一种具有单向截止功能的机载调温混流装置的制作方法

1.本实用新型属于飞机综合热管理设计技术领域，具体涉及一种具有单向截止功能的机载调温混流装置。


背景技术：

2.飞行器座舱空气温湿度控制对保证飞行器驾乘员的身体健康、高效工作和完成任务具有重要意义。通常，飞行器环境控制与综合热管理系统将干燥低温冷空气与湿度较高的高温空气按比例混合后送入飞行器座舱，以同时满足行器座舱通风供气温度和湿度指标要求。
3.混流装置的设计目的就是在有限条件下，将热冷流体进行混合。有限条件主要有一下几点：首先，机上空间有限，混流装置尺寸需要严格控制；其次，位于混流装置下游的座舱驾乘员对混合均匀性十分敏感，并且混流装置的混合均匀性对混流装置下游传感器布置设计影响明显，混流装置的混合均匀性对于人机功效和飞行器环境控制与综合热管理系统紧凑化设计都具有重要意义；再次，混流装置流阻需要控制在允许范围内，过大的流阻会导致机载空气制冷能力降低；最后，考虑当高温流体流量或压力较大时，需要增加单向截止功能，防止高温流体向低温流体来流方向发生串漏，导致低温流体上游参数发生波动影响系统控制。目前已知的机载调温混流装置，很难同时兼顾到以上所有设计需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的：基于以上背景和需求，提出的一种具有单向截止功能的混流装置。
5.本实用新型的技术方案：
6.提供一种具有单向截止功能的机载调温混流装置，所述的机载调温混流装置共有三个流体接口，分别为高温流体入口、低温流体入口、混合流体出口；
7.调温混流装置沿主流方向前后分为两个部分：调温混流装置前半部分为一个机械式单向活门，当调温混流装置下游压力高于上游时会自动关闭，防止泄露；后半部分为两个同轴的腔体组成的混流调温单元，其中内侧为低温流体，外侧为高温流体，通过将内外腔体间隔壁面上开槽，使外侧高温流体汇入低温流体区；同时在开槽位置设置导流片，导流片能够有效改善高温流提进入主流的流动状态，能够使高温流体更多进入低温流体核心区，显著前提下提高混流效果。
8.所述导流片呈簸箕状，其上方形状与开槽槽口形状一致，与开槽相适配。
9.所述导流片大小根据混流的混合质量与流动阻力决定。
10.开槽槽口的位置避开高温流体进入外腔的位置，为了使得高温流体进入内腔的质量流量均匀。
11.优选地，所述开槽数量为4个，以主流通道的轴轴对称布置，导流片数量与开槽数量一致。
12.优选地，所述开槽形状为圆形或方形。
13.导流片顶部与开槽槽口焊接。优选地，导流片与所述间隔壁面一体成型。
14.本实用新型的有益效果：
15.本实用新型的具有单向截止功能的混流装置，适用于飞行器机载环境的调温混流装置，基于飞行器环境控制与综合热管理系统特性，兼顾混流设备混合均匀性与设备流动阻力，同时具有单向截止功能防止高温流体向低温流体进口串漏。具体有以下效果：
16.1.本调温混流装置将单向截止功能与调温功能高度集成在一起，设备体积重量较小。
17.2.混流调温单元内外两层设计可以有效增大换热面积，提高高温流体与低温流体之间的换热强度。
18.3.导流片设计使得混流设备流动阻力增加不明显的前提下，进一步提升混合均匀性。
19.4.调温混流装置主流入口处的机械式单向活门可以有效防止高温流体向低温流体进口串漏。
附图说明
20.图1为具有单向截止功能的混流装置的外形示意图，其中，(a)为主视图，(b)为左视图；
21.图2为具有单向截止功能的混流装置的半剖视图；
22.图3为本实用新型的开槽示意图；
23.图4为本实用新型的导流片示意图；
24.图中，1—高温流体入口；2—低温流体入口；3—混流出口；4—高温流体通道；5—主流通道；6—单向活门；7—导流片；8—开槽槽口；9—间隔壁面。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.下面结合附图描述本实用新型具有单向截止功能的混流装置的结构：
27.1.如图1所示，本装置共有三个流体接口，实际工作中，第一个接口为高温流体入口1通入低温主流空气，第二个接口为低温流体入口2通入用于高温调温空气，两股气体完成混合后从第三个接口混流出口3排出。
28.2.混流装置中低温主流空气沿直线进行流动，高温空气先进入主流通道外侧的环状高温流体通道4，再分别从四个侧壁开槽汇入主流通道5完成掺混，开槽示意图如图3所示。
29.3.内外双层结构能够使冷热流体在混合前先通过间隔壁面进行热交换，达到降低冷热流体温差提升混合效果的目的；导流片7的设置更够有效改善高温流体进入主流通道时的速度方向，使得高温流体更多进入低温流体核心区，强化冷热流体的掺混；由于单向活
门6位于混流单元上游，打开状态的单向活门会在管路内占据一定的空间，能够对低温入口空气产生扰动，进一步强化混合效果。
30.4.当混流装置出口目标温度过高导致高温调温空气流量过大时，存在高温流体向低温主流空气入口串漏的趋势，这种情况下一方面由于导流片对高温流体的导片作用使得高温流体很难向位于流动反方向的温主流空气入口串漏，另一方面，在这种工况下，混流器中单向活门会自动关闭，达到单向截止的目的
31.导流片7示意图如图4所示，呈簸箕状，其顶部形状与开槽槽口9形状一致，与开槽相适配。导流片7大小根据混流的混合质量与流动阻力决定。
32.在本实施例中，开槽数量为4个，以主流通道的轴轴对称布置，导流片数量与开槽数量一致。为了使得高温流体进入内腔的质量流量均匀，开槽槽口8的位置避开高温流体进入外腔的位置。导流片7顶部与开槽槽口8焊接。
33.在另外的实施方式中，导流片7也可以与所述间隔壁面9一体成型，开槽数量也可以为3个。
34.以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，对本实用新型进行详细描述，未详尽部分为常规技术。但本实用新型的保护范围不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种具有单向截止功能的机载调温混流装置，其特征在于：所述的机载调温混流装置共有三个流体接口，分别为高温流体入口、低温流体入口、混合流体出口；调温混流装置沿主流方向前后分为两个部分：调温混流装置前半部分为一个机械式单向活门，当调温混流装置下游压力高于上游时会自动关闭，防止泄露；后半部分为两个同轴的腔体组成的混流调温单元，其中内侧为低温流体，外侧为高温流体，通过将内外腔体间隔壁面上开槽，使外侧高温流体汇入低温流体区；同时在开槽位置设置导流片，导流片能够有效改善高温流提进入主流的流动状态，能够使高温流体更多进入低温流体核心区，显著前提下提高混流效果。2.根据权利要求1所述的具有单向截止功能的机载调温混流装置，其特征在于：所述导流片呈簸箕状，其上方形状与开槽槽口形状一致，与开槽相适配。3.根据权利要求1所述的具有单向截止功能的机载调温混流装置，其特征在于：所述导流片大小根据混流的混合质量与流动阻力决定。4.根据权利要求1所述的具有单向截止功能的机载调温混流装置，其特征在于：开槽槽口的位置避开高温流体进入外腔的位置。5.根据权利要求1所述的具有单向截止功能的机载调温混流装置，其特征在于：所述开槽数量为4个，以主流通道的轴轴对称布置，导流片数量与开槽数量一致。6.根据权利要求1所述的具有单向截止功能的机载调温混流装置，其特征在于：所述开槽形状为圆形或方形。7.根据权利要求1所述的具有单向截止功能的机载调温混流装置，其特征在于：所述导流片顶部与开槽槽口焊接。8.根据权利要求1所述的具有单向截止功能的机载调温混流装置，其特征在于：所述导流片与所述间隔壁面一体成型。

技术总结
本实用新型涉及一种具有单向截止功能的机载调温混流装置，所述装置共有三个流体接口，分别为高温流体入口、低温流体入口、混合流体出口；调温混流装置前半部分为一个机械式单向活门，当调温混流装置下游压力高于上游时会自动关闭，防止泄露；后半部分为两个同轴的腔体组成的混流调温单元，其中内侧为低温流体，外侧为高温流体，通过将内外腔体间隔壁面上开槽，使外侧高温流体汇入低温流体区；同时在开槽位置设置导流片，导流片能够有效改善高温流提进入主流的流动状态，能够使高温流体更多进入低温流体核心区，显著前提下提高混流效果。本装置兼顾混流设备混合均匀性与设备流动阻力，具有单向截止功能防止高温流体向低温流体进口串漏。进口串漏。进口串漏。


技术研发人员：郭嘉星 周顺涛 唐靖宇 李建朋 冯慧芳
受保护的技术使用者：中国航空工业集团公司成都飞机设计研究所
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/6/27