CN105570098B - 一种航空用机载小型液压压气机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种航空用机载小型液压压气机，包括以机身组件为安装平台的电机组件、液压增压系统、动密封组件、一级膜腔组件、二级膜腔组件、三级膜腔组件、集油腔、调压阀、单向阀A、单向阀B和换向阀，上述各组件集成于统一的机身组件上，通过机身组件实现各功能元件的互通和传递。本发明的极限总压比高达875，结构为三级压缩隔膜式，既具有普通液压压气机直接液压增压的特点，又保留了隔膜式压气机洁净度高的优点。本发明特点是结构紧凑、重量轻、低功耗、易维护、性能稳定、可靠性高。

Description

一种航空用机载小型液压压气机
技术领域
本发明涉及一种压气机，特别是应用于机载的小型化、长寿命、低重量、易维护的高压比自然吸气式压气机。
技术背景.
提高空气压力，提供航空辅助动力系统应急气源，实现应急动力系统启动，同时可为座舱增压提供气源，因此航空辅助动力系统和供气系统需要配备压气机。
为了满足军事及民航发展的需要，飞行器动力装置的推重比等性能要求越来越高，用更少级数、更高的负荷及效率、更轻的质量及结构紧凑的压气机是目前的主要发展趋势。航空用机载压气机常见的有两种，分别为离心式压气机和轴流式压气机，应用也比较成熟，本发明提供一种航空用机载小型液压压气机。航空用机载小型液压压气机结合了普通液压压气机和隔膜式压气机的特点，既具有普通液压压气机直接液压增压的特点、又保留了隔膜式压气机洁净度高的优点。
对于满足航空用机载小型液压压气机，设计指标提出了重量不超过30kg，外廓尺寸不超过(400×300×300)mm，排气压力不低于35MPa，总压比达到875，长寿命、性能稳定等要求。
发明内容
本发明提供了一种航空用机载小型液压压气机，基于液压压缩原理的隔膜式压气机，同时压缩比高达875，采用三级压缩方案。
本发明通过以下方案实现：一种航空用机载小型液压压气机，包括以机身组件为安装平台的电机组件、液压增压系统、动密封组件、一级膜腔组件、二级膜腔组件、三级膜腔组件、集油腔、调压阀、单向阀A、单向阀B和换向阀，其中，一级膜腔组件包括一级调压阀A、一级吸油阀A、一级吸气阀A、一级排气阀A、一级调压阀B、一级吸油阀B、一级吸气阀B和一级排气阀B，二级膜腔组件包括二级吸气阀A、二级排气阀A、二级吸气阀B和二级排气阀B，三级膜腔组件包括三级调压阀A、三级吸油阀A、三级吸气阀A、三级排气阀A、三级调压阀B、三级吸油阀B、三级吸气阀B和三级排气阀B通过机身组件实现各功能元件的互通和传递，一级膜腔组件、二级膜腔组件和三级膜腔组件的液腔部分直接通过管路相连，气腔部分低压气体依次由一级吸气阀A和一级吸气阀B吸入一级膜腔，经过压缩由一级排气阀A和一级排气阀B排出，由二级吸气阀A和二级吸气阀B吸入二级膜腔，经过压缩由二级排气阀A和二级排气阀B排出，由三级吸气阀A和三级吸气阀B吸入三级膜腔，经过压缩由三级排气阀A和三级排气阀B排出，膜腔组件的吸气阀只能进行吸气动作，排气阀只能进行排气动作，低压气体经过三级压缩后在高压排气口排出。
优选地，所述的电机组件为一体化齿轮减速无刷直流电机，并采用凸轮机构与换向阀连接，对两个液压活塞腔分别增压，实现液压活塞往复运动。
优选地，所述的液压增压系统采用飞机机载液压源。
优选地，一级膜腔组件采用了膜盒式膜片，大大缩小了一级膜腔的体积和重量。
优选地，二级膜腔组件采用了波纹膜片，在满足中等承压要求的基础上，可在较小的尺寸范围内实现中等压力的气体压缩。
优选地，三级膜腔组件采用了小尺寸平膜片，可在高压情况下可靠运行。
优选地，动密封组件设置在换向阀与电机接触端，通过多级泛塞密封圈实现液压组件中液压油与电机内气体的有效密封和隔离。
优选地，机身组件采用高强度7055喷射成型铝合金技术，可在相同的强度和刚度要求下实现重量的最优化。
由于隔膜式压气机的压缩过程接近等温压缩，压缩过程中的气体热量大部分将由液压油带走，而最终的气体温度与液压油基本相等，为保证气体的压缩效率应尽可能的将液压油保持在20～40℃的水平，而飞机液压油系统的温度为80～100℃，因此建议在压气机前设置液压油冷却器。
本发明所提供的航空用机载小型液压压气机，其系统通过电机驱动液压换向阀实现对两个液压活塞腔的分别增压，从而实现液压活塞的往复运动，而液压活塞的运动又直接驱动各级膜腔活塞的运动，进一步实现膜腔内部液压的增压动作，而膜腔的增压则直接会作用于膜腔的核心组件－膜片，通过膜片的振荡实现对膜片另一侧气体的压缩作用。换向阀的每一次往复动作意味着一级膜腔压缩气体时二级膜腔完成吸气动作，而此时三级膜片则完成排气动作，紧接着一级膜腔吸气时，二级完成压缩，三级完成吸气，不断循环往复完成气体的压缩过程。整个压气机结构紧凑、重量轻。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明采用了基于液压压缩原理的隔膜式压气机方案，结合了普通液压压气机和隔膜式压气机的特点，既具有普通液压压气机直接液压增压的特点、又保留了隔膜式压气机洁净度高的优点。
2、本发明采用了三级压缩方案，每级膜腔组件分别选取了不同的膜片方案，在满足可靠性和长寿命的基础上，尽可能减小尺寸和重量，保证了压气机的结构紧凑。
3、本发明采用了机身为平台的集成化设计方案，大大降低了所需的空间尺寸和重量。
附图说明
图1为本发明实施例压气机的系统原理图。
图2为本发明实施例压气机的膜盒式膜片示意图。
图3为本发明实施例压气机的波纹膜片示意图。
图4为本发明实施例压气机的平膜片示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了航空用机载小型液压压气机，包括以机身组件为安装平台的电机组件、液压增压系统、动密封组件、一级膜腔组件、二级膜腔组件、三级膜腔组件、集油腔13、调压阀14、单向阀A15、单向阀B16和换向阀26，其中，一级膜腔组件包括一级调压阀A1、一级吸油阀A2、一级吸气阀A3、一级排气阀A4、一级调压阀B5、一级吸油阀B6、一级吸气阀B7和一级排气阀B8，二级膜腔组件包括二级吸气阀A9、二级排气阀A10、二级吸气阀B11和二级排气阀B12，三级膜腔组件包括三级调压阀A17、三级吸油阀A18、三级吸气阀A19、三级排气阀A20、三级调压阀B21、三级吸油阀B22、三级吸气阀B23和三级排气阀B24通过机身组件实现各功能元件的互通和传递，一级膜腔组件、二级膜腔组件和三级膜腔组件的液腔部分直接通过管路相连，气腔部分低压气体依次由一级吸气阀A3和一级吸气阀B7吸入一级膜腔，经过压缩由一级排气阀A4和一级排气阀B8排出，由二级吸气阀A9和二级吸气阀B11吸入二级膜腔，经过压缩由二级排气阀A10和二级排气阀B12排出，由三级吸气阀A19和三级吸气阀B23吸入三级膜腔，经过压缩由三级排气阀A20和三级排气阀B24排出，膜腔组件的吸气阀只能进行吸气动作，排气阀只能进行排气动作，低压气体经过三级压缩后在高压排气口排出。
所述的电机组件为一体化齿轮减速无刷直流电机，并采用凸轮机构与换向阀26连接，对两个液压活塞腔分别增压，实现液压活塞往复运动。
所述的液压增压系统采用飞机机载液压源。
一级膜腔组件采用了膜盒式膜片，大大缩小了一级膜腔的体积和重量。
二级膜腔组件采用了波纹膜片，在满足中等承压要求的基础上，可在较小的尺寸范围内实现中等压力的气体压缩。
三级膜腔组件采用了小尺寸平膜片，可在高压情况下可靠运行。
动密封组件设置在换向阀26与电机25的接触端，通过多级泛塞密封圈实现液压组件中液压油与电机内气体的有效密封和隔离。
机身组件与所有其他组件的对接安装面均设计为密封形式，可确保形成完整的密封结构。机身组件、电机组件、一级膜腔组件、二级膜腔组件、三级膜腔组件等需要换热的组件均采用铝合金材料，利用内部冷却通道实现强制对流换热，提高换热效率。
该系统工作原理是：通过电机25驱动液压换向阀实现对两个液压活塞腔的分别增压，从而实现液压活塞的往复运动，而液压活塞的运动又直接驱动各级膜腔活塞的运动，进一步实现膜腔内部液压的增压动作，而膜腔的增压则直接会作用于膜腔的核心组件——膜片，通过膜片的振荡实现对膜片另一侧气体的压缩作用。换向阀26的每一次往复动作意味着一级膜腔压缩气体时二级膜腔完成吸气动作，而此时三级膜片则完成排气动作，紧接着一级膜腔吸气时，二级完成压缩，三级完成吸气，不断循环往复完成气体的压缩过程。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种航空用机载小型液压压气机，其特征在于，包括以机身组件为安装平台的电机组件、液压增压系统、动密封组件、一级膜腔组件、二级膜腔组件、三级膜腔组件、集油腔(13)、调压阀(14)、单向阀A(15)、单向阀B(16)和换向阀(26)，其中，一级膜腔组件包括一级调压阀A(1)、一级吸油阀A(2)、一级吸气阀A(3)、一级排气阀A(4)、一级调压阀B(5)、一级吸油阀B(6)、一级吸气阀B(7)和一级排气阀B(8)，二级膜腔组件包括二级吸气阀A(9)、二级排气阀A(10)、二级吸气阀B(11)和二级排气阀B(12)，三级膜腔组件包括三级调压阀A(17)、三级吸油阀A(18)、三级吸气阀A(19)、三级排气阀A(20)、三级调压阀B(21)、三级吸油阀B(22)、三级吸气阀B(23)和三级排气阀B(24)通过机身组件实现各功能元件的互通和传递，一级膜腔组件、二级膜腔组件和三级膜腔组件的液腔部分直接通过管路相连，气腔部分低压气体依次由一级吸气阀A(3)和一级吸气阀B(7)吸入一级膜腔，经过压缩由一级排气阀A(4)和一级排气阀B(8)排出，由二级吸气阀A(9)和二级吸气阀B(11)吸入二级膜腔，经过压缩由二级排气阀A(10)和二级排气阀B(12)排出，由三级吸气阀A(19)和三级吸气阀B(23)吸入三级膜腔，经过压缩由三级排气阀A(20)和三级排气阀B(24)排出，膜腔组件的吸气阀只能进行吸气动作，排气阀只能进行排气动作，低压气体经过三级压缩后在高压排气口排出。
2.根据权利要求1所述的一种航空用机载小型液压压气机，其特征在于，所述的电机组件为一体化齿轮减速无刷直流电机，利用凸轮机构与换向阀(26)连接，对两个液压活塞腔分别增压，实现液压活塞往复运动。
3.根据权利要求1所述的一种航空用机载小型液压压气机，其特征在于，所述的液压增压系统采用飞机机载的液压系统作为液压源。
4.根据权利要求1所述的一种航空用机载小型液压压气机，其特征在于，一级膜腔组件采用了膜盒式膜片。
5.根据权利要求1所述的一种航空用机载小型液压压气机，其特征在于，二级膜腔组件采用了波纹膜片。
6.根据权利要求1所述的一种航空用机载小型液压压气机，其特征在于，三级膜腔组件采用了小尺寸平膜片。
7.根据权利要求1所述的一种航空用机载小型液压压气机，其特征在于，动密封组件设置在换向阀(26)与电机(25)的接触端。
8.根据权利要求1所述的一种航空用机载小型液压压气机，其特征在于，机身组件采用高强度7055喷射成型铝合金技术。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4155542A1 (de) * 2021-09-28 2023-03-29 Kyros Hydrogen Solutions GmbH Hochdruckverdichter und system mit einem hochdruckverdichter

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106742074A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 江苏豪然喷射成形合金有限公司 超轻量化航天器推进剂贮箱
CN110107485B (zh) * 2019-06-01 2021-04-20 成都天高机电设备有限公司 一种换向阀式膜片泵系统
DE102021125046A1 (de) 2021-09-28 2023-03-30 Kyros Hydrogen Solutions GmbH Hochdruckverdichter und System mit einem Hochdruckverdichter
CN114718852A (zh) * 2022-03-17 2022-07-08 天德(威海)工业装备股份有限公司 一种氢气压缩方法及装备
CN117489573B (zh) * 2024-01-02 2024-04-05 上海羿弓氢能科技有限公司 油侧膜头装置及隔膜式压缩机
CN117489574A (zh) * 2024-01-02 2024-02-02 上海羿弓氢能科技有限公司 机头组件及液驱隔膜式压缩机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070020119A1 (en) * 2005-06-28 2007-01-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Hydraulic circuit for a transmission of a motor vehicle
CN201232620Y (zh) * 2008-05-07 2009-05-06 浙江大学 应用于爆炸性气体区域的往复压缩机无级气量调节装置
CN201794739U (zh) * 2010-07-26 2011-04-13 蔡学功 液压驱动空气压缩机
CN203308672U (zh) * 2013-06-09 2013-11-27 青岛东燃燃气设备有限公司 一种天然气液压驱动往复压缩装置
CN203548120U (zh) * 2013-11-21 2014-04-16 北京中鼎恒盛气体设备有限公司 一种维持隔膜压缩机压力平衡系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4223757C2 (de) * 1992-07-18 1995-03-09 Stihl Maschf Andreas Kraftstoffeinspritzvorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070020119A1 (en) * 2005-06-28 2007-01-25 Volkswagen Aktiengesellschaft Hydraulic circuit for a transmission of a motor vehicle
CN201232620Y (zh) * 2008-05-07 2009-05-06 浙江大学 应用于爆炸性气体区域的往复压缩机无级气量调节装置
CN201794739U (zh) * 2010-07-26 2011-04-13 蔡学功 液压驱动空气压缩机
CN203308672U (zh) * 2013-06-09 2013-11-27 青岛东燃燃气设备有限公司 一种天然气液压驱动往复压缩装置
CN203548120U (zh) * 2013-11-21 2014-04-16 北京中鼎恒盛气体设备有限公司 一种维持隔膜压缩机压力平衡系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4155542A1 (de) * 2021-09-28 2023-03-29 Kyros Hydrogen Solutions GmbH Hochdruckverdichter und system mit einem hochdruckverdichter

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