CN115681520A - 一种输油管路流量匹配装置及其匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空燃油控制领域，公开了提供的一种输油管路流量匹配装置及其匹配方法，该匹配方法基于输油管路流量匹配装置实现，其中，流量匹配装置包括：装置管体，连接于油箱与发动机之间的输油管路上；流量调配组件，连接于装置管体，用于控制沿对应油箱流向发动机的燃油流量，使存储不同体积燃油的油箱按比例消耗；流量调配系统，用于监测装置管体内的燃油流量数据，并根据燃油流量数据控制流量调配组件的动作，调节装置管体内的燃油流量；能够保证不同油箱内燃油以预设的比例进行消耗，保证飞机内多个不同体积的油箱同时消耗完毕，避免飞机重心超限，无需设置复杂的燃油系统和复杂的计算机控制逻辑，提升飞机的飞行安全性。

Description

一种输油管路流量匹配装置及其匹配方法

技术领域

本发明属于航空燃油控制领域，尤其涉及一种输油管路流量匹配装置。

背景技术

飞机在飞行耗油过程中，为了控制燃油重心，使全机的重心保持在一定范围内，需要让某两个油箱的燃油同时从满油消耗至油尽，而大多数时候，这两个油箱的体积比是不相等时。通常会采用计算的方式，通过匹配这两个油箱的输油管路流阻使得两个油箱输油流量不同达到同时消耗的目的；或采用燃油测量管理的方式，两个油箱交替消耗，直至最后同时油尽。某大型无人机油箱划分数量较多，燃油系统复杂，燃油计算机控制逻辑复杂，管路数量较多，若不进行流量匹配，会影响飞机重心，影响飞行安全是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种输油管路流量匹配装置,以解决飞机多个油箱体积不相等，当燃油消耗比例相同时，导致体积小的油箱先消耗完，油箱剩余部分燃油分布不均导致全机重心超限的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

本申请的一些实施例中，提供了一种输油管路流量匹配装置，包括：

装置管体，连接于油箱与发动机之间的输油管路上；

流量调配组件，连接于所述装置管体，用于控制沿对应油箱流向发动机的燃油流量；

流量调配系统，用于监测所述装置管体内的燃油流量数据，并根据燃油流量数据控制所述流量调配组件的动作，调节所述装置管体内的燃油流量，使油箱内的燃油按照对应的流量比例消耗。

优选的，在上述一种输油管路流量匹配装置的一个实施例中，所述装置管体和所述流量调配组件均设有至少两组，分别连接于不同油箱与发动机输油管道上，多个所述流量调配组件分别连接于对应的装置管体，多个所述流量调配组件均与流量调配系统连接，能够通过流量调配组件调控不同油箱对应输油管道的输油流量，实现不同容积油箱内的燃油同时耗尽。

优选的，在上述一种输油管路流量匹配装置的一个实施例中，所述流量调节组件包括：

调节转筒，其两端分别对应为调节部安装端和驱动端，所述调节转筒垂直设置于所述装置管体内，且所述调节部安装端沿所述装置管体的管壁穿出，与管壁之间通过动态密封结构并转动连接；

流量调节部件，固定在所述调节部安装端；

转动调节电机，设置于所述装置管体的外侧，与所述调节转筒对应；

蜗轮安装板，设置有两片，平行设置与所述转动调节电机的输出轴前方；

蜗轮蜗杆组件，其蜗轮套设固定在所述调节转筒的驱动端，其蜗杆的两端分别与两片所述蜗轮安装板转动连接，且所述蜗杆的一端与所述转动调节电机的输出轴固定；

通过所述转动调节电机的转动能够带通蜗轮蜗杆组件进行传动，进而调节所述调节转筒和所述流量调节部件在所述装置管体内的转动角度，调整所述装置管体的流量。

优选的，在上述一种输油管路流量匹配装置的一个实施例中，所述流量调节组件还包括：

升降机构，与所述调节转筒的轴线平行设置；

固定安装板，固定在所述升降机构的伸缩端；

流量调节杆，所述留两条街部件的中部开设有与所述调节转筒连通的流量调节条孔，所述流量调节杆滑动连接在所述流量调节条孔内，并随所述调节转筒转动，其两端分别对应为转动连接端和流量调节端，所述转动连接端与所述固定安装板转动连接，所述升降机构带动所述流量调节杆在所述流量调节条孔内滑动，改变所述流量调节条孔的孔径，调节通过所述流量调节条孔的燃油流量，控制通过所述装置管体的燃油流量。

优选的，在上述一种输油管路流量匹配装置的一个实施例中，所述调节转筒是截面为外圆内方的筒状结构，所述流量调节条孔为长方形孔，与所述调节转筒的内部结构匹配，所述流量调节杆为与所述流量调节条孔适配，所述流量调节杆沿所述流量调节条孔滑动，能够将所述流量调节条孔密封。

优选的，在上述一种输油管路流量匹配装置的一个实施例中，所述流量调配系统包括:

流量检测部件，设有多个，且分别设置于对应的所述装置管体的燃油出口端，用于检测不同输油管路流入发动机的燃油流量数据；

控制器，分别与所述流量检测部件、所述转动调节电机和所述升降机构电连接，能够根据流量检测部件检测的燃油流量数据调控调节转筒和流量调节部件的角度，调节所述流量调节条孔的孔径尺寸，进而控制每条输油管路的燃油流量。

优选的，在上述一种输油管路流量匹配装置的一个实施例中，所述控制器包括：

数据存储模块，能够输入预设的油箱容积数据，并存储所述流量检测部件采集的所述输油管道内的燃油流量数据；

计算分析模块，接收所述数据存储模块的数据信息，并根据油箱的容积数据，计算每条输油管道的预设燃油流量比例，通过预设燃油流量比例向发动机输送燃油时，不同容积油箱内的燃油能够同时耗尽；

控制模块，根据所述计算分析模块的计算结果，控制所述转动调节电机和所述升降机构的动作，改变流出所述装置管体的燃油流量，直至符合计算分析模块计算的预设燃油流量比例，完成流量匹配。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

能够根据不同油箱的容积比例，调节与油箱对应的输油管路的燃油流量比例，进而保证不同油箱内燃油以预设的比例进行消耗，保证飞机内多个不同体积的油箱同时消耗完毕，避免飞机重心超限，无需设置复杂的燃油系统和复杂的计算机控制逻辑，提升飞机的飞行安全性。

一种输油管路流量匹配方法，基于上述输油管路流量匹配装置，包括以下步骤：

步骤一：匹配输油管路燃油流量比例，将油箱的容积数据输入流量调配系统，流量调配系统根据各个油箱的容积比例计算对应油箱输油管路的预设燃油流量比例；

步骤二：输油管路燃油流量调节，流量调配系统分别检测对应管路的初始燃油流量，计算初始燃油流量比例，并根据预设燃油比例数据和初始燃油流量比例数据，控制流量调配组件动作，调节各输油管路的燃油流量；

步骤三：燃油流量比例核准，在步骤二的基础上，实时检测实时燃油流量，计算各输油管路的实时燃油流量比例，并将实时燃油比例和预设燃油流量比例进行比对；

步骤四：确定燃油流量比例，在步骤三的基础上，当实时燃油比例和预设燃油流量比例数据相符时，停止步骤二的调节动作，完成燃油流量比例的匹配。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

通过上述方法，无需复杂的燃油系统和复杂的控制逻辑，同时能够保证飞机内不同体积油箱内的燃油同时耗尽，飞行过程中不影响飞机重心，确保飞行安全。

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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的立体视图；

图2为本发明实施例提供的拆除防尘壳体后的立体视图；

图3-5为本发明实施例中不同调节状态的示意图。

图中：

1、装置管体；10、防尘壳体；20、调节转筒；21、流量调节部件；210、流量调节条孔；22、转动调节电机；23、蜗轮安装板；24、蜗轮蜗杆组件；25、升降机构；26、固定安装板；27、流量调节杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

为了更好地了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明做进一步详细的描述。

参阅图1-5所示，根据本申请一些实施例中，提供了一种输油管路流量匹配装置，包括：

装置管体1，连接于油箱与发动机之间的输油管路上；

流量调配组件，连接于所述装置管体1，用于控制沿对应油箱流向发动机的燃油流量；

流量调配系统，用于监测所述装置管体1内的燃油流量数据，并根据燃油流量数据控制所述流量调配组件的动作，调节所述装置管体1内的燃油流量，使油箱内的燃油按照对应的流量比例消耗。

具体的，所述装置管体1的两端通过外螺纹与输油管路接口的内螺纹连接，更为方便。

具体的，装置管体的外部设有防尘壳体10，流量调配组件处于装置管体外的部分处于防尘壳体10内。

在上述实施例的技术方案中，能够达到的技术效果为：通过将装置管体1连接在供油管路上，实现对该管路内的燃油流量进行调控，无需复杂的燃油系统和控制系统，故障率低，运行成本低，控制精度更为简单方便且实用性更强。

优选的，在本申请的一个实施例中，所述装置管体1和所述流量调配组件均设有至少两组，分别连接于不同油箱与发动机输油管道上，多个所述流量调配组件分别连接于对应的装置管体1，多个所述流量调配组件均与流量调配系统连接，能够通过流量调配组件调控不同油箱对应输油管道的输油流量，实现不同容积油箱内的燃油同时耗尽。

在上述实施例的技术方案中，能够达到的技术效果为：能够根据不同容积油箱的容积比例控制对应油箱输油管路的燃油流量，防止小油箱内的燃油率先消耗完毕，影响飞机的中心，影响飞行安全。

优选的，在本申请的一个实施例中，所述流量调节组件包括：

调节转筒20，其两端分别对应为调节部安装端和驱动端，所述调节转筒20垂直设置于所述装置管体1内，且所述调节部安装端沿所述装置管体1的管壁穿出，与管壁之间通过动态密封结构并转动连接；

流量调节部件21，固定在所述调节部安装端；

转动调节电机22，设置于所述装置管体1的外侧，与所述调节转筒20对应；

蜗轮安装板23，设置有两片，平行设置与所述转动调节电机22的输出轴前方；

蜗轮蜗杆组件24，其蜗轮套设固定在所述调节转筒20的驱动端，其蜗杆的两端分别与两片所述蜗轮安装板23转动连接，且所述蜗杆的一端与所述转动调节电机22的输出轴固定；

通过所述转动调节电机22的转动能够带通蜗轮蜗杆组件24进行传动，进而调节所述调节转筒20和所述流量调节部件21在所述装置管体1内的转动角度，调整所述装置管体1的流量。

具体的，流量调节部件21为板状部件。

具体的，在此方案中，当需要对通过装置管体1的燃油流量进行调整时，通过转动调节电机22带动蜗轮蜗杆组件24动作，进而带动调节转筒20转动，实现流量调节板的转动，通过调节流量调节部件21与装置管体1横截面的角度变化，改变输油管路的燃油流量，当流量调节部件21与装置管体1横截面为平行状态时，输油管路被遮挡的面积最大，可通过燃油的孔径最小，燃油流量最小；当流量调节部件21与装置管体1横截面为垂直状态时，输油管路被遮挡的面积最大，可通过燃油的孔径最大，燃油流量最大。

在上述实施例的技术方案中，能够达到的技术效果为：能够实现燃油流量的无级调节，保证个输油管路按照特定的燃油流量比例向发动机供油，实现不同体积油箱对应不同的供油比例，确保不同体积油箱内的燃油能够同时耗尽，相较于传统固定比例的限位孔输油管，具有更强的实用性。

优选的，在本申请的一个实施例中，所述流量调节组件还包括：

升降机构25，与所述调节转筒20的轴线平行设置；

固定安装板26，固定在所述升降机构25的伸缩端；

流量调节杆27，所述留两条街部件的中部开设有与所述调节转筒20连通的流量调节条孔210，所述流量调节杆27滑动连接在所述流量调节条孔210内，并随所述调节转筒20转动，其两端分别对应为转动连接端和流量调节端，所述转动连接端与所述固定安装板26转动连接，所述升降机构25带动所述流量调节杆27在所述流量调节条孔210内滑动，改变所述流量调节条孔210的孔径，调节通过所述流量调节条孔210的燃油流量，控制通过所述装置管体1的燃油流量。

具体的，升降机构25可以选用电动推杆机构。

具体的，当通过流量调节组件进行初步调节后，若不同输油管路间的流量壁纸很接近时，能够驱动升降机构25带动流量调节杆27移动，改变流量调节条孔210的的孔径，让部分燃油沿流量调节条孔210流入输油管路，轻微调经燃油流量。

在上述实施例的技术方案中，能够达到的技术效果为：通过流量调节组件进行二次调节，能够进一步提高不同输油管路燃油流量的调控精度，保证供油效果。

优选的，在本申请的一个实施例中，所述调节转筒20是截面为外圆内方的筒状结构，所述流量调节条孔210为长方形孔，与所述调节转筒20的内部结构匹配，所述流量调节杆27为与所述流量调节条孔210适配，所述流量调节杆27沿所述流量调节条孔210滑动，能够将所述流量调节条孔210密封。

具体的，流量调节杆27与调节转筒20滑动连接的同时形成动密封结构，防止燃油泄露。

在上述实施例的技术方案中，能够达到的技术效果为：当流量调节杆27将流量调节条孔210密封后，与流量调节部件21形成密封的板状结构，燃油无法通过，随着流量调节杆27的上升，流量调节条孔210的孔径越来越大，能够通过的燃油越来越多，进而实现燃油流量的精准控制。

优选的，在本申请的一个实施例中，所述流量调配系统包括:

流量检测部件，设有多个，且分别设置于对应的所述装置管体1的燃油出口端，用于检测不同输油管路流入发动机的燃油流量数据；

控制器，分别与所述流量检测部件、所述转动调节电机22和所述升降机构25电连接，能够根据流量检测部件检测的燃油流量数据调控调节转筒20和流量调节部件21的角度，调节所述流量调节条孔210的孔径尺寸，进而控制每条输油管路的燃油流量。

具体的，流量检测部件可以选用流量检测装置。

在上述实施例的技术方案中，能够达到的技术效果为：通过上述方案实现了输油管路燃油的精准调控，且调节精度更高。

优选的，在本申请的一个实施例中，所述控制器包括：

数据存储模块，能够输入预设的油箱容积数据，并存储所述流量检测部件采集的所述输油管道内的燃油流量数据；

计算分析模块，接收所述数据存储模块的数据信息，并根据油箱的容积数据，计算每条输油管道的预设燃油流量比例，通过预设燃油流量比例向发动机输送燃油时，不同容积油箱内的燃油能够同时耗尽；

控制模块，控制模块选用可编程的PLC控制模块，能够根据所述计算分析模块的计算结果，控制所述转动调节电机22和所述升降机构25的动作，改变流出所述装置管体1的燃油流量，直至符合计算分析模块计算的预设燃油流量比例，完成流量匹配。

优选的，在本申请的一个实施例中，一种输油管路流量匹配方法，基于上述输油管路流量匹配装置，包括以下步骤：

步骤一：匹配输油管路燃油流量比例，将油箱的容积数据输入流量调配系统，流量调配系统根据各个油箱的容积比例计算对应油箱输油管路的预设燃油流量比例；

步骤二：输油管路燃油流量调节，流量调配系统分别检测对应管路的初始燃油流量，计算初始燃油流量比例，并根据预设燃油比例数据和初始燃油流量比例数据，控制流量调配组件动作，调节各输油管路的燃油流量；

步骤三：燃油流量比例核准，在步骤二的基础上，实时检测实时燃油流量，计算各输油管路的实时燃油流量比例，并将实时燃油比例和预设燃油流量比例进行比对；

步骤四：确定燃油流量比例，在步骤三的基础上，当实时燃油比例和预设燃油流量比例数据相符时，停止步骤二的调节动作，完成燃油流量比例的匹配。

具体的，在步骤一中，将油箱的容积数据输入数据存储模块，数据分析模块根据以上数据计算对应油箱输油管路的预设燃油流量比例。

具体的，在步骤二中，流量检测部件分别检测不同输油管路流入发动机的燃油流量数据，计算分析模块根据燃油流量数据计算初始燃油流量比例，并将预设燃油比例数据和初始燃油流量比例数据的对比分析结果发送至控制模块，控制流量调配组件动作，调节各输油管路的燃油流量。

具体的，在步骤三中，计算分析模块对实时燃油流量比例和预设燃油流量比例进行实时比对，并将比对结果传输至控制模块。

在上述实施例的技术方案中，能够达到的技术效果为：通过上述方法，无需复杂的燃油系统和复杂的控制逻辑，同时能够保证飞机内不同体积油箱内的燃油同时耗尽，飞行过程中不影响飞机重心，确保飞行安全。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种输油管路流量匹配装置，其特征在于，包括：

装置管体，连接于油箱与发动机之间的输油管路上；

流量调配组件，连接于所述装置管体，用于控制沿对应油箱流向发动机的燃油流量；

流量调配系统，用于监测所述装置管体内的燃油流量数据，并根据燃油流量数据控制所述流量调配组件的动作，调节所述装置管体内的燃油流量，使油箱内的燃油按照对应的流量比例消耗。

2.根据权利要求1所述的一种输油管路流量匹配装置，其特征在于，所述装置管体和所述流量调配组件均设有至少两组，分别连接于不同油箱与发动机输油管道上，多个所述流量调配组件分别连接于对应的装置管体，多个所述流量调配组件均与流量调配系统连接，能够通过流量调配组件调控不同油箱对应输油管道的输油流量，实现不同容积油箱内的燃油同时耗尽。

3.根据权利要求2所述的一种输油管路流量匹配装置，其特征在于，所述流量调节组件包括：

调节转筒，其两端分别对应为调节部安装端和驱动端，所述调节转筒垂直设置于所述装置管体内，且所述调节部安装端沿所述装置管体的管壁穿出，与管壁之间通过动态密封结构并转动连接；

流量调节部件，固定在所述调节部安装端；

转动调节电机，设置于所述装置管体的外侧，与所述调节转筒对应；

蜗轮安装板，设置有两片，平行设置与所述转动调节电机的输出轴前方；

蜗轮蜗杆组件，其蜗轮套设固定在所述调节转筒的驱动端，其蜗杆的两端分别与两片所述蜗轮安装板转动连接，且所述蜗杆的一端与所述转动调节电机的输出轴固定；

通过所述转动调节电机的转动能够带通蜗轮蜗杆组件进行传动，进而调节所述调节转筒和所述流量调节部件在所述装置管体内的转动角度，调整所述装置管体的流量。

4.根据权利要求1所述的一种输油管路流量匹配装置，其特征在于，所述流量调节组件还包括：

升降机构，与所述调节转筒的轴线平行设置；

固定安装板，固定在所述升降机构的伸缩端；

流量调节杆，所述留两条街部件的中部开设有与所述调节转筒连通的流量调节条孔，所述流量调节杆滑动连接在所述流量调节条孔内，并随所述调节转筒转动，其两端分别对应为转动连接端和流量调节端，所述转动连接端与所述固定安装板转动连接，所述升降机构带动所述流量调节杆在所述流量调节条孔内滑动，改变所述流量调节条孔的孔径，调节通过所述流量调节条孔的燃油流量，控制通过所述装置管体的燃油流量。

5.根据权利要求2所述的一种输油管路流量匹配装置，其特征在于，所述调节转筒是截面为外圆内方的筒状结构，所述流量调节条孔为长方形孔，与所述调节转筒的内部结构匹配，所述流量调节杆为与所述流量调节条孔适配，所述流量调节杆沿所述流量调节条孔滑动，能够将所述流量调节条孔密封。

6.根据权利要求4所述的一种输油管路流量匹配装置，其特征在于，所述流量调配系统包括:

流量检测部件，设有多个，且分别设置于对应的所述装置管体的燃油出口端，用于检测不同输油管路流入发动机的燃油流量数据；

控制器，分别与所述流量检测部件、所述转动调节电机和所述升降机构电连接，能够根据流量检测部件检测的燃油流量数据调控调节转筒和流量调节部件的角度，调节所述流量调节条孔的孔径尺寸，进而控制每条输油管路的燃油流量。

7.根据权利要求5所述的一种输油管路流量匹配装置，其特征在于，所述控制器包括：

数据存储模块，能够输入预设的油箱容积数据，并存储所述流量检测部件采集的所述输油管道内的燃油流量数据；

计算分析模块，接收所述数据存储模块的数据信息，并根据油箱的容积数据，计算每条输油管道的预设燃油流量比例，通过预设燃油流量比例向发动机输送燃油时，不同容积油箱内的燃油能够同时耗尽；

控制模块，根据所述计算分析模块的计算结果，控制所述转动调节电机和所述升降机构的动作，改变流出所述装置管体的燃油流量，直至符合计算分析模块计算的预设燃油流量比例，完成流量匹配。

8.一种输油管路流量匹配方法，其特征在于，基于上述权利要求1-7任一项所述输油管路流量匹配装置，包括以下步骤：

步骤一：匹配输油管路燃油流量比例，将油箱的容积数据输入流量调配系统，流量调配系统根据各个油箱的容积比例计算对应油箱输油管路的预设燃油流量比例；

步骤二：输油管路燃油流量调节，流量调配系统分别检测对应管路的初始燃油流量，计算初始燃油流量比例，并根据预设燃油比例数据和初始燃油流量比例数据，控制流量调配组件动作，调节各输油管路的燃油流量；

步骤三：燃油流量比例核准，在步骤二的基础上，实时检测实时燃油流量，计算各输油管路的实时燃油流量比例，并将实时燃油比例和预设燃油流量比例进行比对；

步骤四：确定燃油流量比例，在步骤三的基础上，当实时燃油比例和预设燃油流量比例数据相符时，停止步骤二的调节动作，完成燃油流量比例的匹配。

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