CN211715433U - 一种飞机燃油管路压力脉动系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种飞机燃油管路压力脉动系统，采用开式循环方式，测控装置采集燃油管路压力与温度，自动控制电机转速以调节流量，控制燃油管道试验段前后端比例减压阀门开启大小与速度，测试燃油管路压力脉动；燃油管道系统设有溢流阀、蓄能器及散热器来保证系统运行的可靠性与稳定性。通过本实用新型使得飞机燃油管路压力脉动系统启动速度快、测试精度高，安全性好，能够自动采集及控制系统运行，适合研究燃油系统导致压力增大或波动的部件或系统失效机理，考虑可能导致其最大可能压力的部件或系统失效及可能存在的压力脉动，为典型静承压件燃油系统管路最大可能压力的确定提供支撑。

Description

一种飞机燃油管路压力脉动系统

技术领域

本实用新型涉及燃油管路防护技术领域，尤其涉及一种飞机燃油管路压力脉动系统。

背景技术

燃油系统是航空航天等产品的重要系统之一，燃油系统工作时，在电磁阀打开或关闭的瞬间，供压管路和回油管路会出现强烈的压力撞击，即压力脉冲。在高压管路上，压力脉冲峰值有可能达到系统额定压力的1.5倍以上，而在回油管路上则可能达到正常回油压力值的10倍以上。若与系统匹配不当，油泵出口压力会产生高频等幅振荡。压力脉冲可能导致系统管路、连接件、作动筒等的断裂，系统附件失灵，严重时可造成飞机重大事故的发生。例如我国七十年代研制的某机型，从油泵出口至蓄压器之间的管路附件连接不断发生断裂，影响到设计定型八十年代初，我国研制的某型号机地面试车时，由于液压管路破裂引发大火，致使整架飞机毁于一旦，不仅造成巨大的经济损失，而且使型号研制进度推迟。

目前随着管道自动化控制以及基于瞬变流的反问题分析、管道漏失检测以及管道评价等技术在管道系统中的广泛应用，传统的水锤控制方法已经遇到了许多的挑战，原因如下：

1） 管道自动化控制技术不但需要管道系统在最不利的情况下的水锤最大和最小压力值，而且需要不同阀门和水泵等组件联合动作而引起的瞬变流的压力波动的参数变化，此种情况的压力波动的最大值和最小值不等于各组件单独动作产生水锤压力波的最大和最小值的累加，而取决于不同压力波在不同时刻衰减结果的相互叠加，这就需要准确的瞬变流模型来计算不同组件动作产生的瞬变流压力波动的衰减结果。

2） 基于瞬变流的反问题分析、管道漏失检测以及管道评价等技术的不断发展，其应用范围不断扩大，从而考虑的因素越来越复杂，需要准确的瞬变流模型来真实地反映实际管道的瞬变流压力波动。如果瞬变流模型仅能较准确地计算压力波动第一个周期内波峰和波谷值而无法准确地反映除第一个周期以外的压力波动衰减情况，必将严重限制这些技术在实际中准确且高效的应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种飞机燃油管路压力脉动系统。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种飞机燃油管路压力脉动系统，包含油箱、液位计、第一过滤器、流量计、燃油泵、加热器、单向阀、第一压力传感器、第一温度传感器、第一减压阀、第二压力传感器、燃油管道、第三压力传感器、第二减压阀、常开溢流阀、散热器、第二温度传感器、第二过滤器、常闭溢流阀、蓄能器、第一电动调节阀、氮气瓶、第二电动调节阀、控制器；

所述油箱上设有出口、入口和回油口；

所述油箱的出口分别和第一过滤器的一端、第二电动调节阀的一端管道相连；

所述第二电动调节阀的另一端和所述氮气瓶管道相连，氮气瓶用于吹扫置换燃油管路中的空气；

所述第一过滤器的另一端、流量计、燃油泵的入口通过管道依次相连接，第一过滤器用于过滤管道中燃油的杂质；

所述燃油泵的出口分别和所述加热器的入口、常闭溢流阀的入口管道相连；

所述常闭溢流阀的出口和所述油箱的回油口管道相连，常闭溢流阀用于在其入口压力大于预设的第一压力阈值时打开、使得管道中的燃油流至油箱的回油口；

所述加热器的出口和所述单向阀的进口管道相连，加热器用于控制燃油温度；

所述单向阀的出口分别和所述第一电动调节阀的一端、第一减压阀的进口管道相连；

所述第一电动调节阀的另一端和所述蓄能器管道相连，蓄能器用于减少柱塞泵引起的压力脉动；

所述燃油管道入口端与第一减压阀出口管道相连，燃油管道出口端与第一减压阀进口管道相连；所述燃油管道用于进行压力脉动；

所述第二减压阀出口和所述常开溢流阀的入口管道相连，常开溢流阀的出口、散热器、第二过滤器油箱的进口通过管道依次相连接；

所述常开溢流阀的溢流口和外界容器管道相连，常开溢流阀用于在其入口压力大于预设的第二压力阈值时关闭、使得管道中的燃油流至外界容器；

所述散热器用于降低管道中燃油的温度；第二过滤器用于过滤管道中燃油的杂质；

所述第一压力传感器、第一温度传感器设置在第一减压阀进口处，分别用于感应其所在处的压力、温度，并将其传递给所述控制器；所述第二压力传感器设置在燃油管道入口处，用于感应其所在处的压力，并将其传递给所述控制器；所述第三压力传感器设置在燃油管道出口处，用于感应其所在处的压力，并将其传递给所述控制器；所述第二温度传感器设置在散热器出口处，用于感应其所在处的温度，并将其传递给所述控制器；

所述控制器分别和所述液位计、流量计、燃油泵、加热器、第一压力传感器、第一温度传感器、第一减压阀、第二压力传感器、第三压力传感器、第二减压阀、散热器、第二温度传感器、第一电动调节阀、第二电动调节阀电气相连，用于根据液位计、流量计、第一压力传感器、第一温度传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第二温度传感器的感应数据控制燃油泵、加热器、第一减压阀、第二减压阀、散热器、第一电动调节阀、第二电动调节阀工作。

作为本实用新型一种飞机燃油管路压力脉动系统进一步的优化方案，所述燃油泵采用多级柱塞泵。

本实用新型还公开了一种该飞机燃油管路压力脉动系统的工作方法，包含以下步骤：

步骤1），控制器控制燃油泵驱动燃油从油箱下部抽吸燃油，通过常闭溢流阀、单向阀和蓄能器保证系统工作压力平稳，当常闭溢流阀入口处的压力大于预设的第一压力阈值时，常闭溢流阀打开，燃油从常闭溢流阀流回油箱的回流口中；

步骤2），从燃油泵流出的燃油经过第一减压阀后流入燃油管道，通过流量计、第一压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器监测燃油系统的流量、压力和燃油温度，并将信号传输到控制器，控制器根据接收后的信号控制第二减压阀、加热器、散热器工作，以调节燃油管道内的流量、压力和燃油温度；控制器发送不同的位移指令控制第一减压阀运动来使得关阀时间产生变化，并通过第二压力传感器、第三压力传感器监测关阀过程中燃油管道入口处和出口处的压力脉动；

步骤3），液位计监测油箱的液位高度并将信号传输到控制器，当液位高度低于设定值时，控制器输出信号控制燃油泵停止工作；

步骤4），为了防止压力波动导致第二减压阀后管道内的燃油压力高于散热器能承受的安全压力，当常开溢流阀入口处的压力大于预设的第二压力阈值时，常开溢流阀关闭，使燃油直接旁通至外界容器中，避免散热器爆裂；不进行试验期间，关闭油箱上所有与外界连通的阀门，通过氮气瓶（22）将油箱上部的空气置换，使油箱处于惰化状态。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本实用新型公开了一种飞机燃油管路压力脉动系统，该飞机燃油管路压力脉动系统采用开式循环方式，测控装置采集燃油管路压力与温度，自动控制电机转速以调节流量，控制燃油管道试验段前后端比例减压阀门开启大小与速度，测试燃油管路压力脉动；燃油管道系统设有溢流阀、蓄能器及散热器来保证系统运行的可靠性与稳定性。通过本实用新型使得飞机燃油管路压力脉动系统启动速度快、测试精度高，安全性好，能够自动采集及控制系统运行，适合研究燃油系统导致压力增大或波动的部件或系统失效机理，考虑可能导致其最大可能压力的部件或系统失效及可能存在的压力脉动，为典型静承压件燃油系统管路最大可能压力的确定提供支撑。

附图说明

图1为一种飞机燃油管路压力脉动系统示意图。

其中，1-油箱，2-液位计，3-第一过滤器，4-流量计，5-燃油泵，6-加热器，7-单向阀，8-第一压力传感器，9-第一温度传感器，10-第一减压阀，11-第二压力传感器，12-燃油管道，13-第三压力传感器，14-第二减压阀，15-常开溢流阀，16-散热器，17-第二温度传感器，18-第二过滤器，19-常闭溢流阀，20-蓄能器，21-第一电动调节阀，22-氮气瓶，23-第二电动调节阀，24-控制器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

本实用新型可以以许多不同的形式实现，而不应当认为限于这里所述的实施例。相反，提供这些实施例以便使本公开透彻且完整，并且将向本领域技术人员充分表达本实用新型的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。

如图1所示，本实用新型公开了一种飞机燃油管路压力脉动系统，包含油箱1、液位计2、第一过滤器3、流量计4、燃油泵5、加热器6、单向阀7、第一压力传感器8、第一温度传感器9、第一减压阀10、第二压力传感器11、燃油管道12、第三压力传感器13、第二减压阀14、常开溢流阀15、散热器16、第二温度传感器17、第二过滤器18、常闭溢流阀19、蓄能器20、第一电动调节阀21、氮气瓶22、第二电动调节阀23、控制器24；

所述油箱1上设有出口、入口和回油口；

所述油箱1的出口分别和第一过滤器3的一端、第二电动调节阀23的一端管道相连；

所述第二电动调节阀23的另一端和所述氮气瓶22管道相连，氮气瓶22用于吹扫置换燃油管路中的空气；

所述第一过滤器3的另一端、流量计4、燃油泵5的入口通过管道依次相连接，第一过滤器3用于过滤管道中燃油的杂质；

所述燃油泵5的出口分别和所述加热器6的入口、常闭溢流阀19的入口管道相连；

所述常闭溢流阀19的出口和所述油箱1的回油口管道相连，常闭溢流阀19用于在其入口压力大于预设的第一压力阈值时打开、使得管道中的燃油流至油箱的回油口；

所述加热器6的出口和所述单向阀7的进口管道相连，加热器6用于控制燃油温度；

所述单向阀7的出口分别和所述第一电动调节阀21的一端、第一减压阀10的进口管道相连；

所述第一电动调节阀21的另一端和所述蓄能器20管道相连，蓄能器20用于减少柱塞泵引起的压力脉动；

所述燃油管道12入口端与第一减压阀10出口管道相连，燃油管道12出口端与第一减压阀10进口管道相连；所述燃油管道12用于进行压力脉动；

所述第二减压阀14出口和所述常开溢流阀15的入口管道相连，常开溢流阀15的出口、散热器16、第二过滤器18油箱1的进口通过管道依次相连接；

所述常开溢流阀15的溢流口和外界容器管道相连，常开溢流阀15用于在其入口压力大于预设的第二压力阈值时关闭、使得管道中的燃油流至外界容器；

所述散热器16用于降低管道中燃油的温度；第二过滤器18用于过滤管道中燃油的杂质；

所述第一压力传感器8、第一温度传感器9设置在第一减压阀10进口处，分别用于感应其所在处的压力、温度，并将其传递给所述控制器24；所述第二压力传感器11设置在燃油管道12入口处，用于感应其所在处的压力，并将其传递给所述控制器24；所述第三压力传感器11设置在燃油管道12出口处，用于感应其所在处的压力，并将其传递给所述控制器24；所述第二温度传感器17设置在散热器16出口处，用于感应其所在处的温度，并将其传递给所述控制器24；

所述控制器24分别和所述液位计2、流量计4、燃油泵5、加热器6、第一压力传感器8、第一温度传感器9、第一减压阀10、第二压力传感器11、第三压力传感器13、第二减压阀14、散热器16、第二温度传感器17、第一电动调节阀21、第二电动调节阀23电气相连，用于根据液位计2、流量计4、第一压力传感器8、第一温度传感器9、第二压力传感器11、第三压力传感器13、第二温度传感器17的感应数据控制燃油泵5、加热器6、第一减压阀10、第二减压阀14、散热器16、第一电动调节阀21、第二电动调节阀23工作。

所述燃油泵5采用多级柱塞泵。

本实用新型还公开了一种该飞机燃油管路压力脉动系统的工作方法，包含以下步骤：

步骤1，控制器24控制燃油泵5驱动燃油从油箱1下部抽吸燃油，通过常闭溢流阀19、单向阀7和蓄能器20保证系统工作压力平稳，当常闭溢流阀19入口处的压力大于预设的第一压力阈值时，常闭溢流阀19打开，燃油从常闭溢流阀19流回油箱1的回流口中；

步骤2，从燃油泵5流出的燃油经过第一减压阀10后流入燃油管道12，通过流量计4、第一压力传感器8、第一温度传感器9、第二温度传感器17监测燃油系统的流量、压力和燃油温度，并将信号传输到控制器24，控制器24根据接收后的信号控制第二减压阀14、加热器6、散热器16工作，以调节燃油管道12内的流量、压力和燃油温度；控制器24发送不同的位移指令控制第一减压阀10运动来使得关阀时间产生变化，并通过第二压力传感器11、第三压力传感器13监测关阀过程中燃油管道12入口处和出口处的压力脉动；

步骤3，液位计2监测油箱1的液位高度并将信号传输到控制器24，当液位高度低于设定值时，控制器24输出信号控制燃油泵5停止工作；

步骤4，为了防止压力波动导致第二减压阀14后管道内的燃油压力高于散热器16能承受的安全压力，当常开溢流阀15入口处的压力大于预设的第二压力阈值时，常开溢流阀15关闭，使燃油直接旁通至外界容器中，避免散热器16爆裂；不进行试验期间，关闭油箱1上所有与外界连通的阀门，通过氮气瓶（22）将油箱上部的空气置换，使油箱1处于惰化状态。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种飞机燃油管路压力脉动系统，其特征在于，包含油箱（1）、液位计（2）、第一过滤器（3）、流量计（4）、燃油泵（5）、加热器（6）、单向阀（7）、第一压力传感器（8）、第一温度传感器（9）、第一减压阀（10）、第二压力传感器（11）、燃油管道（12）、第三压力传感器（13）、第二减压阀（14）、常开溢流阀（15）、散热器（16）、第二温度传感器（17）、第二过滤器（18）、常闭溢流阀（19）、蓄能器（20）、第一电动调节阀（21）、氮气瓶（22）、第二电动调节阀（23）、控制器（24）；

所述油箱（1）上设有出口、入口和回油口；

所述油箱（1）的出口分别和第一过滤器（3）的一端、第二电动调节阀（23）的一端管道相连；

所述第二电动调节阀（23）的另一端和所述氮气瓶（22）管道相连，氮气瓶（22）用于吹扫置换燃油管路中的空气；

所述第一过滤器（3）的另一端、流量计（4）、燃油泵（5）的入口通过管道依次相连接，第一过滤器（3）用于过滤管道中燃油的杂质；

所述燃油泵（5）的出口分别和所述加热器（6）的入口、常闭溢流阀（19）的入口管道相连；

所述常闭溢流阀（19）的出口和所述油箱（1）的回油口管道相连，常闭溢流阀（19）用于在其入口压力大于预设的第一压力阈值时打开、使得管道中的燃油流至油箱的回油口；

所述加热器（6）的出口和所述单向阀（7）的进口管道相连，加热器（6）用于控制燃油温度；

所述单向阀（7）的出口分别和所述第一电动调节阀（21）的一端、第一减压阀（10）的进口管道相连；

所述第一电动调节阀（21）的另一端和所述蓄能器（20）管道相连，蓄能器（20）用于减少柱塞泵引起的压力脉动；

所述燃油管道（12）入口端与第一减压阀（10）出口管道相连，燃油管道（12）出口端与第一减压阀（10）进口管道相连；所述燃油管道（12）用于进行压力脉动；

所述第二减压阀（14）出口和所述常开溢流阀（15）的入口管道相连，常开溢流阀（15）的出口、散热器（16）、第二过滤器（18）油箱（1）的进口通过管道依次相连接；

所述常开溢流阀（15）的溢流口和外界容器管道相连，常开溢流阀（15）用于在其入口压力大于预设的第二压力阈值时关闭、使得管道中的燃油流至外界容器；

所述散热器（16）用于降低管道中燃油的温度；第二过滤器（18）用于过滤管道中燃油的杂质；

所述第一压力传感器（8）、第一温度传感器（9）设置在第一减压阀（10）进口处，分别用于感应其所在处的压力、温度，并将其传递给所述控制器（24）；所述第二压力传感器（11）设置在燃油管道（12）入口处，用于感应其所在处的压力，并将其传递给所述控制器（24）；所述第三压力传感器（13）设置在燃油管道（12）出口处，用于感应其所在处的压力，并将其传递给所述控制器（24）；所述第二温度传感器（17）设置在散热器（16）出口处，用于感应其所在处的温度，并将其传递给所述控制器（24）；

所述控制器（24）分别和所述液位计（2）、流量计（4）、燃油泵（5）、加热器（6）、第一压力传感器（8）、第一温度传感器（9）、第一减压阀（10）、第二压力传感器（11）、第三压力传感器（13）、第二减压阀（14）、散热器（16）、第二温度传感器（17）、第一电动调节阀（21）、第二电动调节阀（23）电气相连，用于根据液位计（2）、流量计（4）、第一压力传感器（8）、第一温度传感器（9）、第二压力传感器（11）、第三压力传感器（13）、第二温度传感器（17）的感应数据控制燃油泵（5）、加热器（6）、第一减压阀（10）、第二减压阀（14）、散热器（16）、第一电动调节阀（21）、第二电动调节阀（23）工作。

2.根据权利要求1所述的飞机燃油管路压力脉动系统，其特征在于，所述燃油泵（5）采用多级柱塞泵。

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