[發明專利]基于閉式空氣循環的緊湊型高空環境模擬系統及控制方法

有效

• 申請號: 201710223381.3
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN107082123B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 張大林;張朋磊;陳維建
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B64F5/00
• 分類號: B64F5/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

1.一種基于閉式空氣循環的緊湊型高空環境模擬系統，其特征在于：由高、低溫密閉環境艙（1）、壓縮機（5）、膨脹機（6）、換熱器（11）、空氣過濾器（7）、壓縮側四通換向閥（8）、膨脹側四通換向閥（9）以及真空泵（14）組成；所述高、低溫密閉環境艙（1）設有壓縮側風口（2）和膨脹側風口（3）；所述壓縮機（5）與膨脹機（6）同軸設置，之間設有驅動二者的高速電機（4）；所述壓縮側四通換向閥（8）上設有壓縮側四通換向閥端口A（81）、壓縮側四通換向閥端口B（82）、壓縮側四通換向閥端口C（83）、壓縮側四通換向閥端口D（84）以及壓縮側四通換向閥閥芯（85），其中壓縮側四通換向閥端口A（81）通過管道與壓縮側風口（2）連接，中間設置空氣過濾器（7），壓縮側四通換向閥端口B（82）與壓縮機（5）進口連接，壓縮側四通換向閥端口C（83）與換熱器（11）連接，壓縮側四通換向閥端口D（84）與壓縮機（5）出口連接，通過壓縮側四通換向閥閥芯（85）的位置控制壓縮側四通換向閥端口A（81）、壓縮側四通換向閥端口B（82）、壓縮側四通換向閥端口C（83）、壓縮側四通換向閥端口D（84）之間的連通關系；所述膨脹側四通換向閥（9）上設有膨脹側四通換向閥端口A（91）、膨脹側四通換向閥端口B（92）、膨脹側四通換向閥端口C（93）、膨脹側四通換向閥端口D（94）以及膨脹側四通換向閥閥芯（95），其中膨脹側四通換向閥端口A（91）通過管道與換熱器（11）另一端連接，膨脹側四通換向閥端口B（92）與膨脹機（6）進口連接，膨脹側四通換向閥端口C（93）與膨脹側風口（3）連接，膨脹側四通換向閥端口D（94）與膨脹機（6）的出口連接，通過膨脹側四通換向閥閥芯（95）的位置控制膨脹側四通換向閥端口A（91）、膨脹側四通換向閥端口B（92）、膨脹側四通換向閥端口C（93）、膨脹側四通換向閥端口D（94）之間的連通關系；所述換熱器（11）并聯設有冷熱旁通管，冷熱旁通管上設有冷熱調節活門（10）。

2.如權利要求1所述的基于閉式空氣循環的緊湊型高空環境模擬系統，其特征在于：還包括設置于高、低溫密閉環境艙（1）上的補氣閥門（12）、抽真空閥門（13）和真空泵（14）。

3.如權利要求1所述的于閉式空氣循環的緊湊型高空環境模擬系統，其特征在于：所述壓縮側四通換向閥（8）和膨脹側四通換向閥（9）為多個兩通或三通閥門組合形式。

4.一種基于閉式空氣循環的緊湊型高空環境模擬系統的控制方法，其特征在于：包括如下步驟

（a）需要制冷時，此時的高、低溫密閉環境艙（1）為低溫密閉環境艙，壓縮側四通換向閥（8）的壓縮側四通換向閥閥芯（85）滑到左端，使得壓縮側四通換向閥端口A（81）和壓縮側四通換向閥端口B（82）連通，壓縮側四通換向閥端口C（83）和壓縮側四通換向閥端口D（84）連通；同時膨脹側四通換向閥（9）的膨脹側四通換向閥閥芯（95）滑到左端，使得膨脹側四通換向閥端口A（91）和膨脹側四通換向閥端口B（92）連通，膨脹側四通換向閥端口C（93）和膨脹側四通換向閥端口D（94）連通；壓縮側風口（2）為進風口，膨脹側風口（3）為出風口；低溫密閉環境艙中的空氣，通過壓縮側風口（2）、空氣過濾器（7）和壓縮側四通換向閥（8）進入壓縮機（5）加壓升溫，然后進入換熱器（11）向外界散熱，通過膨脹側四通換向閥（9）進入膨脹機（6）膨脹制冷，低溫空氣通過膨脹側風口（3）進入環境艙，完成制冷循環；

（b）需要制熱時，此時的高、低溫密閉環境艙（1）為高溫密閉環境艙，壓縮側四通換向閥（8）的壓縮側四通換向閥閥芯（85）滑到右端，使得壓縮側四通換向閥端口B（82）和壓縮側四通換向閥端口C（83）連通，壓縮側四通換向閥端口A（81）和壓縮側四通換向閥端口D（84）連通；同時膨脹側四通換向閥（9）的膨脹側四通換向閥閥芯（95）滑到右端，使得膨脹側四通換向閥端口B（92）和膨脹側四通換向閥端口C（93）連通，膨脹側四通換向閥端口A（91）和膨脹側四通換向閥端口D（94）連通；壓縮側風口（2）為出風口，膨脹側風口（3）為進風口；高溫密閉環境艙中的空氣，通過膨脹側風口（3）和膨脹側四通換向閥（9）進入膨脹機（6）減壓降溫，然后進入換熱器（11）從外界環境吸熱，通過壓縮側四通換向閥（8）進入壓縮機（5）加壓升溫，高溫空氣通過壓縮側風口（2）進入環境艙，完成制熱循環。