一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置

专利2025-05-17  17


本发明涉及飞机用地面气源装置,特别是涉及一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置。


背景技术:

1、水箱是飞机的重要部件之一,冬天气温低,水箱里面的水容易结冰,水结冰时膨胀,容易损坏管路,所以飞机停飞时,需要用高压气体排水,一般情况下,使用的是apu引气进行排水,此时要保持发动机工作的状态,燃油耗费量大。而采用地面气源装置进行辅助排水,能够有效节约能源,目前的气源装置,虽能够满足一定的使用需求,但是在低温环境下,可能因为温度过低导致内部结构不能够可靠工作,甚至受损,如何在低温环境下保持地面气源装置的正常工作,是需要考虑的问题。

2、经检索,中国专利(申请号cn202010686284.x)公开了一种可使用机载电源的空压机及飞机低温放水的方法。该空压机主要由机体构成,通过电动马达驱动产生压缩空气。机体的出气口与出气管道相连,管道末端则接入使用气体的设备。其独特之处在于集成了一个变频器,该变频器的输入端与飞机的机载电源系统相连,输出端则与前述电动马达相连。然而,根据该文献描述,该空压机系统尚有改进空间;虽然它能够为飞机提供必要的压缩气体,满足供气需求,但在极端低温条件下,比如北方严寒冬季的机坪温度可能降至零下五十摄氏度,这可能导致空压机无法有效运行,从而影响供气作业的效率和质量。

3、为此,如何提供一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,能够在外界低温环境下调节气源装置的工作温度,以保障地面气源装置的正常工作状态,提高地面气源装置的使用寿命是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提出了一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,旨在解决传统气源装置在低温环境下运行时工作状态不稳定的技术问题。

2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

3、本发明提供了一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,包括:

4、安装箱体,所述安装箱体内腔通过分隔体分割形成第一安装腔和第二安装腔;

5、气源机构;所述气源机构包括安装在所述第一安装腔中的机身、主进气加热管、副进气加热管、阀门机构和安装在所述第二安装腔中的进气管;所述进气管一端连通外部大气,另一端贯穿所述分隔体并连通所述主进气加热管与所述副进气加热管;所述阀门机构安装在所述副进气加热管上以启闭所述副进气加热管;

6、加热部;所述加热部设置在所述第一安装腔中且连接所述主进气加热管和所述副进气加热管以对吸入冷空气进行预热;

7、温度自调节机构,所述温度自调节机构设置在所述第二安装腔中且连接所述进气管,以检测所述进气管温度;所述温度自调节机构传动连接所述阀门机构,以在所述进气管温度降低至预设温度时开启所述阀门机构,进而增大吸入冷空气的预热功率。

8、本发明的一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置的安装箱体起到对气源机构一定的防护和保温作用;由于分隔体具有一定的隔热作用,位于第一安装腔中的气源机构不会干扰影响位于第二安装腔中的温度自调节机构的温度检测与控制功能。加热部通过预热气源机构的吸入冷空气以对其机身内部进行增温,以避免外界低温冷空气持续进入机身内腔而影响其工作性能。低温环境下,加热部优先加热主进气加热管内的吸入冷空气,以对机身内部增温;外部低温空气进入进气管中,可使进气管降温;随着外界空气温度进一步降低,温度自调节机构通过检测进气管的温度而间接感知与判断外界空气的温度,并在检测到进气管温度达到预设温度条件时,传动控制打开阀门机构以使加热部加热副进气加热管内的吸入冷空气,以形成对吸入冷空气的双通道预热增温,进而增大了吸入冷空气的预热功率,提高了增温效率。另外,加热部的散发热量被第一安装腔进行空间约束,可进一步提高机身增温效率,也提高了热能的利用效率。本发明实现了在外界低温环境下可调节气源装置的工作温度,以保障地面气源装置的正常工作状态,进而提高地面气源装置使用寿命的功能。

9、作为上述技术方案的进一步改进,所述加热部包括进气加热部和机身加热部;

10、所述进气加热部连接所述主进气加热管和所述副进气加热管以对吸入冷空气进行预热;所述机身加热部连接所述机身以对所述机身进行加热。

11、上述技术方案的有益效果是:进气加热部通过主进气加热管和副进气加热管对吸入冷空气预热以提高机身的内腔温度,实现由内至外加热;机身加热部直接对机身进行由外至内加热;极大提高了气源机构的增温效率和增温的均匀性,可快速构建气源机构稳定的工作温度条件。

12、作为上述技术方案的进一步改进,所述进气加热部包括加热体和加热座;所述机身加热部包括加热装置、循环加热管组件和传热链组件;

13、所述循环加热管组件安装在所述加热装置上,以构成循环供热回路;所述传热链组件一端连接所述循环加热管组件以吸热,所述传热链组件另一端可拆卸缠绕在所述机身上,以对所述机身加热增温;

14、所述主进气加热管上形成有加热腔室;所述加热体安装在所述加热腔室中且电连接所述加热装置,以加热流经所述主进气加热管的吸入冷空气;所述循环加热管组件贯穿所述加热座以循环供热;所述加热座安装在所述副进气加热管上,以加热分流至所述副进气加热管的吸入冷空气。

15、上述技术方案的有益效果是:加热装置可控制加热体加热加热腔室内的吸入冷空气,以实现对主进气加热管内冷空气的增温预热,进而实现机身由内向外加热;极端低温时,加热装置可将热量通过循环加热管组件输送到加热座,加热座对副进气加热管中的冷空气进行预热增温,进一步提高机身由内向外的加热效率;加热装置亦可将热量通过循环加热管组件输送到传热链组件上,传热链组件将热量进一步传导至机身上,实现机身由外向内加热。

16、作为上述技术方案的进一步改进,所述阀门机构包括第一阀体、第二阀体、阀芯和弹性连接部;所述第一阀体一端连接且连通所述加热腔室,所述第一阀体另一端通过所述弹性连接部与所述第二阀体一端密封连接且连通;所述第二阀体另一端与所述副进气加热管滑动嵌套且密封连接;

17、所述温度自调节机构传动连接所述第二阀体,以驱动所述第二阀体沿所述副进气加热管轴向滑动;所述阀芯一端固定在所述第二阀体内部,所述阀芯另一端适配活动穿设在所述第一阀体的阀腔中,以在所述第二阀体滑动驱动下启闭所述第一阀体的阀腔通道。

18、上述技术方案的有益效果是:当温度自调节机构检测到进气管温度达到预设温度时,温度自调节机构可驱动第二阀体沿副进气加热管轴向滑动,进而可控制阀芯开启第一阀体的阀腔通道,以将加热腔室中空气分流一部分至副进气加热管中,实现双通道预热增温,提高增温效率。

19、作为上述技术方案的进一步改进,所述传热链组件包括传热座、传热丝和多个传热块;

20、所述传热座安装在所述循环加热管组件上以进行换热;所述传热丝缠绕在所述机身上且其两端均与所述传热座连接,以将所述传热座的热量向所述机身上进行传导;多个所述传热块均可沿所述传热丝长度方向滑动的连接在所述传热丝上且贴合在所述机身上,以构成向所述机身上定点位置进行传热的多点分布式传热结构。

21、上述技术方案的有益效果是:传热座用于与循环加热管组件进行换热以将热量传导至传热丝上,传热丝进一步将热量沿长度方向传导;传热丝可便于在机身上缠绕布置,以适配具有复杂外形的机身结构,实现机身由表及里的有效增温。传热丝可将热量进一步传导至传热块;沿传热丝长度方向滑动的传热块可便于在机身上重点加热部位进行布置,实现快速构建气源机构稳定工作的温度条件。

22、作为上述技术方案的进一步改进,所述传热链组件还包括束线箍;所述束线箍安装在所述传热丝上以固定所述传热丝的两端部。

23、上述技术方案的有益效果是:束线箍可便于将缠绕在机身上的传热丝两端部进行收紧固定,以提高传热丝在机身上的位置安装的稳固性。

24、作为上述技术方案的进一步改进,所述传热块包括第一夹块和第二夹块;所述第一夹块与所述第二夹块对称布置在所述传热丝两侧且通过紧固件紧固以适配夹固在所述传热丝上;所述第一夹块远离所述第二夹块的侧面贴合在所述机身上。

25、上述技术方案的有益效果是:第一夹块与第二夹块适配夹持包裹传热丝,可提高热传导效率;松开紧固件可便于第一夹块与第二夹块在传热丝上的位置调整;第一夹块侧面贴合机身进行重点工作部位的传热。

26、作为上述技术方案的进一步改进,所述第一夹块远离所述第二夹块的侧面安装有防滑条。

27、上述技术方案的有益效果是:防滑条可使第一夹块更加稳定的贴合在机身上,以防止机身工作振动时其发生移位。

28、作为上述技术方案的进一步改进,所述温度自调节机构包括换热管、弹性伸缩气囊和传动组件;

29、所述换热管螺旋缠绕在所述进气管上,以与所述进气管换热;

30、所述弹性伸缩气囊的固定端连接所述换热管且与所述换热管内腔密封连通,以在内部气体温度升降时进行伸缩;所述传动组件一端传动连接所述阀门机构;所述弹性伸缩气囊的伸缩端传动连接所述传动组件另一端,以伸缩带动所述传动组件移动进而控制所述阀门机构启闭。

31、上述技术方案的有益效果是:弹性伸缩气囊连通换热管内腔,以在内部构建出封闭且连通的气体腔;换热管与进气管进行换热时,气体腔中气体发生热胀冷缩,以驱动弹性伸缩气囊进行伸缩运动,进而通过传动组件实现驱动阀门机构的启闭。

32、作为上述技术方案的进一步改进,所述传动组件包括推杆一、导向管、传动球链和推杆二;

33、所述导向管贯穿且密封固定在所述分隔体上,且所述导向管一端位于所述第二安装腔中,所述导向管另一端位于所述第一安装腔中;所述传动球链密封且滑动穿设在所述导向管的管腔中;

34、所述推杆二一端传动连接所述阀门机构,所述推杆二另一端活动插入所述导向管对应所述第一安装腔的一端管腔中且固定连接所述传动球链一端;

35、所述推杆一一端活动插入所述导向管对应所述第二安装腔的一端管腔中且固定连接所述传动球链另一端;所述弹性伸缩气囊的伸缩端传动连接所述推杆一另一端,以通过所述推杆一推拉所述传动球链沿所述导向管的管腔滑动,进而推拉所述推杆二移动启闭所述阀门机构。

36、上述技术方案的有益效果是:导向管可进行弯曲布置,传动球链可在导向管中沿弯曲路径进行滑动,进而实现了推杆一与推杆二的传动连接,使得传动更加稳定和顺畅。工作时,导向管与分隔体不发生相对运动,避免了第一安装腔和第二安装腔之间出现导通,导向管的安装不会破坏分隔体的隔热性能,进而保障了第一安装腔的温度稳定性,且保障了第二安装腔中温度自调节机构温度检测的可靠性。

37、经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明公开提供了一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,具有以下优点及有益效果:

38、1、本发明通过设置温度自调节机构,能够直接检测进气管的进气温度,进而在温度过低时,使副进气加热管导通,使部分气流通过加热座辅助加热后再输入到气源机构内,从而能够更好地保障气源机构在低温环境下可靠的运作。

39、2、本发明的温度自调节机构基于热胀冷缩原理进行设计,通过换热管与进气管换热,当温度过低时,可驱动弹性伸缩气囊发生收缩现象,从而通过传动组件传动,驱动阀门机构开启,以实现副进气加热管的导通,对吸入冷空气进行辅助加热,最终实现了进气温度的自调节功能。

40、3、本发明通过设置推杆一、导向管、传动球链和推杆二,能够更顺畅的进行传动,并且避免了第一安装腔和第二安装腔导通,保障了第一安装腔的温度适宜,且保障了温度自调节机构的温度检测可靠性。

41、4、本发明通过设置传热丝、传热块等结构,能够将传热丝缠绕于气源机构的机身上,利用传热座、传热丝和传热块的传热,为气源机构的机身进行加热保温,提升了工作可靠性。且由于传热丝和传热块为可活动的安装,能够在调整位置后通过束线箍固定,提升了布置的灵活性。

42、5、本发明通过在第一夹块上安装防滑条,在一定程度的提升摩擦力,避免了传热块在气源机构机身表面滑动,提升了可靠性。


技术特征:

1.一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述加热部(3)包括进气加热部(31)和机身加热部(32);

3.根据权利要求2所述一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述进气加热部(31)包括加热体(311)和加热座(312);所述机身加热部(32)包括加热装置(321)、循环加热管组件(322)和传热链组件(323);

4.根据权利要求3所述一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述阀门机构(24)包括第一阀体(241)、第二阀体(242)、阀芯(243)和弹性连接部(244);所述第一阀体(241)一端连接且连通所述加热腔室(221),所述第一阀体(241)另一端通过所述弹性连接部(244)与所述第二阀体(242)一端密封连接且连通;所述第二阀体(242)另一端与所述副进气加热管(23)滑动嵌套且密封连接;

5.根据权利要求3所述一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述传热链组件(323)包括传热座(3231)、传热丝(3232)和多个传热块(3233);

6.根据权利要求5所述一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述传热链组件(323)还包括束线箍(3234);所述束线箍(3234)安装在所述传热丝(3232)上以固定所述传热丝(3232)的两端部。

7.根据权利要求5所述一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述传热块(3233)包括第一夹块(3233a)和第二夹块(2323b);所述第一夹块(3233a)与所述第二夹块(2323b)对称布置在所述传热丝(3232)两侧且通过紧固件(3235)紧固以适配夹固在所述传热丝(3232)上;所述第一夹块(3233a)远离所述第二夹块(2323b)的侧面贴合在所述机身(21)上。

8.根据权利要求7所述一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述第一夹块(3233a)远离所述第二夹块(2323b)的侧面安装有防滑条(3233d)。

9.根据权利要求1所述一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述温度自调节机构(4)包括换热管(41)、弹性伸缩气囊(42)和传动组件(43);

10.根据权利要求9所述一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述传动组件(43)包括推杆一(431)、导向管(432)、传动球链(433)和推杆二(434);


技术总结
本发明公开了一种能在低温下正常工作的飞机排水用地面气源装置,涉及飞机用地面气源装置技术领域,包括安装箱体,安装箱体内腔分割形成第一安装腔和第二安装腔;气源机构;气源机构包括机身、主进气加热管、副进气加热管、阀门机构和进气管;进气管一端连通外部大气,另一端连通主进气加热管与副进气加热管;阀门机构安装在副进气加热管上;加热部;加热部设在第一安装腔中且连接主进气加热管和副进气加热管;温度自调节机构,温度自调节机构设在第二安装腔中且连接进气管,以检测进气管温度;温度自调节机构传动连接阀门机构。本发明能够在低温环境下调节气源装置的工作温度,以保障地面气源装置的正常工作状态,提高地面气源装置的使用寿命。

技术研发人员:李林杰,施锦寿,王雪娇,蒋冠政,田寿豪,周廷睿,郭逸飞
受保护的技术使用者:北京电子科技职业学院
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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