一种直升机舱室核生化防护系统

1.本发明属于核生化防护技术领域，特别是涉及一种直升机舱室核生化防护系统。


背景技术：

2.当直升机飞行空域遭受核武器、生物武器或化学武器的袭击时，或是需要直升机进出核生化污染区域执行作战或救援任务时，为了能够保障机组人员的安全和直升机的正常飞行，为直升机配备核生化防护系统势在必行。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明提供一种直升机舱室核生化防护系统，能够同时满足舱室温度调节、舱室压力调节以及核生化过滤，能够以滑油废热和电子设备舱热量作为舱室温度调节时的补充热源，能够充分耦合机载环境控制系统且无需单独配置超压风机，可有效简化核生化防护系统结构。
4.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种直升机舱室核生化防护系统，包括电动压气机、燃油冷却器、滤毒子系统、混合室及调温子系统；所述混合室的进气采用三路输入结构，混合室的第一路进气通过第一截止阀与大气相通，混合室的第二路进气通过第二截止阀与电动压气机的出气口相通，混合室的第三路进气依次通过滤毒子系统、燃油冷却器及第三截止阀与电动压气机的出气口相通；所述电动压气机的进气口通过第四截止阀与大气相通；所述混合室的出气采用单路输出结构，混合室的单路出气通过调温子系统与直升机座舱相通，直升机座舱通过第五截止阀与大气相通，所述调温子系统接入直升机设备舱。
5.所述滤毒子系统包括第一干燥床、第一吸附床、第二干燥床及第二吸附床；所述第一干燥床的进气口通过第六截止阀与燃油冷却器的出气口相通，第一干燥床的出气口与第一吸附床的进气口相通，第一吸附床的出气口通过第七截止阀与混合室相通；所述第二干燥床的进气口通过第八截止阀与燃油冷却器的出气口相通，第二干燥床的出气口与第二吸附床的进气口相通，第二吸附床的出气口通过第九截止阀与混合室相通；所述第一吸附床的出气口通过减压阀与第二吸附床的出气口相通。
6.所述调温子系统包括座舱换热风扇、座舱换热器、设备舱换热风扇、设备舱换热器、电动压缩机、四通换向阀、冷凝器、滑油换热器、第一三通换向阀、第二三通换向阀及第三三通换向阀；所述座舱换热风扇的进风口与混合室相通，座舱换热风扇的出风口通过座舱换热器与直升机座舱相通；所述设备舱换热风扇的进出风口通过设备舱换热器与直升机设备舱相通；所述四通换向阀的第一接口与电动压缩机的换热工质进口相通，四通换向阀的第二接口与电动压缩机的换热工质出口相通，四通换向阀的第三接口与座舱换热器的第一换热工质接口相通，四通换向阀的第四接口与第一三通换向阀的第一接口相通；所述设备舱换热器的换热工质出口与电动压缩机的换热工质进口相通；所述第一三通换向阀的第二接口与冷凝器的换热工质进口相通，第一三通换向阀的第二接口与滑油换热器的换热工
质出口相通；所述第二三通换向阀的第一接口与直升机滑油系统的排油口相通，第二三通换向阀的第二接口与滑油换热器的滑油进口相通，第二三通换向阀的第三接口与直升机滑油系统的回油口相通；所述滑油换热器的滑油出口与直升机滑油系统的回油口相通；所述第三三通换向阀的第一接口与座舱换热器的第二换热工质接口相通，第三三通换向阀的第二接口依次通过第一节流阀和第二节流阀与滑油换热器的换热工质进口相通，第三三通换向阀的第三接口通过第三节流阀与设备舱换热器的换热工质相通；所述冷凝器的换热工质出口与第一节流阀和第二节流阀之间的管路相通；所述第三三通换向阀的第三接口与第一节流阀和第二节流阀之间的管路相通。
7.当系统执行超压防护滤毒通风制冷模式时，将第一截止阀、第二截止阀、第八截止阀和第九截止阀调整为关闭状态，将第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀和第七截止阀调整为开启状态，启动电动压气机，舱外污染空气经电动压气机增压后，首先经过燃油冷却器进行冷却，然后进入第一干燥床进行除水，再经过第一吸附床对空气中的污染物进行吸附去除，净化后的空气分两路输出，一路经减压阀依次通过第二吸附床和第二干燥床进行反吹脱附，脱附后的污染物随气流排至舱外，另一路依次经混合室、座舱换热风扇及座舱换热器进入直升机座舱内，且净化空气在经过座舱换热器后实现降温，并以冷风形式进入直升机座舱内；同时，启动电动压缩机，换热工质经电动压缩机增压后，依次经过四通换向阀和第一三通换向阀进入冷凝器进行冷却，冷却后的换热工质分两路输出，一路依次经第一节流阀和第三三通换向阀进入座舱换热器21与净化空气进行热交换，完成热交换的换热工质经四通换向阀返回电动压缩机，另一路经第三节流阀进入设备舱换热器与直升机设备舱内空气进行热交换，为直升机设备舱降温，完成热交换的换热工质直接返回电动压缩机。
8.当系统执行超压防护滤毒通风制加热式时，将第一截止阀、第二截止阀、第八截止阀和第九截止阀调整为关闭状态，将第三截止阀、第四截止阀、第五截止阀、第六截止阀和第七截止阀调整为开启状态，启动电动压气机，舱外污染空气经电动压气机增压后，首先经过燃油冷却器进行冷却，然后进入第一干燥床进行除水，再经过第一吸附床对空气中的污染物进行吸附去除，净化后的空气分两路输出，一路经减压阀依次通过第二吸附床和第二干燥床进行反吹脱附，脱附后的污染物随气流排至舱外，另一路依次经混合室、座舱换热风扇及座舱换热器进入直升机座舱内，且净化空气在经过座舱换热器后实现升温，并以暖风形式进入直升机座舱内；同时，启动电动压缩机，高温换热工质经电动压缩机增压后，经四通换向阀进入座舱换热器与净化空气进行热交换，完成热交换的换热工质经第三三通换向阀后分两路输出，一路经第二节流阀进入滑油换热器进行吸热升温，吸热升温后的换热工质依次经第一三通换向阀和四通换向阀返回电动压缩机，另一路经第三节流阀进入设备舱换热器进行吸热升温，吸热升温后的换热工质直接返回电动压缩机。
9.当第一吸附床饱和时，关闭第六截止阀和第七截止阀，同时开启第八截止阀和第九截止阀，舱外污染空气经电动压气机增压后，首先经过燃油冷却器进行冷却，然后进入第二干燥床进行除水，再经过第二吸附床对空气中的污染物进行吸附去除，净化后的空气分两路输出，一路经减压阀依次通过第一吸附床和第一干燥床进行反吹脱附，脱附后的污染物随气流排至舱外，另一路依次经混合室、座舱换热风扇及座舱换热器进入直升机座舱内。
10.当系统无需进行超压防护滤毒通风时，而是进行无防护加压通风时，只需将第一
截止阀、第三截止阀、第六截止阀、第七截止阀、第八截止阀和第九截止阀调整为关闭状态，同时将第二截止阀和第四截止阀调整为开启状态，舱外空气经电动压气机增压后，依次经混合室、座舱换热风扇及座舱换热器进入直升机座舱内。
11.当系统无需进行超压防护滤毒通风时，而是进行无防护自然通风时，只需将第二截止阀、第三截止阀、第四截止阀、第六截止阀、第七截止阀、第八截止阀和第九截止阀调整为关闭状态，同时将第一截止阀调整为开启状态，舱外空气依次经混合室、座舱换热风扇及座舱换热器进入直升机座舱内。
12.本发明的有益效果：
13.本发明的直升机舱室核生化防护系统，能够同时满足舱室温度调节、舱室压力调节以及核生化过滤，能够以滑油废热和电子设备舱热量作为舱室温度调节时的补充热源，能够充分耦合机载环境控制系统且无需单独配置超压风机，可有效简化核生化防护系统结构。
附图说明
14.图1为本发明的一种直升机舱室核生化防护系统的结构原理图；
15.图2为本发明的一种直升机舱室核生化防护系统(超压防护滤毒通风制冷模式，且第一吸附床对空气进行吸附净化，第二吸附床进行反吹脱附)的结构原理图；
16.图3为本发明的一种直升机舱室核生化防护系统(超压防护滤毒通风加热模式，且第一吸附床对空气进行吸附净化，第二吸附床进行反吹脱附)的结构原理图；
17.图4为本发明的一种直升机舱室核生化防护系统(超压防护滤毒通风制冷模式，且第二吸附床对空气进行吸附净化，第一吸附床进行反吹脱附)的结构原理图；
18.图5为本发明的一种直升机舱室核生化防护系统(超压防护滤毒通风加热模式，且第二吸附床对空气进行吸附净化，第一吸附床进行反吹脱附)的结构原理图；
19.图6为本发明的一种直升机舱室核生化防护系统(无防护加压通风制冷模式)的结构原理图；
20.图7为本发明的一种直升机舱室核生化防护系统(无防护加压通风加热模式)的结构原理图；
21.图8为本发明的一种直升机舱室核生化防护系统(无防护自然通风制冷模式)的结构原理图；
22.图9为本发明的一种直升机舱室核生化防护系统(无防护自然通风加热模式)的结构原理图；
23.图中，1-电动压气机，2-燃油冷却器，3-混合室，4-第一截止阀，5-第二截止阀，6-第三截止阀，7-第四截止阀，8-直升机座舱，9-第五截止阀，10-直升机设备舱，11-第一干燥床，12-第一吸附床，13-第二干燥床，14-第二吸附床，15-第六截止阀，16-第七截止阀，17-第八截止阀，18-第九截止阀，19-减压阀，20-座舱换热风扇，21-座舱换热器，22-设备舱换热风扇，23-设备舱换热器，24-电动压缩机，25-四通换向阀，26-冷凝器，27-滑油换热器，28-第一三通换向阀，29-第二三通换向阀，30-第三三通换向阀，31-第一节流阀，32-第二节流阀，33-第三节流阀。
具体实施方式
24.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
25.如图1～9所示，一种直升机舱室核生化防护系统，包括电动压气机1、燃油冷却器2、滤毒子系统、混合室3及调温子系统；所述混合室3的进气采用三路输入结构，混合室3的第一路进气通过第一截止阀4与大气相通，混合室3的第二路进气通过第二截止阀5与电动压气机1的出气口相通，混合室3的第三路进气依次通过滤毒子系统、燃油冷却器2及第三截止阀6与电动压气机1的出气口相通；所述电动压气机1的进气口通过第四截止阀7与大气相通；所述混合室3的出气采用单路输出结构，混合室3的单路出气通过调温子系统与直升机座舱8相通，直升机座舱8通过第五截止阀9与大气相通，所述调温子系统接入直升机设备舱10。
26.所述滤毒子系统包括第一干燥床11、第一吸附床12、第二干燥床13及第二吸附床14；所述第一干燥床11的进气口通过第六截止阀15与燃油冷却器2的出气口相通，第一干燥床11的出气口与第一吸附床12的进气口相通，第一吸附床12的出气口通过第七截止阀16与混合室3相通；所述第二干燥床13的进气口通过第八截止阀17与燃油冷却器2的出气口相通，第二干燥床13的出气口与第二吸附床14的进气口相通，第二吸附床14的出气口通过第九截止阀18与混合室3相通；所述第一吸附床12的出气口通过减压阀19与第二吸附床14的出气口相通。
27.所述调温子系统包括座舱换热风扇20、座舱换热器21、设备舱换热风扇22、设备舱换热器23、电动压缩机24、四通换向阀25、冷凝器26、滑油换热器27、第一三通换向阀28、第二三通换向阀29及第三三通换向阀30；所述座舱换热风扇20的进风口与混合室3相通，座舱换热风扇20的出风口通过座舱换热器21与直升机座舱8相通；所述设备舱换热风扇22的进出风口通过设备舱换热器23与直升机设备舱10相通；所述四通换向阀25的第一接口与电动压缩机24的换热工质进口相通，四通换向阀25的第二接口与电动压缩机24的换热工质出口相通，四通换向阀25的第三接口与座舱换热器21的第一换热工质接口相通，四通换向阀25的第四接口与第一三通换向阀28的第一接口相通；所述设备舱换热器23的换热工质出口与电动压缩机24的换热工质进口相通；所述第一三通换向阀28的第二接口与冷凝器26的换热工质进口相通，第一三通换向阀28的第二接口与滑油换热器27的换热工质出口相通；所述第二三通换向阀29的第一接口与直升机滑油系统的排油口相通，第二三通换向阀29的第二接口与滑油换热器27的滑油进口相通，第二三通换向阀29的第三接口与直升机滑油系统的回油口相通；所述滑油换热器27的滑油出口与直升机滑油系统的回油口相通；所述第三三通换向阀30的第一接口与座舱换热器21的第二换热工质接口相通，第三三通换向阀30的第二接口依次通过第一节流阀31和第二节流阀32与滑油换热器27的换热工质进口相通，第三三通换向阀30的第三接口通过第三节流阀33与设备舱换热器23的换热工质相通；所述冷凝器26的换热工质出口与第一节流阀31和第二节流阀32之间的管路相通；所述第三三通换向阀30的第三接口与第一节流阀31和第二节流阀32之间的管路相通。
28.当系统执行超压防护滤毒通风制冷模式时，将第一截止阀4、第二截止阀5、第八截止阀17和第九截止阀18调整为关闭状态，将第三截止阀6、第四截止阀7、第五截止阀9、第六截止阀15和第七截止阀16调整为开启状态，启动电动压气机1，舱外污染空气经电动压气机1增压后，首先经过燃油冷却器2进行冷却，然后进入第一干燥床11进行除水，再经过第一吸
附床12对空气中的污染物进行吸附去除，净化后的空气分两路输出，一路经减压阀19依次通过第二吸附床14和第二干燥床13进行反吹脱附，脱附后的污染物随气流排至舱外，另一路依次经混合室3、座舱换热风扇20及座舱换热器21进入直升机座舱8内，且净化空气在经过座舱换热器21后实现降温，并以冷风形式进入直升机座舱8内；同时，启动电动压缩机24，换热工质经电动压缩机24增压后，依次经过四通换向阀25和第一三通换向阀28进入冷凝器26进行冷却，冷却后的换热工质分两路输出，一路依次经第一节流阀31和第三三通换向阀30进入座舱换热器21与净化空气进行热交换，完成热交换的换热工质经四通换向阀25返回电动压缩机24，另一路经第三节流阀33进入设备舱换热器23与直升机设备舱10内空气进行热交换，为直升机设备舱10降温，完成热交换的换热工质直接返回电动压缩机24。
29.当系统执行超压防护滤毒通风制加热式时，将第一截止阀4、第二截止阀5、第八截止阀17和第九截止阀18调整为关闭状态，将第三截止阀6、第四截止阀7、第五截止阀9、第六截止阀15和第七截止阀16调整为开启状态，启动电动压气机1，舱外污染空气经电动压气机1增压后，首先经过燃油冷却器2进行冷却，然后进入第一干燥床11进行除水，再经过第一吸附床12对空气中的污染物进行吸附去除，净化后的空气分两路输出，一路经减压阀19依次通过第二吸附床14和第二干燥床13进行反吹脱附，脱附后的污染物随气流排至舱外，另一路依次经混合室3、座舱换热风扇20及座舱换热器21进入直升机座舱8内，且净化空气在经过座舱换热器21后实现升温，并以暖风形式进入直升机座舱8内；同时，启动电动压缩机24，高温换热工质经电动压缩机24增压后，经四通换向阀25进入座舱换热器21与净化空气进行热交换，完成热交换的换热工质经第三三通换向阀30后分两路输出，一路经第二节流阀32进入滑油换热器27进行吸热升温，吸热升温后的换热工质依次经第一三通换向阀28和四通换向阀25返回电动压缩机24，另一路经第三节流阀33进入设备舱换热器23进行吸热升温，吸热升温后的换热工质直接返回电动压缩机24。
30.当第一吸附床12饱和时，关闭第六截止阀15和第七截止阀16，同时开启第八截止阀17和第九截止阀18，舱外污染空气经电动压气机1增压后，首先经过燃油冷却器2进行冷却，然后进入第二干燥床13进行除水，再经过第二吸附床14对空气中的污染物进行吸附去除，净化后的空气分两路输出，一路经减压阀19依次通过第一吸附床12和第一干燥床11进行反吹脱附，脱附后的污染物随气流排至舱外，另一路依次经混合室3、座舱换热风扇20及座舱换热器21进入直升机座舱8内。
31.当系统无需进行超压防护滤毒通风时，而是进行无防护加压通风时，只需将第一截止阀4、第三截止阀6、第六截止阀15、第七截止阀16、第八截止阀17和第九截止阀18调整为关闭状态，同时将第二截止阀5和第四截止阀7调整为开启状态，舱外空气经电动压气机1增压后，依次经混合室3、座舱换热风扇20及座舱换热器21进入直升机座舱8内。
32.当系统无需进行超压防护滤毒通风时，而是进行无防护自然通风时，只需将第二截止阀5、第三截止阀6、第四截止阀7、第六截止阀15、第七截止阀16、第八截止阀17和第九截止阀18调整为关闭状态，同时将第一截止阀4调整为开启状态，舱外空气依次经混合室3、座舱换热风扇20及座舱换热器21进入直升机座舱8内。
33.实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。