CN105644790A - 一种飞行器设备舱冷却系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种飞行器设备舱冷却系统，包括：氮气瓶、电磁阀、减压阀、温度传感器、控制器、热释放阀、安全阀、设备、设备舱、系统管路、低温氮气入口，其中：设备设置于设备舱内部，设备舱底部设有低温氮气入口，有利于提高热交换效果，设备舱中部设有安全阀，温度传感器和热释放阀均设于设备舱的顶部，氮气瓶、电磁阀、减压阀和低温氮气入口通过系统管路依次连接，电磁阀、温度传感器和热释放阀均与控制器电连接，结构简单，便于实施，成本低。
Description
技术领域
本发明属于飞行器温度控制技术领域，特别是涉及一种飞行器设备舱冷却系统。
背景技术
飞行器上电子设备安装在设备舱中，设备通电工作后，产生的热量向外部散发造成舱内不断升温，另外，对于高超音速飞行的飞行器，气动加热可使其蒙皮温度急剧上升，高温向飞行器内部传递时,其内部温度剧烈升高，环境温度的升高，对电子设备工作产生不利影响，轻者性能降低，重者产品失效。为此，需要采取适当的措施对电子设备舱内的温度进行控制。
目前,常用的飞行器设备舱降温的方法有两种，第一种是引发动机高压气体，经降温再由制冷涡轮膨胀做功后，输出低温气体，将其引入设备舱吸收周围热量，实现降温的目的。但是这种方法一般使用在低速飞行器上，且需有发动机引气，温控系统需要散热器、制冷涡轮等装置，结构复杂、重量重、成本较高。第二种是在发热设备周围设置冷板，冷板中通入燃油或专用冷却液，利用燃油或专用冷却液流动将设备热量带走。这种方法需要有燃油或冷却液循环系统、设备定制冷板等，而且系统也相对复杂，特别是无法解决高超音速飞行器气动加热，外界高温向设备舱内部传递而使其温度升高问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述的不足和缺陷，提供一种飞行器设备舱冷却系统，使得飞行器机载设备能够在良好的环境下可靠稳定的工作。
本发明的技术方案是：
一种飞行器设备舱冷却系统，包括：氮气瓶、电磁阀、减压阀、温度传感器、控制器、热释放阀、安全阀、设备、设备舱、系统管路、低温氮气入口，其中：设备设置于设备舱内部，设备舱底部设有低温氮气入口，有利于提高热交换效果，设备舱中部设有安全阀，温度传感器和热释放阀均设于设备舱的顶部，氮气瓶、电磁阀、减压阀和低温氮气入口通过系统管路依次连接，电磁阀、温度传感器和热释放阀均与控制器电连接，结构简单，便于实施，成本低。
一种飞行器设备舱冷却系统，其中：系统管路的材料为30CrMnSi，具有很高的强度和韧性，淬透性较高，适用于高负荷、高速的飞行器，系统管路的内径为6mm。
一种飞行器设备舱冷却系统，其中：氮气瓶的储气压力为30MPa，能快速降低温度，安全阀的整定压力为15KPa，使得系统安全可靠。一种飞行器设备舱冷却系统，其中：减压阀进口压力等于氮气瓶出口压力，减压阀的出口压力小于等于10KPa。
一种飞行器设备舱冷却系统，其中：热释放阀的流量小于减压阀的流量。
一种飞行器设备舱冷却系统的冷却方法，其中：
A、氮气瓶中储存有高压氮气，当设备运转产生热量，设备舱温度升高时，温度传感器感知并发送信号至控制器，控制器控制电磁阀通电打开，氮气瓶中储存的高压氮气流出，经减压阀减压后气体压力下降，温度降低，低温氮气经系统管路进入设备舱；
B、当设备舱内被氮气充满，压力高于外界10KPa时，减压阀自动关闭，氮气瓶停止输出气体；
C、充入设备舱的低温氮气与设备舱中设备及外界传入热量进行热交换，当设备舱内温度升高到预定值时，温度传感器感知并发送信号至控制器，控制器控制热释放阀开启，将高温氮气放出机外；
D、放气造成设备舱压力降低，于是减压阀再次自动开启，氮气瓶中高压氮气再次输出，经减压阀减压后的低温氮气通过系统管路进入设备舱进行补充，当设备舱因低温氮气补充进入而温度将低时，温度传感器感知并发送信号至控制器，控制器控制热释放阀关闭，随后当设备舱中压力到达高于外界10KPa时，减压阀再次自动关闭，设备舱中热量再次与低温氮气进行热交换；
E、当减压阀因故障而失效时，设备舱压力大于15KPa时，安全阀开启将超压氮气排入大气，以防设备舱内的设备因超压损坏。
本发明的有益效果：飞行器设备舱为防尘、水及热量进入，密封性良好，本发明充分利用这一特点，使用氮气填充设备舱，保证舱内惰性的环境，减少外界高温热量的传入，同时，由于氮气的绝热膨胀吸热，可快速有效地降低舱内的环境温度，结构简单、便于实施且成本低，自动化程度高，氮气得到充分利用，温度控制效果良好，安全可靠。
附图说明
图1为本发明一种飞行器设备舱冷却系统结构示意图
附图标记：氮气瓶1、电磁阀2、减压阀3、温度传感器4、控制器5、热释放阀6、安全阀7、设备8、设备舱9、系统管路10、低温氮气入口11。
具体实施方式
实施例1、一种飞行器设备舱冷却系统，包括：氮气瓶1、电磁阀2、减压阀3、温度传感器4、控制器5、热释放阀6、安全阀7、设备8、设备舱9、系统管路10、低温氮气入口11，其中：设备8设置于设备舱9内部，设备舱9底部设有低温氮气入口11，有利于提高热交换效果，设备舱9中部设有安全阀7，温度传感器4和热释放阀6均设于设备舱9的顶部，氮气瓶1、电磁阀2、减压阀3和低温氮气入口11通过系统管路10依次连接，电磁阀2、温度传感器4和热释放阀6均与控制器5电连接，结构简单，便于实施，成本低。
实施例2、一种飞行器设备舱冷却系统，其中：系统管路10的材料为30CrMnSi，具有很高的强度和韧性，淬透性较高，适用于高负荷、高速的飞行器，系统管路10的内径为6mm。其余同实施例1。
实施例3、一种飞行器设备舱冷却系统，其中：氮气瓶1的储气压力为30MPa，能快速降低温度，安全阀7的整定压力为15KPa，使得系统安全可靠。其余同实施例1。
实施例4、一种飞行器设备舱冷却系统，其中：减压阀3进口压力等于氮气瓶1出口压力，减压阀3的出口压力小于等于10KPa。其余同实施例1。
实施例5、一种飞行器设备舱冷却系统，其中：热释放阀6的流量小于减压阀3的流量。其余同实施例1。
实施例6、一种飞行器设备舱冷却系统的冷却方法，其中：
A、氮气瓶1中储存有高压氮气，当设备8运转产生热量，设备舱9温度升高时，温度传感器4感知并发送信号至控制器5，控制器5控制电磁阀2通电打开，氮气瓶1中储存的高压氮气流出，经减压阀3减压后气体压力下降，温度降低，低温氮气经系统管路10进入设备舱9；
B、当设备舱9内被氮气充满，压力高于外界10KPa时，减压阀3自动关闭，氮气瓶1停止输出气体；
C、充入设备舱9的低温氮气与设备舱9中设备8及外界传入热量进行热交换，当设备舱9内温度升高到预定值时，温度传感器4感知并发送信号至控制器5，控制器5控制热释放阀6开启，将高温氮气放出机外；
D、放气造成设备舱9压力降低，于是减压阀3再次自动开启，氮气瓶1中高压氮气再次输出，经减压阀3减压后的低温氮气通过系统管路10进入设备舱9进行补充，当设备舱9因低温氮气补充进入而温度将低时，温度传感器4感知并发送信号至控制器5，控制器5控制热释放阀6关闭，随后当设备舱9中压力到达高于外界10KPa时，减压阀3再次自动关闭，设备舱9中热量再次与低温氮气进行热交换；
E、当减压阀3因故障而失效时，设备舱9压力大于15KPa时，安全阀7开启将超压氮气排入大气，以防设备舱9内的设备8因超压损坏。其余同实施例1-5中的任意一项。
Claims (6)
1.一种飞行器设备舱冷却系统，包括：氮气瓶（1）、电磁阀（2）、减压阀（3）、温度传感器（4）、控制器（5）、热释放阀（6）、安全阀（7）、设备（8）、设备舱（9）、系统管路（10）、低温氮气入口（11），其特征在于：设备（8）设置于设备舱（9）内部，设备舱（9）底部设有低温氮气入口（11），设备舱（9）中部设有安全阀（7），温度传感器（4）和热释放阀（6）均设于设备舱（9）的顶部，氮气瓶（1）、电磁阀（2）、减压阀（3）和低温氮气入口（11）通过系统管路（10）依次连接，电磁阀（2）、温度传感器（4）和热释放阀（6）均与控制器（5）电连接。
2.根据权利要求1所述的一种飞行器设备舱冷却系统，其特征在于：系统管路（10）的材料为30CrMnSi，系统管路（10）的内径为6mm。
3.根据权利要求1所述的一种飞行器设备舱冷却系统，其特征在于：氮气瓶（1）的储气压力为30MPa，安全阀（7）的整定压力为15KPa。
4.根据权利要求1所述的一种飞行器设备舱冷却系统，其特征在于：减压阀（3）进口压力等于氮气瓶（1）出口压力，减压阀（3）的出口压力小于等于10KPa。
5.根据权利要求1所述的一种飞行器设备舱冷却系统，其特征在于：热释放阀（6）的流量小于减压阀（3）的流量。
6.一种飞行器设备舱冷却系统的冷却方法，其特征在于：
A、氮气瓶（1）中储存有高压氮气，当设备（8）运转产生热量，设备舱（9）温度升高时，温度传感器（4）感知并发送信号至控制器（5），控制器（5）控制电磁阀（2）通电打开，氮气瓶（1）中储存的高压氮气流出，经减压阀（3）减压后气体压力下降，温度降低，低温氮气经系统管路（10）进入设备舱（9）；
B、当设备舱（9）内被氮气充满，压力高于外界10KPa时，减压阀（3）自动关闭，氮气瓶（1）停止输出气体；
C、充入设备舱（9）的低温氮气与设备舱（9）中设备（8）及外界传入热量进行热交换，当设备舱（9）内温度升高到预定值时，温度传感器（4）感知并发送信号至控制器（5），控制器（5）控制热释放阀（6）开启，将高温氮气放出机外；
D、放气造成设备舱（9）压力降低，于是减压阀（3）再次自动开启，氮气瓶（1）中高压氮气再次输出，经减压阀（3）减压后的低温氮气通过系统管路（10）进入设备舱（9）进行补充，当设备舱（9）因低温氮气补充进入而温度将低时，温度传感器（4）感知并发送信号至控制器（5），控制器（5）控制热释放阀（6）关闭，随后当设备舱（9）中压力到达高于外界10KPa时，减压阀（3）再次自动关闭，设备舱（9）中热量再次与低温氮气进行热交换；
E、当减压阀（3）因故障而失效时，设备舱（9）压力大于15KPa时，安全阀（7）开启将超压氮气排入大气，以防设备舱（9）内的设备（8）因超压损坏。
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