抗冰皮托管的制作方法

文档序号:6181842阅读:409来源:国知局
抗冰皮托管的制作方法
【专利摘要】皮托管包括基本圆柱形的主体部分和从所述主体部分沿皮托管轴延伸的尖端部分。所述尖端部分包括入口开口和从所述主体部分朝所述入口开口延伸的径向锥形外表面。另一个皮托管包括基本圆柱形的主体部分和从所述主体部分沿皮托管轴延伸的尖端部分。所述尖端部分包括入口开口。包括一个或多个线圈包装的一个或多个电气线圈位于所述皮托管的内部。一个或多个隔板位于最前线圈包装和排水装置之间以限制被吸入所述内部的颗粒的行程。
【专利说明】抗冰皮托管
[0001]发明背景
[0002]本文公开的主题一般涉及皮托管。更具体而言,本公开涉及预防冰和从皮托管去除冰。
[0003]皮托管被广泛用于确定飞机或其它车辆的空速或在工业应用中测量空气或气体速度。特别而言,通过测量被驱动进入皮托管的流体的滞止压力以及所测量的静态压力,可确定飞机的空速。在某些飞行条件下,皮托管可能会经受来自空气中的水分的积冰。出于这个原因,皮托管配有加热元件,以防止这种积冰。此外,在其它条件下,皮托管可能吸入冰晶,被吸入的冰晶然后会积聚在皮托管的内部且在其运行中会引起故障。典型的皮托管是具有某一内径的基本圆柱形,其包含加热元件或布置了线圈。加热元件的前端是尖端部分,其从喉径(通常小于内径)径向延伸到皮托管的外径。尖端部分从喉部轴向延伸到皮托管入口。皮托管入口具有大于喉部的直径。典型管的外部沿其长度到入口是圆柱形的。这种管在加热器的前尖端部分中具有较大表面积的材料,且难以加热并因此难以防止在其上积冰。此外,大入口直径允许皮托管吸入成比例的更多的冰晶。这种吸入的冰晶必须由加热元件熔化并从皮托管中排出。
[0004]发明简述
[0005]根据本发明的一方面,皮托管包括基本圆柱形的主体部分;和从主体部分沿皮托管轴延伸的尖端部分。尖端部分包括入口开口和从主体部分朝入口开口延伸的径向锥形外表面。径向锥形外表面具有凹入的弧形截面。
[0006]根据本发明的另一方面,皮托管包括基本圆柱形的主体部分和从主体部分沿皮托管轴延伸的尖端部分。尖端部分包括入口开口。包括一个或多个线圈包装的一个或多个电气线圈位于皮托管的内部。一个或多个隔板位于皮托管入口和排水装置之间。额外的隔板也可以在排水装置的尾部。
[0007]这些和其它优点和特征将通过结合附图的下面的描述而变得更显而易见。
[0008]附图简述
[0009]被看作是本发明的主题被特别指出并在本说明书结束处的权利要求书中清楚地要求保护。本发明的前述和其它特征和优点通过结合附图的下面的【具体实施方式】而显而易见,其中
[0010]图1是皮托管的实施方案的图示;
[0011]图2是皮托管的实施方案的截面图;
[0012]图3是皮托管的实施方案与先前的皮托管的比较;和
[0013]图4是皮托管的另一实施方案的截面图。
[0014]具体实施方案通过举例并参照附图来解释本发明的实施方案以及优点和特征。【具体实施方式】
[0015]图1中所示的是皮托管10的实施方案的视图。皮托管10包括圆柱形的主体部分12和从主体部分12沿管轴16朝管入口 18延伸的尖端部分14。在图1的实施方案中,尖端部分14包括入口开口 20,其具有小于主体部分12的主体直径24的入口直径22。主体部分12和入口开口 20之间的尖端部分14在直径上沿凹曲面26成锥形。在一些实施方案中,当入口直径22从入口开口 20轴向延伸到凹曲面26时,凹曲面26不完全延伸到入口开Π 20。
[0016]现在参照图2的截面图,皮托管10具有含内部直径32的内部30。加热元件或线圈34位于内部30中。当电流施加到线圈34时,皮托管10被加热,从而熔化积冰,或防止在尖端部分14的外部36、内部38和内部部分30上积冰。由具有喉径42的管喉部40将尖端部分14从内部30分离。对比于现有技术的皮托管10,入口直径22和喉径42减小以限制或减小吸入皮托管10的颗粒(包括冰晶)的颗粒大小和/或数量,从而减少在皮托管10的内部30的积冰。在一些实施方案中,入口直径22在约0.200英寸(0.508厘米)和约0.300英寸(0.762厘米)之间,而喉径42在约0.100英寸(0.254厘米)和0.200英寸(0.508厘米)之间。图2的构造通过减小线圈34和入口开口 20之间的距离44而增加线圈34加热尖端部分14的有效性,从而减小了线圈34和入口开口 20之间的温度差、高对流活动的面积。这反过来降低了对线圈的要求,允许减小线圈大小或线圈34的绕组数。此外,凹曲面26减小了尖端部分14中的材料的截面积。这反过来降低了对线圈34,尤其是线圈34的最前包装46 (热量可通过其被传导到尖端部分14中)的要求。
[0017]现在参照图3,当颗粒48(例如,液态水或冰)撞击皮托管10时,其比先前的皮托管更接近线圈34地撞击皮托管10。如图所示,当对比于现有技术的锥形管50,在撞击皮托管10之前,由于尖端部分14的凹曲面26,基本沿管轴16行进的颗粒48进一步沿管轴16行进超过入口 20。当对比于现有技术的锥形管48,再次由于尖端部分14的凹曲面26,相对于管轴16而以角度52行进的颗粒48在径向内侧的位置处撞击尖端部分14。颗粒48更靠近线圈34的撞击导致由线圈34更有效预防积聚冰。
[0018]现在参照图4,线圈34包括沿管轴16布置的多个包装46。包装46的瓦特密度和加热性能一般随着距入口开口 20的距离而降低,其中最前包装46a具有最大瓦特密度,且连续的包装46b和46c具有降低的瓦特密度。一个或多个隔板56位于内部30中以阻挡或部分阻挡吸入颗粒(诸如冰晶)沿皮托管10向下行进的路径。在典型的皮托管中,隔板56位于皮托管10更向下处,例如,在包装46b和46c之间。然而在图4的实施方案中,隔板56位于尽可能靠近入口开口 20处,在包装46a和46b之间。这防止了冰晶沿皮托管10向下行进到包装46的瓦特密度从最佳降低的皮托管10部分。图4的实施方案利用最前包装46a的相对高的瓦特密度来快速熔化任何吸入的冰晶。因此,线圈34防止冰晶积累的性能提高了,同时没有增加被引向线圈34的电功率量。
[0019]一旦熔化,从冰晶所得的水经由一个或多个排水口 58从皮托管10中排出。在一些实施方案中,排水口 58位于多个隔板56的至少一个隔板56的前端。如图4所示,在一些实施方案中,排水口 58位置在包装46a和46b之间。通过在包装46b的前端位置熔化冰晶并将所得的水从皮托管10中排出,可降低包装46b和46c和其它连续包装的瓦特密度,且可减小供应至线圈34的电功率量。在一些实施方案中,可完全除去隔板56下游的连续包装46b或46c。
[0020]虽然已经结合仅有限数量的实施方案详细描述了本发明,但是应容易地理解,本发明不限于这些公开的实施方案。相反,本发明可以被修改以合并任意数量的此前未描述的变化、变更、替代或等效布置,但这些与本发明的精神和范围相称。另外,虽然已经描述了本发明的各种实施方案,但是应理解,本发明的方面可包括仅一些所描述的实施方案。因此,本发明不被视为受前述描述所限制,而是仅受所附权利要求书的范围所限制。
【权利要求】
1.一种皮托管,其包括 基本圆柱形的主体部分;和 尖端部分,其从所述主体部分沿皮托管轴延伸;所述尖端部分包括 入口开口 ;和 径向锥形外表面,其从所述主体部分朝所述入口开口延伸。
2.根据权利要求1所述的皮托管,其中所述径向锥形外表面具有凹入的弧形截面。
3.根据权利要求1所述的皮托管,其还包括一个或多个电气线圈,所述电气线圈包括设置在所述皮托管的内部的一个或多个线圈包装。
4.根据权利要求3所述的皮托管,其还包括一个或多个隔板,所述隔板设置在所述内部以限制被吸入所述内部的颗粒的行程。
5.根据权利要求4所述的皮托管,其中所述一个或多个隔板设置在最前线圈包装和排水装置之间。
6.根据权利要求4所述的皮托管,其中所述颗粒是冰晶。
7.根据权利要求6所述的皮托管,其中所述一个或多个电气线圈熔化所述冰晶。
8.根据权利要求7所述的皮托管,其还包括一个或多个排水口,所述排水口设置在最后隔板和所述入口开口之间以从所述皮托管中排出剩余的所述熔化的冰晶。
9.一种皮托管,其包括 基本圆柱形的主体部分; 尖端部分,其从所述主体部分沿皮托管轴延伸,所述尖端部分包括入口开口; 一个或多个电气线圈,其包括设置在所述皮托管的内部的一个或多个线圈包装;和 一个或多个隔板,其设置在最前线圈包装和排水装置之间以限制被吸入所述内部的颗粒的行程。
10.根据权利要求9所述的皮托管,其中所述尖端部分包括径向锥形外表面,其从所述主体部分朝所述入口开口延伸,所述径向锥形外表面具有凹入的弧形截面。
11.根据权利要求9所述的皮托管,其中所述颗粒是冰晶。
12.根据权利要求11所述的皮托管,其中所述一个或多个电气线圈熔化所述冰晶。
13.根据权利要求12所述的皮托管,其还包括一个或多个排水口,所述排水口设置在最后隔板和所述入口开口之间以从所述皮托管中排出剩余的所述熔化冰晶。
【文档编号】G01P5/165GK103995145SQ201310531205
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2012年10月31日
【发明者】G.塞德尔, T.T.戈利, P.R.约翰逊 申请人:罗斯蒙特航天公司
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