CN104457078A - 一种飞机发动机叶片冻结冰制取系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞机发动机叶片冻结冰制取系统，属于制冰技术领域，适用于产生制造明冰。在飞机飞经单位体积内过冷水滴多而大、过冷却程度较小云层时，飞机机翼及螺旋桨前端经常会产生一种能够快速发展切强度较大的冰体，该种冰体对飞机飞行具有较大危害。冻结冰系统主要由液态水雾化装置、制冷系统及框架等构成，液态水雾化装置与制冷系统分别固定在框架上，液态水雾化系统包括气泵、分流阀、减压阀、空气雾化喷嘴等部件。该系统能够通过低温环境将雾化后的液态水颗粒急速冷却生成颗粒状冰。本发明能够通过控制环境温度制成不同降温过程的冻结冰，同时通过改变喷射速率及喷嘴类型制成不同压力条件、液滴粒径的冻结冰。

Description

一种飞机发动机叶片冻结冰制取系统

技术领域

本发明属于制冰技术领域，涉及一种飞机发动机叶片冻结冰制取系统，具体涉及在其他材料表面制取整块具有特殊状态冰，特别涉及到水汽喷射方法。

背景技术

近年来，随着我国航空技术的不断发展，在技术领域逐渐完善与独立，其中高空低温环境下飞机机翼及叶片表面形成的冰对其飞行稳定性及安全性的影响得到了越来越多的关注。目前国内的研究主要依托冰风洞实验室来完成，具有针对性的实验处于相对空白的状态。

发明内容

本发明提供了一种飞机发动机叶片冻结冰制取系统，空气雾化喷嘴将空气与液态水混合后以一定压力喷出微米级的雾化液滴水汽，水汽从3℃环境内喷射至低温环境中，由于液滴颗粒较小且为离散分布，因此在降落至附着面的过程中急速降温冷却生成颗粒结构的冰晶，在航天等领域也称之为明冰。本装置还实现了通过控制喷射时间能够控制形成的颗粒冰厚度；通过更换喷嘴型号控制液滴粒径从而生成不同颗粒结构的冰体；通过改变输入气体与液体的压力生成不同压力下所产生的颗粒冰。

一种飞机发动机叶片冻结冰制取系统，包括液态水雾化装置、制冷装置和框架；液态水雾化装置、制冷系统分别固定在框架上；

液态水雾化装置包括空气雾化喷嘴、气泵、密封压力罐、空气净化器、电阻丝加热器、三通和减压阀；气泵提供气压，经过三通后分为两股气流，通过减压阀形成恒定的压力的两股气流，一股连入密封压力罐的进气口，另一股连入空气净化器；密封压力罐上有一个进气口与一个出水口，其内部承装液态水，进气口接收气泵输入的气流，在密封压力罐内部形成高压，在压力作用下液态水由出水口流出；空气净化器有一个进气口与一个出气口，进气口接收气泵输入的气流，经过内部的液态水净化后由出气口流出；密封压力罐的出水口输出的液态水与空气净化器出气口输出的清洁空气分别通入空气雾化喷嘴，由空气雾化喷嘴处喷射出雾化水滴；电阻丝加热器与空气雾化喷嘴相联接，控制喷雾输出时出口出温度以防止喷嘴处水滴凝固形成的阻塞；

制冷装置包括一号压缩机、二号压缩机、一级冷藏室、二级冷藏室、一号温度传感器及二号温度传感器；一号压缩机放置于一级冷藏室外部将室外空气压缩制冷后输入一级冷藏室；一级冷藏室内部放置二号压缩机、一号温度传感器、气泵、密封压力罐、空气净化器、三通和减压阀位；一号温度传感器与一号压缩机相连接，以控制一级冷藏室内保持稳定的温度；气泵置于一级冷藏室内避免其工作时产生较大热量影响温度；一号温度传感器置于一级冷藏室内部以控制室内保持相对稳定的温度；二号压缩机将一级冷藏室内部空气再降温后输入至二级冷藏室；二级冷藏室内安置有空气雾化喷嘴，为雾化后的水汽提供与实际情况相同的温度环境；二号压缩机与二号温度传感器相连接，二号温度传感器位于二级冷藏室内以控制室内保持行对稳定的温度。

本发明的技术特点有：

1、本发明能够生成颗粒结构的冰晶，进而制取特殊状态冻结冰。

2、本发明通过调节一、二级冷藏室的温度能制造不同降温过程的冻结冰。

3、本发明通过更换空气雾化喷嘴型号能够制造不同液滴粒径的冻结冰。

4、本发明通过改变喷射压力能够制造不同喷射速率的冻结冰。

5、本发明通过控制喷射时间能够制造不同厚度的冻结冰。

本发明的效果和益处：可以模拟飞机高空飞行所形成明冰，进而研究其力学性能，为飞机安全性设计提供必要参数。

附图说明

附图为本发明颗粒冰制造系统的结构示意图。

图中：1气泵；2空气净化器；3密封压力罐；4减压阀；5三通；6一级冷藏室；7二级冷藏室；8一号温度传感器；9二号温度传感器；10一号压缩机；11二号压缩机；12操作台；13空气雾化喷嘴；14电阻丝加热器。

具体实施方式

下面结合附图和技术方案进一步说明本发明的具体实施方式。

附图中，本发明由气泵1产生一定压力的气体经管道输入固定在一级冷藏室6的三通5，三通将气体分成等压力的两股气流经过减压阀4后形成具有稳定压力的气流分别通入净化器2与密封压力罐3，密封压力罐中的液态水与净化后的空气以相同压力通入安装在二级冷藏室内7的空气雾化喷嘴13，最终完成对液态水的雾化过程。

附图中，本发明由一号压缩机10将环境空气进行初次降温后通入一级冷藏室6内，一级冷藏室为密封压力罐3内部的水源提供低温环境，二级压缩机11将一级冷藏室内部的空气进行再次降温后通入二级冷藏室7内，为喷出的雾化液滴提供低温环境冷凝成颗粒结构的冰体。

附图中，本发明由一号温度传感器8为一号压缩机10反馈一级冷藏室6内部的温度情况并决定是否启动一号压缩机，由二号温度传感器9为二号压缩机11反馈二级冷藏室7内部的温度情况并决定是否启动二号压缩机。

附图中，本发明由14电阻丝加热器为空气雾化喷嘴13提供加热作用，能够有效避免制冰过程中喷嘴的阻塞现象。

Claims (1)

1.一种飞机发动机叶片冻结冰制取系统，其特征在于，该飞机发动机叶片冻结冰制取系统包括液态水雾化装置、制冷装置和框架；液态水雾化装置、制冷系统分别固定在框架上；

液态水雾化装置包括空气雾化喷嘴、气泵、密封压力罐、空气净化器、电阻丝加热器、三通和减压阀；气泵提供气压，经过三通后分为两股气流，通过减压阀形成恒定压力的两股气流，一股连入密封压力罐的进气口，另一股连入空气净化器；密封压力罐有一个进气口与一个出水口，其内部承装液态水，进气口接收气泵输入的气流，在密封压力罐内部形成高压，压力作用下液态水由出水口流出；空气净化器有一个进气口与一个出气口，进气口接收气泵输入的气流，经过内部的液态水净化后由出气口流出；密封压力罐的出水口输出的液态水与空气净化器出气口输出的气体分别通入空气雾化喷嘴，由空气雾化喷嘴处喷射出雾化水滴；电阻丝加热器与空气雾化喷嘴相联接，控制喷雾输出时出口出温度以防止喷嘴处水滴凝固形成的阻塞；

制冷装置包括一号压缩机、二号压缩机、一级冷藏室、二级冷藏室、一号温度传感器及二号温度传感器；一号压缩机放置于一级冷藏室外部将室外空气压缩制冷后输入一级冷藏室；一级冷藏室内部放置二号压缩机、一号温度传感器、气泵、密封压力罐、空气净化器、三通和减压阀位；一号温度传感器与一号压缩机相连接，以控制一级冷藏室内保持稳定的温度；二号压缩机将一级冷藏室内部空气再降温后输入至二级冷藏室；二级冷藏室内安置有空气雾化喷嘴，为雾化后的水汽提供与实际情况相同的温度环境；二号压缩机与二号温度传感器相连接，二号温度传感器位于二级冷藏室内以控制室内保持行对稳定的温度。