CN213834519U - 一种安全控制加油系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种安全控制加油系统，属于压力加油技术领域。该系统包括油罐出口经油泵、过滤分离器、压力控制阀、文氏管至加油枪的主管路；过滤分离器和压力控制阀之间装有第一压力变送器，油泵并联保护支路；过滤分离器与压力控制阀之间分支出泄压支路；过滤分离器上部装有自动排气阀，过滤分离器中装有燃油水分传感器；转速传感器、第一压力变送器、第二压力变送器、接近开关、燃油水分传感器的信号输出端经PLC控制器接电磁溢流阀、气控阀和压力控制阀的受控端。采用本实用新型可以有效避免压力过高等因素引起的冲击震动，可靠保护过滤分离器滤芯及管路系统精密元器件，切实保证压力加油作业安全性及可靠性。

Description

一种安全控制加油系统

技术领域

本实用新型涉及一种加油系统，尤其是一种安全控制加油系统，属于压力加油技术领域。

背景技术

压力加油广泛应用于直升机、固定翼飞机、无人机等航空设备。这些设备对加注油品的质量以及加油稳定性有很高的要求。

研究表明，油品中的微小颗粒带静电、水分子有极性，会形成带电的水合颗粒，而水合颗粒在低温环境的静电吸附作用下很容易凝聚成颗粒团混在油流中，聚集在管路系统的死区，形成安全隐患。因此，压力加油管路系统需配置过滤分离器，利用聚结滤芯和分离滤芯过滤掉油料中的固体颗粒、纤维以及水分，保证油品质量;同时还通过自动排气阀排空过滤分离器内的残留空气，避免在大流量加油作业时管路中空气冲击滤芯导致滤芯破损。

据申请人了解，对过滤分离器维护保养现有方法是：检测过滤后燃油质量以及过滤分离器差压，判断决定是否清洗或更换滤芯，抑或定期进行更换。然而，在系统加油作业过程中，只能通过观察差压表判断过滤分离器是否正常，难以实现量化检测和实时控制。并且，无法确定过滤分离器内是否存在残留空气。往往发现时，加油管路系统已经出现冲击震动。此现状不仅会导致加油系统性能及使用寿命下降，而且存在安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提供一种实现过滤分离器工况实时检测及控制的安全控制加油系统，从而避免因气体或压力过高产生冲击震动,提高压力加油作业过程的安全性及可靠性。

为了达到以上目的，本实用新型的安全控制加油系统基本技术方案为：包括油罐出口经带转速传感器的油泵、过滤分离器、压力控制阀、文氏管至加油枪的主管路；

所述过滤分离器和压力控制阀之间装有第一压力变送器，所述油泵并联含有气控阀和第二压力变送器的保护支路；,

所述过滤分离器与压力控制阀之间分支出经电磁溢流阀返回油泵前端的泄压支路；

所述过滤分离器上部装有带接近开关的自动排气阀，所述过滤分离器中装有燃油水分传感器；

所述文氏管的反馈信号端接所述压力控制阀的反馈控制端；

所述转速传感器、第一压力变送器、第二压力变送器、接近开关、燃油水分传感器的信号输出端分别接PLC控制器的相应信号输入端，所述PLC控制器的各控制信号输出端分别接电磁溢流阀的受控端、以及气控阀和压力控制阀相应气控管路中气控切换阀的受控端。

开机后，PLC控制器按以下逻辑实现加油安全控制：

第一步、排气控制——根据接近开关信号判断排气是否完成，如否则控制气控阀关闭、压力控制阀关闭，自动排气阀继续排气，并再次判断排气是否完成；如是，则进行下一步；

第二步、加油控制——判断是否同时满足燃油水分传感器信号低于水分阈值、第一压力变送器和第二压力变送器信号分别小于相应压力阈值，如是则控制压力控制阀打开、气控阀关闭、电磁溢流阀关闭，逐步提高泵转速进行压力加油作业，并在预定时间间隔后进行下一步；如否则进行第四步；

第三步、压差保护——判断第一压力变送器和第二压力变送器的压差是否大于预定值，如否则返回第二步；如是则发出警示，进行第七步；

第四步、超压保护——判断第二压力变送器信号是否超过相应阈值，如是则控制电磁溢流阀打开、气控阀打开，返回第二步；如否则进行下一步；

第五步、过压保护——判断第一压力变送器信号是否超过相应阈值，如是则控制电磁溢流阀打开、气控阀打开，进行第七步；如否则进行下一步；

第六步、超湿保护——判断燃油水分传感器信号是否超过含水阈值时，如是控制压力控制阀快速关闭、电磁溢流阀打开、气控阀打开，进行第七步；如否则返回第二步；

第七步、停机。

由此可见，采用本实用新型后，可以实时监控整个压力加油管路系统，有效避免压力过高等因素引起的冲击震动，可靠保护过滤分离器滤芯及管路系统精密元器件，切实保证压力加油作业安全性及可靠性。

本实用新型进一步的完善是：所述自动排气阀的罐状阀体盖有带排气口和出气口的阀盖，所述阀体内安置有浮球，所述浮球的上部连接垂向的阀杆，所述阀杆的下端具有倒锥形阀瓣，所述阀盖的顶部安装与阀杆上端位置相对的接近开关。

本实用新型更进一步的完善是：所述气控管路的气源一路经二位三通电磁阀接二位五通电磁阀进端第一口、另一路接二位五通电磁阀进端第三口，所述二位五通电磁阀的进端第二口接快速排气阀；所述压力控制阀为受控于反馈控制端及气压控制端的双控压力控制阀，所述二位五通电磁阀的出端第一口接压力控制阀的气压控制端，且其出端第二口接油泵驱动马达的油门控制器的怠速气缸控制端。

本实用新型再进一步的完善是：所述油门控制器的底板一端安置怠速气缸，所述怠速气缸的伸缩端与水平齿条的一端固连，所述水平齿条的另一端与油门控制拉绳连接，所述底板上还铰支油门扳手，所述油门扳手的铰支端固连与水平齿条啮合的扇形齿轮。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的管路系统结构示意图。

图2为图1实施例的自动排气阀结构示意图。

图3为图1实施例的油门控制器结构示意图。

图4为图1实施例的控制逻辑框图。

具体实施方式

实施例

本实施例安置于停机坪的安全控制加油系统如图1所示，油罐出口经带转速传感器302的油泵P、过滤轻质燃油水分和杂质的过滤分离器F、压力控制阀201、压力表、文氏管202并经加油盘卷J至加油枪G的双线所示主管路。过滤分离器F和压力控制阀201之间装有第一压力变送器303，油泵P并联含有气控阀204和第二压力变送器304的保护支路。过滤分离器F与压力控制阀201之间分支出经电磁溢流阀203返回油泵P前端的泄压支路。

压力控制阀201为受控于反馈控制端及气压控制端的双控压力控制阀，文氏管202的反馈信号端接其反馈控制端，反馈异常信号时可以强制关闭压力控制阀。

本实施例气控管路的气源Q经气源处理三联件S后分成两路，一路经二位三通电磁阀301接二位五通电磁阀306进端第一口、另一路接二位五通电磁阀306进端第三口，该二位五通电磁阀306的进端第二口接快速排气阀307。二位五通电磁阀306的出端第一口接压力控制阀201的气压控制端；且其出端第二口经节流阀205后，接油泵驱动燃油马达的油门控制器Y怠速气缸控制端。该油门控制器Y的具体结构如图3所示，底板Y-1一端安置怠速气缸Y-2，怠速气缸Y-2的伸缩端与水平齿条Y-6的一端固连，水平齿条Y-6的另一端与油门控制拉绳Y-5连接，底板Y-1上还铰支油门扳手Y-3，该油门扳手Y-3的铰支端固连与水平齿条Y-6啮合的扇形齿轮Y-4。借助油门扳手可以调控油泵驱动燃油马达的油门大小，从而调控油泵的转速；而当怠速气缸通气时，将强制油门处于油泵驱动燃油马达怠速状态。

过滤分离器F中含有沉淀槽与聚结滤芯，在沉淀槽与聚结滤芯之间安装燃油水分传感器104。本实施例的过滤分离器F上部装有自制的带接近开关103的自动排气阀V，其具体结构如图2所示，罐状的阀体V-1盖有带排气口V-4和出气口V-6的阀盖V-3，阀体1内安置有浮球V-2，浮球V-2的上部连接垂向的阀杆V-5，阀杆V-5的下端具有可以封堵出气口V-6的倒锥形阀瓣V-7。阀盖V-3的顶部安装与阀杆V-5上端位置相对的接近开关。当浮球升起、阀瓣封堵出气口时，排气结束，阀杆上端邻近接近开关使其发出信号。该自动排气阀可按需外购。因此根据浮球上方阀杆的上下位移决定的接近开关信号可以判断过滤分离器是否完成排气。

转速传感器302、第一压力变送器303、第二压力变送器304、接近开关103、燃油水分传感器104的信号输出端分别接PLC控制器的相应信号输入端，PLC控制器的各控制信号输出端分别接电磁溢流阀203的受控端、以及作为气控阀204和压力控制阀201相应气控管路中气控切换阀的二位三通电磁阀301和二位五通电磁阀306的受控端，其警示输出端接指示灯L。

本实施例中主要外购件的型号及生产厂家如下：

本实施例的安全控制加油系统在PLC控制器的控制下，具有如下作业状态：

1.过滤分离器（101）排气

将压力加油枪与飞机油箱对接，启动油泵，转速传感器处于低速状态，二位三通电磁阀断电、二位五通电磁阀断电，气控阀关闭，压力控制阀关闭，自动排气阀排气。

2.压力加油作业：

自动排气阀排气结束，浮球上升带动阀杆，接近开关闭合，油泵出口处第二压力变送器不超过油泵额定压力，过滤分离器燃油水分传感器数值不超标时，控制二位三通电磁阀通电、二位五通电磁阀断电、指示灯绿，文氏管反馈压力正常，压力控制阀打开，利用油门控制器提高泵转速，管路系统进行压力加油作业。

3.管路压力安全防护：

（1）超压保护

油泵出口处的第二压力变送器数值超过油泵额定压力，控制二位五通电磁阀通电、指示灯红；快速排气阀排气，压力控制阀快速关闭；电磁溢流阀通电，主管路释压；气控阀打开，油门控制器的怠速气缸通过齿条机构控制油门回怠速，泵外循环，避免管路系统压力持续升高。当油泵出口处第二压力变送器数值下降到设定值（通常为小于额定压力）以下、转速传感器数值降至怠速两分钟以后，油泵自循环正常，控制二位五通电磁阀断电，继续压力加油作业。

（2）过压保护

一旦由于文氏管反馈压力超标或压力控制阀供气管路断开，使第一压力变送器数值超过管路系统额定压力1.2倍时，控制压力控制阀紧急关闭，指示灯红色警示；并控制电磁溢流阀通电，主管路释压；气控阀打开，泵外循环；并控制油门控制器中的气缸通过齿条机构使油门回怠速，避免管路产生冲击。

（3）超湿保护

一旦燃油水分传感器数值超标，控制二位五通电磁阀常通电、指示灯红色警示；快速排气阀排气，压力控制阀快速关闭；电磁溢流阀通电开启，主管路释压；气控阀打开，泵外循环；并通过油门控制器中的气缸通过齿条机构控制油门回怠速，避免管路产生冲击。

（4）压差保护

反映过滤分离器差压的第二压力变送器数值与第一压力变送器数值的差值超过允许值时，控制指示灯红色警示，过滤分离器异常，并停机。

4.停机结束

泵转速降为0，控制二位三通电磁阀和二位五通电磁阀、电磁溢流阀断电，指示灯灭，气控阀关闭，压力控制阀关闭，加油作业结束。

说明：以上一旦二位五通电磁阀常通电；只有当泵转速为0、作业结束时，二位五通电磁阀才断电。

PLC控制器的控制逻辑参见图4，主要步骤为：

第一步、排气控制——根据接近开关信号判断排气是否完成，如否则通过控制二位三通电磁阀和二位五通电磁阀断电使气控阀关闭、压力控制阀关闭，自动排气阀继续排气，并再次判断排气是否完成；如是，则进行下一步；

第二步、加油控制——判断是否同时满足燃油水分传感器信号低于水分阈值、第一压力变送器和第二压力变送器信号分别小于相应压力阈值，如是则控制二位三通电磁阀通电、二位五通电磁阀断电使压力控制阀打开、气控阀关闭、电磁溢流阀关闭，并通过油门控制器逐渐提高泵转速进行压力加油作业，在预定时间间隔后进行下一步；如否则进行第四步；

第三步、压差保护——判断第一压力变送器和第二压力变送器的压差是否大于预定值，如否则返回第二步；如是则发出警示，进行第七步；

第四步、超压保护——判断第二压力变送器信号是否超过相应阈值，如是则控制电磁溢流阀打开、主管路释压，控制气控阀打开、泵外循环，并控制怠速气缸使油门怠速，避免管路系统压力持续升高，返回第二步；如否则进行下一步；

第五步、过压保护——判断第一压力变送器信号是否超过相应阈值，如是则控制电磁溢流阀打开、主管路释压，控制气控阀打开、泵外循环，并控制怠速气缸使油门怠速，避免管路系统压力持续升高，进行第七步；如否则进行下一步；

第六步、超湿保护——判断燃油水分传感器信号是否超过含水阈值时，如是控制压力控制阀快速关闭、电磁溢流阀打开、气控阀打开，进行第七步；如否则返回第二步；

第七步、停机。

试验表明，本实施例适用于各种含过滤分离器的压力加油管路系统，能显著提高加油作业的安全性及可靠性。除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。比如使用电控油门控制器、气控阀改用电控阀等。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种安全控制加油系统，其特征在于：包括油罐出口经带转速传感器的油泵、过滤分离器、压力控制阀、文氏管至加油枪的主管路；

所述过滤分离器和压力控制阀之间装有第一压力变送器，所述油泵并联含有气控阀和第二压力变送器的保护支路；

所述过滤分离器与压力控制阀之间分支出经电磁溢流阀返回油泵前端的泄压支路；

所述过滤分离器上部装有带接近开关的自动排气阀，所述过滤分离器中装有燃油水分传感器；

所述文氏管的反馈信号端接所述压力控制阀的反馈控制端；

所述转速传感器、第一压力变送器、第二压力变送器、接近开关、燃油水分传感器的信号输出端分别接PLC控制器的相应信号输入端，所述PLC控制器的各控制信号输出端分别接电磁溢流阀的受控端、以及气控阀和压力控制阀相应气控管路中气控切换阀的受控端。

2.根据权利要求1所述的安全控制加油系统，其特征在于：所述自动排气阀的罐状阀体盖有带排气口和出气口的阀盖，所述阀体内安置有浮球，所述浮球的上部连接垂向的阀杆，所述阀杆的下端具有倒锥形阀瓣，所述阀盖的顶部安装与阀杆上端位置相对的接近开关。

3.根据权利要求2所述的安全控制加油系统，其特征在于：所述气控管路的气源一路经二位三通电磁阀接二位五通电磁阀进端第一口、另一路接二位五通电磁阀进端第三口，所述二位五通电磁阀的进端第二口接快速排气阀；所述压力控制阀为受控于反馈控制端及气压控制端的双控压力控制阀，所述二位五通电磁阀的出端第一口接压力控制阀的气压控制端，且其出端第二口接油泵驱动马达的油门控制器的怠速气缸控制端。

4.根据权利要求3所述的安全控制加油系统，其特征在于：所述油门控制器的底板一端安置怠速气缸，所述怠速气缸的伸缩端与水平齿条的一端固连，所述水平齿条的另一端与油门控制拉绳连接，所述底板上还铰支油门扳手，所述油门扳手的铰支端固连与水平齿条啮合的扇形齿轮。

Images