一种多级气体增压系统的制作方法

1.本发明属于航空燃油系统技术领域，涉及一种燃油系统的增压系统，具体涉及一种多级气体增压系统。


背景技术：

2.飞行器燃油系统的气体增压系统主要用于补充系统内燃油消耗的空间并保证燃油系统的供油压力，传统的气体增压系统有发动机引气增压方式和高压气瓶增压方式。
3.发动机引气增压方式是燃油系统气路系统与发动机气路系统进行交联，从发动机压气机后引入满足压力要求的气体，补充系统内燃油消耗的空间并保证燃油系统的供油压力，其缺点在于需要发动机预设引气口，与发动机进行交联，不能独立完成燃油系统的增压工作。
4.高压气瓶增压方式是在燃油系统气路上安装高压气瓶及减压阀，存储在高压气瓶的高压气源经减压阀减压后，补充系统内燃油消耗的空间并保证燃油系统的供油压力，其缺点在于气瓶所占空间较大，且整套气体增压系统成本较高。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本发明提供了一种多级气体增压系统，是一种能独立完成燃油系统的增压工作，且占用空间小成本低，解决了上述问题，具有极高的工程应用价值，并且设计了多级增压，以减少燃油系统气体增压系统交联性，减少燃油系统气体增压系统占用空间。
6.本发明的技术方案如下：
7.一种多级气体增压系统，包括多级动力源火工品、连接管路和缓冲导流器,多级动力源火工品是通过电连接点火的产气结构，内设有分舱装填的产气药；多级动力源火工品通过连接管路连接缓冲导流器，缓冲导流器内设有缓冲结构将入口端的高压气流分散减速后从出口端排出，缓冲导流器设在航空油箱的气垫区。
8.进一步的，多级动力源火工品包括插头、内部电路、第一级到第n级点火头、第一级到第n级药舱隔膜、第一舱到第n舱、气舱、管路接头、受压片弹簧和受压片；插头连接电源，管路接头与连接管路连通，插头连接内部电路；第一级到第n级点火头没别是第一舱到第n舱的点火结构，产气药填充在第一舱到第n舱内，第一舱到第n舱分别通过第一级到第n级药舱隔膜与气舱隔开，气舱另一端是管路接头；第一级的点火头与内部电路连接，第二级到第n级的点火头由受压片弹簧和受压片接通内部电路。
9.进一步的，第二级到第n级的点火头上设有保险结构，当前一级的点火头工作后，本级的保险结构才失效，本级的点火头通电后才能点火。
10.进一步的，受压片弹簧对受压片提供弹性力将受压片压在内部电路和第二级到第n级的点火头之间，；当气舱内气压大于一定值时，受压片在气舱压力的作用下克服受压片弹簧的力断开内部电路和第二级到第n级点火头的连接。
11.进一步的，根据第一舱内产气药的量和燃油系统所需的供油压力设计压片弹簧的弹力值。
12.进一步的，根据油箱的气垫空间、燃油系统第一次增压所需供油压力及油箱的承压能力计算第一舱内的产气药的量。
13.进一步的，根据前一次增压点火的舱内产气药的量，预计消耗燃油量从而计算油箱的气体空间，再结合燃油系统所需供油压力及油箱的承压能力，计算本次增压点火的舱内产气药的量；依次类推，最后一次增压点火预计将燃油消耗尽。
14.进一步的，管路接头与气舱之间设有多级动力源火工品隔膜。多级动力源火工品隔膜在第一次增压时被冲破，在此之前隔开油箱与多级动力源火工品。
15.进一步的，缓冲导流器的出口端是三层扩散球状结构的隔板，每层隔板上都设有若干个导流孔，相邻隔板之间的导流孔位置相互错开。使得气流在此分散和缓冲，更加均匀分散地进入油箱。
16.本发明的有益效果如下：
17.1、采用多级动力源火工品能够实现通过压力控制多次产气，不必使用高压气瓶或外部引流，每次增压的气体量稳定；
18.2、采用缓冲导流器通过压力稳定、气体导流来实现减小对燃油液面及油箱壁的冲击；
19.3、采用多级动力源火工品提供气源，保证了在小空间阶段补充气源，满足油箱承压情况下保证燃油系统的供油压力；
20.4、通过提前设计的不同舱对应不同的点火头，可以根据预定的顺序点火，保证增压供油效果；
21.5、通过实现合理的装填产气药量，提前计算好油箱的剩余空间，结合油箱的承力要求，确保了多级增压的压力值都能在一定范围内，确保了增压效果的同时绝不会造成油箱变形。
22.6、所设计的保险结构配合压片弹簧可以保证不会提前增压或者不按顺序增压，相对于传统的高压气瓶方案和发动机引气方案都更加安全可靠。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明专利实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明专利的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1是本发明的总体结构示意图；
25.图2是本发明的多级动力源火工品结构示意图；
26.图3是图2的区域放大图；
27.图4是本发明的缓冲导流器结构示意图；
28.其中，1—多级动力源火工品，2—连接管路，3—缓冲管，4—缓冲导流器，5—插头，6—内部电路，7—点火头(7)，8—实施例中的第二级点火头，9—产气药，10—药舱隔膜，11—气舱，12—多级动力源火工品隔膜，13—管路接头，14—受压片弹簧，15—受压片，16—
油箱。
具体实施方式
29.本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以互相组合。
30.本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方向或位置关系为给予附图说是的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指装置或与案件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含包括更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或以上。
31.本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体化连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介简介连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.本发明采用多级动力源火工品提供气源：多级动力源火工品产生气体，气体经连接管路、缓冲管及导流器后进入油箱，补充燃油消耗的空间并保证燃油系统的供油压力。
33.以下叙述参照附图1，系统组成：本多级气体增压系统由多级动力源火工品1、连接管路2、缓冲管3及缓冲导流器4组成。
34.部件功能：多级动力源火工品1实现气体产生；连接管路2实现气体流通，缓冲管3实现气体的初步压力稳定，缓冲导流器4实现压力稳定及气体导流。
35.系统工作原理：多级动力源火工品1第一级工作产生气体，通过连接管路2进入缓冲管3，气体压力初步稳定后通过连接管路2进入缓冲导流器4，气体压力稳定后进入油箱；随着燃油消耗，气体压力降低，压力达到一定值后，多级动力源火工品1第二级工作，气体如第一次一样工作进入油箱，如此反复，直至燃油耗尽。
36.进一步说明，以下叙述参照附图2和图3：多级动力源火工品1由插头5、内部电路6、第一级点火头7、第二(多)级点火头8、产气药9、产气药舱隔膜10、气舱11、多级动力源火工品隔膜12、管路接头13、受压片弹簧14和受压片15组成。
37.外部电路通过插头5与内部电路6连接，第一级点火头7通电点火，第一舱内产气药9产生高压气体，高压气体冲破第一舱内产气药舱隔膜10(按舱设计，每个舱都设有一个隔膜，可设计成多瓣结构/舱之间相互独立，本文的两次是示例，按此思路可设计第三舱、第四舱，等等)，进入气舱11，冲破多级动力源火工品隔膜12，通过管路接头13进入气路管路；当系统内燃油消耗，压力降低至一定值后，第二多级点火头8内的受压片15在受压片弹簧14的作用下接通电路，第二(多)级点火头8点火，第二多级舱内的产气药9开始产气。
38.以下叙述参照附图4：初步稳定的气体经连接管路2进入缓冲导流器4，气体压力经过导流孔16进一步稳定后进入油箱。导流器底部设有三层扩散球状结构的隔板，每层隔板上都设有导流孔16，相邻隔板之间的导流孔16位置相互错开，使得气流在此分散和缓冲，更
加均匀分散地进入油箱。
39.缓冲管3就是直径大于连接管路2的管子，原理是通过放大的管径集中更多气体，效果是使得气体再次缓冲，降低气流的速度。
40.油箱是普通的多级通气油箱，缓冲导流器4设在第一级油箱顶部。
41.采用多级动力源火工品1能够实现通过压力控制多次产气；采用缓冲导流器4通过压力稳定、气体导流来实现减小对燃油液面及油箱壁冲击的功能。本发明采用多级动力源火工品1提供气源，保证了在小空间阶段补充气源，通过缓冲管3及缓冲导流器4实现气流的压力稳定和导流，满足油箱承压情况下保证燃油系统的供油压力。
42.以下叙述参照附图1、图2、图3和图4：
43.本发明由多级动力源火工品1、连接管路2、缓冲管3及缓冲导流器4组成。
44.为此，实施方法是：
45.a)根据油箱容积及燃油系统供油压力要求，计算多级动力源火工品1的总产气药9量；
46.b)根据燃油系统的气垫空间、燃油系统供油压力及油箱的承压能力计算第一舱内产气药9量；
47.c)根据第一舱内产气药9量、燃油系统供油压力设计第二级点火头8的受压片弹簧14和受压片15控制机构；此处设有保险机构，第一舱发动后第二舱的控制机构才能工作，当第一舱的压力降到某个设定值之后，受压片弹簧14的弹力带动受压片15连通第二(多)级点火头8。
48.d)根据第一舱内产气药9量、燃油系统供油压力及油箱的承压能力计算第二舱内产气药9量；(根据第一次产气量，预计消耗燃油量，计算油箱的气体空间，再结合油箱的承压能力，计算第二次增压的气体量所对应的第二舱内产气药9量；依次类推，最后一次增压预计将燃油消耗完)
49.e)依次计算分配多级动力源火工品1剩余各舱的产气药9量；
50.f)根据燃油系统气路管路2安装路线上的空间，设计缓冲管3的长度及管径；(若无安装空间则可不设计缓冲管)
51.g)根据油箱气垫区的空间设计缓冲导流器4。
52.本发明实施完毕，并可按前述工作原理进行使用。
53.本实施举例中，未明确的内容及组成结构均可用现有技术加以实现。

技术特征：
1.一种多级气体增压系统，其特征在于，包括多级动力源火工品(1)、连接管路(2)和缓冲导流器(4),多级动力源火工品(1)是通过电连接点火的产气结构，内设有分舱装填的产气药(9)；多级动力源火工品(1)通过连接管路(2)连接缓冲导流器(4)，缓冲导流器(4)内设有缓冲结构将入口端的高压气流分散减速后从出口端排出，缓冲导流器(4)设在航空油箱的气垫区。2.根据权利要求1所述的一种多级气体增压系统，其特征在于，多级动力源火工品(1)包括插头(5)、内部电路(6)、第一级到第n级点火头(7)、第一级到第n级药舱隔膜(10)、第一舱到第n舱、气舱(11)、管路接头(13)、受压片弹簧(14)和受压片(15)；插头(5)连接电源，管路接头(13)与连接管路(2)连通，插头(5)连接内部电路(6)；第一级到第n级点火头(7)没别是第一舱到第n舱的点火结构，产气药(9)填充在第一舱到第n舱内，第一舱到第n舱分别通过第一级到第n级药舱隔膜(10)与气舱(11)隔开，气舱(11)另一端是管路接头(13)；第一级的点火头(7)与内部电路(6)连接，第二级到第n级的点火头(7)由受压片弹簧(14)和受压片(15)接通内部电路(6)。3.根据权利要求2所述的一种多级气体增压系统，其特征在于，第二级到第n级的点火头(7)上设有保险结构，当前一级的点火头(7)工作后，本级的保险结构才失效，本级的点火头(7)通电后才能点火。4.根据权利要求3所述的一种多级气体增压系统，其特征在于，受压片弹簧(14)对受压片(15)提供弹性力将受压片(15)压在内部电路(6)和第二级到第n级的点火头(7)之间；当气舱(11)内气压大于一定值时，受压片(15)在气舱(11)压力的作用下克服受压片弹簧(14)的力断开内部电路(6)和第二级到第n级点火头(7)的连接。5.根据权利要求4所述的一种多级气体增压系统，其特征在于，根据第一舱内产气药(9)的量和燃油系统所需的供油压力设计压片弹簧(14)的弹力值。6.根据权利要求2所述的一种多级气体增压系统，其特征在于，根据油箱的气垫空间、燃油系统第一次增压所需供油压力及油箱的承压能力计算第一舱内的产气药(9)的量。7.根据权利要求2所述的一种多级气体增压系统，其特征在于，根据前一次增压点火的舱内产气药(9)的量，预计消耗燃油量从而计算油箱的气体空间，再结合燃油系统所需供油压力及油箱的承压能力，计算本次增压点火的舱内产气药(9)的量；依次类推，最后一次增压点火预计将燃油消耗尽。8.根据权利要求2所述的一种多级气体增压系统，其特征在于，管路接头(13)与气舱(11)之间设有多级动力源火工品隔膜(12)。9.根据权利要求1所述的一种多级气体增压系统，其特征在于，缓冲导流器(4)的出口端是三层扩散球状结构的隔板，每层隔板上都设有若干个导流孔(16)，相邻隔板之间的导流孔(16)位置相互错开。

技术总结
本发明属于航空燃油系统技术领域，本发明提供了一种多级气体增压系统，包括多级动力源火工品、连接管路和缓冲导流器,多级动力源火工品是通过电连接点火的产气结构，内设有分舱装填的产气药；多级动力源火工品通过连接管路连接缓冲导流器，缓冲导流器内设有缓冲结构将入口端的高压气流分散减速后从出口端排出，缓冲导流器设在航空油箱的气垫区。本发明采用能够实现有压力的控制多次产气，每次增压的气体量稳定，还保证了在小空间阶段补充气源，满足油箱承压情况下保证燃油系统的供油压力；通过实现合理的装填产气药量，提前计算好油箱的剩余空间，结合油箱的承力要求，确保了多级增压的压力值都能在一定范围内，保证增压效果的同时防止油箱变形。时防止油箱变形。时防止油箱变形。


技术研发人员：郭祥天 江海涛 汤新颖 刘渊 王兵 皮文彪 章祎 刘建平 张红余 程一 吴乐 周曦 孙春春 鞠文飞 李永强 万蒋亮 戴佳 柳松 张鸿飞 邹鹏
受保护的技术使用者：江西洪都航空工业集团有限责任公司
技术研发日：2023.03.17
技术公布日：2023/5/30