飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，包括设于称重设备上并通过管路依次连接的灭火剂瓶、调节阀、被测滤湿调节器、电加热管路、蒸发器、气体流量计、灭火剂喷嘴，调节阀与被测滤湿调节器之间的连接管路上设有压力表；称重设备的下方设有通过管路依次连接的灭火剂收集器、第二气体流量计、气泵、冷凝器，灭火剂喷嘴通过柔性连接管伸入到灭火剂收集器中。具有操作简单、适用性强和整体造价较低的优点，可为滤湿调节器的研发、性能测试提供条件保障。
【专利说明】飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种灭火系统设备性能测试技术，尤其涉及一种飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备。
【背景技术】
[0002]滤湿调节器是大型客机货舱低速灭火系统中的关键部件。滤湿调节器主要起到吸收灭火剂中的水分、调节灭火剂流量、调节灭火管路中的压力以及滤除灭火管路中可能出现的固体颗粒物。在灭火系统中，如不采用滤湿调节器，无法实现灭火剂流量与压力的调节，而且灭火剂中的水分遇冷结冰，冰晶和固体颗粒物可能会引起灭火剂管路堵塞。在滤湿调节器的研制过程中需要对上述参数进行测定。现有技术中，尚未见滤湿调节器性能测试设备与方法的相关文献和专利。
[0003]滤湿调节器性能测试中的一个突出难点是准确测量通过滤湿调节器的灭火剂的质量流量。主要难点有两点:一是喷射出来的灭火剂是两相流，现有流量计较难精确测量流量，或者流量计的价格很贵；二是航空中使用的灭火剂多为哈龙1301或1211等卤代烷，质量流量计在使用前需要用这些物质进行标定，然而现有的设备生产厂家或是没有能力进行灭火剂流量标定，或是标定周期长，或是标定价格较为昂贵。
[0004]哈龙1301或1211等卤代烷会破坏大气中的臭氧层。滤湿调节器性能测试中会使用大量的哈龙灭火剂，如何简单、方便地回收性能测试中使用的哈龙灭火剂，也是目前滤湿调节器性能测试中的一个难点，现有技术中没有有效的解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种操作简单、适用性强、整体造价较低的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007]本发明的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，包括通过管路依次连接的灭火剂瓶、调节阀、被测滤湿调节器、电加热管路、第一气体流量计、灭火剂喷嘴，所述调节阀与被测滤湿调节器之间的连接管路上设有压力表；
[0008]所述灭火剂瓶通过灭火剂瓶固定结构固定在称重支架上，所述被测滤湿调节器和电加热管路通过支撑柱固定在所述称重支架上，所述称重支架置于称重设备上；
[0009]所述称重支架的下方设有通过管路依次连接的灭火剂收集器、第二气体流量计、气泵、冷凝器，所述灭火剂喷嘴通过柔性连接管伸入到所述灭火剂收集器中。
[0010]由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，由于包括通过管路依次连接的灭火剂瓶、调节阀、被测滤湿调节器、电加热管路、第一气体流量计、灭火剂喷嘴，所述调节阀与被测滤湿调节器之间的连接管路上设有压力表；灭火剂瓶通过灭火剂瓶固定结构固定在称重支架上，被测滤湿调节器和电加热管路通过支撑柱固定在所述称重支架上，称重支架置于称重设备上；称重支架的下方设有通过管路依次连接的灭火剂收集器、第二气体流量计、气泵、冷凝器，灭火剂喷嘴通过柔性连接管伸入到所述灭火剂收集器中，具有操作简单、适用性强和整体造价较低的优点，可为滤湿调节器的研发、性能测试提供条件保障。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明实施例提供的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备的结构示意图；
[0012]图2为本发明实施例中称重支架的结构示意图；
[0013]图3为本发明实施例中灭火剂收集器的结构示意图；
[0014]图4为本发明实施例中冷凝器的结构示意图。
[0015]图中:
[0016]1、灭火剂瓶，2、灭火剂瓶固定结构,3、称重支架,4、调节阀,5、压力表,6、被测滤湿调节器，7、电加热管路，8、蒸发器，9、第一气体流量计，10、灭火剂喷嘴，11、灭火剂收集器，
12、第二气体流量计，13、气泵，14、冷凝器，15、排气阀，16、排液阀，17、称重设备，18、支撑柱，19、玻璃分离器，20、滤网，21、柔性连接管，22、灭火剂存储瓶，23、电磁阀。
【具体实施方式】
[0017]下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
[0018]本发明的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，其较佳的【具体实施方式】是:
[0019]包括通过管路依次连接的灭火剂瓶、调节阀、被测滤湿调节器、电加热管路、第一气体流量计、灭火剂喷嘴，所述调节阀与被测滤湿调节器之间的连接管路上设有压力表；
[0020]所述灭火剂瓶通过灭火剂瓶固定结构固定在称重支架上，所述被测滤湿调节器和电加热管路通过支撑柱固定在所述称重支架上，所述称重支架置于称重设备上；
[0021]所述称重支架的下方设有通过管路依次连接的灭火剂收集器、第二气体流量计、气泵、冷凝器，所述灭火剂喷嘴通过柔性连接管伸入到所述灭火剂收集器中。
[0022]所述电加热管路与第一气体流量计之间设有蒸发器。
[0023]所述灭火剂收集器的上部设有盖板，所述盖板上设有小孔，连接所述灭火剂喷嘴的柔性连接管通过所述小孔伸入到所述灭火剂收集器中，所述灭火剂收集器的下部为漏斗型结构，所述漏斗型结构内设有滤网。
[0024]所述灭火剂收集器的主体为玻璃分离器。
[0025]所述冷凝器内设有灭火剂存储瓶。
[0026]所述灭火剂存储瓶的口部设有电磁阀。
[0027]本发明的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，能够测试飞机灭火系统滤湿调节器性能，为滤湿调节器的研发、性能测试提供条件保障。
[0028]本发明的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，包括称重测试部分和灭火剂回收部分；所述称重测试部分包括重量设备、称重支架、安装在称重支架上的灭火剂瓶固定装置、灭火剂管道、调节阀、压力表、滤湿调节器接口、电加热管路、蒸发器、质量流量计和灭火剂喷嘴，以及连接上述各部分之间的灭火剂管路；所述称重支架安装在重量设备上，灭火剂瓶固定装置安装在称重支架上，灭火剂瓶被固定在灭火剂瓶固定装置上，灭火剂瓶的灭火剂喷嘴与调节阀连接，调节阀后通过灭火管路依次连接压力表、滤湿调节器接口、电加热管路、蒸发器、质量流量计和灭火剂喷嘴；灭火剂喷嘴后连接灭火剂回收部分；所述灭火剂回收部分包括灭火剂收集器，及其后部通过灭火剂管路依次连接的流量计、气泵和冷凝装置；所述冷凝装置将冷凝后得到的液体灭火剂与气态的其他气体分离；称重支架将安装在其上的设备固定为一个整体，放置在称重设备上，称重设备测量的将是称重支架及其所连接的所有设备的重量，灭火剂喷嘴与灭火剂收集器之间不采用刚性连接；滤湿调节器灭火剂出口后连接电加热管路，电加热管路后连接蒸发器；灭火剂喷嘴与灭火剂收集器之间存在高差；气泵的抽气速率略大于灭火剂喷嘴前的气体流量计的测量值；冷凝器的冷却温度低于灭火剂的气化温度。
[0029]本发明中称重支架将连接在其上的设备固定为一个整体。称重设备测量的将是称重支架及其所连接的所有设备的重量之和；因此，称重设备可以用于测量灭火剂的质量流量，随着灭火剂的排出，灭火剂瓶中的灭火剂质量会逐渐减少，通过测量质量损失速率即可得到通过滤湿调节器的灭火剂质量流率；结合滤湿调节器前端压力表的测量数据，可以得到压力-质量流量的关系；与采用质量流量计直接测量的方法相比，本方法具有成本较低，操作方便，适用于多种灭火剂测量的特点。
[0030]滤湿调节器后端安装一段电加热管路，其用于除去空气中的水蒸气在管道表面结的冰，如果冰不被去除，会造成称重设备测量到的质量增加，引起误差；当滤湿调节器对去除灭火剂中的水分不充分时，在一些管道连接部位、或狭窄处产生结冰，造成管道堵塞，而此时开启电加热进行除冰，能够使性能测试继续进行；在电加热管路后端连接蒸发器，蒸发器的作用是使灭火剂进一步充分气化。在灭火剂流量较小时，可以省去蒸发器，但原则是通过加热管路后的灭火剂已经充分气化。
[0031 ] 本发明中，灭火剂喷嘴将灭火剂喷入灭火剂收集器中，灭火剂收集器为漏斗型，根据灭火剂密度比空气大的原理，灭火剂会在灭火剂收集器的底部聚集；灭火剂收集器与灭火剂喷嘴没有任何刚性连接，这样的目的是防止连接力对称重测量造成影响；灭火剂收集器口部可设置一盖板，盖板可供喷嘴及其连接管道通过，防止空气中的灰尘杂物等进入。
[0032]气泵将抽取的灭火剂混合气输送到冷凝器中，冷凝器根据灭火剂的种类，调节温度；利用哈龙1211或1301在-4°C (1211)或-57.8°C (1301)下液化的原理，分离灭火剂与混入的氧气、氮气等沸点高于此温度的气体；在低温状态下将液化的灭火剂装入压力容器中，密封存储，防止哈龙灭火剂对臭氧层造成破坏。
[0033]本发明具有操作简单、适用性强和整体造价较低的优点，可为滤湿调节器的研发、性能测试提供条件保障。
[0034]具体实施例:
[0035]如图1所示，灭火剂瓶I内装填一定压力与质量的某种灭火剂，为滤湿调节器性能测试提供流体介质，通常情况下飞机低速灭火通道中，哈龙灭火瓶中充装有7.4kg的哈龙1301灭火剂，贮存压力为2.5MPa，充装密度约为1000kg/m3，常用的灭火瓶出口螺纹为M27X1.5的外螺纹；灭火剂瓶I被固定在灭火剂瓶固定结构2上，用于防止灭火剂瓶I在灭火剂喷射中的震动、移动或滚动。灭火剂瓶固定结构2应根据灭火剂瓶I的形状进行设计。灭火剂瓶固定结构的底部通过螺栓固定在称重支架3上。装置中采用4分螺纹的无缝钢管用于各部件间的连接，灭火剂瓶I上安装的灭火剂喷嘴首先通过“M27X 1.5 (内)转4分(内)”转接头与无缝钢管进行连接，然后直接将无缝管与调节阀4连接，调压阀4用于调节管路中的压力，方便测试不同压力下滤湿调节器6的性能。调节阀后端通过一段无缝管连接压力表5，压力表5后端直接与无缝管相连，然后连接滤湿调节器前端接口。滤湿调节器前端接口后连接被测滤湿调节器6，
[0036]在本实施例中，滤湿调节器前端接口与滤湿调节器采用螺纹连接。压力表5用于测试滤湿调节器6前端的压力，为压力质量流量曲线提供压力数据。滤湿调节器后端连接滤湿调节器后端接口。本实施例中，滤湿调节器6安装两个起固定作用的支撑柱之间，支撑柱垂直固定在称重支架3上。连接滤湿调节器后端接口后，安装电加热管路7，其用于除去空气中的水蒸气在管道表面结的冰。原因是灭火剂在气化时会吸收大量的热量，使得管道的温度迅速降低，空气中的水蒸气会在管道表面凝结，如果冰不被去除，会造成称重设备17测量到的质量增加，引起误差。另一方面，当滤湿调节器6对灭火剂中的水分不充分时，在一些管道连接部位、或狭窄处产生结冰，造成管道堵塞。此时开启电加热进行除冰，能够使测试继续进行。滤湿调节器前端接口和后端接口可以分别设有设置多个接口，方便更换不同型号的滤湿调节器，保持整个测量设备的变动尽可能少。
[0037]在电加热管路7后端连接蒸发器8，蒸发器8的作用是使灭火剂进一步充分气化。在灭火剂流量较小时，可以省去蒸发器8。但原则是通过加热管路7和蒸发器8后的灭火剂已经充分气化。蒸发器8后端通过螺纹或法兰形式连接气体流量计9，测量灭火剂的体积流率。因为灭火剂在通过电加热管路和蒸发器8后已经完全气化，气体流量计的选型相对较为简单。气体流量计9后部连接灭火剂喷嘴10。
[0038]称重支架3用于将上述设备固定为一个整体，并放置在称重设备17上；称重设备17测量的将是称重支架3及其所连接的所有设备的重量。在本实施例中，称重支架3为一多孔的平面，孔为直径为5mm的螺纹孔，材质采用铝合金制作，这种设计方便设备固定在称重支架3上，且能够减轻称重支架的重量。随着灭火剂的排出，灭火剂瓶中的灭火剂质量会逐渐减少，通过测量质量损失速率即可得到通过滤湿调节器6的灭火剂质量流率。称重设备17的量程为64kg，精度0.lg。称重支架结构如图2所示。
[0039]通过灭火剂收集器11顶部盖板上开设的小孔，将灭火剂喷嘴10伸入到灭火剂收集器11中。灭火剂收集器11为漏斗型，根据灭火剂密度比空气大的原理，喷出的灭火剂会在灭火剂收集器11的底部聚集，空气被挤至灭火剂收集器11的上部。灭火剂收集器11与灭火器喷嘴10没有任何刚性连接，这样的目的是防止连接力对称重测量造成影响。灭火剂收集器11 口部设置一盖板，盖板上的小孔可供喷嘴10及其连接管道通过。在灭火剂收集器11的底部连接管道处设置不锈钢滤网，防止杂物、颗粒等进入后续的管道中。灭火剂收集器结构如图3所述。
[0040]在灭火剂收集器11下端管道连接气体流量计12，测量通过此处的灭火剂的体积流量。在气体流量计12后设置气泵13，起作用将灭火剂收集器11中的灭火剂抽出。为防止抽入大量空气，通过气体流量计9、气体流量计12和气泵13形成一闭环控制系统，使通过气泵13的流量略大于通过气体流量计9的流量。
[0041]气泵13将抽取的灭火剂混合气输送到冷凝器14中。冷凝器14根据灭火剂的种类，调节温度。利用哈龙1211或1301在-4°C (1211)或-57.8°C (1301)下液化的原理，分离灭火剂与混入的氧气，氮气等沸点高于此温度的气体。在本实施例中，灭火剂存储瓶也被放置在冷凝器中，液化的灭火剂直接被灌入灭火剂存储瓶中，当实验结束时，关闭灭火剂存储瓶口部的电磁阀，逐渐升高冷凝器的温度。随着温度升高，灭火剂存储瓶中的压力逐渐升高，因此灭火剂存储瓶也应为压力容器。当温度接近常温时，将灭火剂存储瓶取出冷凝器。冷凝器14的结构示意图参见图4。
[0042]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，其特征在于，包括通过管路依次连接的灭火剂瓶、调节阀、被测滤湿调节器、电加热管路、第一气体流量计、灭火剂喷嘴，所述调节阀与被测滤湿调节器之间的连接管路上设有压力表； 所述灭火剂瓶通过灭火剂瓶固定结构固定在称重支架上，所述被测滤湿调节器和电加热管路通过支撑柱固定在所述称重支架上，所述称重支架置于称重设备上； 所述称重支架的下方设有通过管路依次连接的灭火剂收集器、第二气体流量计、气泵、冷凝器，所述灭火剂喷嘴通过柔性连接管伸入到所述灭火剂收集器中。
2.根据权利要求1所述的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，其特征在于，所述电加热管路与第一气体流量计之间设有蒸发器。
3.根据权利要求1或2所述的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，其特征在于，所述灭火剂收集器的上部设有盖板，所述盖板上设有小孔，连接所述灭火剂喷嘴的柔性连接管通过所述小孔伸入到所述灭火剂收集器中，所述灭火剂收集器的下部为漏斗型结构，所述漏斗型结构内设有滤网。
4.根据权利要求3所述的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，其特征在于，所述灭火剂收集器的主体为玻璃分离器。
5.根据权利要求1或2所述的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，其特征在于，所述冷凝器内设有灭火剂存储瓶。
6.根据权利要求5所述的飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备，其特征在于，所述灭火剂存储瓶的口部设有电磁阀。
【文档编号】A62C3/08GK103638620SQ201310646918
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】陆松, 张丹, 管雨, 李森, 刘长城, 张和平 申请人:中国科学技术大学