一种兼容型飞机液冷设备制造技术

本发明专利技术涉及一种兼容型飞机液冷设备，适用于对不同种型号飞机的发热器件制冷，主要配电单元、控制器单元、操作面板、液压单元、制冷单元组成。控制器单元用于控制流量、压力、温度等，使其产生所需的流量、压力；液压单元主要由多组适应于不同种飞机型号的液压回路共用一个集中油箱和一套制冷单元而成；各组液压回路之间具有冗余设置；制冷单元为集中油箱进行旁路冷却，主要由热交换器、制冷压缩机、蒸发器、贮液器、气液转换器、气液分离器组成。相比于现有技术，本发明专利技术能够通过在一个集中大油箱内设置多组并列的液压制冷回路，实现对多种机型飞机的适应性供油制冷。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种兼容型飞机液冷设备，适用于对不同种型号飞机的发热器件制冷，主要配电单元、控制器单元、操作面板、液压单元、制冷单元组成。控制器单元用于控制流量、压力、温度等，使其产生所需的流量、压力；液压单元主要由多组适应于不同种飞机型号的液压回路共用一个集中油箱和一套制冷单元而成；各组液压回路之间具有冗余设置；制冷单元为集中油箱进行旁路冷却，主要由热交换器、制冷压缩机、蒸发器、贮液器、气液转换器、气液分离器组成。相比于现有技术，本专利技术能够通过在一个集中大油箱内设置多组并列的液压制冷回路，实现对多种机型飞机的适应性供油制冷。【专利说明】_种兼容型飞机液冷设备
本专利技术属于航空保障设备，具体而言涉及一种兼容型液冷设备，设备包含机械、液压、电气三方面
内容，涉及变流量控制、旁路冷却、压缩机制冷、大负载控制策略、冗余设计等。
技术介绍
随着我国航空和国防事业发展，飞机所含功能及性能都有不同程度的提高，其内部电子设备发热逐渐增加。设备自身散热不能满足设备的使用环境需求，因此需要冷却设备对飞机的内部电子设备进行冷却。飞机在飞行时由外部空气场和飞机内部的冷却设备共同进行冷却，但飞机着陆后的检查、检修、调试等情况时，需要外接冷却设备对其内部电子设备进行冷却。外接冷却设备通常以低温冷却液的形式进行热量交换和循环，因此业内称为液冷设备。 液冷设备作为航空保障设备，通常伴随飞机的型号研制(通常不同型号飞机内部电子设备发热量是不同的)，即一种型号飞机对应一种液冷设备。这种设计背景下，多种型号飞机对应了多种型号的液冷设备。随着我国飞机型号的增多，地面需要保障的液冷设备的型号也会不断增加，需要地面配套的保障设备的存放空间就将逐渐庞大，备件数量随设备数量的增加逐步增加，设备的维修维护成本也不断增大。这些情况都制约了飞机液冷设备的集约化发展。 根据多种型号飞机需要配置多种型号冷却设备这样的问题，现需设计多种型号飞机兼容型液冷设备，即通过一台液冷设备即可保障多种型号飞机的液冷保障需求。兼容型液冷设备与以前的多型号液冷设备相比解决占用大量存放空间问题，减少了备件数量，降低了设备的维修维护成本。 兼容型液冷设备虽有诸多好处，但在实际设计过程中需要解决如下问题: 第一，传统针对单一型号飞机的液冷设备随飞机型号的定型，其所需冷却设备的流量、压力等参数也被确定下来，即传统液冷设备是定流量、压力的冷却设备，而兼容型液冷设备需满足多种型号飞机的使用需求，即满足多种流量、压力参数的使用需求。 第二，在满足多种流量和压力参数的使用需求时应选择变流量控制，现有技术的液压变量控制一般采用比例阀控或比例泵控两种，但此两种方法均对油液清洁度有较高的要求，而飞机内对冷却介质的清洁度要求并不高，属于常规阀件的清洁度要求，采用比例阀或比例泵将人为提高冷却介质的清洁度使用要求，增加了设备的故障风险，因此需要低成本，同时又能实现变流量控制的措施。 第三，由于传统液冷设备对应机型的单一性，其管路需求简单往往只有出液和回液一组管路，冷却组件布置于液冷设备的出液口附近对管路进行制冷；而兼容型液冷设备存在多种机型对应的多组管路，若延用此方法每组输出管路配置相应功率的冷却组件虽然可实现基本功能，但会带来设备体积庞大、设备成本高、效率底等问题，因此需要集中制冷措施。 第四，在考虑改变制冷组件位置和方法，希望使用一组制冷组件满足多路管路输出的时候，会衍生对这组制冷组件的控制稳定性和温度控制精度的问题。 第五，一台兼容型液冷设备代替多台传统液冷设备，对此兼容型液冷设备的可靠性必然提出更高的要求，需要考虑冗余设计保证设备长时间正常使用。
技术实现思路
本专利技术集中考虑上述诸多问题，提供一种兼容型飞机液冷设备。该设备通过改变制冷结构满足了多管路输出的需求；同时，该设备配置多功能型控制系统，通过改变流量控制策略实现了对多配套机型的个性化冷却流量控制，实现了兼容型液冷设备的多方面控制。 本专利技术采取的技术方案是: 一种兼容型液冷设备，适用于对不同种型号飞机的发热器件制冷，其特征在于:主要配电单元、控制器单元、操作面板、液压单元、制冷单元组成；其中， 所述控制器单元用于接收操作面板信号，采集管路流量、压力、温度等各种传感信号，对液压部分和制冷部分进行模拟量和数字量信号输入，经过逻辑运算后控制液压部分的电机转速和电控阀件，使其产生所需的流量、压力；根据管路流量和温度，控制压缩机的制冷量，使其满足管路油液出口温度的要求； 所述液压单元主要由多组适应于不同种飞机型号的液压回路，共用一个集中油箱和一套制冷单元而成；各组液压回路之间具有冗余设置；每一组液压回路包括电机、液压泵、控制阀组及管路，所述控制器单元根据采集的流量、温度和压力控制电机的转速； 所述制冷单元为所述集中油箱进行旁路冷却，主要由热交换器、制冷压缩机、蒸发器、贮液器、气液转换器、气液分离器组成，所述控制器单元根据采集的流量、温度和压力控制制冷压缩机的制冷量。 进一步讲，所述液压单元中的单组液压回路的结构是，包括一电机，所述电机驱动连接液压泵，液压泵的出口连接到去油管路，输出一定压力的制冷液，所述去油管路上顺序设置有过滤器、单向阀和换向阀，去油管路通过换向阀去油通路连接到飞机的进油口 ；飞机的出油口连接回油管路，回油管路通过换向阀的回油通路回到油箱；在去油管路上还设置有溢流阀；在去油管路接近飞机进油口处设置有流量计、温度传感器、压力传感器，在回油管路接近飞机出油口处设置有温度传感器，所述控制器单元连接流量计、温度传感器、压力传感器，采集流量、压力和温度信号，同时所述控制器单元根据设定的流量值目标值经过程序计算，得出电机的输出转速，通过驱动电源控制电机的转速，以此调整回路流量。 进一步讲，所述控制器单元计算调整液压回路流量的方法是，通过操作面板选择飞机型号对应的输出流量目标值，或手动输入“输出流量”的目标值，输出流量目标值实时输入控制器单元，控制器单元通过进油口流量计实时采集当前流量，然后与目标流量进行比对，形成控制电机转速的电控信号；电机转速电控信号输入到驱动电源，驱动电源改变电机驱动参数，驱动电机改变其转速，电机通过联轴器带动泵改变转速，从而改变泵的输出流量；输出流量通过方向控制阀到达流量计，流量计再把流量信息改变为电信号反馈给控制器；控制器根据新的流量值再与目标值比较计算生成新的电机转速控制信号，周而复始，进行流量调整，直至当前流量值与目标流量值相同为止。 进一步讲，所述控制器单元还根据飞机出油口温度调整输出流量。 进一步讲，当所述控制器单元检测到进油口温度和出油口温度差值大于预设值时，或当出油口温度高于出口温度目标值时，通过驱动电源改变电机转速，调整输出流量。 进一步讲，各组液压回路之间通过带有截至阀的管路相互连接，实现冗余。 进一步讲，所述制冷单元包括一电机泵组，泵组的进液端接进所述集中油箱，所述电机泵组的输出端与过滤器相连，过滤器输出端与热交换器外循环进口相连，所述热交换器外循环出口接进所述集中油箱；所述热交换器的冷却模块的输出端连接到气液分离器，气液分离器连接到制冷压缩机进口端，所述制冷压缩机出口端连接到蒸发器，蒸发器的出口端连接到贮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种兼容型飞机液冷设备，适用于对不同种型号飞机的发热器件制冷，其特征在于：主要配电单元、控制器单元、操作面板、液压单元、制冷单元组成；其中，所述控制器单元用于接收操作面板信号，采集管路流量、压力、温度等各种传感信号，对液压部分和制冷部分进行模拟量和数字量信号输入，经过逻辑运算后控制液压部分的电机转速和电控阀件，使其产生所需的流量、压力；根据管路流量和温度，控制压缩机的制冷量，使其满足管路油液出口温度的要求；所述液压单元主要由多组适应于不同种飞机型号的液压回路，共用一个集中油箱和一套制冷单元而成；各组液压回路之间具有冗余设置；每一组液压回路包括电机、液压泵、控制阀组及管路，所述控制器单元根据采集的流量、温度和压力控制电机的转速；所述制冷单元为所述集中油箱进行旁路冷却，主要由热交换器、制冷压缩机、蒸发器、贮液器、气液转换器、气液分离器组成，所述控制器单元根据采集的流量、温度和压力控制制冷压缩机的制冷量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张宏军，张泽帮，张二岩，宋磊，
申请(专利权)人：中国船舶工业系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11