫;S.A.黑茨
• 申請（專利權）人: 哈米爾頓森德斯特蘭德公司
• 主分類號: F04D29/22
• 分類號: F04D29/22;F04D29/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳超

技術領域

本公開涉及飛行器噴射發動機安裝的離心燃料增壓泵，例如，特別涉及葉輪葉片。

背景技術

增壓泵通常與主燃料泵封裝在一起，主燃料泵通常是正排量齒輪泵類型，這兩者由公共軸驅動。離開增壓階段的燃料經過過濾器和燃料油換熱器，再進入主泵。壓力損失由這些部件和相關的管道系統引入，同時熱也被添加到燃料。饋給增壓泵的燃料通過主框架管道系統來自主框架燃料箱。燃料箱通常與周圍的大氣壓通風，或者在某些情況下，被加壓到比周圍大氣壓高幾個psi。這些燃料箱設有浸沒的泵送設備，這些泵送設備在一些情況下是由電機或渦輪機驅動的軸流泵，或者在其它情況下是噴射泵，統稱為主框架增壓泵。

在飛行過程中，燃料箱內的壓力由于周圍大氣壓的自然降低而隨海拔高度逐漸減小。?在正常操作狀態下，業界標準要求主框架增壓泵以高于燃料的真實蒸氣壓力最少5psi的壓力向發動機安裝的增壓泵提供不間斷的流動，并且沒有V/L（蒸氣液體比）或沒有蒸氣作為第二相存在。在異常操作下，這相當于不正常工作的主框架增壓泵，在增壓階段泵的進口處的壓力可能僅高于燃料真實蒸氣壓力2或3psi，而蒸氣可能存在從而有高達0.45或更高的V/L比。術語的定義、推薦的測試實踐、和燃料物理特征都在例如像協調研究委員會報告635、AIR1326、SAE?ARP492、SAE?ARP4024、ASTM?D2779和ASTM?D3827的業界規定和標準中概述。

在正常或異常操作期間，要求增壓泵在整個飛行任務中所遇到的全部操作狀態下都在主泵入口處維持足夠的壓力，使得主泵能夠維持所要求的向燃料控制和計量單元的輸出流動和壓力從而實現連續的且不間斷的發動機運行。對允許發動機安裝的增壓泵所傳遞的最大壓力升高還有限制以不超過燃料油換熱器的機械壓力額定值，或者還有關于最小葉輪葉片間距的限制，使得像從維修介入遺落的螺栓之類的大雜質將通過并安全地被捕獲在下游的過濾器中。所有這些要求以及滿足從起飛期間的大流動到飛行怠速降落期間的細流的全部流動操作范圍，并且燃料溫度從-40F擺動到300F，使得發動機安裝的燃料泵的空氣動力學設計受到嚴重的挑戰。

為了實現由下游主燃料泵和燃料計量系統所要求的壓力升高以及也為了能夠在異常操作期間所遇到的極端低抽吸條件下運行，增壓泵葉輪設有徑向葉片部分并設有在其上游的軸向葉片部分。徑向葉片部分通常被稱為葉輪葉片部分，而軸向葉片部分被稱為導流器葉片部分。導流器的主要功能是即使在由異常操作（其中主框架增壓泵不能正常工作）強加的低抽吸條件下也能在葉輪徑向部分入口處維持令人滿意的壓力和流動狀態。

用于正常發動機運行的最小所要求的供應壓力和交互階段燃料油換熱器的壓力額定值極限所要求的最大所允許的排放壓力之間的差距通常非常窄，使得僅在第一單元通過設計和開發測試之后才能確定最終設計。主要控制泵壓力升高的葉輪直徑，在初始設計中被有意地設置為略微較大的值，該單元被建立并測試后，并且最終該葉輪直徑被修整為其最終值以匹配由所述要求所強加的所有約束。

發明內容

公開的增壓泵導流器部分包括多個主葉片，和多個分流葉片，主葉片和分流葉片每一者都包括在葉片的長度上分布的與葉片正交的二等分線橫截面。橫截面被定義為相對于葉輪外徑的一組圓柱形R-坐標、theta-坐標和Z-坐標，其公開在一組表TABLE?N-1和TABLE?N-2中，其中N是相同值。

公開的增壓泵葉輪部分包括多個主葉片、多個主分流葉片和多個次分流葉片，主葉片、主分流葉片和次分流葉片每一者都包括在葉片的長度上分布的與葉片正交的二等分線橫截面。橫截面被定義為相對于葉輪外徑的一組圓柱形R-坐標、theta-坐標和Z-坐標，其公開在一組表TABLE?N-3、TABLE?N-4和TABLE?N-5中，其中N是相同值。

附圖說明

當參照附圖考慮下面的詳細描述時，可進一步理解本公開，附圖中：

圖1是示例燃料傳送系統的示意圖。

圖2是發動機安裝的增壓泵的截面圖。

圖3是增壓階段葉輪的透視圖。

圖4是增壓階段葉輪的正視圖，其中前罩被移除。

圖5是增壓階段葉輪的透視圖，其中前罩被移除。

圖6是增壓階段葉輪的側視圖。

圖7是增壓階段葉輪的側視截面圖。

圖8是葉輪葉片的正視圖，示出了限定截面的幾何結構。