一种泵压式水分雾化掺混装置及使用方法与流程

本发明属于航空试验设备技术领域，具体涉及一种泵压式水分雾化掺混装置及使用方法。

背景技术：

航空煤油在贮存、运输、加注和使用过程中，由于种种原因可能混入水分。如贮油容器不干燥有残留水分，密封不严或在加注过程中雨雪冰霜落入，以及水蒸气的凝结等均可使航空煤油中有一些水分，水在其中以悬浮水、溶解水及游离水三种可能形态存在。

航空燃料中若含有水分，会使其冰点提高。如果飞机长时间在寒冷气温条件下飞行，会引起燃油中水份冻结成冰，引起油滤或滤网堵塞，使附件、系统失去功能，其后果使流向发动机的燃油减慢或完全中断，从而引起发动机熄火，危及飞行安全。gjb3577-99《飞机燃油系统与附件的结冰要求和试验》对燃油系统结冰有如下要求：

系统连续工作：不加防冰添加剂的燃油，在27℃含水量达到饱和情况下，将其冷却到-55℃之间的任何温度时，燃油系统应具有连续工作的能力。系统应急工作：不加防冰添加剂的燃油，在27℃含水量达到饱和情况下，每升燃油中再加入0.2ml的游离水，并将燃油冷却到运行中可能遇到的最临界结冰条件时，燃油系统应能使飞机以不危及飞行安全所需的发动机最小功率持续飞行30min。同时，ccar25部要求用于涡轮发动机的燃油系统在使用下述状态的燃油时，必须能在其整个流量和压力范围内持续工作：燃油先在27℃时用水饱和，并且每10升燃油含有所添加的2毫升游离水，然后冷却到在运行中很可能遇到的最临界结冰条件。

技术实现要素：

本发明的目的是：为了考核飞机燃油系统和发动机低温抗结冰性能，需要研制一套向航空煤油掺水的装置，用于配制燃油系统结冰试验的含水燃油。以解决目前无法实现使水分能够在煤油中以饱和或超饱和状态稳定存在的技术问题。

为解决此技术问题，本发明的技术方案是：。

一种泵压式水分雾化掺混装置，所述的泵压式水分雾化掺混装置包括：水箱2、排水阀3、可调计量泵4、电动机5、静态混合器6、雾化喷头7、燃油管道8、流量计ⅰ9、阀门10、流量计ⅱ11、安全阀12、空气罐13、压力表14；所述的水箱2、可调计量泵4、流量计ⅱ11、阀门10、雾化喷头7通过管路连接到一起，组成了注水通路；所述的电动机5安装在可调计量泵4上；可调计量泵4，可以调节水分流动速度；所述的排水阀3安装在注水通路的水箱2和阀门10之间水平高度的最低位置，用于排空管路中的水；所述的安全阀12、空气罐13通过管路连接在一起，形成气体通路；所述的气体通路一端连接在水箱2上方，另一端连接在注水通路上的可调计量泵4和阀门10之间；所述的安全阀12安装在空气罐13与水箱2之间，安全阀12上设定一个安全压力，当空气罐压力大于此压力时，会向水箱2卸压；所述的压力表14安装在空气罐13上，用于指示空气罐压力；所述的雾化喷头7安装在燃油管道8中；所述的静态混合器6安装在燃油管道8上，且位于雾化喷头7的下流，用于搅拌掺水后的燃油，静态混合器6可以使水分再次掺混。

优选地，所述的泵压式水分雾化掺混装置还包括水箱盖1，所述的水箱盖1盖在水箱2上，用于防尘，通过水箱盖1可以向水箱2中加入称量好的水。

优选地，所述的气体通路一端连接在水箱2上方水位未覆盖的位置。

可调计量泵4，可以调节水分流动速度；因为燃油试验中需要注入的水分比较少，且注水流量需要和燃油流量相匹配，因此采用了可调计量泵4。如果没有空气罐13，雾化喷头7处会有脉动出水现象，注水流量和压力跳变大，因此空气罐13主要是用来缓冲注水管路中的压力，达到稳定注水的目的。

所述的泵压式水分雾化掺混装置的使用方法包含以下步骤：

首先，将注水通路中的水分排空，将q体积的燃油加入到水箱2中，开启水泵4，待压力表14指示的压力达到经验预定值时，将阀门10打开；

然后，调节可调计量泵4，当流量稳定后将称量好的纯净水加入水箱2中；

最后，根据注水量和注水流量计算注水时间，待水泵4工作时间接近计算出的注水时间时，加入使注水管道中水排空的q体积的燃油，待加入的q体积燃油加注完毕后，关闭可调计量泵4和阀门10，打开排水阀3，将注水管路中的燃油放出；所述的q体积为大于注水管道上不包括水箱2的其他管路的容积。

实施加入燃油→水→燃油的好处是能够将所有加入水箱的水加注到燃油管路中，实际注水量与计划注水量相同。

本发明的技术效果是：泵压式水分雾化掺混装置的功能主要是将一定量的水分雾化并均匀掺混到航空燃油，完成含水燃油的配制。本发明的装置注水流量稳定、易于控制；注水压力可调，雾化效果好；通过静态混合器再次掺混，水分在燃油中分布均匀；通过一定的注水步骤，可使实际注水总量与计划注水总量一致，达到了精确注水的目的。整套装置结构简单、可靠性强、计量准确，易于操作，便于移动，注水效果良好。

附图说明

图1泵压式水分雾化掺混装置原理图；

图中：1-水箱盖，2-水箱，3-排水口，4-水泵，5-电动机，6-静态混合器，7-雾化喷头，8-燃油管道，9-流量计ⅰ，10-阀门，11-流量计ⅱ，12-安全阀，13-空气罐，14-压力表。

具体实施方式

参照图1，下面通过具体实施方式对本发明技术方案作详细说明：

泵压式水分雾化掺混装置的功能主要是将一定量的水分雾化并均匀掺混到航空燃油，完成含水燃油的配制。该装置主要由以下部件组成：水箱盖1、水箱2、排水阀3、可调计量泵4、电动机5、静态混合器6、雾化喷头7、燃油管道8、流量计ⅰ9、阀门10、流量计ⅱ11、安全阀12、空气罐13、压力表14。

该装置部件的连接关系及作用如下：

水箱2、可调计量泵4、流量计ⅱ11、阀门10、雾化喷头7通过管路连接到一起，组成了注水通路；电动机5安装在可调计量泵4上；可调计量泵4，可以调节水分流动速度；排水阀3安装在注水通路的水箱2和阀门10之间水平高度的最低位置，用于排空管路中的水；水箱盖1盖在水箱2上，用于防尘，通过水箱盖1可以向水箱2中加入称量好的水。

安全阀12、空气罐13通过管路连接在一起，形成气体通路；气体通路一端连接在水箱2上方，另一端连接在注水通路上的可调计量泵4和阀门10之间；安全阀12安装在空气罐13与水箱2之间，安全阀12上设定一个安全压力，当空气罐压力大于此压力时，会向水箱2卸压；压力表14安装在空气罐13上，用于指示空气罐压力。

雾化喷头7安装在燃油管道8中；静态混合器6安装在燃油管道8上，且位于雾化喷头7的下流，用于搅拌掺水后的燃油，静态混合器6可以使水分再次掺混。

该装置的工作步骤如下：

a)打开排水阀3，将管路中的水分排空；

b)关闭排水阀3、阀门10，将燃油加入到水箱2中；

c)开启水泵4，观察压力表14；

d)待压力达到0.3mpa时(该压力根据所选雾化喷头得出，可以使雾化效果达到最佳)，将阀门10打开；

e)观察流量计ⅰ9、流量计ⅱ11，通过手动微调可调计量泵4，使注水流量达到燃油流量的1/1000；

f)当流量稳定后，称量5l纯净水加入水箱2中；

g)观察水箱2，待水即将注完时，加入0.5l燃油；

h)待第2次加入的燃油加注完毕后，关闭可调计量泵4和阀门10，打开排水阀3，将注水管路中的燃油放出；

i)注水结束。

本具体实施方式所描述的为本发明的技术方式的一种实现形式，根据本发明的设计思想，还有别的实现方式，如：流量计ⅱ11位置安装在注水通路的水箱2和阀门10之间即可；排水阀3位置安装在注水通路的水箱2和阀门10之间水平高度的最低位置即可；这些部件位置的变动的改形均属于本发明技术方案所保护的范围。