一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置

专利2026-01-20  16


本发明涉及飞机用地面气源装置,特别是涉及一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置。


背景技术:

1、在气温低于零度时,水会出现结冰状况,而水结冰时会膨胀,容易损坏管路,所以飞机停飞时,需要对水箱进行排水。

2、在对水箱进排水时,为了增加排水的速度,会通过高压气源向飞机水箱中引入高压气体,从而增加水箱内的流体压力,从而加速排水过程。

3、由于在排水时,当外界环境温度相对较低时,地面气源装置的工作环境温度也会较低,使得地面气源装置的压缩机工作温度低,容易造成异常磨损,以及管路受冷变脆,也容易出现损伤断裂。

4、为此,如何提供一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,能够根据进气温度进行自适应多点加热调节气源装置的工作温度,以保障地面气源装置可在低温环境下正常工作,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,本发明提出了一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,旨在解决传统气源装置温控效果差,低温启动时装置工作不稳定的技术问题。

2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:

3、本发明提供了一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,包括:

4、储气罐,

5、压缩机,所述压缩机安装在所述储气罐上;所述压缩机的出气口通过连接管连通所述储气罐进气口以充装压缩空气;所述压缩机的机身上安装有用于机身增温的加热器一和用于机身降温的散热扇,以调控所述压缩机的机身温度;

6、进气增温机构;所述进气增温机构的进气口连通外部大气,其出气口连通所述压缩机的进气口,以调控所述压缩机的进气温度;所述进气增温机构电连接所述加热器一,以根据进气温度调控所述加热器一的加热功率。

7、本发明的一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置使用时,当外部环境气温较低时,可通过加热器一对压缩机的机身进行加热增温,可通过进气增温机构对压缩机的吸入空气进行增温,以对压缩机的压缩腔进行热传递加热,进气增温机构可根据进气温度调控加热器一的加热功率以及可调控压缩机的进气温度;实现了地面气源装置内腔与机身多点加热调温功能。其中,散热扇可在压缩机机身温度过高时启动进行散热。

8、作为上述技术方案的进一步改进,还包括安装在所述储气罐上的压力表,所述压力表通过管路连通所述连接管,以检测气压;所述压力表上安装有用于增温的加热器二;

9、所述进气增温机构电连接所述加热器二,以根据进气温度调控所述加热器二的加热功率。

10、上述技术方案的有益效果是:压力表用于检测储气罐内气压;经过进气增温机构加热的高温空气经连接管输送至压力表检测腔中,从而对压力表进行热传递加热;加热器二可对压力表外壳加热;从而稳定压力表的工作温度,提高其测量精度。

11、作为上述技术方案的进一步改进,所述进气增温机构包括壳体以及安装于所述壳体一侧的连接头;

12、所述壳体内部设置有进气腔、调节感应腔、加热腔、进气管组和多个加热管道;所述加热腔中安装有加热器三,多个所述加热管道中均安装有加热器四;

13、所述进气腔连通外部大气以吸入外界空气;所述进气腔通过所述进气管组连通所述加热腔以输送空气,所述进气管组穿设在所述调节感应腔中,以与所述调节感应腔进行换热;所述加热腔通过多个所述加热管道连通所述连接头的内腔以输送气体;所述连接头的出气口连通所述压缩机的进气口;

14、所述调节感应腔内设置有温度检测控制机构,所述温度检测控制机构电连接所述加热器一、所述加热器二、所述加热器三和所述加热器四,以调节加热功率。

15、上述技术方案的有益效果是:压缩机启动后,经进气腔吸入外界空气,吸入的空气经进气管组输送至加热腔中,吸入的空气经过进气管组管壁与调节感应腔进行换热;温度检测控制机构通过检测调节感应腔内的气温,调节控制加热器一、加热器二、加热器三和加热器四的加热功率大小;安装在加热腔中的加热器三可初步加热流经加热腔的吸入空气;安装在多个加热管道中的加热器四进一步加热吸入空气;多个加热管道可提高吸入空气的加热效率;连接头用于衔接多个加热管道与压缩机的进气口。

16、作为上述技术方案的进一步改进,所述壳体为圆柱形,其内部垂直轴向固定有分隔板,以在对应所述分隔板的一侧分隔形成所述加热腔;所述壳体内对应所述分隔板的另一侧同轴布置有分隔圆筒,所述分隔圆筒一端与所述分隔板密封固定,另一端与所述壳体内端壁密封固定,以在所述壳体内对应所述分隔圆筒外周侧分隔形成环形的所述进气腔,以在所述分隔圆筒内部形成所述调节感应腔;

17、多个所述加热管道一端均贯穿所述加热腔远离所述分隔板的壁面且连通所述加热腔,另一端均连接且连通所述连接头的内腔;所述壳体对应所述进气腔的端壁上开设有进气孔一;

18、所述进气管组包括主进气管和进气支管;所述主进气管同轴布置在所述分隔圆筒内部,且其一端贯穿所述分隔板并连通所述加热腔,其另一端与相应所述壳体内端壁密封固定;所述进气支管一端连通所述主进气管,另一端贯穿所述分隔圆筒并连通所述进气腔;

19、所述温度检测控制机构布置在所述分隔圆筒内部且对应所述主进气管外周侧。

20、上述技术方案的有益效果是:在圆柱形的壳体内部通过分隔板、分隔圆筒、主进气管和进气支管以及连接在壳体一端的加热管道构建了进气腔、调节感应腔、加热腔、进气换热通道和多个加热管道;使得进气增温机构的结构更加紧凑和布局更加合理。

21、作为上述技术方案的进一步改进,所述温度检测控制机构包括活塞板、环形电阻组件、弹性件和电极触头;所述活塞板密封且滑动套设在所述主进气管上,且其外周壁与所述分隔圆筒内周壁密封滑动连接;所述进气支管位于所述活塞板一侧;所述分隔圆筒内对应所述活塞板一侧充装有热膨胀介质,所述热膨胀介质自所述主进气管和所述进气支管吸热升温膨胀时可驱动所述活塞板移动;所述弹性件设置在所述活塞板另一侧,以在所述热膨胀介质降温时推动所述活塞板复位;

22、所述环形电阻组件对应所述活塞板另一侧且套固在所述主进气管上;所述电极触头通过支架固定安装在所述活塞板另一侧且滑动抵接在所述环形电阻组件外周壁上;所述环形电阻组件与所述电极触头均电连接于所述加热器一、所述加热器二、所述加热器三和所述加热器四的供电电路中,以在所述电极触头沿所述环形电阻组件长度方向滑动时调节供电电路的供电电压或电流,进而调节加热功率。

23、上述技术方案的有益效果是:当外界环境温度较高,压缩机自外界吸入热空气时,热膨胀介质通过主进气管与进气支管的管壁进行热交换,热膨胀介质吸热温度升高,受热膨胀,气压增大,进而推动活塞板克服弹性件的弹力发生平移,以改变电极触头在环形电阻组件上的接触位置,从而调节供电电路的供电电压或电流,降低加热器一、加热器二、加热器三和加热器四的加热功率,电极触头可移动至极限位置且脱离环形电阻组件以使供电电路断电,进而关闭加热器一、加热器二、加热器三和加热器四。当外界环境温度较低,压缩机自外界吸入冷空气时,热膨胀介质散热温度降低,受冷收缩,气压减小,活塞板可在弹性件的弹力驱动下反向移动,以改变电极触头在环形电阻组件上的接触位置,从而调节供电电路的供电电压或电流,增大加热器一、加热器二、加热器三和加热器四的加热功率;外界气温高低决定了热膨胀介质膨胀程度,从而加热功率进而达到压缩机进气温度与机身温度以及压力表的工作温度的自适应调节。

24、作为上述技术方案的进一步改进,所述热膨胀介质为二氧化氮与四氧化二氮的混合气体。

25、上述技术方案的有益效果是:通过将热膨胀介质设置为二氧化氮和四氧化二氮的混合物,利用其温度变化时化学平衡移动的特点,可使得热膨胀介质对温度变化更加灵敏,从而使得对加热控制更加灵敏,提高了温度调控精度。

26、作为上述技术方案的进一步改进,所述壳体内端壁对应所述主进气管的出气口固定有锥形导流柱;多个所述加热管道沿所述锥形导流柱周向均布;所述加热器三呈锥台形筒状,罩扣在所述锥形导流柱外周侧;所述加热器三内周壁与所述锥形导流柱外周壁之间限定出衔接所述主进气管的出气口与多个所述加热管道的进气口的导流通道。

27、上述技术方案的有益效果是:锥形导流柱可起到将主进气管的出气口排出的气体均匀分配至多个加热管道的进气口中的作用;罩扣在锥形导流柱外周侧的锥台形筒状的加热器三可进一步导向进气气流向多个加热管道中流动;导流通道中的进气气流可与加热器三内壁充分接触以提高增温效率;同时利于在加热腔内对应加热器三外周侧构建出负压区。

28、作为上述技术方案的进一步改进,所述进气增温机构还包括进气截流机构;

29、所述进气截流机构包括转动架、缸体、感应活塞、传动杆组件和复位弹簧;

30、所述转动架转动套设在所述壳体上;所述缸体安装在所述壳体周壁上;所述缸体两端均开口,且其一端口连通所述加热腔,其另一端口连通外部大气;所述传动杆组件一端连接所述转动架,所述传动杆组件另一端连接所述感应活塞;所述感应活塞密封且滑动连接在所述缸体中,以随所述加热腔内气压变化而移动,进而驱动所述转动架转动;所述复位弹簧连接所述感应活塞,以驱动所述感应活塞复位;

31、所述转动架一端具有可逐渐转动封堵所述进气孔一以调节进气开度大小的截流板。

32、上述技术方案的有益效果是:压缩机工作时可在加热腔中形成负压,并在感应活塞两侧形成气体压力差;在内外气压差作用下感应活塞克服复位弹簧的弹性阻力并沿缸体周壁移动,以带动传动杆组件移动进而驱动转动架转动,转动架转动时可驱动截流板启闭进气孔一和调节进气孔一的进气开度大小;压缩机工作功率较小时,感应活塞两侧气压差也较小,此时截流板开启进气孔一的开度较小;随着压缩机工作功率的增大,截流板开启进气孔一的开度随之逐渐增大;压缩机停机时,加热腔负压消失,复位弹簧推动感应活塞复位,此时截流板完全封堵进气孔一,从而可防止外部的杂质或虫进入壳体内造成设备故障,增加了设备运行的安全性和可靠性。

33、作为上述技术方案的进一步改进,所述截流板转动且密封贴合在所述壳体一端;所述截流板上开设有转动时可与所述进气孔一重叠连通的进气孔二。

34、上述技术方案的有益效果是:截流板转动时,进气孔二与进气孔一的重叠面积大小决定了进气腔的进气开度大小;进气孔二与进气孔一完全错开时,截流板内侧壁封堵在进气孔一处可达到封闭进气通道的效果。

35、作为上述技术方案的进一步改进,所述缸体贯穿所述壳体周壁且沿所述壳体径向布置;

36、所述传动杆组件包括活塞杆和限位杆;所述活塞杆一端垂直固定在所述感应活塞上,所述活塞杆另一端自所述缸体另一端口伸出至所述壳体外部;所述限位杆一端固定在所述活塞杆另一端;所述转动架另一端面开设有与所述壳体径向具有倾斜角度的斜滑槽;所述限位杆另一端滑动连接在所述斜滑槽中,以在所述活塞杆伸缩驱动下沿所述斜滑槽长度方向滑动,进而驱动所述转动架转动。

37、上述技术方案的有益效果是:感应活塞在内外气压差作用下移动,进而推动活塞杆伸缩,进而驱动限位杆沿壳体径向滑动,在斜滑槽中沿壳体径向滑动的限位杆可对转动架施加扭矩,以达到驱动转动架转动的效果;限位杆在斜滑槽中的滑动位置限定了转动架的转动角度,进而实现了进气开度大小的自适应精确调节。

38、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具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,具有以下优点及有益效果:

39、1、本发明通过在压缩机机身上安装加热器一和散热扇,以及在压力表上安装加热器二,可配合温度传感器以及上位机同时使用,从而能实现温度的负反馈控制;即一方面能保证在低温环境下将压缩机与压力表快速升温,另一方面也能在高温环境下进行压缩机可靠散热,从而保证了地面气源装置的工作稳定性,延长了使用寿命。

40、2、本发明通过设置进气增温机构,当气温较低时,可对压缩机吸入的气体进行预加热,从而利用加热后的高温气体对压缩机的压缩腔以及储气罐、压力表进行热传递加热,从而能使得地面气源装置升温速度提升,进一步增加了工作的可靠性以及使用寿命。

41、3、本发明通过设置调节感应腔以及热膨胀介质,利用热膨胀介质对吸入气体的温度进行感知,从而对环境温度感知,再利用热膨胀介质的膨胀力作为驱动力,驱动电极触头滑动,配合电极触头与环形电阻组件组成的电路结构,其能实现根据进气温度的高低自适应调节加热器一、加热器二、加热器三和加热器四的加热功率;并在进气温度达到阈值后可自动断开加热器一、加热器二、加热器三和加热器四;无需设置传感器检测外界大气温度,也无需设置上位机进行进气温度的控制,即可达到温度感应、启停与功率控制的一体化集成效果。

42、4、本发明通过将热膨胀介质设置为二氧化氮和四氧化二氮的混合物,利用温度变化时热膨胀介质的化学平衡移动特点,能使得热膨胀介质对温度变化的反应更加灵敏,从而使得加热控制的灵敏度和精确度得到提高。

43、5、本发明通过在转动架一端设置截流板,其一方面能利用截流板的进气孔二与壳体的进气孔一重叠面积大小对进气孔一的进气开度大小进行控制,另一方面还能使得装置停机时将进气腔封闭,从而可防止外部的杂质或虫进入进气腔内对装置造成损坏,增加了装置运行的安全性和可靠性。

44、6、本发明在控制截流板的进气孔二与壳体的进气孔一重叠面积大小的基础上,通过设置限位杆、斜滑槽以及缸体、感应活塞等部件,利用了加热腔内负压与压缩机启动功率相关的特点,从而一方面实现了进气腔的进气孔一的开度大小可随压缩机启动功率变化而进行自适应调节的功能,另一方面也实现了停机时对进气腔的进气孔一进行封闭的完全自动化控制。


技术特征:

1.一种具有自适应多点加热功能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所述一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,还包括安装在所述储气罐(1)上的压力表(4),所述压力表(4)通过管路连通所述连接管(21),以检测气压;所述压力表(4)上安装有用于增温的加热器二;

3.根据权利要求2所述一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述进气增温机构(3)包括壳体(31)以及安装于所述壳体(31)一侧的连接头(32);

4.根据权利要求3所述一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述壳体(31)为圆柱形,其内部垂直轴向固定有分隔板(316),以在对应所述分隔板(316)的一侧分隔形成所述加热腔(313);所述壳体(31)内对应所述分隔板(316)的另一侧同轴布置有分隔圆筒(317),所述分隔圆筒(317)一端与所述分隔板(316)密封固定,另一端与所述壳体(31)内端壁密封固定,以在所述壳体(31)内对应所述分隔圆筒(317)外周侧分隔形成环形的所述进气腔(311),以在所述分隔圆筒(317)内部形成所述调节感应腔(312);

5.根据权利要求4所述一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述温度检测控制机构(36)包括活塞板(361)、环形电阻组件(362)、弹性件(363)和电极触头(364);所述活塞板(361)密封且滑动套设在所述主进气管(3141)上,且其外周壁与所述分隔圆筒(317)内周壁密封滑动连接;所述进气支管(3142)位于所述活塞板(361)一侧;所述分隔圆筒(317)内对应所述活塞板(361)一侧充装有热膨胀介质,所述热膨胀介质自所述主进气管(3141)和所述进气支管(3142)吸热升温膨胀时可驱动所述活塞板(361)移动;所述弹性件(363)设置在所述活塞板(361)另一侧,以在所述热膨胀介质降温时推动所述活塞板(361)复位;

6.根据权利要求5所述一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述热膨胀介质为二氧化氮与四氧化二氮的混合气体。

7.根据权利要求5所述一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述壳体(31)内端壁对应所述主进气管(3141)的出气口固定有锥形导流柱(33);多个所述加热管道(315)沿所述锥形导流柱(33)周向均布;所述加热器三(34)呈锥台形筒状,罩扣在所述锥形导流柱(33)外周侧;所述加热器三(34)内周壁与所述锥形导流柱(33)外周壁之间限定出衔接所述主进气管(3141)的出气口与多个所述加热管道(315)的进气口的导流通道(341)。

8.根据权利要求7所述一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述进气增温机构(3)还包括进气截流机构(37);

9.根据权利要求8所述一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述截流板(3711)转动且密封贴合在所述壳体(31)一端;所述截流板(3711)上开设有转动时可与所述进气孔一(3111)重叠连通的进气孔二(3711a)。

10.根据权利要求8所述一种具有自适应多点加热功能的飞机排水用地面气源装置,其特征在于,所述缸体(372)贯穿所述壳体(31)周壁且沿所述壳体(31)径向布置;


技术总结
本发明公开了一种具有自适应多点加热功能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,包括储气罐,压缩机,压缩机安装在储气罐上;压缩机的出气口通过连接管连通储气罐进气口以充装压缩空气;压缩机的机身上安装有用于机身增温的加热器一和用于机身降温的散热扇,以调控压缩机的机身温度;进气增温机构;进气增温机构的进气口连通外部大气,其出气口连通压缩机的进气口,以调控压缩机的进气温度;进气增温机构电连接加热器一,以根据进气温度调控加热器一的加热功率。本发明能够根据进气温度进行自适应多点加热调节气源装置的工作温度,以保障地面气源装置可在低温环境下正常工作,提高地面气源装置的使用寿命。

技术研发人员:肖莹,刘志军,李玮,李中祥,陈士龙,骆佳坤,崔鸿昊
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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