本发明专利技术公开了一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置，包括生物除氧惰化子系统、微生物营养液供应子系统和测控子系统。本发明专利技术把酵母类等微生物运用于机载惰化系统消耗氧气来降低油箱中的氧含量，同时微生物生长代谢过程中也会产生大量的二氧化碳，把油箱上部的蒸汽混合物通过风机并调节温度后通入生物除氧器，处理后的气体过滤干燥后再通入油箱上部对其冲洗来达到惰化的目的；生物除氧器温度控制在酵母类等微生物快速生长和繁殖最适宜的环境下，并通过供液泵供应微生物营养液，保证微生物能够消耗有机物快速除氧。本装置通过氧浓度传感器和温度传感器来控制系统工作，具有无飞机燃油代偿损失，结构简单，无环境污染等优点。
An inerting device of aircraft fuel tank based on biological deaeration
【技术实现步骤摘要】
一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置
本专利技术涉及属于防火防爆
，具体是指一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置。
技术介绍
飞机油箱的防火防爆能力不仅关系到飞机的生存能力和易损性，同时也关系到飞机的利用率、成本及乘员的安全。多年来，经过大量的实验研究和各种防火防爆技术措施的实际应用，结果表明：利用机载制氮系统来惰化飞机油箱是一种可行的、有效的解决方法。利用富氮气体对飞机燃油箱进行惰化保护来增加油箱的安全性，已经成为FAA最新适航条例的要求(25-981条款)。飞机油箱防火抑爆的方法很多，总的说来，可分为两大类：一类是被动式惰化措施，即在油箱内填充防爆材料。根据材料的不同，又可分为两种：一是填充网状聚氨脂泡沫材料(抑爆泡沫)对燃烧或爆炸后的火焰传递进行抑制；另一是填充铝箔网导热来防止燃烧或爆炸热量的集聚。被动式抑爆措施的主要缺点在于：只能在油箱内发生火灾后对其进行抑制，而不能主动防止火灾的发生。另一类是主动式抑爆措施，它有液氮惰化、Halon1301惰化、燃油催化、机载惰化等具体方式。所谓油箱惰化就是采用技术措施，控制飞机油箱上部气相空间的体积氧浓度，在飞机飞行的全过程中，始终保持低于支持燃油燃烧所需要的氧浓度水平。国外研究工作表明：当飞机油箱上部气相空间的氧浓度低于9％时，即便飞机遭遇到23mm口径燃烧弹袭击，也不会引起燃烧和爆炸。目前，国外通常将9％作为军用机采用惰化技术后，油箱上部气相空间可允许的最大氧浓度极限指标；而12％则作为民用机可允许的最大氧浓度极限指标。生物除氧法是一种越来越被普遍采用的新兴环保技术，这种技术同传统的除氧技术相比，具有运行费用低、能耗低、无飞机燃油代偿损失、常温下处理、结构简单、无环境污染等优点。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提出了一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置，具有无飞机燃油代偿损失，结构简单，无环境污染等优点。为了实现上述目的，本专利技术采取了如下技术方案：一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置，包括通过管道首尾连接的油箱、油气预处理系统、生物除氧惰化子系统、气体净化系统，及与生物除氧惰化子系统连接的微生物营养液供应子系统；所述油气预处理系统依次包括风机、过滤式油分离器、气体加热器，用于分离油滴、调节气体温度；所述生物除氧惰化子系统包括生物除氧器和营养液循环系统，所述生物除氧器包括壳体及其内部的填料层和营养液滴管，壳体两端分别是气体入口、气体出口；所述填料层由聚乙烯材料组成，为微生物生长与繁殖提供场所，内部为多孔结构，两端为微生物生长形成的生物膜，所述营养液滴管分布于填料层中，将营养液均匀分散在填料层中；所述营养液循环系统包括与生物除氧器下部的营养液出口相连的循环泵，营养液出口收集富余的营养液，经循环泵再接入生物除氧器上部的营养液入口，形成营养液流动循环；所述微生物营养液供应子系统包括微生物营养液箱和营养液供应泵，通过管道连接至生物除氧器上部的营养液入口进入营养液滴管；所述气体净化系统包括过滤器、干燥器，用于过滤颗粒杂质、去除水分；还包括测控子系统，包括控制器及与之连接的其他系统中设置的测控装置。进一步的，在本专利技术中，所述壳体的气体入口处设置有油分离膜，用于分离燃油蒸气混合物中的油蒸气，油分离膜下方连接有集油槽，用于收集分离出来的燃油。进一步的，在本专利技术中，所述营养液滴管由一水平主管及与其连通的若干垂直分支管组成，水平主管中心连接营养液入口，分支管均匀间隔设置在水平主管四周，且分支管管壁上设有毛细孔，用于将营养液均匀的分散于填料层中。进一步的，在本专利技术中，所述测控子系统中的测控装置包括：油箱、气体净化系统、微生物营养液箱后设置的第一电动调节阀、第二电动调节阀、第三电动调节阀，还包括气体加热器后设置的温度传感器、安装在油箱上部的氧浓度传感器、循环泵出口设置的流量计；所述控制器分别与第一电动调节阀、风机、气体加热器、温度传感器、第二电动调节阀、氧浓度传感器、第三电动调节阀、营养液供应泵、循环泵、流量计电气相连，用于根据温度传感器、氧浓度传感器、流量计的感应数据控制第一电动调节阀、风机、气体加热器、第二电动调节阀、第三电动调节阀、营养液供应泵、循环泵工作。本专利技术还公开了一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置的工作方法，包括以下步骤：1)油箱上部的燃油蒸气混合物经风机泵入油分离器中分离出油滴，再经气体加热器调节至设定温度后进入生物除氧惰化子系统；2)微生物营养液箱中的微生物营养液通过营养液供应泵泵送至生物除氧器中，其中的微生物的生长繁殖，消耗大量氧气并释放二氧化碳惰性气体，从而降低流经气体中的氧含量并提高惰性气体含量，得到除氧气体；3)从生物除氧器出来的除氧气体，经过气体净化系统的过滤器过滤固体颗粒杂质，再经干燥器去除水分后得到净化除氧气体，最后进入油箱上部对其冲洗来达到惰化的目的。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本专利技术利用酵母类等微生物快速生长和繁殖过程中需要大量的氧气的特性和机理，把酵母类等微生物运用于机载惰化系统消耗氧气来降低油箱中的氧含量，同时微生物生长代谢过程中也会产生大量的二氧化碳，把油箱上部的蒸汽混合物通过风机并调节温度后通入生物除氧器，处理后的气体过滤干燥后再通入油箱上部对其冲洗来达到惰化的目的；生物除氧器温度控制在酵母类等微生物快速生长和繁殖最适宜的环境下，并通过供液泵供应微生物营养液，保证微生物能够消耗有机物快速除氧。本装置通过氧浓度传感器和温度传感器来控制系统工作，具有无飞机燃油代偿损失，结构简单，无环境污染等优点。附图说明图1为一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置示意图；图2本专利技术中生物除氧器的结构示意图；其中，1-油箱，2-第一电动调节阀，3-风机，4-油分离器，5-气体加热器，6-生物除氧器，7-温度传感器，8-过滤器，9-干燥器，10-第二电动调节阀，11-氧浓度传感器，12-微生物营养液箱，13-第三电动调节阀，14-营养液供应泵，15-控制器，16-循环泵，17-流量计，101-壳体，102-油分离膜，103-生物膜，104-调料层，105-集油器，106-营养液滴管。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：本专利技术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专利技术的范围。在附图中，为了清楚起见放大了组件。如图1所示，图1为一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置。本实施例提供了一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置，包括油箱1、第一电动调节阀2、风机3、油分离器4、气体加热器5、生物除氧器6、温度传感器7、过滤器8、干燥器9、第二电动调节阀10、氧浓度传感器11、微生物营养液12、第三电动调节阀13、营养液供应泵14、控制器15、循环泵16、流量计17；所述油箱1出口、第一电动调节阀2、风机3、油分离器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置，其特征在于：包括通过管道首尾连接的油箱(1)、油气预处理系统、生物除氧惰化子系统、气体净化系统，及与生物除氧惰化子系统连接的微生物营养液供应子系统；/n所述油气预处理系统依次包括风机(3)、过滤式油分离器(4)、气体加热器(5)，用于分离油滴、调节气体温度；/n所述生物除氧惰化子系统包括生物除氧器(6)和营养液循环系统，所述生物除氧器(6)包括壳体(101)及其内部的填料层(104)和营养液滴管(106)，壳体(101)两端分别是气体入口、气体出口；所述填料层(104)由聚乙烯材料组成，为微生物生长与繁殖提供场所，内部为多孔结构，两端为微生物生长形成的生物膜(103)，所述营养液滴管(106)分布于填料层(104)中，将营养液均匀分散在填料层(104)中；所述营养液循环系统包括与生物除氧器(6)下部的营养液出口相连的循环泵(16)，营养液出口收集富余的营养液，经循环泵(16)再接入生物除氧器(6)上部的营养液入口，形成营养液流动循环；/n所述微生物营养液供应子系统包括微生物营养液箱(12)和营养液供应泵(14)，通过管道连接至生物除氧器(6)上部的营养液入口进入营养液滴管(106)；/n所述气体净化系统包括过滤器(8)、干燥器(9)，用于过滤颗粒杂质、去除水分；/n还包括测控子系统，包括控制器(15)及与之连接的其他系统中设置的测控装置。/n...
【技术特征摘要】
1.一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置，其特征在于：包括通过管道首尾连接的油箱(1)、油气预处理系统、生物除氧惰化子系统、气体净化系统，及与生物除氧惰化子系统连接的微生物营养液供应子系统；
所述油气预处理系统依次包括风机(3)、过滤式油分离器(4)、气体加热器(5)，用于分离油滴、调节气体温度；
所述生物除氧惰化子系统包括生物除氧器(6)和营养液循环系统，所述生物除氧器(6)包括壳体(101)及其内部的填料层(104)和营养液滴管(106)，壳体(101)两端分别是气体入口、气体出口；所述填料层(104)由聚乙烯材料组成，为微生物生长与繁殖提供场所，内部为多孔结构，两端为微生物生长形成的生物膜(103)，所述营养液滴管(106)分布于填料层(104)中，将营养液均匀分散在填料层(104)中；所述营养液循环系统包括与生物除氧器(6)下部的营养液出口相连的循环泵(16)，营养液出口收集富余的营养液，经循环泵(16)再接入生物除氧器(6)上部的营养液入口，形成营养液流动循环；
所述微生物营养液供应子系统包括微生物营养液箱(12)和营养液供应泵(14)，通过管道连接至生物除氧器(6)上部的营养液入口进入营养液滴管(106)；
所述气体净化系统包括过滤器(8)、干燥器(9)，用于过滤颗粒杂质、去除水分；
还包括测控子系统，包括控制器(15)及与之连接的其他系统中设置的测控装置。
2.根据权利要求1所述的一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置，其特征在于，所述壳体(101)的气体入口处设置有油分离膜(102)，用于分离燃油蒸气混合物中的油蒸气，油分离膜(102)下方连接有集油槽(105)，用于收集分离出来的燃油。
3.根据权利要求1所述的一种基于生物除氧的飞机油箱惰化装置，其特征在于，所述营养液滴管(106)由一水平主管及与其连通的若干垂直分支管组成...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晨，冯诗愚，江荣杰，周利彪，刘卫华，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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