CN207907572U - 一种航空冷却液冷源系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种航空冷却液冷源系统，包括首尾顺次连接的增压储液组件、泵组、热负载、散热装置和过滤组件；增压储液组件、泵组、热负载、散热装置和过滤组件通过管道顺次连通且形成循环系统；泵组和热负载之间的管道上从泵组沿热负载的方向上依次设置有安全活门、第二压力传感器以及温度传感器；所述安全活门的出液口上连接有出液管道，出液管道的出口的下方设置有储液槽；具有确保进入热负载的冷却液的温度和压力在允许的范围内，从而保证液冷系统顺利运行，增加需要冷却的零部件的使用寿命。

Description

一种航空冷却液冷源系统

技术领域

本实用新型属于航空冷却技术领域，具体涉及一种航空冷却液冷源系统。

背景技术

由于航空冷却液冷源系统的冷却液大多具有腐蚀性(例如65#冷却液)，而且介质无润滑性能，当冷却液经过增压储液组件增压后，再被泵体抽出，由于泵体的输出功率没能及时调整，故而往往从泵体出口流出的冷却液的压力大于需要降温的零部件承受的压力，从而导致零部件变形，影响各零部件的正常使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述航空冷却液冷源系统存在的泵体的输出功率没能及时调整导致泵的输出液体的压力超过需要冷却的零部件承受的压力的问题，本实用新型提供一种航空冷却液冷源系统。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种航空冷却液冷源系统，包括首尾顺次连接的增压储液组件、泵组、热负载、散热装置和过滤组件；增压储液组件、泵组、热负载、散热装置和过滤组件通过管道顺次连通且形成循环系统；

泵组和热负载之间的管道上从泵组沿热负载的方向上依次设置有安全活门、第二压力传感器以及温度传感器；

所述安全活门的出液口上连接有出液管道，出液管道的出口的下方设置有储液槽。

进一步限定，所述增压储液组件包括储液箱，储液箱内从一端向另一端依次设置有位移传感器、增压弹簧以及活塞组件。

进一步限定，所述储液箱箱体上设置有注液活门、第一压力传感器以及液位传感器。

进一步限定，所述过滤组件包括过滤器、用于切除过滤器的旁通阀门以及回油活门；

进一步限定，所述泵组连接有控制器。

进一步限定，所述泵组采用磁联驱动电机泵组，磁联驱动电机泵组包括顺次连接的泵组件、磁联驱动结构以及电机组件；

所述磁联驱动结构包括磁联驱动组件和用于阻止磁联驱动组件的磁场扩散的屏蔽组件，所述磁联驱动组件包括从动磁极环组件和主动磁极环组件，所述从动磁极环组件与所述泵组件固定连接，所述主动磁极环组件与所述电机组件固定连接；

从动磁极环组件和主动磁极环组件之间设置有不导磁隔离罩，从动磁极环组件和主动磁极环组件同轴设置。

进一步限定，所述从动磁极环组件包括第一空心圆筒，主动磁极环组件包括第二空心圆筒，第一空心圆筒一端端面上沿其圆周方向开设有第一环形安装槽，第一环形安装槽的轴线与第一空心圆筒轴线重合；第二空心圆筒一端端面上沿其圆周方向开设有第二环形安装槽，第二环形安装槽的轴线与第二空心圆筒的轴线重合；

第一环形安装槽内和第二环形安装槽内沿各自的圆周方向均设置有多个磁体，每一个磁体的磁极沿第一空心圆筒(的轴向方向设置，任意相邻磁体面向不导磁隔离罩的一端的磁极相反；每一个所述磁体为衫钴磁铁。

进一步限定，所述屏蔽组件包括用于屏蔽所述从动磁极环组件磁场的第一屏蔽组件以及用于屏蔽所述主动磁极环组件磁场的第二屏蔽组件；

所述第一屏蔽组件包括第三屏蔽环和第二屏蔽筒，所述第二屏蔽组件包括第三空心圆筒，所述第三屏蔽环设置于第一空心圆筒背离所述从动磁极环组件的一端，所述第二屏蔽筒套设于所述不导磁隔离罩外，所述第三空心圆筒的一端端面开设有环形槽，所述第二空心圆筒设置于环形槽内；所述第二环形安装槽的槽口方向和环形槽的槽口方向指向同一个方向。

进一步限定，所述泵组件包括泵壳体、设置于泵壳体内的泵轴以及泵齿轮，泵轴外套设有转子组件，转子组件外套设有补偿衬套；所述泵轴采用陶瓷轴承；所述泵齿轮采用耐腐蚀硬质合金制成。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型能够对泵组出来的冷却液进行压力的调节，使得压力小于热负载的最大承受压力，保证热负载能够正常工作，且能够监测经过压力调节后冷却液的温度和压力，确保进入热负载的压力和温度都在允许的范围内；从安全活门的出液口出来的液体进入储液槽内，避免污染环境和造成冷却液的浪费。

2.能够准确地反应增压弹簧移动的距离，从而反应储液箱中冷却液被增加的压力，有利于对泵组的输出功率进行调节，使得泵组出来的冷却液的压力尽量在允许的范围内，减少安全安全活门的打开，从而减少冷却液的排放，减少冷却液的浪费，达到节约成本的效果。

3.注液活门用于补充新的冷却液，用于补偿系统冷却液由于温度变化而产生的体积变化。

4.过滤组件用于过滤冷却液从热负载中带出的细小颗粒，避免对泵组造成入口堵塞，使得冷却液不能够顺利循环，旁通阀门用于将过滤器切出冷却液循环系统且使得冷却液循环系统能够循环，用于应急。

5.控制器用于检测进入泵组的电机和信号连接器的相序和过流，矫正相序以及保护缺相电路，且将确保泵组的电机和信号连接器不受电流的影响。

6.泵组采用磁联驱动结构代替传统的刚性连接结构，将传统的动密封转化为静密封，且将刚性连接转化为非接触式柔性连接，从而避免了泵体的“跑、冒、滴、漏”现象的发生；从动磁极环组件和主动磁极环组件同轴设置，能够克服泵组件受单侧的较大的轴向磁推拉力引起的泵组件的不平衡，从而减缓泵组件的泵轴的磨损。

7.从动磁极环组件和主动磁极环组件均由多个磁极呈圆周分布，且任意相邻的两个磁体的磁极相反，能够使得主动磁极组件和从动磁极组件之间的功能能够尽可能得用于驱动冷却液，减少功能的损耗，满足泵组对液体的驱动的功能密度的要求。

8.第一屏蔽组件和第二屏蔽组件分别用于防止从动磁极环组件和主动磁极环组件的磁场外泄，满足航空上对电磁兼容性的要求。

9.陶瓷耐磨性能和耐腐蚀性能好，能够延长泵轴的实用寿命，耐腐蚀硬质合金耐腐蚀性能好，能够延长泵齿轮的使用寿命；补偿衬套用于填补由于温度变化而导致的转子组件和泵壳体之间的缝隙，从而避免冷却液泄露。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的示意图；

图2是增压储液组件的示意图；

图3是过滤组件的结构示意图；

图4是控制器的工作原理示意图；

图5是磁联驱动电机泵组的结构示意图；

图6是磁联驱动结构的示意图；

图7是从动磁极环组件的结构示意图；

图8是图7中A方向的视图；

图9是主动磁极环组件的结构示意图；

图10是图9中B方向的视图；

图11是泵组件的结构示意图；

其中：1-增压储液组件101-储液箱；102-活塞组件；103-增压弹簧；104-位移传感器； 105-液位传感器；106-第一压力传感器；107-注液活门；2-热负载；3-散热装置；4-泵组；401- 泵组件；4011-泵轴；4012-泵壳体；4013-转子组件；4014-补偿衬套；402-磁联驱动结构；4021- 从动磁极环组件；40211-第一空心圆筒；40212-磁体；40213-第三屏蔽环；40214-第一环形安装槽；40215-第二屏蔽筒；4022-主动磁极环组件；40221-第二空心圆筒；40223-第三空心圆筒；40224-第二环形安装槽；40225-环形槽；4023-不导磁隔离罩；403-电机组件；5-安全活门；51-储液槽；6-第二压力传感器；7-温度传感器；8-过滤组件；801-旁通阀门；802-过滤器； 803-回油活门；9-控制器。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。下面结合附图对本实用新型作详细说明。

实施例一

本实施例的技术方案为：一种航空冷却液冷源系统，包括首尾顺次连接的增压储液组件 1、泵组4、热负载2、散热装置3和过滤组件8；增压储液组件1、泵组4、热负载2、散热装置3和过滤组件8通过管道顺次连通且形成循环系统；

泵组4和热负载2之间的管道上从泵组4沿热负载2的方向上依次设置有安全活门5、第二压力传感器6以及温度传感器7；

所述安全活门5的出液口上连接有出液管道，出液管道的出口的下方设置有储液槽51。

如图1所示，储存于增压储液组件1内的冷却液由泵组4抽出进入管道内进行循环，当泵组4出口的压力高于设定压力时，安全活门5启动，将一部分的冷却液排入储液槽51内，从而使得管路中的压力降低到允许的范围内，用于对热负载2进行冷却，经过热负载2的冷却液通过散热装置3进行散热，最后经过过滤组件8过滤，流回增压储液组件1，完成冷却液的一次循环，第二压力传感器用于检测经过安全活门5后的冷却液的压力，用于判定安全活门5是否正常工作，温度传感器7用于检测冷却液的温度，避免进入热负载的温度过高，从而使得冷却效果变差，使得热负载2的热量堆积导致热负载2超温，不得不停止工作；储液槽51用于接纳从安全活门5出来的冷却液，避免污染环境和造成冷却液的浪费。

实施例二

在实施例一的基础上，本实施例的技术方案为：所述增压储液组件1包括储液箱101，储液箱101内从一端向另一端依次设置有位移传感器104、增压弹簧103以及活塞组件102。

如图2所示，位移传感器104测定增压弹簧103移动的距离，从而反应储液箱101内的冷却液增加的压力的多少，用于增加进入泵组4的冷却液的压力，使得泵组4出口的冷却液的压力不至于太低。

实施例三

在实施例一的基础上，本实施例的技术方案为所述储液箱101箱体上设置有注液活门 107、第一压力传感器106以及液位传感器105。

如图2所示，第一压力传感器106用于测定储液箱101内冷却液的压力，注液活门107 用于补充储液箱101内的冷却液的量，避免温度变化而引起的冷却液体积的变化，液位传感器105反应储液箱101内冷却液体积的变化。

实施例四

在实施例一或二或三的基础上，本实施例的技术方案为：所述过滤组件8包括过滤器802、用于切除过滤器802的旁通阀门801以及回油活门803。

如图3所示，过滤组件8用于过滤冷却液从热负载中带出的细小颗粒，避免对泵组4造成入口堵塞，使得冷却液不能够顺利循环，旁通阀门801用于将过滤器802切出冷却液循环系统且使得冷却液循环系统能够循环，用于应急。

实施例五

在实施例四的基础上，本实施例的技术方案为：所述泵组4连接有控制器9。

如图1所示，控制器9用于检测进入泵组4的电机和信号连接器的相序和过流，矫正相序以及保护缺相电路，且将确保泵组4的电机和信号连接器不受电流的影响；如图4所示，为控制器9的工作原理图。

实施例六

在实施例一的基础上，所述泵组4采用磁联驱动电机泵组，磁联驱动电机泵组包括顺次连接的泵组件401、磁联驱动结构402以及电机组件403；

所述磁联驱动结构包括磁联驱动组件和用于阻止磁联驱动组件的磁场扩散的屏蔽组件，所述磁联驱动组件包括从动磁极环组件4021和主动磁极环组件4022，所述从动磁极环组件 4021与所述泵组件401固定连接，所述主动磁极环组件4022与所述电机组件403固定连接；

从动磁极环组件4021和主动磁极环组件4022之间设置有不导磁隔离罩4023，从动磁极环组件4021和主动磁极环组件4022同轴设置。

如图5和图6所示，主动磁极环组件4022在电机组件403的带动下旋转，主动磁极环组件4022带动从动磁极环组件4021旋转，从而使得泵组件401内的叶轮旋转，从而将冷却液抽出且增压，代替传统的刚性连接结构，将传统的动密封转化为静密封，且将刚性连接转化为非接触式柔性连接，从而避免了泵体的“跑、冒、滴、漏”现象的发生；从动磁极环组件4021和主动磁极环组件4022同轴设置，能够克服泵组件401受单侧的较大的轴向磁推拉力引起的泵组件401的不平衡，从而减缓泵组件401的泵轴的磨损。

实施例七

在实施例六的基础上，本实施例的技术方案为：所述从动磁极环组件4021包括第一空心圆筒40211，主动磁极环组件4022包括第二空心圆筒40221，第一空心圆筒40211一端端面上沿其圆周方向开设有第一环形安装槽40214，第一环形安装槽40214的轴线与第一空心圆筒40211轴线重合；第二空心圆筒40221一端端面上沿其圆周方向开设有第二环形安装槽 40224，第二环形安装槽40224的轴线与第二空心圆筒40221的轴线重合；

第一环形安装槽40214内和第二环形安装槽40224内沿各自的圆周方向均设置有多个磁体40212，每一个磁体40212的磁极沿第一空心圆筒40211的轴向方向设置，任意相邻磁体 40212面向不导磁隔离罩4023的一端的磁极相反；每一个所述磁体40212为衫钴磁铁。

如图7-图10所示，第一空心圆筒40211和第二空心圆筒40221均由低碳钢材料制成，在静止状态时，主动磁极环组件4022的磁体的N极与从动磁极环组件4021的磁体的的S极相互吸引并成直线，当主动磁极环组件4022在外力的带动下旋转时，从动磁极环组件4021 由于摩擦力及被传动件阻力的作用，仍处于静止状态，导致主动磁极环组件4022相对从动磁极环组件4021偏移一定的角度，由于这个角度的存在，主动磁极环组件4022的N极对从动磁极环组件4021的S极有一个拉动作用，同时主动磁极环组件4022的N极对从动磁极环组件4021的前一个N极有一个推动作用，使从动磁极环组件4021有一个跟着旋转的趋势；

当主动磁极环组件4022的N极刚好位于从动磁极环组件4021的相邻的两个磁体之间时, 产生的推拉力达到最大，从而带动从动磁极环组件4021旋转，在传动过程中，不导磁隔离罩 4023将从动磁极环组件4021和主动磁极环组件4022隔开，磁场线是穿过不导磁隔离罩4023 将主动磁极环组件4022的动力和运动传给从动磁极环组件4021的，从而实现了无接触的密封传动；

此种传动方式的结构简单，使得能够传动稳定，有利于驱动的稳定有效的进行，每一个所述磁体为衫钴磁铁，由于衫钴磁铁是稀土永磁铁中的一种，具有质量轻，体积小、高磁能积和力矩大的优点，临界工作温度高，能够在宽的温度范围内工作，从而适应航空环境的温度变化，延长磁联驱动结构的使用寿命。

实施例八

在实施例七的基础上，本实施例的技术方案为：所述屏蔽组件包括用于屏蔽所述从动磁极环组件4021磁场的第一屏蔽组件以及用于屏蔽所述主动磁极环组件4022磁场的第二屏蔽组件；

所述第一屏蔽组件包括第三屏蔽环40213和第二屏蔽筒40215，所述第二屏蔽组件包括第三空心圆筒40223，所述第三屏蔽环40213设置于第一空心圆筒40211背离所述从动磁极环组件4021的一端，所述第二屏蔽筒40215套设于所述不导磁隔离罩4023外，所述第三空心圆筒40223的一端端面开设有环形槽40225，所述第二空心圆筒40221设置于环形槽40225 内；所述第二环形安装槽40224的槽口方向和环形槽40225的槽口方向指向同一个方向。

如图7-图10所示，第一屏蔽组件用于阻止从动磁极环组件4021的磁场向外扩散，第二屏蔽组件用于阻止主动磁极环组件4022磁场向外扩散；所述第三屏蔽环40213用于阻止从动磁极环组件4021背离不导磁隔离罩4023的一端的磁场的扩散，所述第二屏蔽筒40215用于阻止从动磁极环组周向的磁场的扩散，第三空心圆筒40223用于阻止主动磁极环组件4022 背离不导磁隔离罩4023的一端和主动磁极环组件4022周向的磁场扩散，保证设备正常运行，延长使用寿命。

实施例九

在实施例六的基础上，本实施例的技术方案为：所述泵组件401包括泵壳体4012、设置于泵壳体4012内的泵轴4011以及泵齿轮，泵轴4011外套设有转子组件4013，转子组件4013 外套设有补偿衬套4014；所述泵轴4011采用陶瓷轴承；所述泵齿轮采用耐腐蚀硬质合金制成。

如图11所示，陶瓷耐磨性能和耐腐蚀性能好，能够延长泵轴4011的实用寿命，耐腐蚀硬质合金耐腐蚀性能好，能够延长泵齿轮的使用寿命；补偿衬套4014用于填补由于温度变化而导致的转子组件4013和泵壳体4012之间的缝隙，从而避免冷却液泄露。

Claims (9)

1.一种航空冷却液冷源系统，其特征在于，包括首尾顺次连接的增压储液组件(1)、泵组(4)、热负载(2)、散热装置(3)和过滤组件(8)；增压储液组件(1)、泵组(4)、热负载(2)、散热装置(3)和过滤组件(8)通过管道顺次连通且形成循环系统；

泵组(4)和热负载(2)之间的管道上从泵组(4)沿热负载(2)的方向上依次设置有安全活门(5)、第二压力传感器(6)以及温度传感器(7)；

所述安全活门(5)的出液口上连接有出液管道，出液管道的出口的下方设置有储液槽(51)。

2.根据权利要求1所述的一种航空冷却液冷源系统，其特征在于，所述增压储液组件(1)包括储液箱(101)，储液箱(101)内从一端向另一端依次设置有位移传感器(104)、增压弹簧(103)以及活塞组件(102)。

3.根据权利要求2所述的一种航空冷却液冷源系统，其特征在于，所述储液箱(101)箱体上设置有注液活门(107)、第一压力传感器(106)以及液位传感器(105)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种航空冷却液冷源系统，其特征在于，所述过滤组件(8)包括过滤器(802)、用于切除过滤器(802)的旁通阀门(801)以及回油活门(803)。

5.根据权利要求4所述的一种航空冷却液冷源系统，其特征在于，所述泵组(4)连接有控制器(9)。

6.根据权利要求1所述的一种航空冷却液冷源系统，其特征在于，所述泵组(4)采用磁联驱动电机泵组，磁联驱动电机泵组包括顺次连接的泵组件(401)、磁联驱动结构(402)以及电机组件(403)；

所述磁联驱动结构包括磁联驱动组件和用于阻止磁联驱动组件的磁场扩散的屏蔽组件，所述磁联驱动组件包括从动磁极环组件(4021)和主动磁极环组件(4022)，所述从动磁极环组件(4021)与所述泵组件(401)固定连接，所述主动磁极环组件(4022)与所述电机组件(403)固定连接；

从动磁极环组件(4021)和主动磁极环组件(4022)之间设置有不导磁隔离罩(4023)，从动磁极环组件(4021)和主动磁极环组件(4022)同轴设置。

7.根据权利要求6所述的一种航空冷却液冷源系统，其特征在于，所述从动磁极环组件(4021)包括第一空心圆筒(40211)，主动磁极环组件(4022)包括第二空心圆筒(40221)，第一空心圆筒(40211)一端端面上沿其圆周方向开设有第一环形安装槽(40214)，第一环形安装槽(40214)的轴线与第一空心圆筒(40211)轴线重合；第二空心圆筒(40221)一端端面上沿其圆周方向开设有第二环形安装槽(40224)，第二环形安装槽(40224)的轴线与第二空心圆筒(40221)的轴线重合；

第一环形安装槽(40214)内和第二环形安装槽(40224)内沿各自的圆周方向均设置有多个磁体(40212)，每一个磁体(40212)的磁极沿第一空心圆筒(40211)的轴向方向设置，任意相邻磁体(40212)面向不导磁隔离罩(4023)的一端的磁极相反；每一个所述磁体(40212)为衫钴磁铁。

8.根据权利要求7所述的一种航空冷却液冷源系统，其特征在于，所述屏蔽组件包括用于屏蔽所述从动磁极环组件(4021)磁场的第一屏蔽组件以及用于屏蔽所述主动磁极环组件(4022)磁场的第二屏蔽组件；

所述第一屏蔽组件包括第三屏蔽环(40213)和第二屏蔽筒(40215)，所述第二屏蔽组件包括第三空心圆筒(40223)，所述第三屏蔽环(40213)设置于第一空心圆筒(40211)背离所述从动磁极环组件(4021)的一端，所述第二屏蔽筒(40215)套设于所述不导磁隔离罩(4023)外，所述第三空心圆筒(40223)的一端端面开设有环形槽(40225)，所述第二空心圆筒(40221)设置于环形槽(40225)内；所述第二环形安装槽(40224)的槽口方向和环形槽(40225)的槽口方向指向同一个方向。

9.根据权利要求6所述的一种航空冷却液冷源系统，其特征在于，所述泵组件(401)包括泵壳体(4012)、设置于泵壳体(4012)内的泵轴(4011)以及泵齿轮，泵轴(4011)外套设有转子组件(4013)，转子组件(4013)外套设有补偿衬套(4014)；所述泵轴(4011)采用陶瓷轴承；所述泵齿轮采用耐腐蚀硬质合金制成。