[發(fā)明專利]一種利用燃油反洗滌惰化軍用無人機(jī)油箱的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011186209.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112298581B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李超越;徐雷;王志凌
• 申請（專利權(quán)）人: 金陵科技學(xué)院
• 主分類號: B64D37/32
• 分類號: B64D37/32
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 劉佳慧

1.一種利用燃油反洗滌惰化軍用無人機(jī)油箱的裝置，其特征在于：

包括第一空氣發(fā)生單元、中空纖維膜空氣分離組件、第一電磁閥、第二空氣發(fā)生單元、第二電磁閥和混合閥；

第一空氣發(fā)生單元、中空纖維膜空氣分離組件和第一電磁閥依次連接，空氣經(jīng)第一空氣發(fā)生單元進(jìn)入中空纖維膜空氣分離組件分離，分離為富氧氣體和富氮?dú)怏w，富氧氣體排向大氣，富氮?dú)怏w進(jìn)入第一電磁閥；

第二空氣發(fā)生單元與第二電磁閥連接，空氣經(jīng)第二空氣發(fā)生單元產(chǎn)生進(jìn)入第二電磁閥；

混合閥具有第一入口、第二入口和出口；

第一電磁閥和第二電磁閥的出口分別與混合閥的第一入口和第二入口連接，混合閥的出口與無人機(jī)油箱的底部相通；

工作方法包含以下過程：

當(dāng)飛機(jī)在地面停機(jī)時，所述第二電磁閥關(guān)閉，空氣經(jīng)過第一空氣發(fā)生單元進(jìn)入中空纖維膜空氣分離組件，空氣被分離形成富氧氣體和富氮?dú)怏w，其中富氧氣體直接排向大氣環(huán)境，富氮?dú)怏w依次經(jīng)過第一電磁閥和混合閥進(jìn)入油箱對其中的燃油進(jìn)行洗滌，然后進(jìn)入油箱氣相空間，使氣相空間氧濃度降低，最后經(jīng)油箱通氣口排出油箱，當(dāng)油箱氣相空間氧濃度達(dá)到設(shè)計值時，關(guān)閉第一電磁閥；

當(dāng)飛機(jī)準(zhǔn)備起飛前，斷開中空纖維膜空氣分離組件與第一電磁閥的連接，卸載第一空氣發(fā)生單元和中空纖維膜空氣分離組件；

當(dāng)飛機(jī)在爬升和巡航階段，第二空氣發(fā)生單元仍然關(guān)閉，第二電磁閥未開啟；

當(dāng)飛機(jī)開始俯沖下降時開啟第二空氣發(fā)生單元和第二電磁閥，空氣經(jīng)過第二空氣發(fā)生單元，然后依次經(jīng)過第二電磁閥和混合閥，進(jìn)入燃油液體中，空氣中的氧氣向燃油中溶解，使進(jìn)入油箱氣相空間的空氣氧濃度降低，減小油箱氣相空間氧濃度的增量，使油箱仍處于惰化不可燃狀態(tài)，根據(jù)油箱氣相空間的氧濃度，控制第二電磁閥的開度從而調(diào)節(jié)進(jìn)入油箱中燃油的壓縮空氣質(zhì)量，使進(jìn)入油箱的空氣質(zhì)量平衡外界環(huán)境進(jìn)入油箱的空氣質(zhì)量，從而使油箱氣相空間氧濃度增量降低，使油箱處于惰化不可燃狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用燃油反洗滌惰化軍用無人機(jī)油箱的裝置，其特征在于：

還包括氣體分布器，設(shè)置在油箱底部，通入油箱底部的氣體經(jīng)氣體分布器分布進(jìn)入油箱的燃油中。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用燃油反洗滌惰化軍用無人機(jī)油箱的裝置，其特征在于：

還包括單向閥，設(shè)置在所述混合閥與氣體分布器之間，混合閥的出口與單向閥的入口連接，單向閥的出口與氣體分布器連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用燃油反洗滌惰化軍用無人機(jī)油箱的裝置，其特征在于：

其中，所述第一空氣發(fā)生單元包括依次連接的第一空氣過濾干燥器和第一空氣壓縮機(jī)，第一空氣壓縮機(jī)與所述中空纖維膜空氣分離組件連接；

所述第二空氣發(fā)生單元包括第二空氣過濾干燥器和第二空氣壓縮機(jī)，第二空氣壓縮機(jī)與所述第二電磁閥的入口連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用燃油反洗滌惰化軍用無人機(jī)油箱的裝置，其特征在于：

還包括中控臺、氣體氧濃度傳感器、氣體壓力差傳感器和氣體流量計；

氣體氧濃度傳感器、氣體壓力差傳感器和氣體流量計的信號輸出端與中控臺信號輸入端連接；

中控臺信號輸出端分別與第一電磁閥和第二電磁閥信號輸入端連接。

6.如權(quán)利要求5所述的利用燃油反洗滌惰化軍用無人機(jī)油箱的裝置 ，其特征在于：

包含以下過程：

當(dāng)飛機(jī)在地面停機(jī)時，所述第二電磁閥關(guān)閉，空氣經(jīng)過第一空氣過濾干燥器干燥過濾后進(jìn)入第一空氣壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮，增壓后的空氣進(jìn)入中空纖維膜空氣分離組件，空氣被分離形成富氧氣體和富氮?dú)怏w，其中富氧氣體直接排向大氣環(huán)境，富氮?dú)怏w依次經(jīng)過第一電磁閥、混合閥第一入口、混合閥出口、單向閥，最后富氮?dú)怏w通過氣體分布器形成許多微小氣泡進(jìn)入油箱對其中的燃油進(jìn)行洗滌，然后進(jìn)入油箱氣相空間，使氣相空間氧濃度降低，最后經(jīng)油箱通氣口排出油箱，油箱經(jīng)富氮?dú)怏w洗滌后燃油中和氣相空間氧濃度均降低，處于惰化不可燃狀態(tài)，油箱上部的氣體氧濃度傳感器檢測油箱氣相空間氧濃度并將信號傳送到中控臺，當(dāng)油箱氣相空間氧濃度達(dá)到設(shè)計值時，中控臺通過信號輸出控制關(guān)閉第一電磁閥；

當(dāng)飛機(jī)準(zhǔn)備起飛前，斷開中空纖維膜空氣分離組件與第一電磁閥的連接，卸載第一空氣過濾干燥器、第一空氣壓縮機(jī)和中空纖維膜空氣分離組件；

當(dāng)飛機(jī)在爬升和巡航階段，第二空氣壓縮機(jī)仍然關(guān)閉，第二電磁閥未開啟；

當(dāng)飛機(jī)開始俯沖下降時開啟第二空氣壓縮機(jī)和第二電磁閥，空氣經(jīng)過第二空氣干燥過濾器后進(jìn)入第二空氣壓縮機(jī)內(nèi)被壓縮，然后依次經(jīng)過第二電磁閥、混合閥第二入口、混合閥出口、單向閥、氣體分布器，在氣體分布器中壓縮空氣形成微小氣泡進(jìn)入燃油液體中，空氣中的氧氣向燃油中溶解，進(jìn)入油箱氣相空間的空氣氧濃度降低，減小油箱氣相空間氧濃度的增量，使油箱仍處于惰化不可燃狀態(tài)，氣體氧濃度傳感器實(shí)時監(jiān)測油箱氣相空間的氧濃度，氣體壓力差傳感器實(shí)時監(jiān)測油箱內(nèi)外氣壓差，氣體流量計實(shí)時監(jiān)測進(jìn)出油箱的空氣質(zhì)量，上述三種傳感器將實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸至中控臺，中控臺通過信號輸出控制第二電磁閥的開度從而調(diào)節(jié)進(jìn)入油箱中燃油的壓縮空氣質(zhì)量，使由氣體分布器進(jìn)入油箱的空氣質(zhì)量平衡外界環(huán)境進(jìn)入油箱的空氣質(zhì)量，從而使油箱氣相空間氧濃度增量降低，使油箱處于惰化不可燃狀態(tài)。