CN114684381B - 一种飞机地面气源机组高海拔压力自动调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机地面气源机组高海拔压力自动调节系统，其解决了现有飞机地面气源机组在不同海拔的机场使用时，需经过人工手动操作调节供气压力，繁琐且调节不准确，增加压缩机高温烧毁风险的技术问题，其包括柴油机、压缩机、空气滤清器、气路系统和控制柜，空气滤清器的出气口与压缩机的进气口连接，气路系统连接有电动调节阀，所述控制柜上设有操作面板和控制器，操作面板上设有显示屏；控制柜上连接有大气压力传感器，大气压力传感器被配置为采集当地的大气压力P0并发送给控制器；压缩机的排气口连接有排气压力传感器，排气压力传感器被配置为采集排气压力。其可广泛应用于高海拔机场。

Description

一种飞机地面气源机组高海拔压力自动调节系统

技术领域

本发明涉及机场专用设备技术领域，具体而言，涉及一种飞机地面气源机组高海拔压力自动调节系统。

背景技术

在机场专用设备技术领域，飞机地面气源机组是一种通过产生低压大流量的高温压缩空气直接启动飞机发动机的机场地面设备。参考授权公告号为CN208184911U的实用新型专利，就公开了一种飞机地面气源机组。

随着海拔高度的升高，大气压力降低，空气湿度、空气温度又对空气质量产生影响，外界的大气压力和空气质量对飞机发动机的启动和参数设置有着至关重要的作用。随时海拔高度的升高，虽然大气压力降低，但是飞机发动机的气源需求也是相应降低，飞机地面气源机组的供气压力、流量也需要做相应的调整降低，如何将飞机地面气源机组的供气压力值随着海拔高度的升高设置成既能满足不同飞机启动的需求，又不会因为压缩机在低气压下超负荷运行导致压缩机温度升高烧毁压缩机，是各厂家急需解决的问题。此外，现在各厂家调节压力数值都是手工设置，需要专业技术人员针对不同的机场海拔高度进行计算，对于机场现场操作人员专业性要求极高，非常繁琐，并且车辆从一个机场到另一个海拔高度不同的机场，相关参数又需要重新设置，并且经常出现机场的海拔高度与当地的海拔高度数值很难做到一致，例如神农架机场，海拔高度2580米，而神农架地区的平均海拔高度只有1700米，很容易导致海拔高度数据不准确出现，导致计算不准确,飞机地面气源机组超负荷运行导致的压缩机高温烧毁的风险。

发明内容

本发明就是要解决现有飞机地面气源机组在不同海拔的机场使用时，需经过人工手动操作调节供气压力，繁琐且调节不准确，增加压缩机高温烧毁风险的技术问题，提供一种飞机地面气源机组高海拔压力自动调节系统。

本发明提供一种飞机地面气源机组高海拔压力自动调节系统，飞机地面气源机组包括柴油机、压缩机、空气滤清器、气路系统和控制柜，所述空气滤清器的出气口与压缩机的进气口连接，气路系统连接有电动调节阀，控制柜上设有操作面板和控制器，所述操作面板上设有显示屏；所述控制柜上连接有大气压力传感器，大气压力传感器被配置为采集当地的大气压力P0并发送给控制器；压缩机的排气口连接有排气压力传感器，排气压力传感器被配置为采集排气压力；

控制器被配置为，通过以下公式(1)计算排气压力期望值P：

P＝ (P0×B- P0) ×14.5-C (1)

公式(1)中，P0为当地的大气压力，B为压缩机的压缩比，C为常数；

控制器根据排气压力期望值P输出控制信号，动态调节电动调节阀的阀芯开启度，进而调节压缩机的排气口压力值到P。

优选地，C＝2.055。

本发明的有益效果是：根据不同海拔高度应用场景，自动调节飞机地面气源机组的供气压力，取代繁琐的人工手动操作调节供气压力。飞机地面气源机组的供气压力值随着海拔高度的升高设置成既能满足不同飞机启动的需求，又不会因为压缩机在低气压下超负荷运行导致压缩机温度升高烧毁压缩机。供气压力调节准确、可靠。

本发明进一步的特征和方面，将在以下参考附图的具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。

附图说明

图1是飞机地面气源机组中安装进气压力传感器、调压阀的结构示意图；

图2是飞机地面气源机组中安装排气压力传感器的结构示意图。

图中符号说明：

1.调压阀，2.进气压力传感器3.显示屏，4.排气压力传感器，5.操作面板。

具体实施方式

以下参照附图，以具体实施例对本发明作进一步详细说明。

飞机地面气源机组包括柴油机、压缩机、空气滤清器、气路系统和控制柜，空气滤清器的出气口与压缩机的进气口连接，控制柜上设有操作面板和控制器。如图1所示，操作面板上设有显示屏3。

参考图，在空气滤清器的进气口设置进气压力传感器2。在空气滤清器的进气口设置温湿度仪，可以实时监测大气温度t和湿度R。参考图2，在压缩机的排气口设置排气压力传感器，可以实时监测排气压力P2。

在控制柜上安装大气压力传感器，大气压力传感器用于测量当地的大气压力P0。

在飞机地面气源机组的操作面板上安装有海拔仪，用于实时测量、显示气源机组所在地的海拔高度H。

温湿度仪采集的大气温度t和湿度R发送给控制器，显示屏上显示该大气温度t和湿度R。进气压力传感器2采集的进气压力数据发送给控制器，显示屏上显示该进气压力。排气压力传感器采集的排气压力数据发送给控制器，显示屏上显示该排气压力P2。大气压力传感器采集的大气压力P0发送给控制器，显示屏上显示该大气压力P0。海拔仪采集的海拔高度H发送给控制器，显示屏上显示该海拔高度H。

不同海拔高度的机场，对应的当地大气压力是不同的，海拔高度H越大大气压力P0越小。

压缩机的压缩比B可以通过Pa/P1进行计算，即B＝Pa/P1，其中Pa为压缩机理论最大排气压力(绝对压力)，P1为标准大气压(单位是bar)。压缩比B也可跟压缩机厂家查询该压缩机最大压缩比，因为压缩比是压缩机产品本申请的属性。压缩比B是保护值。

参考图1和2，在气路系统上设置调压阀1，调压阀1用于调节气路的开度从而调节压缩机的排气口气压大小，调压阀1具体采用电动调节阀。

当飞机地面气源机组被放置在某一机场使用时，控制器计算出此时海拔高度的排气压力期望值P，排气压力期望值P通过以下公式(1)计算得出：

P＝(P0×B- P0)×14.5- C (1)

公式(1)中，P0为当地的大气压力，B为压缩机的压缩比，C为常数。常数C具体数值根据压缩机和飞机地面气源机组确定，不同的压缩机、飞机地面气源机组对应不同的常数。

控制器根据排气压力期望值P输出控制信号，动态调节电动调节阀的阀芯开启度(具体可以通过4～20mA电流信号调节阀芯开度大小)，进而调节压缩机的排气口压力值到P,进行供气压力的调节，实现随海拔高度升高自动调节供气压力的功能。

对于常数C的具体数值，某飞机地面气源机组在海波高度4500米时，标准大气压力P1＝0.577bar，最大排气压力Pa＝2.31bar(abs)，B＝Pa/P1＝2.31/0.577＝4，C＝2.055，因此，

P＝(P0×B-P0)×14.5-C＝(0.577×4-0.577)×14.5-2.055＝23.04(psi)

由于飞机启动压力数值小，采用bar时由于四舍五入等原因，行业上习惯采用psi作为计量单位，数值更为精确。

需要说明的是，如果是手动调节压缩机排气口压力，工作人员根据显示屏显示的排气压力期望值P的值手动操作调压阀，等调到显示屏上显示的排气压力P2值与排气压力期望值P相等时停止操作。

此外，飞机地面气源机组的工作模式有三种，分别是待命状态、启动飞机、空调工作。当飞机地面气源机组工作在启动飞机模式时，对于压缩机的保护功能，控制器实时计算K＝Pa/P0，以标准大气压下的压缩机压缩比值作为压缩机压缩比的保护值，当K的值达到压缩比B时，即当K的值与压缩比B相等时，使压缩机停机，防止压缩机在超压比的情况下运行导致的压缩机高温烧毁的风险。

本发明由于采用上述方案，具有结构简单、控制准确、操控方便的优点，可实现随海拔高度供气压力自动精准调节控制。

以上所述仅对本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡是在本发明的权利要求限定范围内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种飞机地面气源机组高海拔压力自动调节系统，其特征是：

所述飞机地面气源机组包括柴油机、压缩机、空气滤清器、气路系统和控制柜，所述空气滤清器的出气口与压缩机的进气口连接，所述气路系统连接有电动调节阀，所述控制柜上设有操作面板和控制器，所述操作面板上设有显示屏；所述控制柜上连接有大气压力传感器，所述大气压力传感器被配置为采集当地的大气压力P0并发送给控制器；所述压缩机的排气口连接有排气压力传感器，所述排气压力传感器被配置为采集排气压力；

所述控制器被配置为，通过以下公式(1)计算排气压力期望值P：

P＝(P0×B-P0)×14.5-C (1)

公式(1)中，P0为当地的大气压力，B为压缩机的压缩比，C为常数；

控制器根据排气压力期望值P输出控制信号，动态调节电动调节阀的阀芯开启度，进而调节压缩机的排气口压力值到P。

2.根据权利要求1所述的飞机地面气源机组高海拔压力自动调节系统，其特征在于，C＝2.055。

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