CN107421691A - 一种油箱低温气密性可靠性试验系统及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种油箱低温气密性可靠性试验系统及方法，涉及可靠性试验技术领域，该系统包括：充气试验台，用于按照预设压力输送压缩空气；气液双向对流管，以一预设角度与所述充气试验台连接，使所述压缩空气沿所述气液双向对流管向上输送；低温环境箱，用于放置试验油箱和提供低温环境，所述气液双向对流管穿透所述低温环境箱与所述试验油箱连接；所述气液双向对流管部分置于所述低温环境箱中，以使所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水后沿所述气液双向对流管向下流动；集液器，与所述气液双向对流管连接，用于收集沿所述气液双向对流管向下流动的所述冷凝水。本公开实现了压缩空气的气液分离，并提高了试验效率和试验的稳定性。

Description

一种油箱低温气密性可靠性试验系统及方法

技术领域

本公开涉及可靠性试验技术领域，尤其涉及一种油箱低温气密性可靠性试验系统及方法。

背景技术

随着社会的快速发展，飞机已经成为现代文明必不可少的交通工具，因此，需要对飞机的各个部件进行全面的检测以确保飞行安全。以飞机油箱为例，由于飞机的正常飞行高度一般高于8000米，此时舱外温度一般低于零下55℃，因此，在飞机的飞行过程中飞机油箱处在低温的环境下。在此情况下，若油箱出现燃油渗漏等故障，可能造成极大的安全隐患。因此，需要对油箱在低温环境下的气密性及耐久性进行验证。

目前，在地面环境下，常常采用低温充压试验和低温冲压疲劳试验对油箱的气密性进行考核。即，在低温环境下，将压缩空气充入油箱内，并在油箱达到预设压力时，停止向油箱中充入压缩空气。

显然，在上述方式中，由于压缩空气中的水汽在低温环境下冷凝为冷凝水后堵塞管道，进而降低了试验的成功率，且耗费了试验资源和试验时间。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种油箱低温气密性可靠性试验系统及方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开的一个方面，提供一种油箱低温气密性可靠性试验系统，包括：

充气试验台，用于按照预设压力输送压缩空气；

气液双向对流管，以一预设角度与所述充气试验台连接，使所述压缩空气沿所述气液双向对流管向上输送；

低温环境箱，用于放置试验油箱和提供低温环境，所述气液双向对流管穿透所述低温环境箱与所述试验油箱连接；

所述气液双向对流管部分置于所述低温环境箱中，以使所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水后沿所述气液双向对流管向下流动；

集液器，与所述气液双向对流管连接，用于收集沿所述气液双向对流管向下流动的所述冷凝水。

在本公开的一种示例性实施例中，所述系统还包括：

空气压缩机，与所述充气试验台连接，用于提供所述压缩空气，并将所述压缩空气输送至所述充气试验台。

在本公开的一种示例性实施例中，所述系统还包括：

进气阀，设置在所述充气试验台上，用于控制所述压缩空气进入所述气液双向对流管；

泄气阀，设置在所述充气试验台上，用于控制所述压缩空气从所述充气试验台中流出。

在本公开的一种示例性实施例中，所述预设角度为30度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述气液双向对流管分别与所述充气试验台和所述试验油箱进行气密性连接。

在本公开的一种示例性实施例中，所述气液双向对流管为直线式气液双向对流管或旋转式气液双向对流管。

在本公开的一种示例性实施例中，所述气液双向对流管的材料为石英、不锈钢、玻璃中的一种。

在本公开的一种示例性实施例中，所述低温环境箱通过空气压缩制冷的方式或可控液氮的制冷方式提供低温环境。

在本公开的一种示例性实施例中，所述空气压缩机为容积式空气压缩机、往复式空气压缩机、离心式空气压缩机中的一种。

根据本公开的一个方面，提供一种油箱低温气密性可靠性试验方法，应用于如上述任意一项所述的油箱低温气密性可靠性试验系统，包括：

通过充气试验台将压缩空气按照预设压力向气液双向对流管输送；

在所述压缩空气输送至所述气液双向对流管位于低温环境箱的部分时，所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水；

所述冷凝水沿所述气液双向对流管向下流动至集液器，冷凝后的所述压缩空气传输至试验油箱；

在所述试验油箱的压力达到所述预设压力时，所述充气试验台停止输送所述压缩空气。

本公开一种示例实施例提供的一种油箱低温气密性可靠性试验系统及方法。通过将气液双向对流管以一预设角度与所述充气试验台连接，使得所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水后沿气液双向对流管向下流入集液器，并将冷凝后的压缩空气输送至试验油箱。一方面，由于所述气液双向对流管部分置于所述低温环境箱中，以使所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水，实现了压缩空气的气液分离；另一方面，通过将气液双向对流管以一预设角度与所述充气试验台连接，使得冷凝水可以及时沿气液双向对流管向下流入集液器中，从而降低了冷凝水在气液双向对流管中的停留时间，降低了气液双向对流管堵塞的概率，确保了气液双向对流管的畅通，提高了试验效率和试验的稳定性，同时也提高了试验的成功率，节约了试验资源和试验时间；又一方面，通过该系统使得冷凝水沿气液双向对流管向下流入集液器中，使冷凝后的压缩空气输送至试验油箱，实现了气液双向对流，并大大减少了进入试验油箱的冷凝水。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图来详细描述其示例性实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1为本公开一种油箱低温气密性可靠性试验系统的示意图；

图2为本公开一种油箱低温气密性可靠性试验方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按照比例绘制。图中相同的附图标记标识相同或相似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

本示例性实施例中首先公开了一种油箱低温气密性可靠性试验系统，参照图1所示，该油箱低温气密性可靠性试验系统可以包括：充气试验台1、气液双向对流管2、低温环境箱3、集液器4。其中：

充气试验台1，用于按照预设压力输送压缩空气；

气液双向对流管2，以一预设角度与所述充气试验台1连接，使所述压缩空气沿所述气液双向对流管2向上输送；

低温环境箱3，用于放置试验油箱5和提供低温环境，所述气液双向对流管2穿透所述低温环境箱3与所述试验油箱5连接；

所述气液双向对流管2部分置于所述低温环境箱3中，以使所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水后沿所述气液双向对流管2向下流动；

集液器4，与所述气液双向对流管2连接，用于收集沿所述气液双向对流管2向下流动的所述冷凝水。

在本示例性实施例提供的油箱低温气密性可靠性试验系统，一方面，由于所述气液双向对流管2部分置于所述低温环境箱3中，以使所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水，实现了压缩空气的气液分离；另一方面，通过将气液双向对流管2以一预设角度与所述充气试验台连接，使得冷凝水可以及时沿气液双向对流管2向下流入集液器4中，从而降低了冷凝水在气液双向对流管2中的停留时间，降低了气液双向对流管2堵塞的概率，确保了气液双向对流管2的畅通，提高了试验效率和试验的稳定性，同时也提高了试验的成功率，节约了试验资源和试验时间；又一方面，通过该系统使得冷凝水沿气液双向对流管2向下流入集液器4中，使冷凝后的压缩空气输送至试验油箱5，实现了气液双向对流，并大大减少了进入试验油箱5的冷凝水。

下面，参考图1对本示例性实施例中的油箱低温气密性可靠性试验系统的各部分进行更详细的说明。

充气试验台1，用于按照预设压力输送压缩空气。

在本示例性实施例中，所述预设压力可以根据试验的具体要求进行设置。所述充气试验台1为压力可控的充气试验台，以使试验人员可以根据试验要求的不同，在试验开始前调整充气试验台1的预设压力。

气液双向对流管2，以一预设角度与所述充气试验台1连接，使所述压缩空气沿所述气液双向对流管2向上输送。

在本示例性实施例中，所述预设角度可以由试验人员根据具体的试验条件进行调整，例如所述预设角度可以为30度，也可以为60度等，本示例性实施例对此不作特殊限定。需要说明的是，预设角度越大，冷凝水向下流动的就越快，预设角度越小，冷凝水向下流动的就越慢。因此，在设置预设角度的大小时，为了避免冷凝水在气液双向对流管中停留的时间较长，所述预设角度设置的不可过小。所述气液双向对流管2可以为直线式气液双向对流管，还可以为旋转式气液双向对流管，但本示例性实施例中的气液双向对流管2不限于此。

所述气液双向对流管的材质可以为不锈钢，也可以为玻璃、还可以为石英、塑料等，本示例性实施例对此不作特殊限定。为了防止压缩空气泄露，所述气液双向对流管分别与所述充气试验台和所述试验油箱进行气密性连接。所述气密性连接的材料可以为密封胶或密封条等具有密封性质的材料。

通过该预设角度可以使所述气液双向对流管2的两端位于不同的水平线上，使压缩空气沿气液双向对流管2向上传输，使冷凝水在重力的影响下沿所述气液双向对流管2向下流动，实现了气液双向对流。

低温环境箱3，用于放置试验油箱5和提供低温环境，所述气液双向对流管2穿透所述低温环境箱3与所述试验油箱5连接。

在本示例性实施例中，所述低温环境箱3可以通过空气压缩制冷的方式或可控液氮的制冷方式提供低温环境。但需要说明的是，本示例性实施例中的提供低温环境的方式不限于此。所述低温环境箱3可以为温度可控的低温环境箱3，以使试验人员根据试验对环境温度的要求的不同调整低温环境箱3的温度。所述试验油箱5可以为飞机机身油箱、机翼油箱、外挂油箱等油箱中的一种。

所述气液双向对流管2部分置于所述低温环境箱3中，以使所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水后沿所述气液双向对流管2向下流动。

在本示例性实施例中，可以调节所述气液双向对流管2置于所述低温环境箱3中的部分的长度。所述气液双向对流管2置于所述低温环境箱3中的部分的长度可以由试验人员进行设置。通过增加所述气液双向对流管2置于所述低温环境箱3中的部分的长度，以实现压缩空气的快速降温，进而加快试验速度，提高试验效率和试验的稳定性。

集液器4，与所述气液双向对流管2连接，用于收集沿所述气液双向对流管2向下流动的所述冷凝水。

在本示例性实施例中，所述集液器4可以设置在气液双向对流管2上的位于充气试验台1与低温环境箱3之间的任何位置。所述集液器4的材质可以为玻璃，也可以为不锈钢等，本示例性实施例对此不作特殊限定。为了防止压缩空气泄露，所述集液器4与所述气液双向对流管2为气密性连接，具体的可以通过密封胶或密封条等可以起到密封作用的材料进行气密性连接。

综上所述，由于所述气液双向对流管2部分置于所述低温环境箱3中，以使所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水，实现了压缩空气的气液分离；另外，通过将气液双向对流管2以一预设角度与所述充气试验台1连接，使得冷凝水可以及时沿气液双向对流管2向下流入集液器4中，从而降低了冷凝水在气液双向对流管2中的停留时间，降低了气液双向对流管2堵塞的概率，确保了气液双向对流管2的畅通，提高了试验效率和试验的稳定性，同时也提高了试验的成功率，节约了试验资源和试验时间；此外，通过该系统使得冷凝水沿气液双向对流管2向下流入集液器4中，使冷凝后的压缩空气输送至试验油箱5，实现了气液双向对流，并大大减少了进入试验油箱的冷凝水。

在此基础上，所述油箱低温气密性可靠性试验系统还可以包括：空气压缩机6，与所述充气试验台1连接，用于提供所述压缩空气，并将所述压缩空气输送至所述充气试验台1。

在本示例性实施例中，所述空气压缩机6可以为容积式空气压缩机、往复式空气压缩机、离心式空气压缩机等中的一种。所述空气压缩机6可以给充气试验台1提供稳定压力的压缩空气。

在此基础上，所述油箱低温气密性可靠性试验系统还可以包括：进气阀7，设置在所述充气试验台1上，用于控制所述压缩空气进入所述气液双向对流管2。

在本示例性实施例中，所述进气阀7可以为铜合金进气阀，铝合金进气阀，碳钢进气阀等，本示例性实施例对此不作特殊限定。所述进气阀7用于控制所述压缩空气进入所述气液双向对流管2，具体的，在向气液双向对流管2传输压缩空气时，打开该进气阀7；在试验油箱中的压力达到预设压力时，关闭该进气阀7。

此外，所述油箱低温气密性可靠性试验系统还可以包括：泄气阀8，设置在所述充气试验台1上，用于控制所述压缩空气从所述充气试验台1中流出。

在本示例性实施例中，所述泄气阀8可以为单口泄气阀、复合式泄气阀、快速泄气阀等，本示例性实施例对此不作特殊限定。在试验结束后，同时打开进气阀7和泄气阀8，使试验油箱5中的压缩空气沿气液双向对流管2流入充气试验台1，并从充气试验台1上设置的泄气阀8排出，以减小试验油箱中的压力。

下面，对该油箱低温气密性可靠性试验系统的工作过程做完整的说明。

在试验开始之前，设置充气试验台1的压力以及低温环境箱3的温度，并将试验油箱5放置在低温环境箱3中，以及将试验油箱5与气液双向对流管2连接；在上述过程完成之后，运行该油箱低温气密性可靠性试验系统，即打开空气压缩机6、充气试验台1、低温环境箱3以及进气阀7，关闭泄气阀8；在该油箱低温气密性可靠性试验系统运行的过程中，空气压缩机6将产生的压缩空气传输至充气试验台1，充气试验台1根据设置的压力将压缩空气传输至气液双向对流管2，在压缩空气传输至气液双向对流管2置于所述低温环境箱3中的部分时，压缩空气中的水汽凝结为冷凝水，冷凝水沿气液双向对流管2向下流入集液器4，冷凝后的压缩空气输送至试验油箱5，在所述试验油箱5达到试验压力时，关闭进气阀7，停止向试验油箱5输送压缩空气；在试验结束后，打开进气阀7和泄气阀8，使试验油箱5中的压缩空气经过气液双向对流管2从充气试验台1上的泄气阀8流出。

在本公开的示例性实施例中，如图2所示，还提供了一种油箱低温气密性可靠性试验方法，应用于如图1所示的油箱低温气密性可靠性试验系统，该方法可以包括以下步骤：

步骤S1，通过充气试验台将压缩空气按照预设压力向气液双向对流管输送；

步骤S2，在所述压缩空气输送至所述气液双向对流管位于低温环境箱的部分时，所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水；

步骤S3，所述冷凝水沿所述气液双向对流管向下流动至集液器，冷凝后的所述压缩空气传输至试验油箱；

步骤S4，在所述试验油箱的压力达到所述预设压力时，所述充气试验台停止输送所述压缩空气。

由于该油箱低温气密性可靠性试验方法的具体细节已在对应的油箱低温气密性可靠性试验系统中说明，此处不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。

Claims (10)

1.一种油箱低温气密性可靠性试验系统，其特征在于，包括：

充气试验台，用于按照预设压力输送压缩空气；

气液双向对流管，以一预设角度与所述充气试验台连接，使所述压缩空气沿所述气液双向对流管向上输送；

低温环境箱，用于放置试验油箱和提供低温环境，所述气液双向对流管穿透所述低温环境箱与所述试验油箱连接；

所述气液双向对流管部分置于所述低温环境箱中，以使所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水后沿所述气液双向对流管向下流动；

集液器，与所述气液双向对流管连接，用于收集沿所述气液双向对流管向下流动的所述冷凝水。

2.根据权利要求1所述的油箱低温气密性可靠性试验系统，其特征在于，所述系统还包括：

空气压缩机，与所述充气试验台连接，用于提供所述压缩空气，并将所述压缩空气输送至所述充气试验台。

3.根据权利要求1所述的油箱低温气密性可靠性试验系统，其特征在于，所述系统还包括：

进气阀，设置在所述充气试验台上，用于控制所述压缩空气进入所述气液双向对流管；

泄气阀，设置在所述充气试验台上，用于控制所述压缩空气从所述充气试验台中流出。

4.根据权利要求1所述的油箱低温气密性可靠性试验系统，其特征在于，所述预设角度为30度。

5.根据权利要求1所述的油箱低温气密性可靠性试验系统，其特征在于，所述气液双向对流管分别与所述充气试验台和所述试验油箱进行气密性连接。

6.根据权利要求1所述的油箱低温气密性可靠性试验系统，其特征在于，所述气液双向对流管为直线式气液双向对流管或旋转式气液双向对流管。

7.根据权利要求1所述的油箱低温气密性可靠性试验系统，其特征在于，所述气液双向对流管的材料为石英、不锈钢、玻璃中的一种。

8.根据权利要求1所述的油箱低温气密性可靠性试验系统，其特征在于，所述低温环境箱通过空气压缩制冷的方式或可控液氮的制冷方式提供低温环境。

9.根据权利要求2所述的油箱低温气密性可靠性试验系统，其特征在于，所述空气压缩机为容积式空气压缩机、往复式空气压缩机、离心式空气压缩机中的一种。

10.一种油箱低温气密性可靠性试验方法，应用于如权利要求1～9中任意一项所述的油箱低温气密性可靠性试验系统，其特征在于，包括：

通过充气试验台将压缩空气按照预设压力向气液双向对流管输送；

在所述压缩空气输送至所述气液双向对流管位于低温环境箱的部分时，所述压缩空气中的水汽凝结为冷凝水；

所述冷凝水沿所述气液双向对流管向下流动至集液器，冷凝后的所述压缩空气传输至试验油箱；

在所述试验油箱的压力达到所述预设压力时，所述充气试验台停止输送所述压缩空气。