一种机场除冰用防冰液的加液站综合装置的制作方法

本实用新型属于机场除冰专用设备领域，涉及一种机场除冰用防冰液的加液站综合装置。

背景技术：

飞机除冰液基本原理是借助某种液体减小冰与飞机表面附着力或降低水在飞机防冰表面的冻结温度。

在结冰条件下，冰、雪、霜对飞机的运行安全会造成直接影响，会使飞机外表面变得粗糙，增加飞机重量，限制飞机操纵面的活动范围，导致仪表误差，严重时还引起飞机失速增加和瞬间反常上仰，从而使飞机的飞行性能大大下降，特别当飞机起飞上升时，使得飞行姿态难以控制，严重则造成空难。世界航空史上已发生多起因恶劣冰雪天气造成的空难，飞行机组、机务和签派人员都应高度重视冬季气象条件给飞机带来的危害。因此，为了保障正常航运和飞行安全，必须除去飞机表面的冰霜积雪。

液体防冰是一种物理防冰方法，它的基本原理是借助某种液体减小冰与飞机表面附着力或降低水在飞机防冰表面的冻结温度。液体防冰系统在挡风玻璃防冰及活塞式发动机的螺旋桨等部件的防冰上得到了应用，其主要问题是要配备足够的防冰液，并选取适当的方法将防冰液喷射到防冰表面上。

液体防冰系统可以连续地或周期地向防冰表面喷射工作液体。要求工作液体具有凝结温度低，与水混合性能好，与防冰表面附着力强，对防冰表面没有化学腐蚀作用，无毒，以及防火性能好等特点。但喷洒在飞机表面上的除冰会对飞机的空气动力学性能带来一定影响，从而影响到飞机的升力，这种影响随着液体的浓度、粘度和温度变化而变化。

目前使用的防冰液有甲醇、乙醇(酒精)、乙烯乙二醇等。从性能上看，甲醇的冰点最低，乙醇次之，乙烯乙二醇最高。但从着火危险来说，乙烯乙二醇化学稳定性好，最安全，价格也便宜，所以美国制造的飞机上多用乙烯乙二醇作防冰液，而苏制飞机则多用乙醇或乙醇与其他液体的混合液作为防冰液。

国际上普遍要求飞机除冰液需符合美国机动车工程师学会(Society of Automotive Engineers,SAE)发布的标准要求，同时也将飞机除冰液分为四类，即SAE I型，II型、III型和IV型飞机除冰液。飞机除冰液以乙二醇(Ethylene Glycol,EG)、丙二醇(Pro-pylene Glycol,PG)和二甘醇(Diethylene Glycol,DE)对等多元醇为主要原料，并添加一些能提高除冰效率的表面活性剂和防腐剂，II型、III型和IV型飞机除冰液还添加了增稠剂。其中I型需符合SAE AMS 1424-2的要求，为牛顿流体，粘度较小，醇含量按重量计至少为80％，能有效去除飞机表面上冰霜，但防冰时间有限；II型、III型和IV型需符合SAE AMS 1428-3的要求，属于非牛顿流体，粘度较大，醇含量按重量计至少为80％，具有较长的防冰时间。

根据《民用航空用化学产品适航管理规定》(CCAR-53部)的要求，飞机除冰液作为一种航空化学产品，只有在取得了民航局颁发的民用航空产品设计/生产批准函后，才能投放市场。获得批准函需满足3个条件：①生产厂家拥有优质的质量控制体系；②产品符合相应的技术要求；③优质的售后服务。

对于质量控制体系方面，CCAR-53部第3章第十五条对原材料的入厂检验控制、生产过程控制、生产和检验设备的校验、人员的培训和资格鉴定、向局方报告的程序等各个方面的要素进行了规定。对于售后服务方面，要求除冰液生产厂家需对用户进行必要的培训，比如除冰液的理化指标、检验方法、使用方法等，以使用户能够正确的认识并使用除冰液。根据不同的类型，飞机除冰液须满足相应标准的技术要求，即SAE AMS 1424,SAE AMS 1428，包括环保性能、理化指标、稳定性能、与飞机材料相容性、使用性能(防冰性能、空气动力学性能)等，其中空气动力学性能是非常重要的一项。

寒冷地带的大型机场冬季对防冰/除冰液需求大，飞机起降频繁对加液效率和除冰/防冰性能，特别是除冰迅速和持续长久有较高要求。

在对防冰/除冰液产品本身性质确定情况下，开发兼容性良好，收集、调和、加注科学高效的加液站对改善机场除冰/防冰作业质量效率尤为重要。

目前行业内传统加液站侧重I型液，对非牛顿流体的II、III、IV类考虑不足。设计，建设兼容多种除冰防冰液的综合加液站是一种发展趋势。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种机场除冰用防冰液的加液站综合装置；该装置结合两类液体的特点，将能够输送两类液体的加液站结合起来，设计出一种能够兼容多种除冰用防冰液的综合站。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种机场除冰用防冰液的加液站综合装置，包括牛顿型流体精确配比单元、调和加温单元、计量装车单元和若干个非牛顿型流体独立加注单元；所述牛顿型流体精确配比单元内设置有原液储罐和水储罐，原液储罐的入口连通至I型除冰原液桶，水储罐的入口连通至自来水系统，原液储罐的出口和水储罐的出口共同连通至调和加温单元的输入端；调和加温单元包括第一调和罐和第二调和罐，第一调和罐的外来液体入口和第二调和罐的外来液体入口均和调和加温单元的输入端连通，第一调和罐的外送液体出口和第二调和罐的外送液体出口共同连接至计量装车单元的分流端；原液储罐和水储罐输入至调和加温单元的液体量均受控于PLC系统；

每一个非牛顿型流体独立加注单元包括专用储罐，专用储罐的入口连通至II、III或IV型除冰原液桶，专用储罐的出口与计量装车单元的输出端均连接至机场专用车辆加液口；

第一调和罐、第二调和罐和专用储罐内均设置有液位监控装置，所述液位监控装置连接至PLC系统。

本发明的进一步改进在于：

优选的，牛顿型流体精确配比单元内设置有第一三通，调和加温单元设置有第二三通和第三三通；原液储罐的出口和水储罐的出口分别连通至第一三通的两个入口，第一三通的出口和第二三通的入口连通，第二三通的两个出口分别与第一调和罐的外来液体入口和第二调和罐的外来液体入口连通；第一调和罐的外送液体出口和第二调和罐的外送液体出口分别与第三三通的两个入口连通，第三三通的出口和计量装车单元的分流端连通。

优选的，原液储罐和I型除冰原液桶之间设置有第一输入泵、原液储罐的出口和第一三通之间设置有第一混合配比泵；水储罐和第一三通之间设置有第二混合配比泵。

优选的，第一输入泵和第一混合配比泵均选用齿轮式；第二混合配比泵选用离心式。

优选的，第一调和罐的循环液体出口连通至第一自循环泵的入口，第一自循环泵的出口连通至第一调和罐的循环液体入口；第二调和罐的循环液体出口连通至第二自循环泵的入口，第二自循环泵的出口连通至第二调和罐的循环液体入口。

优选的，第一自循环泵的出口和第二自循环泵的出口均设置有在线遮光度仪，每一个在线遮光度仪均连通至PLC控制系统。

优选的，计量装车单元的输入端分为若干个加液管路，每一个加液管路连接至一个机场专用车辆加液口，每一个加液管路上设置有一个装车泵。

优选的，专用储罐的入口与II、III或IV型除冰原液桶之间设置有两个并联的第二输入泵，专用储罐的出口与机场专用车辆加液口之间设置有两个并联的输出泵。

优选的，第二输入泵和输出泵均选用隔膜式。

优选的，原液储罐、水储罐、第一调和罐、第二调和罐和专用储罐的顶部均设置有呼吸阀；第一调和罐和第二调和罐的内部设置有电加热装置；所述综合装置内的主体设备均选用304不锈钢材质，主体设备包括罐体、连接管路、泵和仪表。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型公开了一种机场除冰用防冰液的加液站综合装置，该装置根据牛顿型流体类的除冰液和非牛顿型流体类除冰液本身所具有的物理特性的区别，整个加液装置设置有两类不同加液的输入端，输出端同时设置在机场专用车辆的加液口(加液口的数量能够根据实际的场地情况进行调整最终调整)，使得整个系统将所有的类型的除冰液均能兼容；其中针对牛顿型流体的I型除冰液的输送单元内，设置有原液储罐和水储罐，二者之间的输出量可通过PLC调整，进而精确调配调和罐内的防冰液浓度；对应的的输送单元将目前市场上所有I、II、III、IV类除冰液/防冰液产品自小包装桶抽取至专用储罐内，根据使用要求迅速大流量输出至机场专用车辆内使用，且能够同时出料不影响进料调配，可使整个系统高效连续稳定运转。PLC系统能够精确控制除冰原液与水的配比，同时实时监控调和罐内液位，防止液体溢出；该装置同时在第一调和罐、第二调和罐和专用储罐内设置有液位监控器，即两种类型的防冰液的输出终端前的一个储液罐设置有液位监控器，监控器连接至PLC系统，使得只需少量的操作人员即可完成监控、加液的操作，因此该装置能够最低限度减少人员值守，安全可靠，稳定高效。相对于传统装置，具有更好的兼容性、自动化进步优势。

进一步的，本实用新型的多个连接处通过多个三通连通，实现流体的汇流与分流。

进一步的，各个罐体之间的传输通过泵体实现液体的传输。

进一步的，为改善物料输送效率和避免输送过程中对物料内在损伤，该单元内涉及到输送I型原液的泵体均为齿轮式，即第一输入泵和第一混合配比泵相对应的为齿轮式输入泵和齿轮式混合配比泵，而第二混合配比泵选用离心式即可满足要求。

进一步的，两个调和罐各带独立的自循环泵连续工作，使罐内物料充分混匀，确保微观均匀，性质最稳定。

进一步的，第一自循环泵的出口和第二自循环泵的出口均设置有在线遮光度仪，且每一个在线遮光度仪均连通至PLC控制系统，当在线折光度仪检测确认合格且返回至PLC控制系统后，则可出料。

进一步的，计量装车单元内设置有若干个加液管路(具体加液管路的设置根据实际场地与现场需求决定)，每一个加液管路连接至一个机场专用车辆加液口，每一个加液管路上设置有一个装车泵，液体经过装车泵能够向机场专用车辆内注入合格调配的除冰液，用于机场除冰作业，且多条加液管路保证除冰液加注可以同时向不同车辆同时加注。

进一步的，第二输入泵和输出泵均为两个泵，互为备份，可以交替使用增加连续工作的安全系数，也可以在需要时大流量输出防冰液时同时开启，加倍输送量。

进一步的，第二输入泵和输出泵均选用隔膜式，因II、III、IV类非牛顿流体防冰液，主体为高分子粘稠复杂混合物，对剪切力、压力、温度、界面材料敏感，因此选用隔膜式泵体，防止输送过程中对液体产生影响。

每一个储罐顶部均附带呼吸阀保证内部气压与外部环境一致；整个综合装置的主体设备均选用304不锈钢材质，以回避锈蚀污染；两个调和罐内设置有加热装置，用于加热调和罐内液体。

【附图说明】

图1为本实用新型的牛顿型流体精确配比单元的装置连接关系图；

图2为本实用新型的非牛顿型流体独立加注单元的装置连接关系图；

其中：1-第一输入泵；2-原液储罐；3-第一混合配比泵；4-第二混合配比泵；5-水储罐；6-第一自循环泵；7-第一调和罐；8-装车泵；9-第二调和罐；10-第二自循环泵；11-第二输入泵；12-专用储罐；13-输出泵；14-第一三通；15-第二三通；16-第三三通；17-分流端；18-电加热装置。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

本实用新型公开了一种机场除冰用防冰液的加液站综合装置，包括牛顿型流体精确配比单元、调和加温单元、计量装车单元和非牛顿型流体独立加注单元。所述的牛顿型流体精确配比单元输入端与桶装除冰液/防冰液I型产品对接，输出端与调和加温单元相连；调和加温单元与计量装车单元相连。非牛顿型流体独立加注单元输入端与桶装除冰液/防冰液II、III、IV型产品对接，输出端计量装车。

参见图1，牛顿型流体精确配比单元包括第一输入泵1、原液储罐2、第一混合配比泵3、第二混合配比泵4、水储罐5、第一三通14及相应的流量计及自控阀门；第一输入泵1入口与若干个桶装除冰防冰液商品相连，其出口与原液储罐2入口相连，原液储罐2出口与第一混合配比泵3入口相连；所述的水储罐5入口与公用自来水系统相连，其出口与第二混合配比泵4入口相连；第一混合配比泵3的出口和第二混合配比泵4出口汇入在第一三通14的两个入口，第一三通14的出口与调和加温单元的第二三通15的入口连通；因该单元针对的防冰液为I型原液，为改善物料输送效率和避免输送过程中对物料内在损伤，该单元内涉及到输送I型原液的泵体均为齿轮式，即第一输入泵1和第一混合配比泵3相对应的为齿轮式输入泵和齿轮式混合配比泵，而第二混合配比泵4选用离心式即可满足要求。

所述的调和加温单元包括第一调和罐7、第二调和罐9、第一自循环泵6和第二自循环泵10、第二三通15和第三三通16以及相应的加温、液位自控；第二三通15的两个出口分别和第一调和罐7和第二调和罐9的液体入口相连。第一调和罐7和第二调和罐9均设置有两个入口和两个出口，其中入口均在调和罐的顶部，出口开设在罐体的底部；第一调和罐7包括一个外来液体入口、一个外送液体出口、一个循环液体入口和一个循环液体出口；同理，第二调和罐9包括一个外来液体入口、一个外送液体出口、一个循环液体入口和一个循环液体出口；第一调和罐7和第二调和罐9的外来液体入口均与第二三通15的两个出口连通，用于输入牛顿型流体精确配比单元中传入的流体(包括I型防冻液和水)；第一自循环泵6入口与第一调和罐7底部的循环液体出口相连，第一自循环泵6出口与第一调和罐7顶部循环液体入口相连，第一调和罐7内的液体通过离心式自循环泵6与第一调和罐7内的之间循环充分混匀；第二自循环泵10入口与第二调和罐9底部的循环液体出口相连，第二自循环泵10出口与第二调和罐9顶部循环液体入口相连，第二调和罐9内的液体通过第二自循环泵10与第二调和罐9之间的循环充分混匀；第一调和罐7的外送液体出口和第二调和罐9的外送液体出口在第三三通16的两个入口汇合，第三三通16的出口和计量装车单元分流端17的一个入口连通；第一调和罐7和第二调和罐9设置有物料上限监控，实时监控第一调和罐7和第二调和罐9内的液位，同时将液位信息传递会PLC系统，便于PLC系统实时监控液位，保证第一调和罐7和第二调和罐9内的液体不会冒顶溢出；两个罐底均设置有电加热装置18与温度检测装置，当温度低于设定值时，PLC系统控制电加热装置18启动加热第一调和罐7和第二调和罐9内的液体，当高于上限值时，电加热装置18停止加热。第一自循环泵6和第二自循环泵10的出口处设置有在线遮光度仪，用于检测液体的混合质量(检测是否均匀)，同时将该数据输出信号至PLC控制柜监控存储。

计量装车单元包括若干个并联的加液管路、离心式的装车泵8、和分流端17，附带相应的流量和自控阀门；分流端17设置有一个入口和若干个出口，一个入口和第三三通10的出口连通，每一个出口连接一个加液管路，每一个加液管路上设置有一个离心式的装车泵8，图1中的两个加液管路为示意数量；每一个加液管路的出口与机场专用车辆加液口相连。

参见图2，非牛顿型流体独立加注单元包括第二输入泵11、带液位和加温自控的专用储罐12，带流量自控的输出泵13；两个并联的第二输入泵11的入口同时与桶装除冰防冰液商品相连，其出口与专用储罐12入口相连；专用储罐12入口与第二输入泵11出口相连，其出口与两个并联的输出泵13入口相连；输出泵13入口与专用储罐12出口相连；与上面的计量装车单元相同，专用储罐12的出口也能够根据具体的现场需求与实际情况进行设定，每一个出口与机场专用车辆加液口相连，图2中只显示出一个；与牛顿型流体独立加注单元相同，因II、III、IV型原液为非牛顿流体防冰液，该单元内涉及到输送II、III、IV型原液的泵体均选用隔膜式泵体，即隔膜式输入泵和隔膜式输出泵；因主体为高分子粘稠复杂混合物，对剪切力、压力、温度、界面材料敏感，则使用独立加注单元；外购桶装成品经第二输入泵11进入带液位自控的专用储罐12，根据机场使用要求通过带流量自控的输出泵13加入专用车辆内使用。

为改善物料输送効率和避免输送过程中对物料内在损伤，对I型原液采用齿轮泵，牛顿型流体精确配比单元中选用齿轮式混合配比泵，II、III、IV型原液采用隔膜泵，其余选用离心泵。原液储罐2、水储罐5、第一调和罐7、第二调和罐9和专用储罐12的顶部均附带呼吸阀保证内部气压与外部环境一致。第一调和罐7调和第二调和罐9带有高精度流量体积自控、自循环和专用的电加热装置18；以加强配比、混合、温度对除冰效果的良好促进作用，该综合装置中的主体设备均选用304不锈钢材质，主体设备包括罐体、连接管路、泵和仪表等，以回避锈蚀污染。

该综合装置所选用的加热器、自控仪表均为防爆产品，确保足够安全。电缆安装时均用金属护管和防爆接线盒。PLC控制柜和整体设备均等电位接地，三相五线制。整体装置可建造在室内，以确保防雷安全。排水、防护小动物进入，确保电控系统安全。

工作过程：

I型除冰液桶装自齿轮式输入泵1进入原液储罐2内存储。自来水自公用网络进入水储罐5内存储。根据调配需要，输入PLC中配比浓度和数量等参数，I型除冰液原液经第一混合配比泵3，自来水经第二混合配比泵4，之后经各自流量计控制，进入后续的第一调和罐7和第二调和罐9中。

第一调和罐7和第二调和罐9内的物料有液位上限对进料泵自控，不会冒顶。两罐底部均设有专用电加热装置18，温度对加热器输入电源反馈自控。两罐各带独立的第一自循环泵6和第二自循环泵10连续工作，使罐内物料充分混匀，确保微观均匀，性质最佳稳定。自循环泵出口管道设置有线遮光度仪检测混合质量，输出信号至PLC控制柜监控存储。

调配微观均匀的除冰液经在线折光度仪检测确认合格则可以随时出料。经装车泵8和流量计自控状态向机场专用车辆内注入合格调配的除冰液，用于机场除冰作业。除冰液加注可以同时向不同车辆同时加注，但不同车辆内容积或需要量不同，在加注之前一定要检查真实可用容积，输入PLC控制中，以免加多车顶冒罐。

正常使用时若调和浓度一致，可以连续进料、配比、混合、出料。若需更改配比浓度则需要将上一批次调和罐内尽量抽空后再重新进料，则可以迅速更新为新设定的浓度，检测合格后即可连续出料。

其他II、III、IV类非牛顿流体防冰液，因主体为高分子粘稠复杂混合物，对剪切力、压力、温度、界面材料敏感，则使用独立加注单元。外购桶装成品经隔膜式的第二输入泵11进入带液位自控的专用储罐12，根据机场使用要求通过带流量自控的隔膜式的输出泵13加入专用车辆内使用。

传感器、电动阀、PLC自控可最低限度减少人员值守，安全可靠，稳定高效。相对于传统装置，具有更好的兼容性、自动化进步优势。本实用新型中所有关键泵系统均有备份，特殊情况可以相互借用。

不同物料或不同厂商提供的同类产品混合时可能产生不利变化，故一般不允许随意混料。更换除冰液进料时需将后续整个装置内部排空清洗干净后使用。清洗排出废液进入污水处理系统，经常规物理、化学、生物处理净化后可达GB3838-2002《地表水环境质量标准》III类标准，作为中水回用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。