阅读说明：本技术 一种飞机环控系统试验引气管道加湿系统 (Experimental bleed air pipeline humidification system of aircraft environmental control system ) 是由 张贤锦 马春香 陈伟 张立圣 商辉 焦奇峰 吴军 周魏雄 范钟 张珍珍 于 2020-06-17 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种飞机环控系统试验引气管道加湿系统,主要包括恒压水泵(1)、减压稳压阀(3)、流量调节阀(4)、水流量计(6)、喷嘴(8)、空气流量计(9)、控制模块(10)和压力传感器(11),恒压水泵(1)将水源的压力加压,尔后减压稳压阀(3)进行减压及稳压,流量调节阀(4)调节水流至所需要的流量,并最后通过喷嘴(8)将水雾化喷入高温高压管道；恒压水泵(1)的出口设置了压力传感器(11),流量调节阀(4)出口设有一个水流量计(6),空气管道中设有空气流量计(9),控制模块(10)综合上述三者的输入信号,以控制流量调节阀(4)的开度。所设计的飞机环控系统试验引气管道加湿系统,可以满足试验引气高压高湿度模拟要求。(The invention provides a test bleed air pipeline humidification system of an aircraft environmental control system, which mainly comprises a constant pressure water pump (1), a pressure reducing and stabilizing valve (3), a flow regulating valve (4), a water flowmeter (6), a nozzle (8), an air flowmeter (9), a control module (10) and a pressure sensor (11), wherein the constant pressure water pump (1) pressurizes the pressure of a water source, the pressure reducing and stabilizing valve (3) then reduces and stabilizes the pressure, the flow regulating valve (4) regulates the water flow to the required flow, and finally, the water is atomized and sprayed into a high-temperature and high-pressure pipeline through the nozzle (8); the outlet of the constant pressure water pump (1) is provided with a pressure sensor (11), the outlet of the flow regulating valve (4) is provided with a water flow meter (6), an air flow meter (9) is arranged in an air pipeline, and a control module (10) integrates input signals of the three to control the opening degree of the flow regulating valve (4). The designed humidification system for the test bleed air pipeline of the aircraft environmental control system can meet the simulation requirements of high pressure and high humidity of test bleed air.)

一种飞机环控系统试验引气管道加湿系统

技术领域

本发明属于飞行模拟地面试验设计领域，具体为一种飞机环控系统试验引气管道加湿系统。

背景技术

飞机环控系统地面模拟试验过程中，需要模拟发动机高温高压引气。随着现代飞机及发动机性能的提升，环控系统从发动机引气的参数指标也随之提高，引气压力可达1.2MPa以上，模拟湿度超过40g/kg·dar。传统的环控系统试验引气采用蒸汽加湿方法，但是，1.2MPa的高压及40g/kg·dar的高湿度参数指标要求，如采用蒸汽加湿的技术实现，其成本非常高，且危险度高。因此，环控系统试验引气高湿度模拟已不适合采用蒸汽加湿方法。

如果采用高压雾化加湿方法，则当水液流量在某些工况下低于10Kg/h时，水液小流量的稳定性和精确控制是技术重难点，如能解决，则高压雾化加湿方法十分适用于环控系统试验引气。

发明内容

为解决上述现有技术存在的不足，本发明提供一种飞机环控系统试验引气管道加湿系统，能够实现安全、稳定并且具备自动控制功能的飞机环控系统试验引气管道雾化加湿。

为解决上述技术问题，本发明所述的飞机环控系统试验引气管道加湿系统，主要包括恒压水泵、减压稳压阀、流量调节阀、水流量计、喷嘴、空气流量计、控制模块和压力传感器等。

恒压水泵将水源的压力加压至高于环控系统模拟发动机引气压力的一个值，由减压稳压阀对加压后的水源进行一定的减压及稳压，防止由恒压水泵出口压力的不稳定造成的系统水压波动；

稳压后的水源经过流量调节阀，将水流调节至环控系统试验所需要的流量；

调节后的水流最后通过喷嘴将水雾化喷入高温高压管道，借助管道内的高温气体将液态水汽化；

恒压水泵的出口设置了压力传感器，压力传感器信号接入控制模块，不仅可以实时监测水泵出口压力，当水泵出口压力超高或超低无法保证系统正常运行时时，还能向操作人员发出告警信息；

流量调节阀输出端串接有一个水流量计，水流量计测量信号接入控制模块，同时在空气管道中串接有空气流量计，空气流量信号接入控制模块，恒压水泵的出口设置有压力传感器，传感器信号接入控制模块，控制模块综合压力传感器、水流量计、空气流量计的输入信号，控制流量调节阀的开度，以实现预定输出水流量值，达到适度控制目的。

进一步地，为防止因故障导致高温高压管道内的气体倒流至加湿系统，在喷嘴的前端设置了单向阀。

进一步地，在恒压水泵的出口设置了蓄能器和安全阀，当水泵出口压力波动较大时，蓄能器可以在压力过高时进行能量吸收，压力过低时进行能量补充，为加湿系统输出稳定的流量提供保障；当水泵出口压力超过设定的预警值时，安全阀自动开启泄压，保障系统安全运行。

进一步地，在控制模块上设置有手动和自动两种控制模式，选择自动控制模式时，由控制模块根据设定的指标值与压力传感器、水流量计、空气流量计的输入信号综合计算值进行比较，自动控制流量调节阀的开度；选择手动控制模式时，控制模块不工作，需要手动调节流量调节阀的开度。

在上述技术方案中，所设计的飞机环控系统试验引气管道加湿系统，可以解决传统蒸汽加湿方法无法满足环控系统试验引气高压高湿度模拟的问题。通过发明的高压雾化加湿系统，提高雾化加湿的稳定性，并使加湿控制智能化。

附图说明

图1为本发明飞机环控系统试验引气管道加湿系统连接原理图。

图1中：1、恒压水泵，2、蓄能器，3、减压稳压阀，4、流量调节阀，5、安全阀，6、水流量计，7、单向阀，8、喷嘴，9、空气流量计，10、控制模块，11、压力传感器。

具体实施方式

下面将结合图1，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，水源的水经过恒压水泵（1）加压后，恒压水泵（1）将水源的压力加压至高于环控系统模拟发动机引气压力的一个值，经过蓄能器（2）和安全阀（5）的安全控制，流经减压稳压阀（3），由减压稳压阀（3）对加压后的水源进行一定的减压及稳压，防止由恒压水泵（1）出口压力的不稳定造成的系统水压波动。

稳压后的水源经过流量调节阀（4），将水流调节至环控系统试验所需要的流量，最后通过喷嘴（8）将水雾化喷入高温高压管道，借助管道内的高温气体将液态水汽化。

为防止因故障导致高温高压管道内的气体倒流至加湿系统，在喷嘴（8）的前端设置了单向阀（7）。

恒压水泵（1）的出口还设置了压力传感器（11），传感器信号接入控制模块（10），不仅可以实时监测恒压水泵（1）出口压力，当恒压水泵（1）出口压力超高或超低无法保证系统正常运行时时，还能向操作人员发出告警信息。

系统具备手动和自动两种控制模式，控制模式在控制模块（10）中进行切换。可以手动调节流量调节阀（4）的开度，将加湿系统水流量调节至所需值；也可以在控制模块（10）中设定环控系统引气所需的含湿量值，控制模块（10）将读取加水流量计（6）和高温高压空气流量计（9），并按设定的公式计算出环控系统引当前实际含湿量值。通过对比含湿量设定值与实际值，输出控制信号，调节流量调节阀（4）的开度，形成控制闭环，自动将含湿量实际值调至与设定值一致。