[發(fā)明專利]一種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣冷卻系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110129781.0
• 申請(qǐng)日: 2011-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102338700A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉猛;王浚;胡濤;董素君;袁領(lǐng)雙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M15/02
• 分類號(hào): G01M15/02;F28D5/00;F28D7/00
• 代理公司: 北京金恒聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 11324
• 代理人: 李強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣冷卻系統(tǒng)，屬于環(huán)境模擬技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在模擬高空試驗(yàn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出高達(dá)800℃以上的低壓高溫燃?xì)猓枰贸檎婵赵O(shè)備進(jìn)行抽吸增壓后才能排入大氣。而抽真空設(shè)備一般只允許其進(jìn)氣溫度約為40～80℃，因而需要使用排氣冷卻系統(tǒng)將發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫排氣冷卻到抽真空設(shè)備所允許的進(jìn)氣溫度范圍。在現(xiàn)有發(fā)動(dòng)機(jī)排氣冷卻技術(shù)中，多采用直接噴水冷卻和間接換熱冷卻的方式。向燃?xì)庵苯訃娝鋮s的方式會(huì)使得進(jìn)入抽真空設(shè)備的水蒸氣分壓力大大增加，從而降低了真空設(shè)備的抽氣能力，或者使既定抽氣容量的發(fā)動(dòng)機(jī)模擬高空實(shí)驗(yàn)設(shè)備的試驗(yàn)范圍大大縮小，由于這一弱點(diǎn)限制了直接噴水冷卻方式的應(yīng)用。間接換熱冷卻的方式一般使用循環(huán)水做冷卻介質(zhì)的換熱器進(jìn)行冷卻，該方法的缺點(diǎn)在于為了將大熱量快速帶走需要的循環(huán)水流量會(huì)很大，從而增大了循環(huán)水系統(tǒng)的投資和運(yùn)行成本。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提出了一種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用間接蒸發(fā)冷卻與間接換熱冷卻聯(lián)合的冷卻形式。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣冷卻系統(tǒng)，其特征在于包括：

一臺(tái)間接式蒸發(fā)冷卻器，一臺(tái)采用循環(huán)冷卻水做冷源的間接式換熱器和(或)一臺(tái)采用循環(huán)冷凍水做冷源的間接式換熱器。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，所述間接式蒸發(fā)冷卻器包括：蒸發(fā)冷卻器本體和蒸發(fā)冷卻器供水箱。該水箱安裝于高處，并與蒸發(fā)冷卻器本體的下部通過(guò)水管相連通，以保證兩者液位等高。經(jīng)過(guò)軟化的循環(huán)水對(duì)水箱進(jìn)行補(bǔ)水，補(bǔ)水量由浮球閥自動(dòng)控制。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，所述蒸發(fā)冷卻器本體帶有液位指示計(jì)，頂部設(shè)有蒸汽排出管通向外部大氣，排出管的管徑需滿足最大蒸發(fā)量的要求。蒸發(fā)冷卻器底部設(shè)有排污閥及排污管。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)高溫進(jìn)氣得以充分冷卻，同時(shí)防止高溫氣體在蒸發(fā)冷卻器內(nèi)聚集損害該設(shè)備，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣從下部進(jìn)入蒸發(fā)冷卻器，在上升的過(guò)程中被冷卻并從上部排出。蒸發(fā)冷卻器的進(jìn)氣口以及內(nèi)部的空氣流通截面積和換熱面積需滿足流動(dòng)和換熱量的要求。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，采用循環(huán)冷卻水做冷源的間接式換熱器和(或)采用循環(huán)冷凍水做冷源的間接式換熱器可以是管式、板式或者擴(kuò)展表面式換熱器。如果兩種冷源的換熱器都采用，則兩個(gè)換熱器芯體可以集成在一個(gè)殼體里，也可以分開(kāi)獨(dú)立成各自的換熱器。在換熱器的冷源入口管路上設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)閥，通過(guò)調(diào)節(jié)冷源的流量來(lái)間接控制經(jīng)過(guò)冷卻后進(jìn)入抽真空設(shè)備的燃?xì)鉁囟葎偤迷谡婵赵O(shè)備所允許的最高進(jìn)氣溫度附近，以求盡量節(jié)省能源。

經(jīng)過(guò)間接式換熱器冷卻后的氣體由抽真空設(shè)備增壓后排出，因而要求蒸發(fā)冷卻器和水冷換熱器的氣體側(cè)能夠承受試驗(yàn)所要求的最低壓力。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括：-能夠主動(dòng)控制經(jīng)過(guò)冷卻后的燃?xì)庾罱K溫度。-系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備可靠性較高。-節(jié)約投資成本，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用較低。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣冷卻系統(tǒng)的流程示意圖；

附圖標(biāo)記：

1-高溫燃?xì)膺M(jìn)氣管，2-高溫燃?xì)膺M(jìn)氣溫度傳感器，

3-高溫燃?xì)膺M(jìn)氣壓力傳感器，4-蒸發(fā)冷卻器水箱軟化水補(bǔ)水管，

5-手閥，6-浮球閥，7-蒸發(fā)冷卻器供水箱，

8-蒸發(fā)冷卻器液位計(jì)，9-蒸發(fā)冷卻器本體，10-蒸汽排氣管，

11-蒸發(fā)冷卻器排污閥，12-排污管，13-循環(huán)冷卻水換熱器，

14-循環(huán)冷凍水換熱器，15-循環(huán)冷卻水進(jìn)、出水管，16-水表，

17-循環(huán)冷凍水進(jìn)、出水管，18-冷凍水調(diào)節(jié)閥，19-調(diào)壓補(bǔ)氣管，

20-止回閥，21-真空機(jī)組，22-真空機(jī)組排氣管，

23-水箱與蒸發(fā)冷卻器連接管，24-蒸發(fā)冷卻器豎管結(jié)構(gòu)，

25-蒸發(fā)冷卻器殼體結(jié)構(gòu)，26-蒸發(fā)冷卻器燃?xì)獬隹冢?/p>

27-手閥，28-間接式換熱器殼體結(jié)構(gòu)，

29-蒸發(fā)冷卻器出口燃?xì)鉁囟葌鞲衅鳎?/p>

30-間接式換熱器出口溫度傳感器，31-燃?xì)鈮毫φ{(diào)節(jié)閥

具體實(shí)施方式

根據(jù)本發(fā)明如圖1所示的實(shí)施例的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)高空模擬試驗(yàn)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣冷卻系統(tǒng)包括：蒸發(fā)冷卻器本體9，補(bǔ)水箱7，循環(huán)冷卻水換熱器13，循環(huán)冷凍水換熱器14，以及安裝連接所述設(shè)備的閥門(5，6，11，18，20，27，31)、傳感器(2，3，29，30)、管件、連接件、緊固件和支撐件(未顯示)等。