CN112762246A

CN112762246A - 引气管路

Info

Publication number: CN112762246A
Application number: CN202110067453.6A
Authority: CN
Inventors: 刘超; 方莹; 王肖; 杜楠楠; 杨智; 况薇
Original assignee: Comac Shanghai Aircraft Design & Research Institute; Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Current assignee: Comac Shanghai Aircraft Design & Research Institute; Commercial Aircraft Corp of China Ltd
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2021-05-07

Abstract

本发明涉及一种引气管路(100)，包括：导管本体(110)，导管本体(110)呈中空管状，导管本体(110)中通有高温高压空气；导管外壳(120)，导管外壳(120)有间隙地包覆在导管本体(110)径向外侧，导管外壳(120)上设有径向延伸的导流管(130)，导流管(130)的第一端(131)连接在导管外壳(120)的径向外表面上并且与导管外壳(120)内部流体连通，导流管(130)的第二端(132)与导管外壳(120)外部流体连通。根据本发明的引气管路易于保证泄漏气体径向流动喷向泄漏探测系统，避免泄漏气体的轴向流动影响泄漏探测效果。

Description

引气管路

技术领域

本发明涉及飞机环控技术领域，属于空调系统集成技术。具体地，本发明涉及一种用于飞机高温引气导管泄漏收集和导流的引气管路。

背景技术

高温引气导管作为高温高压空气的载体，其贯穿发动机、吊挂、机翼及机身多个区域。高温引气导管中的高温高压空气的泄漏会严重影响飞机复合材料结构及关键电子设备的工作环境，进而降低飞行安全裕度。

例如，在FAR 25.1103(d)该条款中规定了：“For turbine engine and auxiliarypower unit bleed air duct systems,no hazard may result if a duct fail-ureoccurs at any point between the air duct source and the airplane unit servedby the air.(对于涡轮发动机和辅助动力装置的引气导管系统，如果在空气导管的引气口与飞机的用气装置之间的任一部位上出现导管破损，不得造成危害)”。

为满足该条款，民用飞机通常在高温引气导管附近布置过热探测装置。过热探测装置可采取各种形式和类型，例如在某种过热探测装置中，当过热探测装置感受到的温度达到其共晶体盐溶液的熔点时，探测装置会发出告警信息。由此，飞机环控系统可根据该告警信息对高温引气导管的相关泄漏区域进行隔离，从而避免高温高压气体泄漏对飞机飞行安全的任何不利影响。

由于引气导管泄漏位置和区域具有随机性而过热探测装置覆盖范围具有特定性，因此如何更好地将泄漏的高温高压空气收集并导流至过热探测装置成为提升探测效果、降低引气泄漏风险的关键因素。

目前民用飞机一般通过在高温引气导管绝热层表面设置通气孔来对泄漏空气进行收集和导流，具体形式包含集中式通气孔和分散式通气孔。

例如，在A340/B747/B777/C919/ARJ等民用飞机中配置的是集中式通气孔。集中式通气孔主要体现为将某一区域的泄漏引气由单个通气孔向外排出绝热层。

而在B737/A320等民用飞机中配置的是分散式通气孔。分散式通气孔主要体现为将某一区域的泄漏引气通过分散布置的多个通气孔向外排出绝热层。

然而，无论采用集中式通气孔还是分散式通气孔，其收集和导流装置均仅限于布置在高温导管绝热层上的通气孔。故而，这些通气孔与过热探测装置之间存在一定距离。当舱内空气流动剧烈或通气孔位置与探测装置安装存在偏差时，容易影响泄漏探测效果，从而无法可靠地避免高温气体泄漏所造成的危害。

例如，在西安奥若特材料技术有限公司的中国实用新型专利CN 208832052U中公开了一种高温管路绝热层探测支架固定结构。该固定结构包括固定凸台和支架。其中，固定凸台固定于包覆在飞机高温管路的绝热套管上，支架与固定凸台螺纹连接且支架向绝热套管外围延伸出夹持端。显然，该技术方案无助于保证泄漏引气流向过热探测装置。

又例如，卡斯卡德技术有限公司的中国发明专利申请CN 101595375 A中公开了一种气体泄漏检测器。其测量系统包括传感器。该传感器包括辐射源和用于测量所述辐射被第二气体或蒸气的吸收的装置。该气体泄漏检测器适于通过测量或监测所述第二气体或蒸气的吸收特征或吸收谱线形状的变化来检测所述第二气体或蒸气的所述物理性质变化。该技术方案同样无法解决飞机引气管路中对泄漏区域的可靠检测的问题。

还例如，在河南汉威电子股份有限公司的中国实用新型专利CN 204387696U中提出了一种管道气体泄漏检测装置。它包括用于包覆管道接口泄漏点的密封罩和传感器模组。密封罩上设置有密封罩出气口。密封罩出气口连通气敏传感器的进气口，并通过信号采集装置连接所述气敏传感器以采集泄漏气体浓度的变化量，根据泄漏气体的浓度的变化量判断是否有气体泄漏以及泄漏量的大小。该装置主要探测管路连接处的泄漏且通过浓度检测来检验是否泄漏，与飞机引气泄漏探测装置所普遍采用的基本原理不同，也难以满足飞机引气泄漏探测的要求。

还例如，在南京优轩新技术有限公司的中国实用新型专利CN209525072U中提供了一种可燃气体泄漏检测装置。当燃气管中间出现燃气泄漏时，两个气压筒中燃气的气压就会出现气压差，根据检测筒中左右两侧的气压差，滑块会在检测筒中左右移动。根据检测筒中检查板移动的位置，即可得知燃气管中泄漏燃气量的大小。可以看出，与前一技术方案类似，该装置所采用的检测原理与飞机引气泄漏探测装置所普遍采用的基本原理不同，同样难以满足飞机引气泄漏探测的要求。

还例如，在大阪瓦斯株式会社的日本专利第5647553号中公开了一种气体防泄漏检测装置。其通过在管路连接处布置内外两个密封腔来收集泄漏气体，并利用浓度检测器来观测密封腔内气体浓度随时间的变化趋势，以此来判断是否发生气体泄漏。由此可见，该技术方案同样采用了与飞机引气泄漏探测装置所普遍采用的基本原理不同的原理，因而难以满足飞机引气泄漏探测的要求。

发明内容

基于现有技术中的上述技术问题，本发明的目的在于提出一种易于保证泄漏气体径向流动喷向泄漏探测系统的引气管路。

为此，本发明提出了一种引气管路，包括：

导管本体，所述导管本体呈中空管状，所述导管本体中通有高温高压空气；

导管外壳，所述导管外壳有间隙地包覆在所述导管本体径向外侧，

所述导管外壳上设有径向延伸的导流管，所述导流管的第一端连接在所述导管外壳的径向外表面上并且与所述导管外壳内部流体连通，所述导流管的第二端与所述导管外壳外部流体连通。

根据本发明的引气管路通过在导管外壳上的导流管的设置保证了泄漏气体径向流动喷向泄漏探测系统，避免泄漏气体的轴向流动影响泄漏探测效果。

根据本发明的引气管路的优选实施例，所述导流管中设置有单向活门，所述单向活门设置成使得：

当所述导流管中的气体压力未高于设定的阈值时关闭，从而阻碍所述第一端与所述第二端之间流体连通；

当所述导流管中的气体压力高于所述设定的阈值时打开，从而减小所述第一端与所述第二端之间流体连通的阻碍。

当导流管内的压力未达到设定值时，单向活门阀瓣关闭；当导流管内的压力达到设定值时，单向活门阀瓣被顶开。这样一来，可保证诸如引气导管法兰间正常泄漏之类的小量泄漏不会通过导流管流至过热探测装置附近导致触发泄漏探测系统告警，从而降低泄漏探测系统的误告警的概率，提升气源及用户系统的可用性。

根据本发明的引气管路的优选实施例，当所述单向活门关闭时，不允许所述第一端与所述第二端之间流体连通；当所述单向活门打开时，允许所述第一端与所述第二端之间流体连通。

单向活门的这种设置则有利于对敏感度要求高的泄漏探测系统。

由此可见，根据本发明的引气管路的敏感度可以由用户方便地通过改变单向活门的阻挡导流管的比例而便利地调整。

根据本发明的引气管路的优选实施例，所述导流管中设置有安装销，所述单向活门包括阀瓣，所述阀瓣通过弹簧弹性地连接于所述安装销而能绕所述安装销枢转。

弹性连接的阀瓣通过弹簧弹性力的设置而允许防止导管容许的正常泄漏值触发泄漏探测系统告警。

根据本发明的引气管路的优选实施例，所述导流管呈圆筒状。

圆筒状的导流管允许以更小的外轮廓容纳更多的泄漏引气，并且便于在其中布置诸如单向活门之类的装置。

根据本发明的引气管路的优选实施例，所述导流管从所述第一端至所述第二端渐缩收窄。

向出口逐渐收窄的导流管有助于提升喷射向泄漏探测系统的气体的流速，甚至还有助于形成射流，从而进一步提升泄漏探测系统的探测效果。

根据本发明的引气管路的优选实施例，所述导流管的延伸路径指向设置在所述导管外壳外的温度敏感元件。

导流管将缓冲腔中收集的泄漏空气引导至诸如双回路过热探测线之类的温度敏感元件附近，并可与射流状态相结合，共同提升过热探测装置对泄漏引气的探测效果。

根据本发明的引气管路的优选实施例，所述导管外壳包括径向向外凸出的凸出部分，从而在凸出部分限定所述导管外壳与所述导管本体之间的缓冲腔，所述导流管连接于所述凸出部分。

缓冲腔收集由高温导管泄漏的高温空气，防止空气从高温导管绝热层内的其他区域泄漏到外界环境或显著改变外界环境的温度，且用于导流高温高压导管的泄漏气体，从而提升泄漏探测系统告警的及时性和准确率。更有利于收集泄漏空气，

根据本发明的引气管路的优选实施例，每个所述凸出部分上设置有两个所述导流管。

通过缓冲腔上方的两根导流管将缓冲腔内的泄漏空气分别引流至双回路泄漏探测线处，能更好地利用双回路过热探测装置可靠地综合判断当前的泄漏情况。

根据本发明的引气管路的优选实施例，所述导流管与所述导管外壳一体成形。

一体成形的导流管便于导流管与导管外壳之间的形状关系和空间位置关系的精确确定。

由上可见，对于根据本发明的引气管路的优选实施例而言：通过缓冲腔集中收集高温引气导管的泄漏空气，并通过缓冲腔上方的两根导流管将缓冲腔内的泄漏空气分别形成射流状态而引流至双回路泄漏探测线处，从而最大可能地避免泄漏引气流的轴向流动；同时，在该导流管上加装单向活门，通过设置单向活门的弹簧力来确保例如法兰接口间容许的正常泄漏量不至于冲开单向活门导致误告警，而保证只有在高温管路系统出现大量泄漏时才会冲开单向活门并把泄漏气体直接导流至泄漏过热探测装置，从而提升了泄漏检测系统的可靠性和可用性。

综上所述，本发明的引气管路的优点至少在于：

1)通过设计导流管的型式，可使得泄漏空气排出后达到射流状态，泄漏出的空气不易受到舱内空气剧烈流动的影响，提升了过热探测的准确率，同时缩短了过热探测系统的响应时间。

2)通过设置两根导流管，可分别对应双回路过热探测器，确保当高温引气导管泄漏时，双回路均能感受到高温气体的影响，从而提升过热探测的准确率。

3)通过设置在导流管上的单向活门，可避免由于管路法兰间的正常泄漏导致过热探测系统告警，提升告警的准确性。

4)可通过缓冲腔使得高温管路的泄漏空气有充足的聚集空间，并在达到一定量后通过导流管统一排出。

5)相比传统的在导管外壳上开设通气孔的设计，本装置新增收集和导流功能，有利于提高探测效果，并提升探测的准确率。

应了解的是，上文的一般描述和下文的详细描述说明了各种实施例并且旨在提供理解要求保护的主题的性质和特征的概述或框架。

本文件包括附图，以提供对各种实施例的进一步理解。附图纳入于本说明书中并且构成本说明书的部分。附图示出了本文所描述的各种实施例，并且与文字描述一起用来解释要求保护的主题的原理和操作。

附图说明

参考以上目的，本发明的技术特征在下文中清楚地描述，并且其优点从以下参考附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本发明的优选实施例，而不限制本发明的范围。

附图中：

图1是根据本发明的引气管路的优选实施例的立体图；

图2是图1中所示的根据本发明的引气管路的优选实施例的以穿过凸出部分和引气管路的轴线的剖面剖得的剖视图；

图3是图1中所示的根据本发明的引气管路的优选实施例的以穿过导流管轴线的剖面剖得的剖视图；

图4是图3中所示的剖视图中单向活门部分的放大图。

附图标记列表

100 引气管路

110 导管本体

120 导管外壳

130 导流管

131 导流管的第一端

132 导流管的第二端

133 安装销

140 单向活门

150 弹簧

具体实施方式

现在将详细地描述本发明的实施方式，这些实施方式的示例被显示在附图中并在下文中被描述。

尽管本发明将与示例性实施例相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为所例示的那些实施例。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施例，而且还覆盖可以被包括在本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等效形式及其他实施例。

为了便于解释和精确定义本发明的技术方案，术语“上”、“下”、“内”和“外”用于参考在附图中所示的示例性实施例的特征的位置来对这些特征进行描述。此外，术语“径向”是指在垂直于轴线的平面中远离轴线的方向。

例如参考图1，示出了根据本发明的优选实施例的引气管路100，该引气管路100包括导管本体110和导管外壳120。

导管本体110呈中空管状，导管本体110中通有高温高压空气。虽然如图1中所示，导管本体110呈横截面为圆筒状的中空管状，但导管本体110的具体截面型式可以由本领域技术人员根据实际需求而设定，例如设计成矩形或椭圆形或正方形。此外，虽然图2－4中主要以导管本体110的平直部段为例示出了本发明的各个技术细节，但本领域技术人员可以理解，本文中所述的各个技术细节同样可以适用于导管本体110的弯曲部段，例如是图1的右上角所部分示出的弯折部那样的弯曲部段。

导管外壳120有间隙地包覆在导管本体110径向外侧，即导管外壳120具体导管本体110在径向上相距一定距离设置在外侧上。一般而言，导管外壳120可以具有与导管本体110类似形状的横截面，以使得当导管本体110在导管外壳120中居中设置时，导管本体110与导管外壳120之间在周向上不同位置处的径向距离是大致相同的。一般地，引气管路100的导管外壳120可以由常见的绝热材料制成。

导管本体110和导管外壳120均可由多个子部段拼接而成，各个子部段之间例如可通过法兰相互密封连接。

如图1－4中所示的那样，导管外壳120上设有径向延伸的导流管130，导流管130的第一端131连接在导管外壳120的径向外表面上并且与导管外壳120内部流体连通，导流管130的第二端132与导管外壳120外部流体连通。换言之，导流管130从导管外壳120起沿着径向向外的方向突出导管外壳120延伸。

如图2－4中清楚地示出的，在本发明的优选实施例中，导流管130可以呈圆筒状。但要指出的是，本领域技术人员可以根据实际需求而设计另外的导流管130形状，诸如但不限于导流管130可以从第一端131至第二端132渐缩收窄，导流管130呈从第一端131至第二端132逐渐渐缩的圆锥状，导流管130呈有利于增加从导流管130的第二端132排出的引气气流流速、甚至形成射流的其他合适的形状。

有利的是，导流管130的延伸路径指向设置在导管外壳120外的温度敏感元件。温度敏感元件例如呈线缆形式的过热探测装置。虽然附图中所示的优选实施例中导流管130的延伸路径大致成直线，但本领域技术人员可以根据相对位置关系和可用空间等实际需求合理地涉及导流管130的延伸路径，例如使得导流管130的轴线具有弯折部，等等。

在优选的实施例中，导流管130可以与导管外壳120一体成形。当然，导流管130也可以与导管外壳120分开制造然后通过各种常见的连接方式、例如通过胶接、焊接、卡接等手段结合在一起。

同样如图2－4中更好地示出的，在优选的实施例中，导管外壳120可以包括径向向外凸出的凸出部分，从而在凸出部分限定导管外壳120与导管本体110之间的缓冲腔，导流管130可连接于该凸出部分。参见图1中的相应部分，每个凸出部分上可设置有两个导流管130。

同样参见图1中的相应部分，该凸出部分可以具有大致矩形的轮廓，但本领域技术人员可以根据实际需求将该凸出部分的轮廓设计成包括但不限于圆形的其他轮廓。

优选地，该凸出部分可与导管外壳120一体注塑成型。但例如在改造现有产品的应用场景中，也可以将分开制造的凸出部分与导管外壳120组装成一体。作为导管外壳120的一部分，凸出部分与导流管130的关系可以参见上文关于导流管130与导管外壳120的相互关系的描述。也就是说，导流管130可以与凸出部分一体成形，也可以与凸出部分分开制造然后通过各种常见的连接方式、例如通过胶接、焊接、卡接等手段结合在一起。该凸出部分的内轮廓可以形成平滑和/或圆润的拐角部。

参考图3和4，优选地，导流管130中可设置有单向活门140，该单向活门140可设置成使得：

当导流管130中的气体压力未高于设定的阈值时关闭，从而阻碍第一端131与第二端132之间流体连通；

当导流管130中的气体压力高于设定的阈值时打开，从而减小第一端131与第二端132之间流体连通的阻碍。

此时，并不要求单向活门140在关闭时能够完全阻挡导流管130中的流体流通，而是也可仅用作减小导流管130的流通截面。本领域技术人员还可以采用常见的技术手段将单向活门140的上述气体压力阈值设置成一定的阈值区间，从而进一步改善单向活门140的响应特性。例如，本领域技术人员可以通过采用常见手段设置单向活门140的弹簧力来确保导流管130截面所容许的正常泄漏量不至于冲开单向活门140导致误告警，而保证只有在引气管路系统出现大量泄漏时才会冲开单向活门140并把泄漏气体直接导流至过热探测装置，比如是上述温度敏感元件。

更优选地，该单向活门140可设置成使得：

当单向活门140关闭时，不允许第一端131与第二端132之间流体连通；

当单向活门140打开时，允许第一端131与第二端132之间流体连通。

具体参见图4中的放大图，导流管130中可设置有安装销133。单向活门140可包括阀瓣。阀瓣可通过弹簧150弹性地连接于安装销133而能绕安装销133枢转。单向活门140可包括例如两个阀瓣，这两个阀瓣即可共同拼合成导流管130的截面形状，例如呈两个在直径处相邻设置的两个半圆形、优选是两个直径相同的半圆形，并可围绕各自的直径分别枢转。例如在图4中所述的优选实施例中，弹簧150可设置在阀瓣的面向第二端132的一侧上，以使得单向活门140的两个阀瓣需要克服弹簧150的弹簧力向上枢转，而能被弹簧150的弹簧力向下偏置到图4中所示位置。当然，本领域技术人员可以根据实际需求而设计其他型式的单向活门140。在一些其他实施例中，单向活门140例如可以通过卡槽卡合在导流管130内。

以下结合飞机引气管路所可能发生的实际情况简要阐述根据本发明的引气管路的实际使用情形：

a)导管本体110中的高温高压引气泄漏：此处的引气泄漏并不要求大量泄漏，也可以是微量的泄漏；

b)泄漏的引气包容在导管外壳120内：由绝热材料制成的导管外壳120能够避免所泄漏的引气和其高温迅速向周围扩散；

c)泄漏的引气逐渐进入缓冲腔中：引气导管泄漏的高温高压空气会逐步趋向于流至局部压力较小的缓冲腔中，并逐渐增大缓冲腔部分的压力；

d)缓冲腔内的高温高压空气通过设置在缓冲腔上的导流管130的第一端131向外流出：此处流出的引气尚未经过单向活门140，因此尚未到达导流管130外部；

e)达到一定流量的引气经过导流管130中的单向活门140：导流管130上设置的单向活门140可确保只有在大量泄漏的情况下才能将泄漏空气通过导流管130第二端132导流至过热探测装置，从而降低了误告警的概率，提升了环控系统的可用度，此处，可通过设置导流管130的形式使得喷出气流形成射流状态；

f)泄漏引气到达过热探测装置：通过设置两根导流管分别对准双回路探测线的两个分离的温度敏感元件，确保来自引气导管的泄漏空气直接射流至双回路探测线，提升了过热探测的准确率，并提高了泄漏探测系统的响应时间。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

Claims

1.一种引气管路(100)，包括：

导管本体(110)，所述导管本体(110)呈中空管状，所述导管本体(110)中通有高温高压空气；

导管外壳(120)，所述导管外壳(120)有间隙地包覆在所述导管本体(110)径向外侧，

其特征在于，

所述导管外壳(120)上设有径向延伸的导流管(130)，所述导流管(130)的第一端(131)连接在所述导管外壳(120)的径向外表面上并且与所述导管外壳(120)内部流体连通，所述导流管(130)的第二端(132)与所述导管外壳(120)外部流体连通。

2.根据权利要求1所述的引气管路(100)，

其特征在于，

所述导流管(130)中设置有单向活门(140)，所述单向活门(140)设置成使得：

当所述导流管(130)中的气体压力未高于设定的阈值时关闭，从而阻碍所述第一端(131)与所述第二端(132)之间流体连通；

当所述导流管(130)中的气体压力高于所述设定的阈值时打开，从而减小所述第一端(131)与所述第二端(132)之间流体连通的阻碍。

3.根据权利要求2所述的引气管路(100)，

其特征在于，

当所述单向活门(140)关闭时，不允许所述第一端(131)与所述第二端(132)之间流体连通；

当所述单向活门(140)打开时，允许所述第一端(131)与所述第二端(132)之间流体连通。

4.根据权利要求2或3所述的引气管路(100)，

其特征在于，

所述导流管(130)中设置有安装销(133)，所述单向活门(140)包括阀瓣，所述阀瓣通过弹簧(150)弹性地连接于所述安装销(133)而能绕所述安装销(133)枢转。

5.根据权利要求1所述的引气管路(100)，

其特征在于，

所述导流管(130)呈圆筒状。

6.根据权利要求1所述的引气管路(100)，

其特征在于，

所述导流管(130)从所述第一端(131)至所述第二端(132)渐缩收窄。

7.根据权利要求1所述的引气管路(100)，

其特征在于，

所述导流管(130)的延伸路径指向设置在所述导管外壳(120)外的温度敏感元件。

8.根据权利要求1所述的引气管路(100)，

其特征在于，

所述导管外壳(120)包括径向向外凸出的凸出部分，从而在凸出部分限定所述导管外壳(120)与所述导管本体(110)之间的缓冲腔，所述导流管(130)连接于所述凸出部分。

9.根据权利要求8所述的引气管路(100)，

其特征在于，

每个所述凸出部分上设置有两个所述导流管(130)。

10.根据权利要求1、8或9所述的引气管路(100)，

其特征在于，

所述导流管(130)与所述导管外壳(120)一体成形。