CN112379115A - 一种可自动除冰的空速管结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及大气传感器设备技术领域，且公开了一种可自动除冰的空速管结构，包括前总管，所述前总管通过可分离的可移动接头活动连接有后总管，所述可移动接头活动连接有固定管，所述前总管和后总管均与固定管固定连接。该可自动除冰的空速管结构，在空速管内壁结冰后，通过适当加热使冰脱落并从排出口处排出，以冰块的形式排出也减轻了控速管中的积水，降低空速管的排水设计要求，其次，将主要加热部件和驱动部件设有空速管的底部，缩短力臂，对空速管的整体压力显著降低，其次，功率需求的降低也降低了整体的设备重量，进一步降低结构强度的设计要求，利于空速管朝轻型化和小型化的发展需求。

Description

一种可自动除冰的空速管结构

技术领域

本发明涉及大气传感器技术领域，具体为一种可自动除冰的空速管结构。

背景技术

空速管是飞行器检测自身速度的大气传感器，请参阅图7，外界大气通过前方总压进气口和侧面静压进气口分别进入总压室和静压室，总压室和静压室之间是气密隔绝的，总压室和静压室的压力分别通过气管输送至气压表两侧，测出飞行器飞行速度、飞行马赫数、高度等飞行参数。

由于高空之中温度较低，而空速管裸露于机体之外，结冰的可能性较大，尤其总管进气口处气流变化最为激烈的位置，有较大的可能性结冰，因此为了防止结冰，通常会在总管进气口处设置加热装置进行除冰，高空中气流流速较快，温度散热较快，而加热装置通常不能连续工作，通常为间歇式工作，一方面，由于空速管细长，散热较快，为了保证除冰效果，加热装置通常要求较大的电功率，要求的体积较大，并且，大功率的功能对于小型飞行器来说，也是较大的负担，另一方面，由于空速管对结构强度有较高的要求，通常保温性能较大，进口处的热量随着气流向内部，温度快速较低，高温水汽散热会凝结较多的水，提高了空速管的排水要求。

其次，大功率意味着大体积大质量，并且考虑到绝缘、结冰反馈、散热等问题，也会进一步增加加热结构的体积和质量，并且由于加热装置通常位于原理机体的总压进气口，力臂较大，会额外提高攻速高的结构强度设计要求，使空速管整体结构更加复杂，不利于空速管的轻型化和小型化要求。

发明内容

针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种可自动除冰的空速管结构的技术方案，具有除冰效率高，功率低，较为小型化和轻型化等优点，解决了背景技术提出的问题。

本发明提供如下技术方案：一种可自动除冰的空速管结构，包括前总管，所述前总管通过可分离的可移动接头活动连接有后总管，所述可移动接头活动连接有固定管，所述前总管和后总管均与固定管固定连接，所述固定管的底部对应于可移动接头的位置设有排出口，所述后总管和可移动接头直接设有伸缩管，所述伸缩管的内部设有驱动杆，所述驱动杆为形状记忆合金制成，且在低温收缩在高温伸长，所述前总管内设有前总压腔和升温腔，所述后总管内设有后总压腔、静压腔、缓冲腔和带有加热装置的加热腔，所述前总压腔和后总压腔在可移动接头与后总管连接时连通，所述回流孔通过伸缩管与升温腔连通，所述缓冲腔和加热腔之间设有循环泵和回流孔，所述前总管的前端设有安装腔，所述安装腔内设有结冰反馈件，所述结冰反馈件在感应到结冰后触发循环泵开启并在化冰后触发循环泵关闭。

优选的，所述可移动接头包括与固定管活动连接的连接头，所述连接头设有连通伸缩管和升温腔的连通孔，所述连接头通过轴向波纹管与前总压腔连通。

优选的，所述后总管与可移动接头连接的端面设有带有弹性的阻拦兜，所述可移动接头伸入后总管中的部分可贯穿阻拦兜。

优选的，所述安装腔包括紧贴前总压腔侧壁的压力腔，所述压力腔与前总压腔之间设有均匀的压力孔，所述压力孔的中部设有弹力膜，所述压力腔连接有细长的放大腔，所述结冰反馈件为可滑动的带有电位计的柱塞，所述结冰反馈件安装于放大腔内。

优选的，所述升温腔内设有回流管，所述回流管的一端位于靠近前总管进气口的一侧，所述回流管的另一端直接与回流孔连通，所述回流管上设有使气体单向流向加热腔的单向阀。

本发明具备以下有益效果：

1、该可自动除冰的空速管结构，在空速管内壁结冰后，通过适当加热使冰脱落并从排出口处排出，相比将冰块完全融化，其除冰速度较快，且耗能较低，因除冰而产生的耗能较小，减轻小型飞行器续航压力，另一方面，以冰块的形式排出也减轻了控速管中的积水，降低空速管的排水设计要求。

2、该可自动除冰的空速管结构，将主要加热部件和驱动部件设有空速管的底部，缩短力臂，对空速管的整体压力显著降低，其次，功率需求的降低也降低了整体的设备重量，进一步降低结构强度的设计要求，利于空速管朝轻型化和小型化的发展需求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明立体结构示意图；

图3为本发明图1中A的放大图；

图4为本发明中阻拦兜的示意图；

图5为本发明中安装腔的结构示意图；

图6为本发明图1总BB处的截面图；

图7为空速管的原理图。

图中：1、前总管；2、后总管；3、可移动接头；31、连接头；32、连通孔；33、轴向波纹管；4、固定管；5、排出口；6、伸缩管；7、驱动杆；8、缓冲腔；9、循环泵；10、加热腔；11、回流孔；12、安装腔；121、压力腔；122、压力孔；123、放大腔；13、结冰反馈件；14、升温腔；15、前总压腔；16、后总压腔；17、静压腔；18、阻拦兜；19、回流管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，一种可自动除冰的空速管结构，包括前总管1，前总管1通过可分离的可移动接头3活动连接有后总管2，可移动接头3通过可伸缩装置与前总管1固定连接，可移动接头3与后总管2可分离连接，可移动接头3活动连接有固定管4，前总管1和后总管2均与固定管4固定连接，固定管4保证前总管1、后总管2和可移动接头3的整体性，确保空速管工作的稳定性，固定管4的底部对应于可移动接头3的位置设有排出口5，在可移动接头3与后总管2分离后，可移动接头3流出的碎冰和液体从缝隙中直接流出，后总管2和可移动接头3直接设有伸缩管6，伸缩管6的内部设有驱动杆7，驱动杆7的两端分别与可移动接头3和后总管2固定连接，驱动杆7与后总管2以及可移动接头3的连接块设有通孔，保证伸缩管6、缓冲腔8和升温腔14的连通性，驱动杆7为形状记忆合金制成，且在低温收缩在高温伸长，驱动杆7伸长时使可移动接头3和后总管2分离，收缩时时可移动接头3和后总管2端面压紧且密封，前总管1内设有前总压腔15和升温腔14，后总管2内设有后总压腔16、静压腔17、缓冲腔8和带有加热装置的加热腔10，前总压腔15和后总压腔16在可移动接头3与后总管2连接时连通，在后总管2和可移动接头3分离时断开，回流孔11通过伸缩管6与升温腔14连通，缓冲腔8和加热腔10之间设有循环泵9和回流孔11，循环泵9驱动加热腔10、缓冲腔8和升温腔14内的气体流动，气体从回流孔11回流入加热腔10中，循环泵9可设于后总管2的外部，只要能驱动缓冲腔8和加热腔10内的气体流动即可，热气流流过伸缩管6时改变驱动杆7的状态，驱动其伸长，前总管1的前端设有安装腔12，安装腔12内设有结冰反馈件13，结冰反馈件13在感应到结冰后触发循环泵9开启并在化冰后触发循环泵9关闭。

请参阅图3，其中，可移动接头3包括与固定管4活动连接的连接头31，连接头31设有连通伸缩管6和升温腔14的连通孔32，连接头31通过轴向波纹管33与前总压腔15连通，在可移动接头3轴向移动时保持与前总压腔15的连通。

请参阅图4，其中，后总管2与可移动接头3连接的端面设有带有弹性的阻拦兜18，可移动接头3伸入后总管2中的部分可贯穿阻拦兜18，避免可移动接头3中冲出的碎冰进入后总压腔16中，同时在可移动接头3插入后总管2内时不影响端面的密封性。

请参阅图5，其中，安装腔12包括紧贴前总压腔15侧壁的压力腔121，压力腔121与前总压腔15之间设有均匀的压力孔122，压力孔122的中部设有弹力膜，压力腔121连接有细长的放大腔123，结冰反馈件13为可滑动的带有电位计的柱塞，结冰反馈件13安装于放大腔123内，在前总压腔15内气流正常流动时，产生负压，吸引压力孔122中的弹力膜，使压力腔121内的气压减少，结冰反馈件13处于正常电位，而当前总压腔15内壁结冰时，压力孔122并冰块封闭，对弹力膜的吸引力减低或消失，弹力膜收缩，压力腔121内气压增大，结冰反馈件13两侧气压改变，开始移动，产生电位变化触发循环泵9开启，在冰融化或离开后，压力腔121内气压恢复正常，结冰反馈件13复位，触发循环泵9关闭，从结冰反馈件13复位到循环泵9关闭设置适当延迟，确保冰完全熔化。

请参阅图1和图6，升温腔14内设有回流管19，回流管19的一端位于靠近前总管1进气口的一侧，回流管19的另一端直接与回流孔11连通，回流管19上设有使气体单向流向加热腔10的单向阀，热空气逐渐从后总管2流向前总管1并经过回流管19直接回流到加热腔10，形成一个稳定的循环气流，单向阀便于对加热腔10的保温，减少能源消耗。

本发明的工作原理及工作流程：

正常工作时，总压气流由前总管1进气口流入，经过前总压腔15、可移动接头3和后总压腔16最终由气管引出流向气压表，静压有后总管2山的进气口流入到静压腔17内，并由气管引出流向气流表，当前总管1进气口一侧开始结冰时，封住压力孔122，压力腔121内压力降低，结冰反馈件13移动触发循环泵9开启，循环泵9开启抽取加热腔10中热空气通过伸缩管6输送到升温腔14中，驱动杆7在温度升高后变形伸长，驱动可移动接头3与后总管2分离，随着升温腔14的温度升高，前总压腔15中冰开始融化和脱落，在气流的带动下从可移动接头3中流出，撞击到阻拦兜18后从排出口5掉落，在前总压腔15中冰大致除尽后，压力腔121内气压恢复，结冰反馈件13复位，适当延迟后，冰完全除尽，循环泵9关闭，驱动杆7温度恢复缩回，使可移动接头3和后总管2贴紧密封，空速管正常工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种可自动除冰的空速管结构，包括前总管(1)，其特征在于：所述前总管(1)通过可分离的可移动接头(3)活动连接有后总管(2)，所述可移动接头(3)活动连接有固定管(4)，所述前总管(1)和后总管(2)均与固定管(4)固定连接，所述固定管(4)的底部对应于可移动接头(3)的位置设有排出口(5)，所述后总管(2)和可移动接头(3)直接设有伸缩管(6)，所述伸缩管(6)的内部设有驱动杆(7)，所述驱动杆(7)为形状记忆合金制成，且在低温收缩在高温伸长，所述前总管(1)内设有前总压腔(15)和升温腔(14)，所述后总管(2)内设有后总压腔(16)、静压腔(17)、缓冲腔(8)和带有加热装置的加热腔(10)，所述前总压腔(15)和后总压腔(16)在可移动接头(3)与后总管(2)连接时连通，所述回流孔(11)通过伸缩管(6)与升温腔(14)连通，所述缓冲腔(8)和加热腔(10)之间设有循环泵(9)和回流孔(11)，所述前总管(1)的前端设有安装腔(12)，所述安装腔(12)内设有结冰反馈件(13)，所述结冰反馈件(13)在感应到结冰后触发循环泵(9)开启并在化冰后触发循环泵(9)关闭。

2.根据权利要求1所述的一种可自动除冰的空速管结构，其特征在于：所述可移动接头(3)包括与固定管(4)活动连接的连接头(31)，所述连接头(31)设有连通伸缩管(6)和升温腔(14)的连通孔(32)，所述连接头(31)通过轴向波纹管(33)与前总压腔(15)连通。

3.根据权利要求1所述的一种可自动除冰的空速管结构，其特征在于：所述后总管(2)与可移动接头(3)连接的端面设有带有弹性的阻拦兜(18)，所述可移动接头(3)伸入后总管(2)中的部分可贯穿阻拦兜(18)。

4.根据权利要求1所述的一种可自动除冰的空速管结构，其特征在于：所述安装腔(12)包括紧贴前总压腔(15)侧壁的压力腔(121)，所述压力腔(121)与前总压腔(15)之间设有均匀的压力孔(122)，所述压力孔(122)的中部设有弹力膜，所述压力腔(121)连接有细长的放大腔(123)，所述结冰反馈件(13)为可滑动的带有电位计的柱塞，所述结冰反馈件(13)安装于放大腔(123)内。

5.根据权利要求1所述的一种可自动除冰的空速管结构，其特征在于：所述升温腔(14)内设有回流管(19)，所述回流管(19)的一端位于靠近前总管(1)进气口的一侧，所述回流管(19)的另一端直接与回流孔(11)连通，所述回流管(19)上设有使气体单向流向加热腔(10)的单向阀。

Images