CN106523916A - 一种大流量液体介质组合供应系统 - Google Patents

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李陆昊
陈聪
杜彬
邹伟龙
贺宏
侯健
鱼凡超
罗军
李谦
刘永伟
翟文化
黄立环
李宗昌
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Abstract

本发明属于航空、航天发动机试验技术领域，具体涉及一种大流量液体介质组合供应系统。该系统包括增压单元、贮存单元以及供应单元；增压单元与贮存单元连通用于对贮存单元进行增压；贮存单元用于对介质进行贮存；贮存单元与供应单元连通用于给多台终端提供介质；其改进之处是：供应单元由两路以上的分支管路组成；每两个分支管路之间连接管路的长度一致，每个分支管路长度一致。该系统可对多台同时工作的终端进行组合供应，保证多台终端同时工作时每台终端的流量及压力稳定，确保每一台终端工况能达到额定工况要求。

Description

一种大流量液体介质组合供应系统
技术领域
本发明属于航空、航天发动机试验技术领域，具体涉及一种大流量液体介质组合供应系统。
背景技术
目前，液体流体供应系统当中，当需要对系统末端多台终端同时进行供应时，存在多台终端流量不统一，压力不稳定的问题，该问题最终会造成多台终端同时工作时，工况差异较大，甚至部分终端无法达到额定的工况要求。
现有供应系统目前在对多台相同设备同时供应介质时，管路分支的设置跟随设备位置设置，其管路设置长度并未设置成相同的间隔及分支长度，未在各分支末端设置压力测量传感器，以及在系统的增压部分直接增压，没有压力闭环调节装置。现有的供应系统在工作过程中，其增压单元通过气源直接对介质贮存单元进行增压，在末端设备的工作过程中，随着末端设备工况的变化，其增压系统无法根据末端设备的工况自动调节供应压力，仅能通过人工控制增压单元的气动阀门进行调节。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种可对多台同时工作的终端进行组合供应，保证多台终端同时工作时每台终端的流量及压力稳定，确保每一台终端工况能达到额定工况要求的大流量液体介质组合供应系统。
本发明的具体技术方案是：
本发明提供了一种大流量液体介质组合供应系统，包括增压单元、贮存单元以及供应单元；
增压单元与贮存单元连通用于对贮存单元进行增压；贮存单元用于对介质进行贮存；贮存单元与供应单元连通用于给多台终端提供介质；
其改进之处是：供应单元由两路以上的分支管路组成；每两个分支管路之间连接管路的长度一致，每个分支管路长度一致。
上述增压单元包括压力闭环调节装置、第一气动阀门、第二气动阀门以及增压管路；增压管路的入口与增压气源连通，出口与贮存单元连通；增压管路上按照增压管路入口至出口的方向依次连接第一气动阀门、压力闭环调节装置以及第二气动阀门；压力闭环调节装置包括并联的多个调节管路；调节管路上依次连接有电磁阀、压力测量传感器、孔板。
上述贮存单元包括贮存容器、第三气动阀门以及排空管路；贮存容器的入口与增压单元连通，出口通过第三气动阀门与供应单元连通；贮存容器通过排空管路与大气连通，排空管路上安装安全阀；贮存容器上还安装有液位计。
上述分支管路上按照介质的流向依次安装第四气动阀门、流量计、压力测量传感器。
本发明的优点在于：
1、本发明采用的供应单元由两路以上的分支管路组成；每两个分支管路之间连接管路的长度一致，每个分支管路长度一致，实现了各分支管路流量平均分配，达到各分支管路末端压力流量均衡。
2、本发明采用压力闭环调节装置和压力测量传感器实现了各分支管路压力的自动调节，在终端设备压力波动的情况下，可以随波动自动调整系统压力，达到稳定末端压力的目的。
附图说明
图1为本发明的系统结构简图。
1-增压单元、2-贮存单元、3-供应单元、4-终端、5-分支管路、6-压力闭环调节装置、7-气动阀门、8-增压管路、9-第一气动阀门、10-第二气动阀门、11-调节管路、12-电磁阀、13-压力测量传感器、14-孔板、15-贮存容器、16-第三气动阀门、17-排空管路、18-安全阀、19-第四气动阀门、20-流量计。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种大流量液体介质组合供应系统，
包括增压单元1、贮存单元2以及供应单元3；
增压单元1与贮存单元2连通用于对贮存单元进行增压；贮存单元2用于对介质进行贮存；贮存单元2与供应单元3连通用于给多台终端4提供介质；
供应单元3由两路以上的分支管路5组成；每两个分支管路5之间连接管路的长度一致，每个分支管路5长度一致。
具体来说，增压单元1包括压力闭环调节装置6、第一气动阀门9、第二气动阀门10以及增压管路8；增压管路8的入口与增压气源连通，出口与贮存单元2连通；增压管路8上按照增压管路入口至出口的方向依次连接第一气动阀门9、压力闭环调节装置6以及第二气动阀门10；压力闭环调节装置6包括并联的多个调节管路11；调节管路11上依次连接有电磁阀12、压力测量传感器13、孔板14。
贮存单元2包括贮存容器15、第三气动阀门16以及排空管路17；贮存容器15的入口与增压单元1连通，出口通过第三气动阀门16与供应单元3连通；贮存容器15通过排空管路17与大气连通，排空管路17上安装安全阀18；贮存容器上还安装有液位计。
分支管路5上按照介质的流向依次安装第四气动阀门19、流量计20、压力测量传感器21。
接下来以酒精作为液体介质对该组合供应系统作进一步进行说明，增压单元使用氮气气源作为增压气源，贮存单元采用6.3MPa，35立方米酒精容器作为主贮存设备，增压单元、贮存单元以及供应单元中所使用的阀门及连接管路均按6.3MPa作为设计压力设置，供应单元的各个分支管路之间的间隔及各个分支管路的长度按等长设计。
贮存单元在设备工作前已经贮存了不超过容器容积80％的酒精，其后打开贮存单元出口的第三气动阀门及各个分支管路上的第四气动阀门，使酒精填充至各个分支管路的终端设备入口前。
填充完成后，按终端设备的不同工况需求，通过增压单元的压力闭环调节装置对贮存容器进行预增压，使其达到工作压力要求。
预增压完成后，打开供应单元出口的第三气动阀门，系统开始给各个终端设备供应酒精。
介质的各分支管路分配主要反映指标为各分支管路路流量级压力是否相近，通过试验，对容器采用增压方式对多台终端设备供应介质时，当其分支管路设置间隔及长度相同时，其各分支流量数据基本相同，因此，本套系统在对各支路分配流量过程中仅需对支路末端压力进行控制，此时，依靠压力闭环装置对压力进行调节即可。
在供应过程中，各个分支管路上的压力测量传感器不断采集各分支管路的压力数据，将压力数据反馈给压力闭环装置，压力闭环装置通过控制电磁阀的数量和控制孔板的开合大小(流通面积)控制增压气流量，达到对终端设备压力进行控制的目的，形成对终端压力的自动调节，避免终端工况波动的情况下导致压力不稳，达到了多支路同时分配相同压力流量的要求。
实际工作中，终端正常工况下时入口为P1；当终端工况开始波动，压力测量传感器测得压力值为P2；当P2>P1,关闭压力闭环调节装置，终端的压力逐渐下降到达正常工况；当P2<P1,开启一路压力闭环调节装置中的电磁阀对系统进行增压；需要说明的是：当压力闭环调节装置为多个时，需要根据增压气流量的大小决定开启的压力闭环调节装置中电磁阀的数量；当P2＝P1时，压力闭环调节装置停止工作，当工况波动时，其工作循环以上过程。
为保证系统终端入口压力平稳(即压力测量传感器在终端工作过程中采集的压力值随时间成一条水平线)，需要调节压力闭环调节装置中孔板的流通面积，其孔板流通面积的计算公式如下。
m---------增压气流量，kg/s
A---------孔板流通面积，mm2
P---------孔板入口压力(绝压)，MPa
T---------孔板入口温度，K
C---------流量系数，
R---------气体常数，
M---------气体分子质量，
在系统设计过程中，根据终端工况要求，m(增压气流量)已确定，P为气源压力，T为系统工作过程中温度，从而根据公式可计算出孔板流通面积A，即可加工相应孔板。当终端工况变化较大时，根据新的m值计算孔板大小并进行更换，即可满足新的工作要求。

Claims (4)

1.一种大流量液体介质组合供应系统，包括增压单元、贮存单元以及供应单元；
增压单元与贮存单元连通用于对贮存单元进行增压；贮存单元用于对介质进行贮存；贮存单元与供应单元连通用于给多台终端提供介质；
其特征在于：供应单元由两路以上的分支管路组成；每两个分支管路之间连接管路的长度一致，每个分支管路长度一致。
2.根据权利要求1所述的大流量液体介质组合供应系统，其特征在于：所述增压单元包括压力闭环调节装置、第一气动阀门、第二气动阀门以及增压管路；增压管路的入口与增压气源连通，出口与贮存单元连通；增压管路上按照增压管路入口至出口的方向依次连接第一气动阀门、压力闭环调节装置以及第二气动阀门；压力闭环调节装置包括并联的多个调节管路；调节管路上依次连接有电磁阀、压力测量传感器、孔板。
3.根据权利要求1所述的大流量液体介质组合供应系统，其特征在于：所述贮存单元包括贮存容器、第三气动阀门以及排空管路；贮存容器的入口与增压单元连通，出口通过第三气动阀门与供应单元连通；贮存容器通过排空管路与大气连通，排空管路上安装安全阀；贮存容器上还安装有液位计。
4.根据权利要求1所述的大流量液体介质组合供应系统，其特征在于：所述分支管路上按照介质的流向依次安装第四气动阀门、流量计、压力测量传感器。
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