CN210923078U - 腔内压力测量吹扫系统及控制装置 - Google Patents

Abstract

提供腔内压力测量吹扫系统及控制装置，其用于解决引压管堵塞问题并能保持连续的压力测量。其中，第一、第二引压管用于连通腔内的第一、第二压力测点；吹扫管路用于引入吹扫气源；气压测量管路用于将腔内气压引向压力传感器；第一、第二换向装置设置在第一、第二引压管与吹扫管路、气压测量管路之间，用于选择性地连通第一、第二引压管与吹扫管路，或者第一、第二引压管与气压测量管路；控制器用于控制第一换向装置、第二换向装置的换向动作，并将第一换向装置、第二换向装置关联，以容许第一引压管、第二引压管中始终保持至少有一个与气压测量管路保持接通。

Description

腔内压力测量吹扫系统及控制装置

技术领域

本实用新型涉及腔内压力测量吹扫系统，尤其涉及用于压气机试验的轴承腔压力测量和吹扫系统。

背景技术

篦齿封严是航空发动机压气机试验件常用的轴承腔封严方式，通过建立封严腔与轴承腔的压差防止滑油泄漏。对于使用篦齿封严的压气机试验件，试验过程中需要测量封严腔压力和轴承腔压力对封严压差进行监视和控制。在压气机试验件运转过程中，轴承腔的油污环境经常导致用于压力测量的引压管进油堵塞，造成压力测点失效。

随着自动控制技术的发展，自动控制已广泛应用于航空发动机试验领域，包括轴承腔压力和轴承腔封严压差的控制。无论轴承腔压力自动控制还是轴承腔封严压差自动控制，都需要连续测量轴承腔压力作为反馈信号，从而实现闭环控制。

压力扫描阀是典型的多通道压力测量系统，现有压力扫描阀大部分已具备通道吹扫功能。压力扫描阀吹扫功能的原理是通过换向阀将压力测量模块隔离，将吹扫气源与测量通道连接，对所有通道同时进行吹扫。通道吹扫完成后，将吹扫气源隔离，将测量通道重新接入压力测量模块。但是，由于内部结构限制，压力扫描阀在进行吹扫时无法进行测量。若试验过程中使用该吹扫功能对引压管进行吹扫，将无法获得实时的测量数据，不利于监视轴承腔压力和封严压差且成为实现自动控制的限制。另外，为了吹扫时不影响其他压力测点的数据采集，轴承腔压力测点需要单独占用一套压力扫描阀，造成资源浪费。此外，吹扫功能需要在控制界面手动启动，若试验过程中定时吹扫，将大幅度增加操作人员的工作量。

在已有的技术中，公开号为CN200982904Y的专利提供压力测量自动防堵反吹装置，其中压力测量元件经一取样管道与管路相连接，在取样管道上设一电动三通球阀，电动三通球阀的第一接口、第二接口分别通往管路、压力测量元件。第三接口连接一个吹扫电磁阀，吹扫电磁阀与高压气体管道相连。吹扫电磁阀与高压气体管道之间设过滤减压器。这是为了将高压气体的压力调整在一定范围内，并过滤掉高压气体中的杂质。设一分别与电动三通球阀、吹扫电磁阀相连的含有时间控制器的控制电路。时间继电器可以设定在一定间隔时间内进行吹扫工作的启动。其提供了间歇式吹扫、压力测量的工作方式，没有提供连续进行压力测量并且可提供吹扫功能。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种用于腔内压力测量吹扫系统的控制装置，其用于解决引压管堵塞问题并能保持连续的压力测量。

本实用新型的另一个目的是提供一种腔内压力测量吹扫系统，其包括前述控制装置。

为实现所述目的的用于腔内压力测量吹扫系统的控制装置，其中，第一引压管用于连通腔内的第一压力测点；第二引压管用于连通腔内的第二压力测点；吹扫管路用于引入吹扫气源；气压测量管路用于将腔内气压引向压力传感器；第一换向装置设置在所述第一引压管与所述吹扫管路、所述气压测量管路之间，用于选择性地连通所述第一引压管与所述吹扫管路，或者所述第一引压管与所述气压测量管路；第二换向装置设置在所述第二引压管与所述吹扫管路、所述气压测量管路之间，用于选择性地连通所述第二引压管与所述吹扫管路，或者所述第二引压管与所述气压测量管路；控制器用于控制所述第一换向装置、所述第二换向装置的换向动作，并将所述第一换向装置、所述第二换向装置关联，以容许所述第一引压管、所述第二引压管中始终保持至少有一个与所述气压测量管路保持接通。

在所述的控制装置的一个或多个实施方式中，所述吹扫管路中设置有吹扫控制电磁阀，用于控制所述吹扫管路的通断。

在所述的控制装置的一个或多个实施方式中，所述吹扫管路中设置有吹扫压力调节阀，用于控制所述吹扫管路的气压。

在所述的控制装置的一个或多个实施方式中，所述第一换向装置包括第一换向阀、第二换向阀，第一换向阀用于控制所述第一引压管与所述吹扫管路的通断，所述第二换向阀用于控制所述第一引压管与所述气压测量管路的通断。

在所述的控制装置的一个或多个实施方式中，所述第一换向阀为常闭型气动换向阀，所述第二换向阀为常开型气动换向阀，所述第一换向阀、所述第二换向阀分别受控于第一控制气路，第一电磁阀设置在所述第一控制气路中，用于控制所述第一控制气路的通断，所述第一控制气路用于引入控制气压，以切换所述第一换向阀、所述第二换向阀；所述控制器信号连接所述第一电磁阀。

在所述的控制装置的一个或多个实施方式中，所述第二换向装置包括第三换向阀、第四换向阀，第三换向阀用于控制所述第二引压管与所述吹扫管路的通断，所述第四换向阀用于控制所述第二引压管与所述气压测量管路的通断。

在所述的控制装置的一个或多个实施方式中，所述第三换向阀为常闭型气动换向阀，所述第四换向阀为常开型气动换向阀，所述第三换向阀、所述第四换向阀分别受控于第二控制气路，第二电磁阀设置在所述第二控制气路中，用于控制所述第二控制气路的通断，所述第二控制气路用于引入控制气压，以切换所述第三换向阀、所述第四换向阀；所述控制器信号连接所述第二电磁阀。

在所述的控制装置的一个或多个实施方式中，所述控制气路与所述吹扫管路共用接口，所述接口用于连接到吹扫气源。

在所述的控制装置的一个或多个实施方式中，所述控制气路中设置有压力调节阀。

为实现所述目的的腔内压力测量吹扫系统，包括吹扫气源、压力传感器以及任一所述的控制装置。

所述的腔内压力测量吹扫系统的一种实施方式为压气机试验的轴承腔压力测量吹扫系统。

前述方案通过换向装置切换实现引压管连接压力传感器和引压管连接吹扫气源两种连接方式的切换；两个测点中，对一个测点的引压管进行吹扫时，使用另一个测点进行测量，实现压力的不间断测量和对引压管的交替吹扫；当一个测点处于吹扫模式下，通过换向阀隔离该测点与压力传感器，因此吹扫不会对测量造成影响，实现了引压管交替式的定时吹扫，提供一种解决引压管进油堵塞问题的方案。

在前述方案的实施方式中，换向装置为气动式换向阀，通过电磁阀控制换向阀的供气，电磁阀由控制系统定时控制，从而实现吹扫模式和测量模式的定时自动切换。

在前述方案的实施方式中，换向装置通过两个换向阀来实现，根据截止式换向阀密封性良好的特点，防止换向阀内部泄漏影响测量结果。

前述方案的实施方式实现了压力不间断测量，用于轴承腔压力的实时监测和轴承腔封严压差的自动控制；

在前述方案的实施方式中，通过换向阀隔离处于吹扫模式的测点与压力传感器，避免吹扫对测量造成影响，保证了压力测量精度；

前述方案的实施方式实现了吹扫模式与测量模式的自动切换以及吹扫供气的自动控制，避免了重复性的、繁琐的手动操作。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是腔内压力测量吹扫系统的方块图。

图2是腔内压力测量吹扫系统的工作流程图。

具体实施方式

下述公开了多种不同的实施所述的主题技术方案的实施方式或者实施例。为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本发明的保护范围进行限制。例如在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的例子中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。

根据附图1，腔内压力测量吹扫系统以用于航空发动机压气机试验的轴承腔压力测量吹扫系统100为例进行说明，但不限于此，也可以用在其它场合。该系统主要由压缩空气气源1、空气过滤器2、压力调节阀3、压力调节阀4、压力表5、压力表6、电磁阀7、电磁阀8、电磁阀9、气动换向阀10、气动换向阀11、气动换向阀12、气动换向阀13、压力传感器14组成，各组件通过空气管及管接头连接。其中，第一换向装置包括气动换向阀10、气动换向阀11。第二换向装置包括气动换向阀12、气动换向阀13。吹扫管路101包括连接压力调节阀3、压力表5、电磁阀7的管路。气压测量管路102包括连接压力传感器14的管路。第一引压管21用于连通轴承腔3的第一压力测点31(1#压力测点)。第二引压管22用于连通轴承腔3的第二压力测点32(2#压力测点)。控制气路为包含电磁阀8、9的两个支路以及包括压力调节阀4的干路。

压缩空气气源1用于提供吹扫用和气动换向阀作动用压缩空气。空气过滤器2用于过滤吹扫用、换向阀作动用压缩空气。压力调节阀3用于调节吹扫用压缩空气压力。压力调节阀4用于调节换向阀作动用压缩空气压力。压力表5用于监测吹扫用压缩空气压力。压力表6用于监测气动换向阀作动用压缩空气压力。电磁阀7用于控制吹扫供气，通过设备控制器(FCS)控制，设备控制器的实施方式有多种，包括一个或多个硬件处理器，诸如微控制器、微处理器、精简指令集计算机(RISC)、专用集成电路(ASIC)、应用特定指令集成处理器(ASIP)、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、物理处理单元(PPU)、微控制器单元、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、高级RISC机(ARM)、可编程逻辑器件(PLD)、能够执行一个或多个功能的任何电路或处理器等中的一种或多种的组合。

电磁阀8、9用于控制气动换向阀动作，通过设备控制器控制。气动换向阀10、11、12、13为二位三通截止式换向阀，通过切换阀位实现测量模式和吹扫模式的切换。压力传感器14用于对处于测量模式的测点进行测量。

根据附图2，测量和吹扫系统工作流程图。

(1)启动控制系统，系统计时T1后打开电磁阀8供气作动换向阀10和换向阀11，换向阀10切换至截止位置，换向阀11切换至接通位置，第一压力测点31由吹扫模式切换至测量模式。

(2)控制系统计时T2后关闭电磁阀9停止对换向阀12和换向阀13供气，换向阀12切换至接通位置，换向阀13切换至截止位置，第二压力测点32由测量模式切换至吹扫模式。

(3)控制系统计时T2后打开电磁阀7，开始吹扫第二压力测点32，吹扫时间为T3。

(4)控制系统计时T3后关闭电磁阀7，停止吹扫。

(5)控制系统计时T1后打开电磁阀9供气作动换向阀12和换向阀13，换向阀12切换至截止位置，换向阀13切换至接通位置，第二压力测点32由吹扫模式切换至测量模式。

(6)控制系统计时T2后关闭电磁阀8停止对换向阀10和换向阀11供气，换向阀10切换至接通位置，换向阀11切换至截止位置，第一压力测点31由测量模式切换至吹扫模式。

(7)控制系统计时T2后打开电磁阀7，开始吹扫第一压力测点31，吹扫时间为T3。

(8)控制系统计时T3后关闭电磁阀7，停止吹扫。

(9)依照上述过程，第一压力测点31和第二压力测点32交替测量、吹扫，由控制系统自动控制，周期性切换。

T1为吹扫完成后引压管泄压所需时间，一般设置为10s可满足要求。T2为气动换向阀阀门切换到位所需时间，一般设置为2s可满足要求。T3为引压管吹扫所需时间，一般设置为30秒可满足要求。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (11)

1.用于腔内压力测量吹扫系统的控制装置，其特征在于，包括：

第一引压管，用于连通腔内的第一压力测点；

第二引压管，用于连通腔内的第二压力测点；

吹扫管路，用于引入吹扫气源；

气压测量管路，用于将腔内气压引向压力传感器；

第一换向装置，设置在所述第一引压管与所述吹扫管路、所述气压测量管路之间，用于选择性地连通所述第一引压管与所述吹扫管路，或者所述第一引压管与所述气压测量管路；

第二换向装置，设置在所述第二引压管与所述吹扫管路、所述气压测量管路之间，用于选择性地连通所述第二引压管与所述吹扫管路，或者所述第二引压管与所述气压测量管路；

控制器，用于控制所述第一换向装置、所述第二换向装置的换向动作，并将所述第一换向装置、所述第二换向装置关联，以容许所述第一引压管、所述第二引压管中始终保持至少有一个与所述气压测量管路保持接通。

2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述吹扫管路中设置有吹扫控制电磁阀，用于控制所述吹扫管路的通断。

3.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述吹扫管路中设置有吹扫压力调节阀，用于控制所述吹扫管路的气压。

4.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第一换向装置包括第一换向阀、第二换向阀，第一换向阀用于控制所述第一引压管与所述吹扫管路的通断，所述第二换向阀用于控制所述第一引压管与所述气压测量管路的通断。

5.如权利要求4所述的控制装置，其特征在于，所述第一换向阀为常闭型气动换向阀，所述第二换向阀为常开型气动换向阀，所述第一换向阀、所述第二换向阀分别受控于第一控制气路，第一电磁阀设置在所述第一控制气路中，用于控制所述第一控制气路的通断，所述第一控制气路用于引入控制气压，以切换所述第一换向阀、所述第二换向阀；所述控制器信号连接所述第一电磁阀。

6.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，所述第二换向装置包括第三换向阀、第四换向阀，第三换向阀用于控制所述第二引压管与所述吹扫管路的通断，所述第四换向阀用于控制所述第二引压管与所述气压测量管路的通断。

7.如权利要求6所述的控制装置，其特征在于，所述第三换向阀为常闭型气动换向阀，所述第四换向阀为常开型气动换向阀，所述第三换向阀、所述第四换向阀分别受控于第二控制气路，第二电磁阀设置在所述第二控制气路中，用于控制所述第二控制气路的通断，所述第二控制气路用于引入控制气压，以切换所述第三换向阀、所述第四换向阀；所述控制器信号连接所述第二电磁阀。

8.如权利要求5或7所述的控制装置，其特征在于，所述控制气路与所述吹扫管路共用接口，所述接口用于连接到吹扫气源。

9.如权利要求8所述的控制装置，其特征在于，所述控制气路中设置有压力调节阀。

10.腔内压力测量吹扫系统，其特征在于，包括：

吹扫气源；

压力传感器；以及

如权利要求1至9中任一项所述的控制装置。

11.如权利要求10所述的腔内压力测量吹扫系统，其特征在于，该系统为压气机试验的轴承腔压力测量吹扫系统。

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