一种高压空气车的制作方法

本申请涉及飞机地面综合保障技术领域，具体涉及一种高压空气车。

背景技术：

空气车主要用于飞机空气能源系统高压空气瓶充气，为飞机tpm系统提供高压冷气，为飞机刹车装置、发动机提供冷吹和飞机、停机场地的清洁提供气源。空气车因其结构简单、灵活、成本低以及易维护等特点，在国、内外勤务保障体系等领域得到了广泛的应用。但目前的空气车存在功能单一，供气压力较低，整机效率低下，以及可靠性和稳定性差等缺点，同时空气车的内部设备布局也比较混乱不合理，当维修人员进入空气车内部对设备进行维修时，需要在设备间来回穿梭才能完成对相应设备的检修工作。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中存在的问题和不足，本申请提供了一种集运输、制气、净化干燥、增压、供气于一体，并且可对外快速提供不同压力段高压力、高品质压缩空气的高压空气车，有效地实现了对多机种高效勤务保障，赋予了空气车多功能、高压力、高效率以及高可靠性的特点，同时，车厢内部的设备结构布局合理。

为实现上述发明目的，本申请的具体技术方案如下：

一种高压空气车，包括载车以及方舱，所述载车的底盘上设置有副车架，方舱通过角件设置在副车架上并与副车架之间可拆卸连接，方舱内设置有气管路系统、电控系统以及操作控制台；所述气管路系统包括空气压缩机组、干燥净化装置、增压装置、储气瓶、风冷却器、软管卷盘、气体露点传感器、颗粒度传感器以及残油量检测仪；所述电控系统包括发电机组、电气控制柜、强电柜以及电加热器；所述空气压缩机组、干燥净化装置、增压装置、储气瓶、软管卷盘、发电机组、电气控制柜、强电柜以及操作控制台沿方舱的周长方向分布，在方舱内围成一个入口和出口重合的维修空间，检修人员通过入口进入上述维修空间后，无需在设备间来回穿梭即可到达方舱内任意设备处并进行检修；所述发电机组与电气控制柜以及强电柜连接，强电柜又分别与空气压缩机组以及增压装置连接，空气压缩机组又通过气管路与电加热器连接，电加热器的另一端通过气管路与风冷却器连接，风冷却器的另一端通过气管路与干燥净化装置连接，干燥净化装置的另一端又通过气管路分别与增压装置以及储气瓶连接，储气瓶同时还与增压装置连接，所述气体露点传感器、颗粒度传感器以及残油量检测仪位于高压空气车与飞机对接的供气管路上并分别与电气控制柜连接，所述软管卷盘设置在电气控制柜的下方，软管卷盘上缠绕有充气软管，所述电加热器位于风冷却器的下方。

优选地，所述风冷却器包括箱体、芯子部件、冷凝风扇、冷凝风扇罩以及安装架，安装架设置在空气压缩机组的底架上，箱体设置在安装架上，芯子部件、冷凝风扇以及冷凝风扇罩均集成在箱体上，冷凝风扇正对芯子部件，所述安装架上还设置有与电加热器形状相适配的托架。

优选地，所述电加热器包括管本体、加热管、盘管、管道保温棉以及防护罩，整个电加热器的结构共分为5层，由外到内依次为防护罩、管道保温棉、管本体、盘管以及加热管。

优选地，所述干燥净化装置包括机架、电控箱、干燥塔a、干燥塔b、前置过滤器、除油过滤器、后置过滤器、消音器、排污阀、电动球阀、减压器。

优选地，所述储气瓶通过瓶架设置在方舱内，所述瓶架包括框架，框架上设置有活动梁，活动梁上设置有与气瓶外形相对应的抱箍组件，抱箍组件与气瓶接触的内侧对应设置有胶垫。

优选地，所述电气控制柜通安装柜设置在方舱内，安装柜的下部为镂空结构，与方舱底板之间形成放置位，软管卷盘位于上述放置位内。

优选地，所述电气控制柜内设置有变频器、plc控制器、继电器、加热装置以及散热风机，电气控制柜的操作面板上设置有显示屏以及电控开关。

优选地，所述强电柜内设置有加热装置、散热风机以及变频器。

优选地，所述方舱包括舱体和顶蓬，舱体与顶蓬之间通过连接螺栓可拆卸连接，舱体的左右两侧以及后侧设置有舱门。

优选地，所述副车架上设置有脚踏。

本申请的有益效果：

（1）本申请集运输、制气、净化干燥、增压、供气于一体，可对外快速提供不同压力段的高压力、高品质压缩空气，有效地实现了对多机种高效勤务保障，

赋予了空气车多功能、高压力和高效率的特性。

（2）本申请中，设备集成在方舱内部，而方舱通过副车架设置在载车底盘上，因此，装置整体可单独使用，也可与载车组合使用，副车架不仅用于固定方舱，同时还能保护大梁；进一步地，方舱与副车架之间通过集装箱专用的角件可拆卸连接，因此，整体结构装卸方便且便于运输，同时方舱的顶蓬可拆卸，还能够方便设备大修吊装。

（3）本申请中，方舱内部的各设备结构布局合理，在设备布局时，充分考虑了各设备的维修可达性，相关设备沿着方舱的周长方向分布，从而在方舱内部围成了一个具有唯一入口和出口，并且入口和出口相重叠的维修空间，检修人员通过入口进入上述维修空间后，无需过多走动以及在设备间来回穿梭即可对方舱内的任一设备进行维修，提高了工作效率，降低了劳动强度。

（4）本申请中，压缩机采用四级压缩结构，使得各级排气温度较低，提高了压缩机在高温环境条件下的可靠性，保证了高压空气车的使用性能。

（5）本申请的气管路中设置有气体露点传感器、颗粒度传感器以及残油量检测仪，能够自动实现气体品质质检，因此，能够保证气源以及供气时的气体品质，提高了装置整体的可靠性。

（6）本申请中，干燥净化装置的进气管路上设置有电加热器，因此，即使外界环境温度低于0℃时，仍然能够保证净化干燥装置的正常工作，并且还能消除管道结冰。

（7）本申请中，干燥净化装置的进气管路上设置有风冷却器，风冷却器采用立式结构设计并固定在空气压缩机组的底架上，节省了车厢的内部空间，同时通过冷凝风扇吹出的气流直接对管路进行冷却降温，以达到风冷的目的，使得管路中气体的温度适宜。

（8）本申请中，副车架上设置有脚踏，因此，当方舱配合载车使用时，能够方便检修人员进入方舱内，从而对方舱内的设备进行查看和维修。

（9）本申请中，方舱的左右两侧设置有舱门，在作业时，舱门能够自动开启，因此，能够保证方舱内外部气流的流动性，即便在温度较高的环境下，也能实现方舱内的空气压缩机组的散热，保证了空气压缩机组的正常工作。

（10）本申请中，储气瓶为铝合金内胆碳纤维复合缠绕气瓶，与传统气瓶对比，重量、体积明显减小。

附图说明

本申请的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，附图中：

图1为本申请整体结构示意图；

图2为本申请方舱内部结构俯视图；

图3为本申请风冷却器主视图；

图4为本申请风冷却器侧视图；

图5为本申请电加热器结构示意图；

图6为本申请储气瓶瓶架结构示意图；

图7为本申请方舱结构示意图。

附图中：

1、载车；2、方舱；3、副车架；4、空气压缩机组；5、干燥净化装置；6、增压装置；7、储气瓶；8、风冷却器；9、软管卷盘；10、发电机组；11、电气控制柜；12、强电柜；13、电加热器；14、入口；15、出口；16、维修空间；17、框架；18、脚踏；19、爬梯；21、舱体；22、顶蓬；23、舱门；81、箱体；82、芯子部件；83、冷凝风扇；84、冷凝风扇罩；85、安装架；86、托架；131、管本体；132、加热管；133、盘管；134、管道保温棉；135、防护罩；171、活动梁；172、抱箍组件。

具体实施方式

下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本申请发明目的技术方案，需要说明的是，本申请要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。

实施例1

作为本申请一种最基本的实施方式，本实施例公开了一种高压空气车，参照说明书附图1和图2，高压空气车由载车1和方舱2构成，载车1的底盘上设置有副车架3，方舱2通过集装箱专用的角件设置在副车架3上并与副车架3之间可拆卸连接，方舱2内设置有气管路系统、电控系统以及操作控制台；所述气管路系统包括空气压缩机组4、干燥净化装置5、增压装置6、储气瓶7、风冷却器8、软管卷盘9、气体露点传感器、颗粒度传感器以及残油量检测仪；所述电控系统包括发电机组10、电气控制柜11、强电柜12以及电加热器13；参照说明书附图2，所述空气压缩机组4、干燥净化装置5、增压装置6、储气瓶7、软管卷盘9、发电机组10、电气控制柜11、强电柜12以及操作控制台沿方舱2的周长方向分布，在方舱2内围成一个入口14和出口15重合的维修空间16，检修人员通过入口14进入上述维修空间16后，无需在设备间来回穿梭即可到达方舱2内任意设备处并进行检修；所述发电机组10与电气控制柜11以及强电柜12连接，强电柜12又分别与空气压缩机组4以及增压装置6连接，空气压缩机组4又通过气管路与电加热器13连接，电加热器13的另一端通过气管路与风冷却器8连接，风冷却器8的另一端通过气管路与干燥净化装置5连接，干燥净化装置5的另一端又通过气管路分别与增压装置6以及储气瓶7连接，储气瓶7同时还与增压装置6连接，所述气体露点传感器、颗粒度传感器以及残油量检测仪位于高压空气车与飞机对接的供气管路上并分别与电气控制柜11连接，所述软管卷盘9设置在电气控制柜11的下方，软管卷盘9上缠绕有充气软管，所述电加热器13位于风冷却器8的下方。

在本申请中，空气压缩机组由压缩机、驱动电机、底座以及防护安装罩等构成，用于产生压缩气体；干燥净化装置用于将压缩机组产生的压缩气体进行干燥和净化，保质气体的品质；增压装置主要由固定架、增压器、驱动空压机、储气罐、冷却筒、计数器、减压器等组成，用于对从干燥净化装置中出来的气体进行二次增压，使其达到45mpa；储气瓶用于存储压缩气体，同时还具有送气功能；电加热器设置在干燥净化装置的进气管路上，用于对管道内的气体进行加热，在低温环境下，消除管道内的结冰，保证气管路系统在低温环境下也能够正常工作；风冷却器同样也是设置在干燥净化装置的进气管路上，通过冷凝风扇吹出的气流直接对管路进行冷却，保证进入干燥净化装置中的气体温度适宜；气体露点传感器、颗粒度传感器以及残油量检测仪位于高压空气车与飞机对接的供气管路上，并且分别与电气控制柜连接，用于对气体品质进行在线实时检测，保证空气车供气的气体品质，在充气过程中，当气体品质不达标时，控制系统自动切断对外供气，并自动排放废气；发电机组主要由辅助加热器开关、发电机、辅助加热器、油箱、低温蓄电池等组成，用于方舱内各设备供电；电气控制柜主要由安装骨架、操作面板、显示屏、封板、电器元件等组成，用于电机作业的启停控制、装备工作时的逻辑控制，以及实现供气温度、压力、露点、颗粒等的实时信号输出并显示；强电柜主要由安装骨架、控制面板、封板、电器元件、显示模块、散热风机等组成，具有模块化、组合化特点，实现整车强电集中控制与安装；操作控制台主要由安装骨架、操作面板、管路及附件、左侧板、右侧板等组成，用于完成各作业功能的操作和监控，操作面板采用嵌入式结构，安装在操作控制台骨架上，同时采用功能分区布置，设置有压力表、截止阀、减压器、流程图。操作简单方便、数显直观

气管路系统的工作原理如下：

常压空气经空压机滤清器进入一级气缸，依次经过四级气缸的吸气、压缩、排气、膨胀的工作循环，逐级把气体从低压区送至高压区，压缩气体通过各级冷却器降温后进入各级液气分离器，冷凝水手动排出，四级分离器排出的气体送至干燥净化装置。空压机输出的气体通过干燥净化装置两级前置除油过滤器，去除气体中的油污，经干燥塔中的分子筛吸附掉气体中的水分，再经两级后置过滤器，过滤掉气体中的杂质，最终输出符合指标要求的高品质气体。高品质气体既可送入储气瓶中贮存，也可经增压装置、管路、截止阀、过滤器等进行三路对外供气，同时，通过显示控制器、压力表对压力进行显示，并通过传感器、过滤器、安全阀、单向阀、放空阀保证输出气体的安全性。在本申请中，高压空气车与飞机对接的供气管路上设置有气体露点传感器、颗粒度传感器以及残油量检测仪，上述传感器分别与电气控制柜中的plc控制器连接，用于对气体品质进行在线实时检测，并将检测结果用过电气控制柜实时显示，当检测到气体品质不达标时，气体自动排放，不进入末端的充气管路，避免了机载设备污染。

本申请中，高压空气车在供气时，共有以下几种模式：

（1）对车载气瓶供气

空气车上设置有4只35mpa、50l储气瓶，常压空气通过压缩机组四级增压至35mpa，进入干燥净化装置进行除水、除油、除尘，在经在线监测装置进行实时检测，不合格的气体通过三通球阀手动排空，合格的气体则通过气管路灌充至储气瓶内贮存。

（2）对飞机气瓶供气

对飞机气瓶供气可采用压缩机组作气源为飞机气瓶供气或车载储气瓶作气源为飞机气瓶供气。

（2.1）压缩机组作气源为飞机气瓶供气

压缩机组将常压气体增压到35mpa，经过干燥净化装置处理后，得到露点合格的高压冷气，在经过增压器二次增压至45mpa，打开气管路中对应的控制球阀，通过充气嘴对飞机气瓶供气。供气结束后，关闭压缩机组、干燥净化装置，打开气管路中相应的控制球阀，排空管路中的余气，完成整个供气过程。

（2.2）车载储气瓶作气源为飞机气瓶供气

四只35mpa、50l储气瓶灌充好满足气体品质要求的成品气体后，经增压器二次增压至45mpa，采用高压至低压对流灌充方式，对飞机气瓶进行供气。采用储气瓶对外供气更简便、省时。

（3）吹动飞机tpm进而起动组合动力装置供气

常压空气通过压缩机组四级增压至35mpa，进入干燥净化装置进行除水、除油、除尘，在经在线监测装置进行实时检测，不合格的气体通过三通球阀手动排空，合格的气体通过气管路将四只车载气瓶灌充至35mpa，打开操作面板上对应的进气阀以及调节供气调压器，并观察显示屏上tpm供气压力表压力为3.5mpa。观察显示屏气体品质项，达标后打开tpm供气阀，为吹动飞机tpm供气。

（4）对飞机发动机和刹车装置冷吹、飞机和停机场地清洁供气

常压空气通过压缩机组四级增压至35mpa，进入干燥净化装置进行除水、除油、除尘，在经在线监测装置进行实时检测，不合格的气体通过三通球阀手动排空，合格的气体通过气管路将四只车载气瓶灌充至35mpa，打开气管路中对应的进气阀和调节调压器，观察操作面板上供气压力表，压力至使用压力（0～15mpa之间），然后打开对应的供气阀，可进行飞机发动机和刹车装置冷吹、飞机和停机场地清洁供气。

电控系统的工作原理如下：

空气车供电可选择外接功率在30kw以上的三相380伏市电或自带发电机发电，通过切换发电机上的输电电缆切换电源。三相380伏交流电源在强电柜内通过变频器分别控制一台18.5kw电动机和四台1.5kw电机运转；单相220伏电源分别为加热风机、散热风机、预热装置供电，以满足空气车环境适应性要求；同时，交流220v电源通过24v开关电源转换输出，为干燥净化装置、电加热器、风冷却器、plc、显示屏、继电器、电磁阀、传感器等设备供电；发电机组自带12伏蓄电池，即可用于发电机组启动，也可用于无外电时为控制系统供电。

由于可编程控制器、变频器、部分传感器、在线检测仪等器件使用环境温度大多达不到零下40℃要求，为此，专门设计了加温装置，利用温控开关（环境温度低于0℃时）自动控制装置启动，为电控箱内部加热，使所有元器件均能满足在低温环境下工作要求。系统上电时，由于颗粒度检测仪、残油检测仪、变频器、plc、显示屏等相关设备均需启动，为此，系统设置了自检功能，检测到相关设备工作正常，系统预热完成后，“监控界面”“预热”指示灯亮，此时方可正常启动空气压缩机。

实施例2

作为本申请一种最佳的实施方式，在实施例1的基础上，参照说明书附图3和图4，所述风冷却器8包括箱体81、芯子部件82、冷凝风扇83、冷凝风扇罩84以及安装架85，安装架85设置在空气压缩机组4的底架上，箱体81设置在安装架85上，芯子部件82、冷凝风扇83以及冷凝风扇罩84均集成在箱体81上，冷凝风扇83正对芯子部件82，芯子部件82的一端通过气管路与电加热器连接，另一端通过气管路与干燥净化装置连接，所述安装架85上还设置有与电加热器13形状相适配的托架86。本申请中，首先，风冷却器采用立式结构设计并固定在空气压缩机组的底架上，因此，节省了车厢的内部空间，设备布局更加合理；其次，冷凝风扇吹出的气流能够直接对管路进行冷却降温，以达到风冷的目的，使得管路中气体的温度适宜。

参照说明书附图5，所述电加热器13包括管本体131、加热管132、盘管133、管道保温棉134以及防护罩135，管本体1与防护罩135一体成型，整个电加热器13的结构共分为5层，由外到内依次为防护罩135、管道保温棉134、管本体131、盘管133以及加热管132。本申请中，电加热器采用封闭式设计，加热管对盘管内的空气进行加热，同时管道保温棉起到一个保温的作用，能够尽可能防止温度流失。

所述干燥净化装置5包括机架、电控箱、干燥塔a、干燥塔b、前置过滤器、除油过滤器、后置过滤器、消音器、排污阀、电动球阀、减压器。本申请中，干燥净化装置具有电动控制、三级过滤、干燥净化、排气消音等功能，装置入口依次为前置过滤器、除油过滤器，压缩空气中夹带的固体杂质、游离水及油雾粒子在此被分离，出口处是后置过滤器，用于滤除吸附剂的粉化尘粒，本装置可输出无油、无水、无尘的高品质压缩空气

参照说明书附图6，所述储气瓶7通过瓶架设置在方舱2内，所述瓶架包括框架17，框架17上设置有活动梁171，活动梁171上设置有与气瓶外形相对应的抱箍组件172，抱箍组件172与气瓶接触的内侧对应设置有胶垫。本申请中，高压空气车装载有4只、容积50升、额定工作压力为35mpa的储气瓶瓶，两层布置安装，每层2只储气瓶，储气瓶采用铝合金内胆纤维缠绕复合气瓶，相对于全金属气瓶具有质量轻、刚度好、可靠性高、抗疲劳性能好、负载工作寿命长等特点，并且，与同规格、同压力等级的金属气瓶相比，其气瓶减重效果可达75%。

所述电气控制柜11通安装柜设置在方舱2内，安装柜的下部为镂空结构，与方舱2底板之间形成放置位，软管卷盘10位于上述放置位内。本申请中，软管卷盘设置在电气控制柜下方的镂空的放置位中，因此，能够尽可能节约方舱内部的安装空间，使得设备的安装布局更加合理。

所述软管卷盘包括固定座以及与固定座转动连接的盘管机构，固定座上设置有导向机构，导向机构上设置有用于导向的导向槽。在导向槽的作用下，充气软管收纳和使用都极为方便，不会出现充气软管随意散落在方舱内的情况，能够降低工作人员的劳动强度。

所述电气控制柜11内设置有变频器、plc控制器、继电器、加热装置以及散热风机，电气控制柜的操作面板上设置有显示屏以及电控开关。

所述强电柜12内设置有加热装置、散热风机以及变频器。为满足环境适应性，在强电柜内设置有高效加热装置，箱体的左侧设置有高效散热风机。

所述方舱2包括舱体21和顶蓬22，舱体21与顶蓬22之间通过连接螺栓可拆卸连接，舱体21的左右两侧以及后侧设置有舱门23。本申请中，可拆卸的顶蓬能够方便设备大修吊装，舱门为卷帘门。

所述副车架3上设置有脚踏18。当方舱配合载车使用时，脚踏能够方便检修人员进入方舱内，从而对方舱内的设备进行查看和维修。

所述方舱2的后侧还设置有爬梯19。

所述方舱2操作面底部设置有污水汇集箱。污水汇集箱用于干燥净化装置以及空气压缩机等设备的污水汇集，并进行集中排放。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式上的限制，凡是依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本申请的保护范围之内。