CN113895647A - 一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及飞机除冰技术领域，特别是涉及一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，包括车体，车体内部设有蒸汽发生组件，蒸汽发生组件连接有蒸汽输送组件，车体上方转动连接有运动组件，运动组件转动连接有执行组件；执行组件包括第一喷头组件、第二喷头组件；蒸汽输送组件包括并排设置的第一增压器和第二增压器，第一增压器出气端连通有第一出气管的一端，第一出气管的另一端通过输气管道与第二喷头组件的喷头连通，第二增压器的进气端连通有鼓风机，第二增压器的出气端连通有第二出气管的一端，第二出气管的另一端通过输气管道与第一喷头组件的喷头连通。本发明可以达到除冰、干燥同时进行，提高除冰效率的效果。

Description

一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车
技术领域
本发明涉及飞机除冰技术领域，特别是涉及一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车。
背景技术
在结冰条件下，冰、雪、霜对飞机的运行安全会造成直接影响，会使飞机外表面变得粗糙，增加飞机重量，限制飞机操纵面的活动范围，导致仪表误差，严重时还会引起飞机失速和瞬间反常上仰，从而使飞机的飞行性能大大下降，特别当飞机起飞上升时，使得飞行姿态难以控制，严重则造成空难。冬季不利的气象条件会给飞机带来严重危害。因此，为了保障正常航运和飞行安全，必须除去飞机表面的冰霜积雪。现有的飞机除雪方法是向飞机表面喷射飞机防冰液，使用的防冰液主要成分有甲醇、乙醇(酒精)、乙烯乙二醇等，此种防冰液具有凝结温度低，与水混合性能好，与防冰表面附着力强，对防冰表面没有化学腐蚀作用，无毒，以及防火性能好等特点，因此广泛应用于飞机除冰，但此种防冰液成本较高。
中国专利CN109987247A公开了一种蒸汽射流多功能飞机除冰车，该除冰车包括车体、蒸汽发生装置、蒸汽输送装置、除冰执行装置、除冰控制系统等，该除冰车的蒸汽发生装置采用燃油作为动力源，可以产生高温饱和蒸汽和高温空气，包括：水箱、水泵、鼓风机、蒸汽发生器；水箱通过水泵为蒸汽发生器提供水源；鼓风机为蒸汽发生器提供空气，用来产生不同湿度和饱和度的蒸汽和高温空气，该除冰车的除冰执行装置并不能同时产生蒸汽和高温空气，只能先除冰，再对冰水进行干燥，由于室外温度较低，先融化的冰水如果未及时蒸发极易再次结冰，影响除冰效率，因此亟需一种除冰、干燥同时进行，提高除冰效率的除冰车。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，以解决上述问题，达到除冰、干燥同时进行，提高除冰效率的效果。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，包括车体，所述车体内部设有蒸汽发生组件，所述蒸汽发生组件连接有蒸汽输送组件，所述车体上方转动连接有运动组件，所述运动组件转动连接有执行组件；
所述执行组件包括第一喷头组件，所述第一喷头组件下方设有第二喷头组件，所述第一喷头组件用于喷射高温空气，所述第二喷头组件用于喷射蒸汽，所述第一喷头组件和所述第二喷头组件分别固定连接有若干喷头；
所述蒸汽输送组件包括并排设置的第一增压器和第二增压器，所述第一增压器和所述第二增压器进气端连通有缓冲罐，所述第一增压器出气端连通有第一出气管的一端，所述第一出气管的另一端通过输气管道与所述第二喷头组件的所述喷头连通，所述第二增压器的进气端连通有鼓风机，所述第二增压器的出气端连通有第二出气管的一端，所述第二出气管的另一端通过输气管道与所述第一喷头组件的所述喷头连通。
优选的，所述运动组件包括与所述车体上部转动连接的转动盘，所述转动盘上方铰接有转动杆，所述转动杆滑动连接有伸缩杆，所述伸缩杆末端与所述执行组件转动连接，所述转动盘和所述转动杆之间铰接有第二液压缸的两端。
优选的，所述转动杆靠近所述伸缩杆一端通过螺栓固定连接有位移传感器，所述转动盘啮合连接有角度传感器。
优选的，所述执行组件还包括除冰板，所述除冰板远离所述伸缩杆一侧与所述喷头固定连接，所述除冰板与所述伸缩杆之间铰接有第一液压缸的两端。
优选的，若干所述喷头呈矩阵型等间隔排列。
优选的，所述蒸汽发生组件包括第一水箱，所述第一水箱下端连通有水泵进水端，所述水泵出水端连通有第二水箱的上部，所述第二水箱下部设有加热部和除垢部。
优选的，所述加热部包括若干与所述第二水箱连通的蒸发管，所述蒸发管为U型结构，所述蒸发管远离所述第二水箱一侧套接有套管，所述套管外侧套接有螺线管，若干所述蒸发管出口端连通有合流管，所述合流管与所述缓冲罐连通。
优选的，所述除垢部包括超声波发生器，所述超声波发生器固定连接有若干振动管，所述振动管为T型结构，所述振动管套接在所述蒸发管底部。
优选的，所述喷头选用CC扇形喷嘴。
优选的，所述水泵选用自吸型水泵。
本发明具有如下技术效果：蒸汽发生组件由除冰车内部燃油发电机提供电能，第二喷头组件喷射的蒸汽将飞机表面的结冰层融化成水，第一喷头组件喷射的高温空气将冰层融化的水加热蒸发，使飞机表面保持干燥，执行组件可沿机身横向或者纵向除冰，蒸汽除冰和加热蒸发水分同时进行，防止融化后的冰水未及时清理出现二次结冰的情况发生；在与第一喷头组件相连的气路中增加了鼓风机，鼓风机用于向该气路中补充空气，通过调节补入空气和蒸汽的含量来获得相对干燥并且温度较高的空气来蒸发飞机表面的水分，第一喷头组件喷射的空气热量来源于蒸汽发生组件，不需要再设置独立的热源，提高了蒸汽发生组件热量的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明蒸汽发生组件和蒸汽输送组件结构示意图；
图3为本发明执行组件结构示意图；
图4为本发明实施例2中喷头结构示意图；
图5为本发明实施例2中喷头剖视图；
图6为本发明实施例3结构示意图；
图7为本发明实施例4结构示意图；
图8为本发明实施例4横移组件结构示意图；
图9为本发明实施例4凸轮结构示意图。
其中，1、车体；2、转动盘；3、转动杆；4、伸缩杆；5、第一液压缸；6、除冰板；7、喷头；8、第二液压缸；9、第一水箱；10、水泵；11、第二水箱；12、蒸发管；13、振动管；14、超声波发生器；15、套管；16、螺线管；17、合流管；18、缓冲罐；19、鼓风机；20、第一增压器；21、第一出气管；22、位移传感器；23、角度传感器；24、第二增压器；25、第二出气管；701、第一出气孔；702、第二出气孔；26、第三增压器；27、第三出气管；28、融冰板；29、吸水口；30、第三液压缸；31、第一过滤器；32、第一废水泵；33、第二过滤器；34、废水箱；35、第二废水泵；36、支撑板；37、滑动板；38、凸轮；39、旋转电机；40、滑动柱。
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。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
参照图1-3，本实施例一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，包括车体1，车体1内部设有蒸汽发生组件，蒸汽发生组件连接有蒸汽输送组件，车体1上方转动连接有运动组件，运动组件转动连接有执行组件；
执行组件包括第一喷头组件，第一喷头组件下方设有第二喷头组件，第一喷头组件用于喷射高温空气，第二喷头组件用于喷射蒸汽，第一喷头组件和第二喷头组件分别固定连接有若干喷头7；
蒸汽输送组件包括并排设置的第一增压器20和第二增压器24，第一增压器20和第二增压器24进气端连通有缓冲罐18，第一增压器20出气端连通有第一出气管21的一端，第一出气管21的另一端通过输气管道与第二喷头组件的喷头7连通，第二增压器24的进气端连通有鼓风机19，第二增压器24的出气端连通有第二出气管25的一端，第二出气管25的另一端通过输气管道与第一喷头组件的喷头7连通。蒸汽发生组件由除冰车内部燃油发电机提供电能，第二喷头组件喷射的蒸汽将飞机表面的结冰层融化成水，第一喷头组件喷射的高温空气将冰层融化的水加热蒸发，使飞机表面保持干燥，执行组件可沿机身横向或者纵向除冰，蒸汽除冰和加热蒸发水分同时进行，防止融化后的冰水未及时清理出现二次结冰的情况发生；在与第一喷头组件相连的气路中增加了鼓风机19，鼓风机19用于向该气路中补充空气，通过调节补入空气和蒸汽的含量来获得相对干燥并且温度较高的空气来蒸发飞机表面的水分，第一喷头组件喷射的空气热量来源于蒸汽发生组件，不需要再设置独立的热源，提高了蒸汽发生组件热量的利用率。
进一步优化方案，运动组件包括与车体1上部转动连接的转动盘2，转动盘2上方铰接有转动杆3，转动杆3滑动连接有伸缩杆4，伸缩杆4末端与执行组件转动连接，转动盘2和转动杆3之间铰接有第二液压缸8的两端。转动盘2可以带动执行组件转动，第二液压缸8的伸长和缩短用来调节转动杆3与转动盘2的夹角，伸缩杆4可以在转动杆3内部滑动，用来适应飞机机身的高度。
进一步优化方案，转动杆3靠近伸缩杆4一端通过螺栓固定连接有位移传感器22，转动盘2啮合连接有角度传感器23。本发明在进行机身横向除冰作业时，车身与机身保持平行，转动盘2在转动的同时，伸缩杆4沿转动杆3伸长或者缩短，以次保证执行组件和机身的距离大体保持不变，位移传感器22用来获得执行组件与转动杆3末端的距离，角度传感器23用来获得转动盘2的转角，距离和转角为一一对应的关系，既保证了除冰的效果，又防止了执行组件和机身碰触。
进一步优化方案，执行组件还包括除冰板6，除冰板6远离伸缩杆4一侧与喷头7固定连接，除冰板6与伸缩杆4之间铰接有第一液压缸5的两端。喷头7采用嵌入式的方法安装在除冰板6中，用于除冰的若干喷头7进气端互相连通，用于干燥的若干喷头7进气端也互相连通，两组具有不同功能的喷头7由除冰板6上的横隔板分隔开，第一液压缸5的伸长和缩短控制除冰板6的转角，除冰板6的角度可调，以此适应圆弧状的机身。
进一步优化方案，若干喷头7呈矩阵型等间隔排列，有利于提高喷射到飞机机身蒸汽和空气的均匀性。
进一步优化方案，蒸汽发生组件包括第一水箱9，第一水箱9下端连通有水泵10进水端，水泵10出水端连通有第二水箱11的上部，第二水箱11下部设有加热部和除垢部。蒸汽发生组件具有双水箱结构，增加了水的容量。
进一步优化方案，加热部包括若干与第二水箱11连通的蒸发管12，蒸发管12为U型结构，蒸发管12远离第二水箱11一侧套接有套管15，套管15外侧套接有螺线管16，若干蒸发管12出口端连通有合流管17，合流管17与缓冲罐18连通。螺线管16用于产生涡流为蒸发管12加热，此种加热方式和传统蒸汽发生组件不同，通电的螺线管16代替了电阻式加热棒，提高了电能的利用效率，相比于传统加热棒更可靠，不易损坏，螺线管16和蒸发管12之间的套管15防止蒸发管12的热量向外部传导，同时隔绝了螺线管16和金属制蒸发管12，避免漏电事故的发生。
进一步优化方案，除垢部包括超声波发生器14，超声波发生器14固定连接有若干振动管13，振动管13为T型结构，振动管13套接在蒸发管12底部。超声波发生器14用于产生超声波，超声波沿振动管13传递至蒸发管12底部，使水垢无法在蒸发管12中附着，防止水垢堵塞蒸发管12影响传热效率。
进一步优化方案，喷头7选用CC扇形喷嘴。
进一步优化方案，水泵10选用自吸型水泵。
本实施例的工作过程：启动除冰车内的燃油发电机产生电能，电流通过变压处理产生单相频率可调的交流电，螺线管16周围产生感应交变电磁场，使处于交变电磁场中的蒸发管12内产生感应电流，感应电流也称涡流，最后利用涡流效应对蒸发管12进行加热，将蒸发管12内的水转化为蒸汽，若干蒸发管12产生的蒸汽汇聚于缓冲罐18中，缓冲罐18中的蒸汽分为两路流出，一路连通第二喷头组件中的喷头7，产生的蒸汽用于除冰，另一路由鼓风机19提供空气，并与第一喷头组件中的喷头7连通，空气与蒸汽混合，降低了蒸汽的湿度，从而获得相对干燥的高温空气用于蒸发掉冰融化成的水，防止融水二次结冰；除冰作业时，伸缩杆4伸长，达到飞机除冰位置的高度，调节除冰板6的角度，使除冰板6正对机身，第一喷头组件和第二喷头组件同时喷气，除冰和干燥作业同时进行，提高了除冰效率；在进行机身横向除冰作业时，车身与机身保持平行，转动盘2在转动的同时，伸缩杆4沿转动杆3伸长或者缩短，以此保证执行组件和机身的距离大体保持不变，位移传感器22用来获得执行组件与转动杆3末端的距离，角度传感器23用来获得转动盘2的转角，距离和转角为一一对应的关系，既保证了除冰的效果，又防止了除冰板6和机身碰触。
实施例2
参照图4-5，本实施例与实施例1的区别仅在于，喷头7出口端中心开设有第一出气孔701，喷头7出口端边部开设有若干第二出气孔702，若干第二出气孔702沿喷头7轴线等间隔设置，若干第二出气孔702与第一出气孔701向连通，喷头7出口端中心为圆形凹面。本实施例的喷头7具有多个出气孔，位于喷头7中央第一出气孔701为主出气孔，若干第二出气孔702为辅助出气孔，由第一出气孔701喷射出的蒸汽或者空气与喷头7前端面垂直，其流量和冲击力较大，起到主要的除冰和干燥作用，由若干第二出气孔702喷射出的蒸汽或者空气与喷头7的轴线具有一定夹角，起到辅助除冰和干燥作用，本实施例的喷头7喷射出的蒸汽或者空气呈伞状结构，增加了有效除冰面积，除冰效果更好。
实施例3
参照图6，本实施例与实施例2的区别仅在于，缓冲罐18连通有第三增压器26进气端，第三增压器26出气端通过第三出气管27连通有融冰板28，融冰板28位于车体1中部下方，融冰板28包括若干喷头7；
车体1尾部下方设有吸水口29，吸水口29上方固定连接有第三液压缸30的活动端，第三液压缸30的固定端与车体1尾部下方固定连接，吸水口29上方通过输水管道连通有第一过滤器31，第一过滤器31上方通过输水管道连通有第一废水泵32，第一废水泵32上方通过输水管道连通有第二过滤器33，第二过滤器33通过倒L型输水管道连通有废水箱34，废水箱34上方通过输水管道连通有第二废水泵35，第二废水泵35通过输水管道与第一水箱9上部连通。融冰板28用于除去机场跑道的积雪和冰层，积雪和冰层在喷头7喷出的蒸汽中融化成水，第三液压缸30控制吸水口29的上升和下降，吸水口29下降至和地面贴合时，在第一废水泵32的作用下降地面的积水进行收集，积水经由第一过滤器31和第二过滤器33的过滤作用流进水箱，第一过滤器31和第二过滤器33中设有滤纸、活性炭等具有吸附过滤作用的物质，除去了水中的大颗粒杂质，积水经由第二废水泵35抽到第一水箱9中，使积水能够被重新利用。
实施例4
参照图7-9，本实施例与实施例3的区别仅在于，车体1底部后侧固定连接有横移组件，横移组件包括对称设置的支撑板36，支撑板36为立方体型结构，支撑板36与车体1固定连接，支撑板36远离车体1一端开设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑动板37，滑动板37一端固定连接有吸水口29，滑动板37靠近车体1一侧转动连接有两个滑动柱40，滑动柱40轴线与滑动板37垂直，两个支撑板36之间设置有旋转电机39，旋转电机39与车体1底部固定连接，旋转电机39轴端轴接有凸轮38，凸轮38侧面与滑动柱40相接触，滑动柱40包括三个凸出端，三个凸出端沿凸轮38轴线等间隔排列。
旋转电机39带动凸轮38旋转，凸轮38侧面始终与滑动柱40相接触，在凸轮38转动过程中，凸轮38通过滑动柱40带动滑动板37做往复运动，滑动板37带动吸水口29运动，吸水口29与飞机跑道底面接触，由于吸水口29不断的作往复运动，间接的扩大了吸水面积，吸水效率得到提高。
第一增压器20、第二增压器24、第三增压器26、转动盘2、位移传感器22、角度传感器23、伸缩杆4、螺线管16、超声波发生器14电性连接有控制器，控制器包括但不限于PLC控制器，单片机等。其连接方式为本领域公知常识。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的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发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，其特征在于：包括车体(1)，所述车体(1)内部设有蒸汽发生组件，所述蒸汽发生组件连接有蒸汽输送组件，所述车体(1)上方转动连接有运动组件，所述运动组件转动连接有执行组件；
所述执行组件包括第一喷头组件，所述第一喷头组件并排设有第二喷头组件，所述第一喷头组件用于喷射高温空气，所述第二喷头组件用于喷射蒸汽，所述第一喷头组件和所述第二喷头组件分别固定连接有若干喷头(7)；
所述蒸汽输送组件包括并排设置的第一增压器(20)和第二增压器(24)，所述第一增压器(20)和所述第二增压器(24)进气端连通有缓冲罐(18)，所述第一增压器(20)出气端连通有第一出气管(21)的一端，所述第一出气管(21)的另一端通过输气管道与所述第二喷头组件的所述喷头(7)连通，所述第二增压器(24)的进气端连通有鼓风机(19)，所述第二增压器(24)的出气端连通有第二出气管(25)的一端，所述第二出气管(25)的另一端通过输气管道与所述第一喷头组件的所述喷头(7)连通。
2.根据权利要求1所述一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，其特征在于：所述运动组件包括与所述车体(1)上部转动连接的转动盘(2)，所述转动盘(2)上方铰接有转动杆(3)，所述转动杆(3)滑动连接有伸缩杆(4)，所述伸缩杆(4)末端与所述执行组件转动连接，所述转动盘(2)和所述转动杆(3)之间铰接有第二液压缸(8)的两端。
3.根据权利要求2所述一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，其特征在于：所述转动杆(3)靠近所述伸缩杆(4)一端通过螺栓固定连接有位移传感器(22)，所述转动盘(2)啮合连接有角度传感器(23)。
4.根据权利要求2所述一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，其特征在于：所述执行组件还包括除冰板(6)，所述除冰板(6)远离所述伸缩杆(4)一侧与所述喷头(7)固定连接，所述除冰板(6)与所述伸缩杆(4)之间铰接有第一液压缸(5)的两端。
5.根据权利要求1所述一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，其特征在于：若干所述喷头(7)呈矩阵型等间隔排列。
6.根据权利要求1所述一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，其特征在于：所述蒸汽发生组件包括第一水箱(9)，所述第一水箱(9)下端连通有水泵(10)进水端，所述水泵(10)出水端连通有第二水箱(11)的上部，所述第二水箱(11)下部设有加热部和除垢部。
7.根据权利要求6所述一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，其特征在于：所述加热部包括若干与所述第二水箱(11)连通的蒸发管(12)，所述蒸发管(12)为U型结构，所述蒸发管(12)远离所述第二水箱(11)一侧套接有套管(15)，所述套管(15)外侧套接有螺线管(16)，若干所述蒸发管(12)出口端连通有合流管(17)，所述合流管(17)与所述缓冲罐(18)连通。
8.根据权利要求7所述一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，其特征在于：所述除垢部包括超声波发生器(14)，所述超声波发生器(14)固定连接有若干振动管(13)，所述振动管(13)为T型结构，所述振动管(13)套接在所述蒸发管(12)底部。
9.根据权利要求1所述一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，其特征在于：所述喷头(7)选用CC扇形喷嘴。
10.根据权利要求6所述一种新型蒸汽射流多功能飞机除冰车，其特征在于：所述水泵(10)选用自吸型水泵。
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