一种具有液体防除冰功能的集流环的制作方法

1.本发明属于飞机旋翼防除冰系统领域，涉及一种具有液体防除冰功能的集流环。


背景技术：

2.在旋翼飞机防除冰系统中，为减少防除冰系统的能量消耗和代偿损失，采用不断向防除冰表面供给防冰液的方式，使防冰液与飞机表面收集到的水混合，混合液的冰点低于飞机表面温度，使水不至于在飞机表面上结冰。但传统集流环只具备传输电信号并为飞机加热组件提供电源的功能，没有传输并分配液体防冰液的功能，无法实现旋翼液体防除冰的功能。


技术实现要素：

3.本发明的目的是：提供一种具有液体防除冰功能和电加热除冰功能的集流环。
4.技术方案
5.一种具有液体防除冰功能的集流环，其由定子和转子组成，其中，所述定子包括防冰液进口8、防冰液出口9、轴10、导电环13、绝缘衬套14、锁紧螺母15，其中，所述导电环13、绝缘衬套14相错安装在轴10，并在轴10上端采用锁紧螺母15锁紧；在轴10上布置了防冰液进口8和防冰液出口9结构。所述转子包括外罩2、电刷架3、定压活门4、喷嘴5、底座6、唇形密封圈7、盖板11、上盖16，所述电刷架3依靠拧紧螺钉固定在底座6上，所述外罩2上端通过螺钉与上盖16连接，下端通过螺栓与底座6固定，所述盖板11安装在轴10下端起密封保护作用，在底座6上布置了定压活门4、喷嘴5和分配环12结构。在开启电加热除冰的同时，可开启液体防除冰功能，除冰液通过轴10、底座6、定压活门4来到喷嘴5处，喷嘴5将防冰液喷射到旋翼根部，依靠旋翼旋转时产生的离心力，将旋翼根部的防冰液沿展向流动分布。使得防冰液与旋翼表面撞击水混合，形成防冰液体与液态水的混合液体，该混合液体冰点低于飞行条件下的部件表面温度，减轻了机上电加热除冰的电能损耗，实现了快速去除桨叶冰层的效果。
6.两个轴承1装在一体结构的轴10上，可保证轴承1精确的同轴度，两个轴承1保证了装置定子和转子的平稳转动。
7.所述装置的轴10采用阶梯式实心结构，轴轴10的中心设计有导线孔槽，用于集流环加热电的传输。
8.轴10上设计了液体传输管路，用于防冰液由定子端向转子端的传输。
9.所述装置的底座6内部设计有液体传输管路，管路内采用定压活门4保证喷口处压力，其中定压活门4可通过调整弹簧来调节喷口处压力大小。
10.所述装置定子轴10和转子底座6之间有圆环状的分配环12，保证底座6每一通液体传输管道均有除冰液且液体压力大小相同。
11.所述装置的底座6在液体管路出口安装有喷嘴5，其中，通过调节喷嘴5的大小来改变液体的喷射距离和流量，同时喷口处采用螺纹连接，可以根据实际情况更换喷口为其余
外部喷射装置。
12.所述装置电刷架3中的电刷与导电环13之间的滑动接触来实现电源与电信号的传输，能够为直升机提供电信号传输控制和电能加热防除冰的功能。
13.技术效果
14.传统的直升机防除冰系统依靠电能实现旋翼的加热防除冰，防除冰系统工作期间会消耗大量的机上电能。本发明能够传输并分配防冰液具有液体防除冰功能的集流环，在保留集流环传输电源及电信号功能的同时，利用现有结构，增加液体防除冰功能，减少机上电能损耗。这种装置的轴采用一体式阶梯结构，其实心柱体设计有供导线穿过的孔槽，同时设计有液体传输管路。当电信号传输到液体防除冰系统开启防除冰时，防冰液通过轴内部的液体传输管路进入到分配环并进入底座的各个通路。防冰液通过底座内部的定压活门后被喷嘴喷射在旋翼根部，并通过旋翼旋转产生的离心力沿展向分布，与液态水形成混合液避免结冰现象在旋翼表面发生，实现了信号传输、除冰执行机构一体化，减轻了机上电加热除冰的电能损耗，实现了快速去除桨叶冰层的效果，集流环整体结构精巧，具有较大的实际应用价值。
附图说明
15.图1是液体防除冰系统示意图；
16.图2是液体防除冰集流环的液体通道图；
17.图3是液体防除冰集流环的示意图。
18.其中，1-轴承、2-外罩、3-电刷架、4-定压活门、5-喷嘴、6-底座、7-唇形密封圈、8-防冰液进口、9-防冰液出口、10-轴、11-盖板、12-分配环、13-导电环、14-绝缘衬套、15-锁紧螺母、16-上盖。
具体实施方式
19.下面结合实施例对本发明作进一步描述。以下所述仅为本发明一部分实施例，非全部实施例。基于本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.下面结合附图，对本发明的具体实施进行进一步说明。
21.本发明提供一种具有液体防除冰功能和电加热除冰功能的集流环，除了具备传统集流环传输电加热除冰的功能，同时可以作为液体防除冰的执行机构，用于传输和分配防冰液。这种集流环的轴的内部设计有可供导线穿过的孔槽和液体传输管路，当有开启防除冰的电信号传来时，除冰液通过轴内部的液体传输管路进入到分配环，通过底座内部的定压活门后，被喷嘴喷射到旋翼根部，并依靠旋翼产生的离心力沿展向分布，与液态水形成混合液，混合液的冰点低于飞机表面温度，使水不至于在飞机表面上结冰，起到防除冰的功能。
22.图1是本发明防冰液供给系统示意图。如图1所示，当有开启防除冰系统的电信号传来时，泵开始运转，将防冰液从油箱泵到液体传输管道，经过阀的加压进入集流环内的液体传输管路，防冰液的初始压力可以通过通路中的阀来调节。图2是液体防除冰集流环的液体通道图，如图2所示，具有一定压力的防冰液通过接口进入集流环轴内部的液体传输管
路，轴与底座向接触的一侧设计有液体分配环，分配环能够保证进入座上五个均布液体传输管路的防冰液压力相同，防冰液通过轴内部的液体传输管路到达的分配环，随后相同压力的防冰液通过分配环进入底座的液体传输管路，底座中的每一路通道都设置有可调节的定压活门，防冰液通过定压活门的来到喷嘴处，定压活门能够保证喷嘴处的防冰液压力满足使用需求，喷嘴将防冰液喷洒到旋翼根部，并随旋翼产生的离心力沿展向分布。
23.图3是本发明具有液体防除冰功能和电加热除冰的集流环的结构剖视图。如图3所示，本发明装置定子和转子组成，其中，所述装置定子包括防冰液进口(8)、防冰液出口(9)、轴(10)、导电环(13)、绝缘衬套(14)、锁紧螺母(15)，其中，所述导电环(13)、绝缘衬套(14)相错安装在轴(10)，并在轴(10)上端采用锁紧螺母(15)锁紧；在轴(10)上布置了防冰液进口(8)和防冰液出口(9)结构。所述转子包括外罩(2)、电刷架(3)、定压活门(4)、喷嘴(5)、底座(6)、唇形密封圈(7)、盖板(11)、上盖(16)。本装置由多个导电环组成，部分导电环用于传递电信号，实现电加热除冰功能，同时可为液体防除冰系统提供输入和反馈信号，实现系统闭环。通过轴(10)和底座(6)之间的液体传输通道、分配环、定压活门和喷嘴来实现液体防除冰功能。实现了信号传输、除冰执行机构一体化，减轻了机上电加热除冰的电能损耗，实现了快速去除桨叶冰层的效果，集流环整体结构精巧，具有较大的实际应用价值。
24.具有液体防除冰功能的集流环，其由定子和转子组成，其中，所述定子包括防冰液进口(8)、防冰液出口(9)、轴(10)、导电环(13)、绝缘衬套(14)、锁紧螺母(15)，其中，所述导电环(13)、绝缘衬套(14)相错安装在轴(10)，并在轴(10)上端采用锁紧螺母(15)锁紧；在轴(10)上布置了防冰液进口(8)和防冰液出口(9)结构。所述转子包括外罩(2)、电刷架(3)、定压活门(4)、喷嘴(5)、底座(6)、唇形密封圈(7)、盖板(11)、上盖(16)，所述电刷架(3)依靠拧紧螺钉固定在底座(6)上，所述外罩(2)上端通过螺钉与上盖(16)连接，下端通过螺栓与底座(6)固定，所述盖板(11)安装在轴(10)下端起密封保护作用，在底座(6)上布置了定压活门(4)、喷嘴(5)和分配环(12)结构。在开启电加热除冰的同时，可开启液体防除冰功能，除冰液通过轴(10)、底座(6)、定压活门(4)来到喷嘴(5)处，喷嘴(5)将防冰液喷射到旋翼根部，依靠旋翼旋转时产生的离心力，将旋翼根部的防冰液沿展向流动分布。使得防冰液与旋翼表面撞击水混合，形成防冰液体与液态水的混合液体，该混合液体冰点低于飞行条件下的部件表面温度，减轻了机上电加热除冰的电能损耗，实现了快速去除桨叶冰层的效果。
25.所述装置的两个轴承(1)装在一体结构的轴(10)上，可保证轴承精确的同轴度，两个轴承(1)保证了装置定子和转子的平稳转动。所述装置的轴(10)采用阶梯式实心结构，轴的中心设计有导线孔槽，用于集流环加热电的传输，同时轴(10)还设计了液体传输管路，用于防冰液由定子端向转子端的传输。所述装置的底座(6)内部设计有液体传输管路，管路内采用定压活门(4)保证喷口处压力，其中定压活门(4)可通过调整弹簧来调节喷口处压力大小。
26.所述装置定子轴(10)和转子底座(6)之间有圆环状的分配环(12)，保证底座(6)每一通液体传输管道均有除冰液且液体压力大小相同。所述装置的底座(6)在液体管路出口安装有喷嘴(5)，其中，可以通过调节喷嘴(5)的大小来改变液体的喷射距离和流量，同时喷口处采用螺纹连接，可以根据实际情况更换喷口为其余外部喷射装置。所述装置电刷架(3)中的电刷与导电环(13)之间的滑动接触来实现电源与电信号的传输，能够为直升机提供电信号传输控制和电能加热防除冰的功能。所述装置的定子与转子的结构精巧，充分利用了
结构的空间，在电加热除冰的空间上增加了液体防冰功能未增加结构尺寸，设计合理。
27.本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种具有液体防除冰功能的集流环，其特征在于，其由定子和转子组成，其中，所述定子包括防冰液进口(8)、防冰液出口(9)、轴(10)、导电环(13)、绝缘衬套(14)、锁紧螺母(15)，其中，所述导电环(13)、绝缘衬套(14)相错安装在轴(10)，并在轴(10)上端采用锁紧螺母(15)锁紧；在轴(10)上布置了防冰液进口(8)和防冰液出口(9)结构；所述转子包括外罩(2)、电刷架(3)、定压活门(4)、喷嘴(5)、底座(6)、唇形密封圈(7)、盖板(11)、上盖(16)，所述电刷架(3)依靠拧紧螺钉固定在底座(6)上，所述外罩(2)上端通过螺钉与上盖(16)连接，下端通过螺栓与底座(6)固定，所述盖板(11)安装在轴(10)下端起密封保护作用，在底座(6)上布置了定压活门(4)、喷嘴(5)和分配环(12)结构；在开启电加热除冰的同时，可开启液体防除冰功能，除冰液通过轴(10)、底座(6)、定压活门(4)来到喷嘴(5)处，喷嘴(5)将防冰液喷射到旋翼根部，依靠旋翼旋转时产生的离心力，将旋翼根部的防冰液沿展向流动分布；使得防冰液与旋翼表面撞击水混合，形成防冰液体与液态水的混合液体，该混合液体冰点低于飞行条件下的部件表面温度，减轻了机上电加热除冰的电能损耗，实现了快速去除桨叶冰层的效果。2.根据权利要求1所述的一种具有液体防除冰功能的集流环，其特征在于，两个轴承(1)装在一体结构的轴(10)上，可保证轴承(1)精确的同轴度，两个轴承(1)保证了装置定子和转子的平稳转动。3.根据权利要求1所述的一种具有液体防除冰功能的集流环，其特征在于，轴(10)采用阶梯式实心结构，轴轴(10)的中心设计有导线孔槽，用于集流环加热电的传输。4.根据权利要求3所述的一种具有液体防除冰功能的集流环，其特征在于，轴(10)上设计了液体传输管路，用于防冰液由定子端向转子端的传输。5.根据权利要求1所述的一种具有液体防除冰功能的集流环，其特征在于，底座(6)内部设计有液体传输管路，管路内采用定压活门(4)保证喷口处压力，其中定压活门(4)可通过调整弹簧来调节喷口处压力大小。6.根据权利要求1所述的一种具有液体防除冰功能的集流环，其特征在于，所述定子轴(10)和转子底座(6)之间有圆环状的分配环(12)，保证底座(6)每一通液体传输管道均有除冰液且液体压力大小相同。7.根据权利要求5所述的一种具有液体防除冰功能的集流环，其特征在于，底座(6)在液体管路出口安装有喷嘴(5)，其中，通过调节喷嘴(5)的大小来改变液体的喷射距离和流量，同时喷口处采用螺纹连接，可以根据实际情况更换喷口为其余外部喷射装置。8.根据权利要求1所述的一种具有液体防除冰功能的集流环，其特征在于，电刷架(3)中的电刷与导电环(13)之间的滑动接触来实现电源与电信号的传输，能够为直升机提供电信号传输控制和电能加热防除冰的功能。

技术总结
本发明属于飞机旋翼防除冰系统领域，涉及一种具有液体防除冰功能的集流环。在保留集流环传输电源及电信号功能的同时，增加液体防除冰功能，减少机上电能损耗。采用一体式阶梯结构，心柱体设计有供导线穿过的孔槽，设计有液体传输管路。当电信号传输到液体防除冰系统开启防除冰时，防冰液通过轴内部的液体传输管路进入到分配环并进入底座的各个通路。防冰液通过底座内部的定压活门后被喷嘴喷射在旋翼根部，并通过旋翼旋转产生的离心力沿展向分布，与液态水形成混合液避免结冰现象在旋翼表面发生，实现信号传输、除冰执行机构一体化，减轻了机上电加热除冰的电能损耗，实现了快速去除桨叶冰层的效果，集流环整体结构精巧，具有较大的实际应用价值。大的实际应用价值。大的实际应用价值。


技术研发人员：雍文佳 石仲玉 刘艳荣 李盼 柯镇 袁小飞
受保护的技术使用者：武汉航空仪表有限责任公司
技术研发日：2022.12.29
技术公布日：2023/6/28