机场除防冰设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种机场除防冰设备，包括：底盘，作为载具而能够移动；除防冰液箱，安装在所述底盘上，用于提供除冰液；盘管炉，安装于所述底盘上，且进液口连接所述除防冰液箱，并通过两条并行的管路输出，其中一条回流到所述除防冰液箱；喷洒设备，连接盘管炉并行的管路输出中的另一条；以及升降平台，安装在所述底盘上，用于操作人员喷洒作业。依据本发明能够满足长时间连续工作，从而满足航空公司及机场公司客户的地面勤务需要。
【专利说明】机场除防冰设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机场除防冰设备。
【背景技术】
[0002]伴随着航空事业的发展，飞机除冰设备也已有接近百年的历史，早期的飞机除冰方式较为原始，是由人站在梯子或支架上，用热水管对飞机机体结冰部位进行清除。随着机体越来越大，这种除冰方式效率低下，已不能满足航空公司的正常运营要求。专业化的除冰车最早产生于地处高纬度的北欧国家，如丹麦、瑞典等，这些国家冬季长，飞机结冰现象突出。
[0003]飞机在遇有气温低、湿度大、降雨、降雪等寒冷天气时，会在其表面形成一层霜、雪或冰。冰雪凝结在飞机机翼上，会使机翼表面变得粗糙，造成临界迎角减小、机翼升力降低，两翼升力不平衡，飞行阻力增大，这就会使飞机在起飞速度本来就不快的状态下，飞机的空气动力性能进一步变坏，过早出现失速，飞行员对飞机的控制难度加大，影响飞机的安全性和操作性，甚至导致飞行事故。
[0004]世界航空组织对有关冰雪天气引起的飞行事故进行统计表明:由于飞机表面结冰、积雪、结霜或飞机在起飞前表面结冰、积雪未及时清除引起的事故占各种气候条件引起事故的9%(郭龙、沈宏良、施永毅之“飞机容冰技术的研究进展”)。可见，飞机起飞前及时清除表面的冰、雪、霜至关重要。
[0005]中国北方地区冬季非常寒冷，停放在机场的飞机，一旦遇到冰雪天气，飞机的表面就会结冰，为了保证飞机的飞行安全，中国民航规定，飞机起飞前半小时内必须除冰。然而，飞机又以其体积的庞大性和结构的复杂性决定了除冰的困难程度。
[0006]经分析，冬季航班延误有很大一部分是由于不能及时完成飞机除防冰工作导致的，因为除防冰液必须加热到一定温度(约85°C)后喷洒到冰雪表面才能起到相应的作用，现有的除防冰设备有些是预热式的，加热功率较大，一箱除冰液使用完毕后再加热一箱除冰液的时间非常长，难以满足长时间持续除冰的要求。而其他具有即时加热装置的设备，又存在温度控制不稳定，系统压力损失大、整体设备可靠性不够等问题，现有的除防冰设施已不能满足民航机场冬季运行保障的要求。
[0007]另外机场重要区域的融冰除雪工作也是北方机场经常需要面临的棘手问题，飞机滑行通道以及跑道不能及时清除冰雪也是导致航班延误的一个重要因素。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种能够满足长时间连续工作的机场除防冰设备，以满足航空公司及机场公司客户的地面勤务需要。
[0009]本发明采用以下技术方案:
一种机场除防冰设备，包括:
底盘，作为载具而能够移动； 除防冰液箱，安装在所述底盘上，用于提供除冰液；
盘管炉，安装于所述底盘上，且进液口连接所述除防冰液箱，并通过两条并行的管路输出，其中一条回流到所述除防冰液箱；
喷洒设备，连接盘管炉并行的管路输出中的另一条；以及 升降平台，安装在所述底盘上，用于操作人员喷洒作业。
[0010]上述机场除防冰设备，所述喷洒设备包括两路，一路用于地面除防冰，另一路用于机身除防冰，两路各自配有独立的泵浦。
[0011]优选地，用于机身除防冰的泵浦有两台，并行设置，一备一用。
[0012]优选地，配置于地面除防冰的泵浦与底盘公用一台发动机，相应地，该发动机输出有两跟传动轴，其一与底盘传动系统相连，另一与地面除防冰的泵浦相连。
[0013]在一些实施例中，还配有独立的用于给该机场除防冰设备供电的柴油发电机，且该柴油发电机设置在底盘上。
[0014]具体地，所述柴油发电机为水冷式。
[0015]具体地，在底盘上从前至后的主要部件布局为:柴油发电机、除防冰液箱、盘管炉。
[0016]在一些实施例中，升降平台设置在底盘的一端，从而在底盘的其余部分装置有容纳底盘上部件的防护用外壳，该外壳匹配底盘上的部件开有门及勤务窗口，并对需要散热的和进排气的部件，匹配有散热格栅和进排气通道。
[0017]在一些实施例中，所述除防冰液箱内设有防荡板。
[0018]在一些实施例中，所述除冰液箱设有闭环的第一温控系统，并为喷洒设备配有第二温控系统；其中第一温控系统至少除冰液箱内设有第一温度传感器，而第二温控系统至少在用于喷洒的喷液口设有第二温度传感器，两温控系统输出控制相应的加热元件。
[0019]依据本发明，通过作为载具的底盘，方便对目标区域进行除防冰，通过盘管炉，利用盘管炉的即热式特点，可以省去前期的加热时间，从而提高除防冰作业的效率。另外，通过部分回流的结构设计，提高除防冰液箱的基础温度，使盘管炉不一直工作的较高的功率状态下，温度输出的稳定性更好。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为加装外壳的一种机场除防冰设备的整体结构示意图。
[0021]图2为一种机场除防冰设备结构一侧的视图。
[0022]图3为一种机场除防冰设备结构另一侧的视图。
[0023]图4为一种机场除防冰设备的后轴侧结构示意图。
[0024]图5为液路控制原理图。
[0025]图中:1、通用汽车底盘，2、电动液压升降平台，3、304不锈钢防雨罩外壳，4、发电机排烟管，5、除防冰液箱人孔盖，6、锅炉排烟管，7、发电机散热器散热格栅，8、除冰液箱液位计，9、防雨罩散热格栅，10、设备控制面板，11、水冷式发电机，12、不锈钢多级离心泵，13、音叉液位开关，14、除防冰液箱，15、人孔盖，16、锅炉燃油箱，17、锅炉，18、锅炉燃烧器，19、油滤，20、机械式电接点温控表，21、水流开关，22、压力表，23、路面除冰雪喷头；24、燃油箱，25、燃油阀，26、冷回液阀，27、入口电动阀，28、燃烧器，29、第一热回液阀，30、第二热回液阀，31、喷枪，32、出口电动阀，33、泵入口阀。【具体实施方式】
[0026]参照说明书附图1至5，为一种配置较佳的机场除防冰设备的实施例，其采用通用汽车底盘1，当然，也可以对其进行改造，以适应除防冰设备的特殊应用。
[0027]如图1-5所示的除防冰设备，其主体包括:
通用汽车底盘I (以下简称底盘)，图中为轮式底盘，轮式底盘速度快，噪音小。
[0028]相对于通用汽车底盘1，进行一些改装，加装一台汽车发动机取力器，或者说装一台发动机，该发动机输出两个传动轴，其中一轴与原汽车传动杆连接，通过汽车的传动系统驱动汽车正常行走；另一轴通过减速机及离合装置与一台60m3/h，扬程90米的大功率离心泵输入轴连接，用于满足机场地面喷洒融雪、融冰工作的需要，该大功率离心泵记为第一离心泵，功率较大，主要用于地面除防冰。
[0029]该除防冰设备配置的喷洒系统除了前述的第一离心泵提供喷洒动力外，在下文中还涉及到两个并行的第二离心泵，喷洒系统的控制由供水管理上的一个电磁气动球阀执行，如图5所示的泵入口阀33，用于除冰液箱14出口管路的总控。电磁气动球阀的启动按钮接入汽车驾驶室，气源由汽车气包接入，气压较大，执行关断和开启动作干脆利落。使用时驾驶人员在驾驶室即可进行控制，可以完成高温热水或除防冰液的喷洒；
再看汽车底盘安装除防冰核心设备，其主要由4部分组成，根据汽车承载情况以及各相关模块的重量，为保证整体的稳定性，具体布置如下:
1.最前部为一台30KVA水冷一体式柴油发电机，如图2和3中部所示的水冷式发电机，输出电压380V/220V，为确保使用安全，避免发生人员伤害及其他用电安全事故，发电机输出后接如一台1:1隔离变压器，从隔离变压器输出后再供整个机场除防冰设备用电。
[0030]2.其次为水泵机组及控制组件。区别于第一离心泵，这里的水泵机组称为第二离心泵。为提高整套设备的可靠性，本设备设置了两套完全独立的不锈钢多级离心泵12，一旦一台水不锈钢多级离心泵12发生故障，操作人员可以方便的通过阀门切换到另一台，并通过触摸屏控制开关。
[0031]这里的控制采用集中控制，控制终端设置在驾驶室，如触摸屏，作为人机界面，另外可以配置如单片机、控制器或者PLC可编程逻辑控制器，用于输出/输出的控制。
[0032]控制组件为整套设备的核心，在一些应用中集成了 PLC、HMI (人机界面)、DEEP SEA(英国深海)发电机远程操控板以及其他安全保护互锁装置和信号检测传感装置。
[0033]对于温度的控制采用闭环控制，如在喷枪31或者相关的喷口处设置热电偶，进而根据采集到的温度控制加热。温度采集往往具有一定的延迟，为此PLC程序中采用了温度的模糊控制方式，预设了拟合温度曲线，通过调校消除了如热电偶采集信息延迟的问题，并能通过HMI方便的输入各项控制参数，有效地稳定了除防冰液的出液口温度。
[0034]3.再次为除防冰液箱14，为满足除防冰液的储存要求，除防冰液箱及所有管件均采用304不锈钢材质制作，提高设施的耐蚀能力。
[0035]除防冰液箱14上部设有用于检修的除防冰液箱人孔盖5及除冰液加注口。为消除水箱内除防冰液的波动对行驶中的汽车造成影响，除防冰液箱14内设置了放荡板，放荡板属于水箱中的成熟设计，在此不再赘述。
[0036]除防冰液箱14下部设有一个出液口、一个排液口和一个回液口。除防冰液箱14的侧面底部相应位置安装了两件音叉液位开关13，用于检测水箱液位情况，为整套设备的运行提高液位信息.4.最后为即热式不锈钢盘管炉，如图2和3所示的锅炉17，并配有炉内胆及挡火墙、烟道均为304不锈钢盘管制作，除防冰液经不锈钢多级离心泵12加压后进入锅炉盘管，在盘管内流动的过程中被加热到相应的温度后通过系统调压阀、安全阀一部分循环回除防冰液箱14，另一部分通过除防冰喷枪喷洒。
[0037]在上述内容中不锈钢多级离心泵12采用泵入方式配置，在另一些应用中可以采用吸液方式，而配置在喷枪31管路的起端。
[0038]在喷枪31不开启的情况下，经过加热的除防冰液完全回流回除防冰液箱14，提高除防冰液箱14的基础水温，同时避免锅炉17 —直处于较高的载荷下运行。
[0039]锅炉17出液口装有机械式电接点温控表，用作锅炉最终一级的安全保护，通过闭环控制，避免锅炉超温。
[0040]另外出液口处安装有水流开关，给PLC提供开关信号，仅在水流开关闭合的情况下，锅炉燃烧器才正常点火工作，避免锅炉干烧引发事故。
[0041]整套核心设备外罩有一个由304不锈钢焊接制作的防雨外壳，如图1所示的304不锈钢防雨罩外壳3 (以下简称外壳)，外壳上部相应位置开有人孔盖孔和发电机排烟管孔。侧面装有4扇门，打开相应的门可以完成设备的开关、发电机的勤务、锅炉的勤务以及水泵的勤务工作。其中发电机散热口位置以及锅炉烟道位置装有百叶式散热口或者散热格栅，便于机器内部的热量消散。
[0042]汽车通用底盘I的最前端为一个升降幅度为4米的电动剪叉式升降平台如图1中所示的电动液压升降平台，用于机身除防冰的除冰液喷枪即安装在该平台上。需要给飞机进行相关勤务时，工作人员站立在该平台上，把平台升到相应位置，控制喷枪云台进行喷洒作业。平台前端装有两盏投光灯，灯的角度、方向可调，便于夜间或光线较暗时使用。
[0043]使用时:
a.使用准备工作:除防冰液箱14内注入已勾兑好的除冰液水溶液，锅炉17的燃油箱24及发电机燃油箱油位正常，水路各阀门处于正常状态；
b.启动检查:闭合发电机直流电闸，此时深海控制器上电，控制面板自动模式红灯亮，液晶屏显示“发动机静止”信息。此时轻按一下控制面板上的手状按钮，相应按钮下的红色指示灯点亮，然后按一下“手动”按钮，3S后发电机自动启动，控制面板上液晶屏及上部的机械式电压、电流表均开始显示发电机的输出参数。同时经过延时后设备控制箱自动上电，PLC开始工作，HMI点亮，并处于欢迎界面，界面下部滚动提示“轻按屏幕，进入操作界面”。轻触屏幕后进入操作界面，一般选用自动模式，直接轻触“启动”按钮，设备即自动启动运行，无需人为干预。2分钟作用锅炉预热完毕，出水温度达到正常，可以开始除防冰工作。
[0044]c.工作过程中一旦液位音叉开关13检测到液位达到报警液位，PLC输出报警信号，设备声光报警装置启动，此时设备仍可正常使用，但锅炉17不再进行加热，随着液位继续下降，达到停机液位时，水泵自动停机，系统无压力，设备不能再继续使用。正常工作中，一旦水路系统的水流开关没有动作，锅炉液位立即停止工作，方式出现干烧造成事故。
[0045]d.PLC控制系统编入了温度传感器检测程序，一旦温度传感器故障或线路故障，系统温度显示为“(TC ”时，系统自动进入辨识程序。首先会正常启动，锅炉正常工作，3分钟后再次读取温度传感器信号，若不再为“(TC ”则设备正常工作，若仍为“(TC ”，则设备停止工作并发出相应的报警信号。
[0046]e.设备停机:首先关闭除防冰喷枪开关及喷枪上端管道开关，然后在HMI上轻触“停止”按钮，锅炉立即停止工作，不锈钢多级离心泵继续运行120S (该时间可在HMI参数设定中调整，但不得短于60S)后停止，此时可按压发电机控制面板上的红色停机键关闭发动机并拉开直流电闸。
【权利要求】
1.一种机场除防冰设备，其特征在于，包括: 底盘，作为载具而能够移动； 除防冰液箱，安装在所述底盘上，用于提供除冰液； 盘管炉，安装于所述底盘上，且进液口连接所述除防冰液箱，并通过两条并行的管路输出，其中一条回流到所述除防冰液箱； 喷洒设备，连接盘管炉并行的管路输出中的另一条；以及 升降平台，安装在所述底盘上，用于操作人员喷洒作业。
2.根据权利要求1所述的机场除防冰设备，其特征在于，所述喷洒设备包括两路，一路用于地面除防冰，另一路用于机身除防冰，两路各自配有独立的泵浦。
3.根据权利要求2所述的机场除防冰设备，其特征在于，用于机身除防冰的泵浦有两台，并行设置，一备一用。
4.根据权利要求2或3所述的机场除防冰设备，其特征在于，配置于地面除防冰的泵浦与底盘公用一台发动机，相应地，该发动机输出有两跟传动轴，其一与底盘传动系统相连，另一与地面除防冰的泵浦相连。
5.根据权利要求1所述的机场除防冰设备，其特征在于，还配有独立的用于给该机场除防冰设备供电的柴油发电机，且该柴油发电机设置在底盘上。
6.根据权利要求5所述的机场除防冰设备，其特征在于，所述柴油发电机为水冷式。
7.根据权利要求5或6所述的机场除防冰设备，其特征在于，在底盘上从前至后的主要部件布局为:柴油发电机、除防冰液箱、盘管炉。
8.根据权利要求1所述的机场除防冰设备，其特征在于，升降平台设置在底盘的一端，从而在底盘的其余部分装置有容纳底盘上部件的防护用外壳，该外壳匹配底盘上的部件开有门及勤务窗口，并对需要散热的和进排气的部件，匹配有散热格栅和进排气通道。
9.根据权利要求1所述的机场除防冰设备，其特征在于，所述除防冰液箱内设有防荡板。
10.根据权利要求1所述的机场除防冰设备，其特征在于，所述除冰液箱设有闭环的第一温控系统，并为喷洒设备配有第二温控系统；其中第一温控系统至少除冰液箱内设有第一温度传感器，而第二温控系统至少在用于喷洒的喷液口设有第二温度传感器，两温控系统输出控制相应的加热元件。
【文档编号】E01H10/00GK104029822SQ201410289251
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】张云鹏 申请人:山东太古飞机工程有限公司