CN111561800A - 一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,包括:控制阀门组件,用于对外部循环水主管道输入的外循环冷却水,进行温度调节控制;一级换热部分,与控制阀门组件相连接,用于接收控制阀门组件传输的外循环冷却水,对外部输入的高温燃油进行降温处理;二级换热部分通过主连接管路与一级换热部分相连接,用于对一级换热部分流出的外循环冷却水进行冷却降温;缓冲机构安装在主连接管路上。本发明公开的高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,通过增加缓冲机构及二级换热的方式,有效减小冷却过程中高温水汽对设备中的管路造成的冲击、振动影响,提高设备的稳定性和实用寿命。同时使用电控气动调节阀,通过PID控制,有效减少能源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及高温燃油的水冷系统技术领域,特别是涉及一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统。
背景技术
随着燃油类产品,特别是飞行器中燃油类产品各新研型号的发展,其温度技术指标要求要求越来越高,往往达到120℃~150℃,个别泵类产品的温度,甚至达到225℃。
在航空燃油类试件试验过程中,控制产品介质(一般是燃油)的温度,一般采用电加热与循环冷却水降温同步进行的方式,来控制住燃油温度。在使用该方法控制温度的过程中,如果外循环水处于常开状态,需要电加热部分持续高功率工作,这将造成大量的能源浪费,同时也会影响到设备的整体使用寿命。
此外,由于流出至降温设备的循环冷却水的温度过高,换热后的冷却水往往已经部分气化为高温水汽。高温水汽在管路中伴随部分液态冷却水运动,会对管路造成严重的冲击,将导致整体设备受到冲击、振动等外力影响,严重影响到试验过程中的参数控制,严重时,由振动和冲击带来的应力可能破坏整体设备,或者产生静电,存在较大的安全隐患。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷,提供一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统。
为此,本发明提供了一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,包括控制阀门组件、一级换热部分、缓冲机构和二级换热部分,其中:
控制阀门组件,用于对外部循环水主管道输入的外循环冷却水,进行温度调节控制,然后输出给一级换热部分;
一级换热部分,与控制阀门组件相连接,用于接收控制阀门组件传输过来的外循环冷却水,通过该外循环冷却水对外部输入的高温燃油进行降温处理,然后输出外循环冷却水给二级换热部分;
二级换热部分,通过主连接管路与一级换热部分相连接,用于对一级换热部分流出的外循环冷却水进行冷却降温,然后输出给外部循环水主管道;
缓冲机构,安装在主连接管路上,用于对主连接管路中流动的由一级换热部分流出的外循环冷却水的压力进行吸收,减少压力冲击。
其中,阀门控制组件包括电控气动调节阀;
电控气动调节阀,与一级换热部分相连接,用于接收外部循环水主管道输入的外循环冷却水,然后在进行开度调节后,输出给一级换热部分。
其中,阀门控制组件还包括控制模块和温度采集模块,其中:
温度采集模块,用于接收油源以及用于输油的管路等主控温区的温度,然后发送给控制模块;
控制模块,分别与温度采集模块和电控气动调节阀通过信号线连接,用于通过输出控制电控气动调节阀,来调节一级换热部分的外循环冷却水的进水量。
其中,一级换热部分包括第一板式换热器;
第一板式换热器的上部左右两侧,分别具有高温燃油入口和第一外循环冷却水入口;
第一板式换热器的下部左右两侧,分别具有高温燃油出口和第一外循环冷却水出口;
高温燃油入口和高温燃油出口通过燃油连接管道相连通;
第一外循环冷却水入口和第一外循环冷却水出口通过冷却水连接管道相连通;
燃油连接管道以及冷却水连接管道位于板式换热器中;
第一外循环冷却水入口,与阀门控制组件的外循环冷却水出口相连通。
其中,缓冲机构包括高温蓄能器;
主连接管路的左端,设置有第一波纹管;
第一波纹管,连接一级换热部分右侧下部的第一外循环水出口;
主连接管路的右端,与二级换热部分左侧下部的第三外循环冷却水入口相连通;
二级换热部分右侧下部的第三外循环冷却水出口,通过第二波纹管与外部循环水主管道的进水口相连通。
其中,主连接管路位于缓冲机构与二级换热部分之间的部分,安装有地线连接端子。
其中,二级换热部分包括第二板式换热器;
第二板式换热器的上部左右两侧,分别具有第二外循环冷却水入口和第二外循环冷却水出口;
第二外循环冷却水入口和第二外循环冷却水出口,分别与外部循环水主管路的出水口以及进水口相连通。
由以上本发明提供的技术方案可见,与现有技术相比较,本发明提供了一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,其结构设计科学,通过增加缓冲机构及二级换热的方式,有效减小冷却过程中高温水汽对设备中的管路造成的冲击、振动影响,提高设备的稳定性和实用寿命。
同时,本发明使用电控气动调节阀,可以通过PID控制(比例积分微分控制),来调节循环冷却水开度大小,从而控制降温速率和当前的循环水温度,有效减少能源消耗。
附图说明
图1为本发明提供的一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统的整体连接方框图;
图2为本发明提供的一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统中,一级换热部分、缓冲机构及二级换热部分连接状态图;
图中:1、阀门控制组件;2、一级换热部分;3、缓冲机构;4、二级换热部分;5、第一外循环冷却水入口;14、第一外循环冷却水出口;
6、高温燃油入口;7、高温燃油出口;81、第一波纹管,82、第二波纹管;9、固定安装座;10、地线连接端子;
11、第二外循环冷却水入口;12、第二外循环冷却水出口;13、第三外循环冷却水出口。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段更容易理解,下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请,而非对该申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是,在本申请的描述中,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,还需要说明的是,在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”等应做广义理解,例如,可以是固定安装,也可以是可拆卸安装。
对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参见图1、图2,本发明提供了一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,是一种用于高温燃油试验台温控系统中的减少高温水汽冲击的智能化复叠降温系统,其包括控制阀门组件1、一级换热部分2、缓冲机构3和二级换热部分4,其中:
控制阀门组件1,用于对外部循环水主管道输入的外循环冷却水,进行温度调节控制(具体为PID控制),然后输出给一级换热部分2;
一级换热部分2,与控制阀门组件1相连接,用于接收控制阀门组件1传输过来的外循环冷却水,通过该外循环冷却水对外部输入的高温燃油(例如外部的燃油循环管道输入的高温燃油)进行降温处理,然后输出外循环冷却水给二级换热部分4;
二级换热部分4,通过主连接管路15与一级换热部分2相连接,用于对一级换热部分2流出的外循环冷却水进行冷却降温,然后输出给外部循环水主管道;
缓冲机构3,安装在主连接管路15上,用于对主连接管路15中流动的由一级换热部分2流出的外循环冷却水的压力进行吸收,减少压力冲击。
在本发明中,具体实现上,阀门控制组件1,用于对外部循环水主管道输入的外循环冷却水的温度大小或降温速率进行PID控制。
在本发明中,具体实现上,一级换热部分2,用于为外部输入的高温燃油降温;
二级换热部分4,用于为从一级换热部分2流出的高温循环水降温。
需要说明的是,对于本发明,缓冲机构3包含一个高温蓄能器30,当燃油温度过高时,由一级换热部分2流出的循环水会带有大量的水蒸气,导致整体管路(即主连接管路15)产生冲击或振动。高温蓄能器30能够有效减小系统内压力变化导致的流速变化、水汽导致的冲击以及对系统硬件使用寿命的影响,二级换热部分4中的二级换热器将高温水汽重新冷凝为液态。
同时,缓冲机构3的入口端与二级换热部分4冷却后的循环水流出端均使用波纹管连接至整体设备,缓冲机构3和二级换热部分4分别安装在一个固定安装座9的顶部,这两部分使用固定安装座9固定于整体设备外部,减少了振动和冲击向整体设备的传递。
在本发明中,具体实现上,阀门控制组件1,包括电控气动调节阀、控制模块和温度采集模块,其中:
温度采集模块,用于接收油源(例如油箱、外部的燃油循环管道)以及用于输油的管路等主控温区的温度;
控制模块,分别与温度采集模块和电控气动调节阀通过信号线连接,用于通过输出控制电控气动调节阀,来调节一级换热部分2的外循环冷却水的进水量,其中,电控气动调节阀通过开度大小来控制降温速率及当前外循环冷却水的温度,以此实现降温和温度的PID控制。例如,控制模块通过控制电控气动调节阀的开度,使得通过温度采集模块获得的油源(例如油箱、外部的燃油循环管道)以及外部循环水主管道等主控温区的检测温度,达到预设的温度,当然,还可以采用其他现有技术成熟的温度控制方式。
电控气动调节阀,与一级换热部分2相连接(具体连接第一外循环冷却水入口5),用于接收外部循环水主管道输入的外循环冷却水,然后在进行开度调节后,输出给一级换热部分2。
在本发明中,具体实现上,一级换热部分2包括第一板式换热器;
第一板式换热器的上部左右两侧,分别具有高温燃油入口6和第一外循环冷却水入口5;
第一板式换热器的下部左右两侧,分别具有高温燃油出口7和第一外循环冷却水出口14;
高温燃油入口6和高温燃油出口7通过燃油连接管道相连通;
第一外循环冷却水入口5和第一外循环冷却水出口14通过冷却水连接管道相连通;
燃油连接管道以及冷却水连接管道位于板式换热器中(具体是位于板式换热器的散热片中);
第一外循环冷却水入口5,与阀门控制组件1的外循环冷却水出口(具体为电控气动调节阀的外循环冷却水出口)相连通。
需要说明的是,一级换热部分2,作为燃油温度的降温部分,高温燃油通过一级换热部分2中的板式换热器与外循环冷却水进行热交换降温,冷却水的进水量受阀门控制组件1的控制。
在本发明中,具体实现上,缓冲机构3包括高温蓄能器30;
主连接管路15的左端,设置有第一波纹管81;
第一波纹管81,连接一级换热部分2右侧下部的第一外循环水出口14;
主连接管路15的右端,与二级换热部分4左侧下部的第三外循环冷却水入口相连通;
二级换热部分4右侧下部的第三外循环冷却水出口13,通过第二波纹管82与外部循环水主管道的进水口相连通。
具体实现上,缓冲机构3,通过固定安装座9刚性固定于地面,高温水汽进入缓冲机构3后,使用高温蓄能器30吸收冷却水气化所导致的压力变化及水汽在主连接管路15内通过时对整体设备造成的冲击。
具体实现上,主连接管路15位于缓冲机构3与二级换热部分4之间的部分,安装有地线连接端子10。
需要说明的是,通过设置地线连接端子,可以释放冲击、振动或管路内部摩擦产生的静电。而通过第一波纹管81和第二波纹管82,可以减少该部位振动或冲击向整体设备传递。该部位能够有效减缓高温水汽对整体设备造成的冲击或振动。
在本发明中,具体实现上,二级换热部分4包括第二板式换热器;
第二板式换热器的上部左右两侧,分别具有第二外循环冷却水入口11和第二外循环冷却水出口12;
第二外循环冷却水入口11和第二外循环冷却水出口12,分别与外部循环水主管路的出水口以及进水口相连通。
在本发明中,具体实现上,第一板式换热器和第二板式换热器,均为现有的板式换热器,具体可以采用陕西苏泰公司生产的型号为ST089-70的钎焊板式换热器。换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。在本专利中,第一板式换热器(即一级换热器)的作用是为高温燃油降温,第二板式换热器(即二级换热器)的作用是为一级换热器流出的高温循环水降温。
在本发明中,具体实现上,高温蓄能器30为现有的蓄能器,具体可以采用德国西德福(中国)有限公司生产的AS1K360CG-150℃型高温蓄能器,用于减小系统内压力变化导致的流速变化、水汽导致的冲击以及对系统硬件使用寿命的影响。
需要说明的是,二级换热部分4一端的第二外循环冷却水入口11连接缓冲机构3,另一端的第二外循环冷却水出口12通过第二波纹管82连至外部循环水主管路。二级换热部分4的作用主要是使用循环冷却水为一级换热部分流出的冷却水降温,使高温水汽冷凝液化,减少对后续管路的影响。
需要说明的是,外部循环水主管路,为现有的循环水主管路,通常是安装有循环水泵的循环水输送管道。
为了更加清楚地理解本发明的技术方案,下面说明本发明的工作原理。
外部循环水主管路输送的外循环冷却水,首先,通过阀门控制组件1进入一级换热部分2。其中,阀门控制组件1包括温度采集模块(测量装置)、智能化的控制模块及电控气动调节阀。其中,温度采集模块,用于接收油箱或用于输油的管路等主控温区温度,控制模块输出控制电控气动调节阀,从而调节一级换热部分冷却水进水量,电控气动调节阀,通过调节开度大小,控制降温速率及当前温度,以此实现降温和温度的PID控制。
高温燃油通过高温燃油入口6进入一级换热部分2,并由高温燃油出口7流出。外循环冷却水由外第一循环冷却水入口5进入一级换热部分2的第一板式换热器,冷却高温燃油后流至第一波纹管81后。进入缓冲机构3。缓冲机构3中的高温蓄能器30能够稳定管路中的压力,减少大量冷却水气化后所造成的压力冲击。缓冲机构3与二级散热部分4均使用固定安装座9来固定,同时在缓冲机构3连接至二级换热部分4的管路中,设有地线连接端子10,防止振动或冲击过程中产生静电对燃油设备造成威胁。
高温水汽经过缓冲机构3后进入二级换热部分4,外循环冷却水由第二外循环水入口11进入,由第二外循环水出口12流出。二级换热部分用于冷却由缓冲机构3进入的高温水汽,使高温水汽液化,第三外循环冷却水出口13经过第二波纹管流出至外循环水主管路。
综上所述,与现有技术相比较,本发明提供的一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,其结构设计科学,通过增加缓冲机构及二级换热的方式,有效减小冷却过程中高温水汽对设备中的管路造成的冲击、振动影响,提高设备的稳定性和实用寿命。
同时,本发明使用电控气动调节阀,可以通过PID控制(比例积分微分控制),来调节循环冷却水开度大小,从而控制降温速率和当前的循环水温度,有效减少能源消耗。
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,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,其特征在于,包括控制阀门组件(1)、一级换热部分(2)、缓冲机构(3)和二级换热部分(4),其中:
控制阀门组件(1),用于对外部循环水主管道输入的外循环冷却水,进行温度调节控制,然后输出给一级换热部分(2);
一级换热部分(2),与控制阀门组件(1)相连接,用于接收控制阀门组件(1)传输过来的外循环冷却水,通过该外循环冷却水对外部输入的高温燃油进行降温处理,然后输出外循环冷却水给二级换热部分(4);
二级换热部分(4),通过主连接管路(15)与一级换热部分(2)相连接,用于对一级换热部分(2)流出的外循环冷却水进行冷却降温,然后输出给外部循环水主管道;
缓冲机构(3),安装在主连接管路(15)上,用于对主连接管路(15)中流动的由一级换热部分(2)流出的外循环冷却水的压力进行吸收,减少压力冲击。
2.如权利要求1所述的高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,其特征在于,阀门控制组件(1)包括电控气动调节阀;
电控气动调节阀,与一级换热部分(2)相连接,用于接收外部循环水主管道输入的外循环冷却水,然后在进行开度调节后,输出给一级换热部分(2)。
3.如权利要求2所述的高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,其特征在于,阀门控制组件(1)还包括控制模块和温度采集模块,其中:
温度采集模块,用于接收油源以及用于输油的管路等主控温区的温度,然后发送给控制模块;
控制模块,分别与温度采集模块和电控气动调节阀通过信号线连接,用于通过输出控制电控气动调节阀,来调节一级换热部分(2)的外循环冷却水的进水量。
4.如权利要求1所述的高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,其特征在于,一级换热部分(2)包括第一板式换热器;
第一板式换热器的上部左右两侧,分别具有高温燃油入口(6)和第一外循环冷却水入口(5);
第一板式换热器的下部左右两侧,分别具有高温燃油出口(7)和第一外循环冷却水出口(14);
高温燃油入口(6)和高温燃油出口(7)通过燃油连接管道相连通;
第一外循环冷却水入口(5)和第一外循环冷却水出口(14)通过冷却水连接管道相连通;
燃油连接管道以及冷却水连接管道位于板式换热器中;
第一外循环冷却水入口(5),与阀门控制组件(1)的外循环冷却水出口相连通。
5.如权利要求1所述的高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,其特征在于,缓冲机构(3)包括高温蓄能器(30);
主连接管路(15)的左端,设置有第一波纹管(81);
第一波纹管(81),连接一级换热部分(2)右侧下部的第一外循环水出口(14);
主连接管路(15)的右端,与二级换热部分(4)左侧下部的第三外循环冷却水入口相连通;
二级换热部分(4)右侧下部的第三外循环冷却水出口(13),通过第二波纹管(82)与外部循环水主管道的进水口相连通。
6.如权利要求1至5中任一项所述的高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,其特征在于,主连接管路(15)位于缓冲机构(3)与二级换热部分(4)之间的部分,安装有地线连接端子(10)。
7.如权利要求1至6中任一项所述的高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统,其特征在于,二级换热部分(4)包括第二板式换热器;
第二板式换热器的上部左右两侧,分别具有第二外循环冷却水入口(11)和第二外循环冷却水出口(12);
第二外循环冷却水入口(11)和第二外循环冷却水出口(12),分别与外部循环水主管路的出水口以及进水口相连通。
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CN202010320882.5A CN111561800A (zh) | 2020-04-22 | 2020-04-22 | 一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CN111561800A true CN111561800A (zh) | 2020-08-21 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CN202010320882.5A Pending CN111561800A (zh) | 2020-04-22 | 2020-04-22 | 一种高温燃油试验台的防冲击复叠降温系统 |
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CN (1) | CN111561800A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113376359A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-10 | 西华大学 | 一种用于喷雾测试系统的可控温燃油供给装置 |
-
2020
- 2020-04-22 CN CN202010320882.5A patent/CN111561800A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN113376359A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-10 | 西华大学 | 一种用于喷雾测试系统的可控温燃油供给装置 |
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