CN110329517A - 一种用于飞机设备舱玻璃的除霜装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及航空器使用设备，一种用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其中盒体第一侧面开设若干个风机安装孔，与第一侧面相对的第二侧面设有出风口，所述直流风机安装在风机安装孔，使外部空气通过风机安装孔进入盒体，所述加热电阻安装在直流风机和出风口之间，所述盒体内还具有接收飞控系统发出的RS422指令的控制组件，该控制组件具有热敏电阻；所述高温温度继电器安装在加热电阻旁边，所述高温温度继电器串联在加热电阻和加热电阻的供电电路之间，并用于在控制组件出现故障而不能对热敏电阻反馈的高温信号做处理时断开对加热电阻供电。其可以根据机上飞控系统提供的RS422指令来提供热气流清除霜雾，从而保证飞机的正常工作。
Description
技术领域
本发明涉及航空器使用设备，特别是一种飞机上设用的玻璃除霜装置。
背景技术
部分飞机在飞行过程中，由于高度变化导致舱内外温差较大，在舱内玻璃面上形成霜雾甚至凝露，且没有对应防护措施，导致视野不清晰甚至线路短接的状况，对飞机的工作性能、安全性产生影响。
发明内容
为解决上述问题，用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其可以根据机上飞控系统提供的RS422指令来提供热气流清除霜雾，从而保证飞机的正常工作。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，包括盒体、加热电阻、连接器插座、高温温度继电器和若干个直流风机，其中所述盒体第一侧面开设若干个风机安装孔，与第一侧面相对的第二侧面设有出风口，所述直流风机安装在风机安装孔，使外部空气通过风机安装孔进入盒体，所述加热电阻安装在直流风机和出风口之间，所述盒体内还具有接收飞控系统发出的RS422指令的控制组件，该控制组件具有热敏电阻；
所述高温温度继电器安装在加热电阻旁边，所述高温温度继电器串联在加热电阻和加热电阻的供电电路之间，并用于在控制组件出现故障而不能对热敏电阻反馈的高温信号做处理时断开对加热电阻供电。
作为优选的，所述盒体为扁平状，且所述加热电阻的高度不高于盒体厚度的一半，使所述加热电阻不遮挡气流在盒体内流动。
作为优选的，所述盒体的出风口为格栅式出风口。
作为优选的，所述风机安装孔在所述盒体侧面沿盒体长度方向支线排列。
作为优选的，所述盒体为长条状矩形立方体结构，所述盒体内具有用于安装加热电阻的固定架，所述固定架主体为长条状的安装板，所述安装板的长度方向的两端延伸形成耳板，所述固定架通过耳板安装在盒体内，使所述安装板和盒体间隔设置。
作为优选的，所述安装板上设有沿安装板长度延伸的长条形的线束梁。
作为优选的，所述加热电阻有两个，且高温温度继电器设置在两个加热电阻之间。
作为优选的，所述盒体为铝合金2A12板材制成。
作为优选的，所述固定架为玻璃纤维增强酚醛模塑料制成。
使用本发明的有益效果是：
本除霜装置可根据机上飞控系统提供的RS422指令来提供热气流清除霜雾，其中冷空气通过加热电阻加热后由直流风机提供动力，将盒体内的高温空气由出风口排出，本除霜装置通过内置的高温温度继电器的设置，可在盒体内温度过高的情况下断开对加热电阻供电，避免加热电阻温度过高对控制组件造成不可逆转的破坏。
本除霜装置优化盒体结构和加热电阻的布置方式，加热电阻加热的空气可无阻挡的通过出风口排出，同时在盒体内设置固定架，固定架主体和盒体之间间隔设置，使得加热电阻产生的热量不会直接通过壳体向外传递，避免除霜装置干扰相邻部件工作，同时热传递效率高。
本除霜装置内置有两个高温保护部分，其中一个高温保护部分采用热敏电阻、MCU和超小型密封直流电磁继电器组成，其可以在常规使用时，通过盒体内温度升高自动断开对加热电阻的供电，实现常规控制保护机制；另一个高温保护部分为高温温度继电器部分，该高温温度继电器通过和加热电阻串联，在控制组件失效的状态时，在盒体内温度超过高温温度继电器设定的阈值时，自动断开对加热电阻供电，从而形成机械式保护机制。
附图说明
图1为用于飞机设备舱玻璃的除霜装置的结构示意图。
图2为用于飞机设备舱玻璃的除霜装置中盒体的结构示意图。
图3为用于飞机设备舱玻璃的除霜装置中固定架的结构示意图。
图4为用于飞机设备舱玻璃的除霜装置上位机软件设计框图。
图5为用于飞机设备舱玻璃的除霜装置硬件电路设计框图。
附图标记包括：
1-盒体，11-前面板，12-后面板，13-风机安装孔，2-固定架，21-安装板，22-线束梁，23-耳板，3-加热电阻，4-控制组件，5-连接器插座，6 高温温度继电器，7-直流风机。
具体实施方式
为使本技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式，对本技术方案进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而不是要限制本技术方案的范围。
如图1-图5所示，本实施例提出的用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，包括盒体1、加热电阻3、连接器插座5、高温温度继电器6和若干个直流风机7，其中盒体1第一侧面，即后面板12开设若干个风机安装孔13，与第一侧面相对的第二侧面，即前面板11设有出风口，直流风机7安装在风机安装孔13，使外部空气通过风机安装孔13进入盒体1，加热电阻3安装在直流风机7和出风口之间，盒体1内还具有接收飞控系统发出的RS422指令的控制组件4，该控制组件4具有热敏电阻；
高温温度继电器6安装在加热电阻3旁边，高温温度继电器6串联在加热电阻3和加热电阻3的供电电路之间，并用于在控制组件4出现故障而不能对热敏电阻反馈的高温信号做处理时断开对加热电阻3供电。
盒体1为扁平状，且加热电阻3的高度不高于盒体1厚度的一半，使加热电阻3不遮挡气流在盒体1内流动。
盒体1的出风口为格栅式出风口。
风机安装孔13在盒体1侧面沿盒体1长度方向支线排列。
盒体1为长条状矩形立方体结构，盒体1内具有用于安装加热电阻3的固定架2，固定架2主体为长条状的安装板21，安装板21的长度方向的两端延伸形成耳板23，固定架2通过耳板23安装在盒体1内，使安装板21和盒体1间隔设置。
安装板21上设有沿安装板21长度延伸的长条形的线束梁22。
加热电阻3有两个，且高温温度继电器6设置在两个加热电阻3之间。
本发明盒体1、盒盖均采用强度高、有一定耐热性、耐腐蚀性好、易加工等优点的铝合金2A12板材，加工方式分为折弯、焊接、机加加工三种方式，固定架2加工方式为机加加工，生产效率高且结构稳定。盒体1折弯后焊缝采用氩弧焊焊接，焊接牢固且耐高温环境。盒体1根据机上空间进行设计，占用空间压缩到最小。
实施例1
参照图1至图5所示，一种用于飞机设备舱玻璃的除霜产品，包括盒体1，盒体1的内部安装有固定架2，固定架2通过沉头螺钉固定于盒体1左右两侧壁，加热电阻3通过圆柱头螺钉等安装于固定架2上；控制组件4通过圆柱头螺钉等安装于盒体1左侧壁并通过绝缘垫片与盒体1绝缘；连接器采用前装的方式安装在盒体1后壁；高温温度继电器6安装于固定架2上两个加热电阻3之间；直流风机7安装于盒体1后壁板，通过圆柱头螺钉，将直流风机7固定，同时在进风机安装孔13位置安装防护罩。
盒体1由2mm厚的铝合金板2A12折弯焊接而成，并在盒体1左右两侧壁下部区域加工4个φ3.2mm个通孔，用于安装固定架2。左侧壁加工4个φ3.2mm的通孔用于安装电路板。在盒体1后壁加工五组φ3.5mm的风机安装孔13用于安装直流风机7，同时在每组风机安装孔13对应的中部区域加工φ30mm通孔作为进风道。在盒体1前壁板规律的加工条状通孔作为出风口。在盒体1后壁左侧留出空间加工4个φ3.52mm的通孔，并在这四个孔中部区域加工φ15.88mm的通孔共同用于安装连接器插座5。盒体1的前后左右四壁各加工两组φ2.6mm的通孔用于铆接游动托板自锁螺母，最终实现盒体1与上盖的接合。
固定架2选用电绝缘性能好、密度低、强度高、耐热性好、传热慢等优点的玻璃纤维增强酚醛模塑料，根据加热电阻3安装尺寸在固定架2上加工2组φ4.2mm安装孔，在两侧面耳板23加工φ3.5mm安装孔与盒体1固定，在固定架2的安装板21加工出线束梁22便于导线集束。
加热电阻3选用RXG31-150W-91Ω-J功率型线绕电阻器，其稳定工作金属表面温度可达200℃，其性能指标如下：
a)额定功率：150W；
b)阻值：91Ω；
c)耐电压：3500VDC/3000VAC；
d)绝缘电阻；1000MΩ；
e)表面温升：≤300℃。
控制组件4电路板组件主要由MCU芯片、温度敏感用正温度系数热敏电阻器、超小型密封直流电磁继电器、电阻、电容、三端固定稳压器、稳压二极管、RS422A驱动器、滤波器。通过对MCU芯片编程来接收飞控系统的RS422指令，进而控制超小型密封直流电磁继电器，最终形成对整个电路的通断控制。软件设计部分主要包括硬件初始化、AD转换、RS422通讯电路等。单片机软件设计中，选取Keil uvision4作为开发环境，C语言作为主要编程语言，利用仿真器将实时程序下载到目标板中，进行程序的调试与测试。系统软件执行流程如图4所示：程序启动时，需要对相应硬件模块进行初始化，设置A/D转换后，然后通过RS422通讯模块与上位机进行数据交互。硬件部分设计流程如图5所示，将28V电源电压通过稳压模块稳至可供MCU单片机工作的输入电压3.3V，将RS422通讯接头传输的信号经过滤波、AD转换后，执行除霜工作。温度敏感用正温度系数热敏电阻器主要是对电路起到保护作用，当盒体1内环境温度过高时，热敏电阻阻值增大，MCU芯片收集到热敏电阻的反馈信号，控制超小型密封直流电磁继电器断开，从而形成高温保护。
连接器插座5选用JY27496T11B35PN，共13个插针，每个插针额定电流为5A，满足电流要求，连接器性能指标如下：
a)绝缘电阻：正常条件≥5000MΩ；湿热条件≥100MΩ；
b)电磁屏蔽：10GHz时达50Db；
c)温度等级：F、N类-65℃～200℃；
d)冲击：300g；
e)工作高度：≤30480m。
高温温度继电器6选用JUC-079FT高温温度继电器6，其作用是对电路形成机械保护，在MCU芯片出现故障而不能对热敏电阻反馈的高温信号做处理时，依然可以保护电路，性能指标如下：
a)环境温度：-10℃～150℃；
b)动作温度范围：140℃～235℃；
c)回复温度：上限值：应低于相应动作温度15℃；下限值：应低于相应动作温度15℃℃
d)触点负载：阻性；7.5A，250Vac；15A，125Vac。
直流风机7选用J36FZW59-25GA直流风机7，该风机属于无刷直流风机7，适用于航空、航天等设备做通风散热使用，具有体积小转速高、风量大等特点，可以耐受严酷环境，且内置电源极性反接保护电路。J36FZW59-25GA直流风机7经过了盐雾、霉菌、湿热、振动、冲击、加速度、电磁兼容等试验。J36FZW59-25GA直流风机7主要参数如下：
a)额定电压：28VDC；
b)工作电流：0.25A；
c)最大重量：60g；
d)额定转速：12000r/min；
e)最大风量：0.4m3/min；
f)最大静压：130Pa；
g)噪声：60dB。
h)外形尺寸：40mm×40mm×25.4mm；
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本技术内容的思想，在具体实施方式及应用范围上可以作出许多变化，只要这些变化未脱离本发明的构思，均属于本专利的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其特征在于：包括盒体、加热电阻、连接器插座、高温温度继电器和若干个直流风机，其中所述盒体第一侧面开设若干个风机安装孔，与第一侧面相对的第二侧面设有出风口，所述直流风机安装在风机安装孔，使外部空气通过风机安装孔进入盒体，所述加热电阻安装在直流风机和出风口之间，所述盒体内还具有接收飞控系统发出的RS422指令的控制组件，该控制组件具有热敏电阻；
所述高温温度继电器安装在加热电阻旁边，所述高温温度继电器串联在加热电阻和加热电阻的供电电路之间，并用于在控制组件出现故障而不能对热敏电阻反馈的高温信号做处理时断开对加热电阻供电。
2.根据权利要求1所述的用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其特征在于：所述盒体为扁平状，且所述加热电阻的高度不高于盒体厚度的一半，使所述加热电阻不遮挡气流在盒体内流动。
3.根据权利要求1所述的用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其特征在于：所述盒体的出风口为格栅式出风口。
4.根据权利要求1所述的用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其特征在于：所述风机安装孔在所述盒体侧面沿盒体长度方向支线排列。
5.根据权利要求1所述的用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其特征在于：所述盒体为长条状矩形立方体结构，所述盒体内具有用于安装加热电阻的固定架，所述固定架主体为长条状的安装板，所述安装板的长度方向的两端延伸形成耳板，所述固定架通过耳板安装在盒体内，使所述安装板和盒体间隔设置。
6.根据权利要求5所述的用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其特征在于：所述安装板上设有沿安装板长度延伸的长条形的线束梁。
7.根据权利要求5所述的用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其特征在于：所述加热电阻有两个，且高温温度继电器设置在两个加热电阻之间。
8.根据权利要求1所述的用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其特征在于：所述盒体为铝合金2A12板材制成。
9.根据权利要求1所述的用于飞机设备舱玻璃的除霜装置，其特征在于：所述固定架为玻璃纤维增强酚醛模塑料制成。
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