容器组合件制造技术

一种具有用于储存液态烃的容器(8)的容器组合件，该容器(8)具有用于支承液态烃(18)的重量的底板(16)。容器(8)的底板上装配有过滤器(20)。过滤器(20)布置成允许容器(8)中的液态水穿过过滤器(20)排出容器(8)但基本防止容器(8)中的液态烃穿过过滤器(20)排出容器(8)。过滤器(20)具有渗透构件(22)，如膜，其由例如石墨烯氧化物的材料制成，所述材料允许容器(8)中的液态水渗透穿过渗透构件(22)而排出容器(8)但基本防止容器(8)中的液态烃(18)渗透穿过渗透构件(22)而排出容器(8)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及容器组合件及其相关方法。本专利技术可以典型但并非唯一地用于从飞行器燃料箱移除水。
技术介绍
飞行器燃料箱中的水沾污会导致关于飞行器燃料系统的许多问题。当飞行器到达高度时，环境温度下降至约-50°C，这会导致在燃料箱中形成冰。这会导致测量误差和失效、燃料栗的堵塞以及对燃料栗压力开关的干扰。水在燃料箱中的存在也可能导致微生物污染物(MBC)的增加，从而会导致类似的问题。因此，期望的是在这些问题发生之前从燃料箱中移除水。用于从燃料箱排出水的常规方法包括在燃料箱的底板上提供排水阀。然而，这些排水阀通常不能将水与燃料区分开。其结果是当水排出时从容器损失了燃料并且通常为防止上述问题而使得没有移除足够的水。另外，在飞行器着陆时，需要操作员从燃料箱排出水。因此，该方法也是昂贵且耗时的。R.R Nair等(下文被称为“Nair等”)在Science的2012年I月27日的第335卷，第 6067 期的 442 至 444 页、DOI:10.1126/ 科学.1211694 的“Unimpeded Permeat1nof Water Through He I ium-Leak-T i ght Graphene-Based Membranes” ( “水穿过防氦渗漏的石墨烯基膜的无阻渗透”)证明了由石墨烯氧化物制成的亚微米厚膜能够对液体、蒸汽和气体包括He完全不可渗透，但这些膜允许水无阻地渗透。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供了一种容器组合件，该容器组合件包括:用于储存液态烃的容器，该容器具有用于支承液态烃重量的底板；以及过滤器，过滤器装配至容器的底板，过滤器布置成允许容器中的液态水穿过过滤器排出容器但基本防止容器中的液态烃穿过过滤器排出容器。本专利技术的第二方面提供了一种从储存液态烃的容器排出水的方法，该容器具有用于支承液态烃重量的底板，该方法包括将过滤器装配在容器的底板中，过滤器布置成允许容器中的液态水穿过过滤器排出容器但基本防止容器中的液态烃穿过过滤器排出容器。本专利技术提供了一种容器组合件及其相关方法，所述方法使水自动排出容器(也就是说，在装配过滤器之后无任何手动干预)并且可靠地防止容器中的液态烃与水一起排出容器。过滤器典型地包括渗透构件如膜，其由下述材料制成，所述材料允许容器中的液态水渗透穿过渗透构件但基本防止容器中的液态烃渗透穿过渗透构件。例如，渗透构件可以包括石墨烯氧化物(通常为层状结构的石墨烯氧化物微晶)，石墨烯氧化物具有纳米孔洞的阵列或竖向排列的中空纳米管如碳纳米管的阵列的结构。支承格栅可以支承渗透构件以防止渗透构件在液态烃的重量下破裂。优选地，渗透构件的强度足够高以使得渗透构件能够支承30，OOOPa(300毫巴(mbar)或50，OOOPa(500毫巴)的压力差。可选地，渗透构件的强度足够高以使得渗透构件能够支承100，000Pa(1000毫巴)的压力差。过滤器可以装配至容器的底板中的孔中，该孔通常(然而并非唯一地)位于燃料箱的底板的低点处。在底板由层状复合材料制成的情况下，一一层状复合材料包括在相对低电导率基体(例如环氧树脂)内的导电纤维(如碳纤维)一一则优选的是过滤器提供用于使电流穿过孔的流动路径。例如，渗透构件膜可以是导电的以提供用于使电流穿过孔的流动路径。可选地，除渗透构件之外，导电材料的格栅可以结合到过滤器中。泄漏传感器可以布置成检测已经穿过过滤器泄漏的任何液态烃。泄漏传感器可以放置在过滤器内或放置在过滤器下方。过滤器可以包括通过过滤器室分离的上膜和下膜。可选地，可以在膜之间设置可具有防冻特性的液体支承层。可选地，下膜带有密封构件并且布置成在上膜失效并且允许液态烃进入过滤器室并且接触下膜的情况下向下移动并且用密封构件封闭排水口。容器的底板可以包括形成有孔的两个或更多个底板层的堆叠体。典型地，这些层由复合材料形成。过滤器可以包括一个或更多个膜，所述一个或更多个膜填充该孔并且布置成允许容器中的液态水穿过膜排出容器但基本防止容器中的液态烃穿过膜排出容器，并且膜(或每个膜)具有夹在一对所述底板层之间的边缘。可以设置有具有位于与过滤器相邻的入口的栗，该栗布置成将液态烃栗送离开过滤器。容器最典型的是燃料箱并且液态烃是液态烃燃料如汽油或煤油。替代性地，烃可以是液压流体或其他烃。组合件典型地还包括栗，该栗用于从容器栗出液态烃例如栗入发动机或其他燃料箱中。该容器可以安装在飞行器上但本专利技术也可以在例如燃料储存仓或燃料运输车中实施。这使得能够在燃料在栗送至飞行器的燃料箱之前从燃料储存仓或燃料运输车中的燃料移除水。可选地，可以设置覆盖过滤器并且使过滤器与容器外侧的冷空气绝缘的绝缘门，其中，门可以打开以使得水能够穿过过滤器排出容器。【附图说明】现在将参照附图对本专利技术的实施方案进行描述，在附图中:图1是飞行器的示意图；图2是容置在图1的飞行器的机翼内的燃料箱组合件的示意图；图3是图2中所示的过滤器的放大图；图4是渗透构件的示意图，示出了渗透构件的结构和工作模式；图5示出了用于在图2的燃料箱组合件中使用的可选的过滤器；图6是石墨烯氧化物膜的示意图，示出了石墨烯氧化物膜的结构和工作模式；图7示出了用于在图2的燃料箱组合件中使用的另一可选的过滤器；图8示出了用于在图2的燃料箱组合件中使用的另一可选的过滤器；以及图9示出了具有转门(swinging door)的过滤器。【具体实施方式】参照图1，飞行器I包括承载一对机翼3、4的机身2。每个机翼3、4承载发动机5、6。用于每个发动机的燃料储存在机身2内的中央容器以及机翼3、4内的一个或更多个机翼容器中。以下描述涉及机翼容器中的一个机翼容器但同样可以涉及中央容器或任何附加机翼容器。图2是机翼容器8的示意图，机翼容器8包括前梁10和后梁12，以及上盖14和下盖16，上盖14和下盖16附接至梁10、12并且在梁10与梁12之间延伸。一对肋部(未示出)提供容器8的翼展方向上的边界。机翼容器8充满煤油液体燃料18。下盖16提供支承燃料18的重量的燃料箱的底板。过滤器20装配在下盖16中的在盖16的低点处的孔中。尽管在图2中仅示出了一个过滤器20，然而，在需要的情况下下盖16可以结合两个或更多个过滤器20。过滤器20包括壳体23和装配在壳体23中的渗透构件22。渗透壳体22通过弹性挡圈26保持在壳体23内，弹性挡圈26可以被移除以装配或拆卸渗透构件22和壳体。渗透构件22设计成使得渗透构件22允许水分子24通过(如图4中所示)但防止喷气燃料(煤油)分子通过渗透构件22。当飞行器I在高海拔时，燃料箱中的任何水将因低的环境温度(_50°C)而凝固形成冰。然而，在这种情况下，凝固的水将不能穿过渗透构件22离开容器。仅当环境温度足够高使冰融化形成液态水时，即当飞行器着陆时和在飞行器工作时的上升和下降期间的情况下，水可以穿过过滤器20排出容器。以下描述假设水呈液体形式。由于水的密度比煤油高，因此水将倾向于沉至机翼容器8的底部。流体压头在容器8的底部处产生压力，并且为了增加该压力，可选地，还可以设置栗(未示出)。压力使水从容器内侧穿过渗透构件22至容器外侧的环境空气。由于渗透构件22的内表面是光滑的和抗水的，大量水可以穿过渗透构件22的孔隙而不会使渗透构件22的内表面结垢。过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种容器组合件，包括：用于储存液态烃的容器，所述容器具有用于支承所述液态烃的重量的底板；以及过滤器，所述过滤器装配至所述容器的所述底板，所述过滤器布置成允许所述容器中的液态水穿过所述过滤器排出所述容器但基本防止所述容器中的所述液态烃穿过所述过滤器排出所述容器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得·斯容格尔格德，阿莱西奥·奇普洛，富兰克林·蒂奇伯恩，约瑟夫·KW·拉姆，
申请(专利权)人：空中客车营运有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB