飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备.pdf

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1、(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201310646918.9 (22)申请日 2013.12.04 A62C 3/08(2006.01) A62C 37/50(2006.01) (73)专利权人 中国科学技术大学 地址 230026 安徽省合肥市包河区金寨路 96 号 (72)发明人 陆松 张丹 管雨 李森 刘长城 张和平 (74)专利代理机构 北京凯特来知识产权代理有 限公司 11260 代理人 郑立明 赵镇勇 CN 203609776 U,2014.05.28, EP 2289600 A1,2011.03.02, CN 102553119 A,2012.07.11,。

2、 CN 103606333 A,2014.02.26, CN 203303538 U,2013.11.27, (54) 发明名称 飞机灭火系统滤湿调节器性能测试设备 (57) 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。

3、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。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 袁月明 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 103638620 B 2016.03.09 CN 103638620 B 1/1 页 2 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， 。

4、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。

5、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。 权 利 要 求 书 CN 103638620 B 2 1/5 页 3 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。

6、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 ： 。

7、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。

8、、 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、 。

9、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 说 明 书 CN 103638620 B 3 2/5 页 4 设有通过管路依次连接的灭火剂收集器、 第。

10、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。 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。

11、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。

12、 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，。

13、 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称重设备、 称重支架、 安装在称重支架上的灭火剂瓶固定结 构、 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。

14、、 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称重设备上， 灭火剂 瓶固定结构安装在称重支架上， 灭火剂瓶被固定在灭火剂瓶固定结构上， 灭火剂瓶的灭火 说 明 书 CN 103638620 B 4 3/5 页 5 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。

15、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。

16、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。

17、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 。

18、1301 在 -4 (1211) 或 -57.8 (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 1 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 2.5M。

19、Pa， 充装密度约为 1000kg/m3， 常用的灭火瓶出口螺纹为 M271.5 的外螺纹 ； 灭火剂瓶 1 被固定在灭火剂瓶固定结构 2 上， 用于防止灭火剂瓶 1 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 1 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 1 上安装的灭火剂喷嘴首先通过 “M271.5( 内 ) 转 4 说 明 书 CN 103638620 B 5 4/5 页 6 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。

20、节阀 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。

21、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。

22、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。

23、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 0.1g。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 。

24、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 1。

25、4 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 (1211) 或 -57.8 (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 说 明 书 CN 103638620 B 6 5/5 页 7 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。 说 明 书 CN 103638620 B 7 1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103638620 B 8 2/3 页 9 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103638620 B 9 3/3 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103638620 B 10 。