飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統，由沿管道軸向連續分布的若干探測單元串聯成一體結構，管道貫穿在空氣層護管中且管道與空氣層護管之間形成空氣層，固體絕熱層包覆在空氣層護管外，熱敏探測線沿軸向布置在固體絕熱層的下方并通過導流通道連通空氣層；本探測系統適用于廣泛使用高溫壓力管道的機載系統中，與現有的其他飛機高溫空氣導管泄漏監測裝置相比，本發明只有當熱敏探測線感應到存在高溫氣體時，檢測到阻值產生迅速變化從而進行報警，因此識別度高、誤報警率低；若泄漏僅為小泄漏量時，漏氣的小氣流量可迅速通過空氣層擋板和導流通道直接噴向熱敏探測線，識別能力強，響應迅速、簡單可靠、可恢復式等優點。
【專利說明】飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及飛機機載領域，具體涉及一種飛機管道泄漏檢測系統。
【背景技術】
[0002]空氣管理系統是飛機的重要機載系統之一，其作用是負責完成飛機座艙壓力、溫度、濕度、供氣量、空氣品質等參數的調節和控制、電子設備的冷卻、發動機和機翼的防冰、燃油箱、液壓油箱和飲用水的增壓以及為發動機啟動提供氣源等。它主要包括引氣、座艙壓力調節、座艙溫度調節、防冰和為滿足地面環境控制要求的輔助動力裝置等系統，各系統之間通過空氣導管進行交聯。飛機空氣導管系統作為飛機的生命線，是飛機空氣管理系統的重要組成部分，然而飛機空氣導管管路在正常運行過程中，由于管道的腐蝕、外力作用等因素可能會產生管道泄漏的現象，該情況不僅影響下游供氣子系統的正常工作，也會給管路周圍的結構和部件帶來安全隱患，若能及時的發現并維修則能預防更大的泄漏或飛機事故。因此，飛機管路泄漏探測系統的研究具有極為重要的現實意義。
[0003]目前，飛機上服役的高溫空氣導管泄漏監測系統存在以下問題:(I)誤報警率高，現有的探測系統布置在整個管道系統的上方，同時在管道絕熱層上設置了導流洞，當飛機發生振動或管道發生位移變形時，探測線位置易靠近導流洞而發生誤報警；(2)小泄漏量下的識別能力差，當系統產生小泄漏量時，由于泄漏氣流在流動過程中的能量衰減較快，因此現有的探測系統對小流量泄漏的捕捉能力較差，盡管小泄漏對下游子系統的性能或者周圍環境的影響較小，但是若是該小泄漏是由管道裂紋或破裂引起，那么可能在飛行過程中由于飛行工況的改變而瞬間引起較為嚴重的安全事故；(3)系統響應時間慢，空氣導管的管路泄漏探測系統是現代飛機火警探測系統的重要組成部分，根據FAA(美國聯邦航空管理局)的條例規定，貨艙內火警，過熱探測系統必須在較短的時間內向機組成員發出報警，然而現有的探測系統布置在導管上方I至2英寸的距離，并且泄漏氣流在傳遞過程中能量衰減較大，探測系統只有在被泄漏氣流加熱一段時間后才會進行響應。
【發明內容】
[0004]發明目的:本發明的目的在于為了克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、誤報警率低、泄漏識別能力強、系統反應速度快的飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統。
[0005]技術方案:本發明所述的一種飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統，由沿管道軸向連續分布的若干探測單元串聯成一體結構，每個探測單元包括空氣層護管、固體絕熱層、導流通道和熱敏探測線，管道貫穿在所述空氣層護管中且管道與空氣層護管之間形成空氣層，所述固體絕熱層包覆在所述空氣層護管外，所述熱敏探測線沿軸向布置在所述固體絕熱層的下方并通過所述導流通道連通空氣層；管道有高溫氣體泄漏時，氣流首先進入管道與空氣層護管之間的空氣層，然后通過導流通道噴向熱敏探測線，當熱敏探測線受到高于預警值溫度的氣體加熱時，其熱敏電阻值隨著溫度的上升迅速改變，此時可通過測量熱敏探測線兩端的電阻或電流是否變化來判斷是否有氣體泄漏。[0006]進一步，相鄰兩個所述探測單元之間的空氣層中由環狀的空氣層擋板隔開；發生泄漏時，泄漏氣流的壓強在每個探測單元中逐漸壓強增大，壓縮在由探測單元兩端的空氣層擋板、空氣層護管和管道組成的一個很小的氣流通道中并迅速通過導流通道噴向探測線，此時泄漏氣流能集中且迅速的通過導流通道，氣體能量衰減小的同時，減少系統的反應時間，報警準確迅速。
[0007]進一步，所述固體絕熱層是由復合玻璃纖維材料制成的，隔熱效果好，保證在氣體泄漏時飛機的正常安全運行。
[0008]為了保證固體隔熱層外表面溫度低于泄漏報警溫度124°C以下，所述固體絕熱層的厚度至少為9_，厚度可根據具體的隔熱要求而定，厚度越大隔熱效果越好。
[0009]進一步，熱敏探測線利用其電阻值隨溫度變化的特性工作，故所述熱敏探測線為沿軸線鑲嵌有固體鎳導線的因康鎳合金管，因康鎳合金管和固體鎳導線之間填充有多孔氧化鋁陶瓷圈，所述多孔氧化鋁陶瓷圈浸過低熔點共晶鹽，當環境溫度達到報警溫度時，陶瓷圈具有突然降低自身電阻的特性，外層因康鎳合金管接地，內芯鎳導線則與控制系統相連施加恒定的電壓，正常溫度下，陶瓷圈能阻止電流通過，一旦著火或者加熱時，陶瓷圈熔點低，電阻值突然下降使得鎳導線和因康鎳合金管接通，從而引起電流信號變化，控制系統給出相應的警告信號；此外，多孔氧化鋁陶瓷圈具有可恢復式特點，當探測線周圍的溫度降低到報警溫度值以下時，它的形態又可恢復原有的固態并仍具有熱敏特性，能重復使用。
[0010]優選的，可根據不同的報警溫度來選擇低熔點共晶鹽，由于飛機上管道的報警溫度一般設計為124°c，故低熔點共晶鹽選擇由相變材料Mg2SO4.IOH2O和熔點控制劑NaCl組成。
[0011]優選的，每個所述探測單元的長度為5飛英寸；若探測單元過短，各個探測單元的安裝較為麻煩，同時組裝時產生過多的連接接頭增大了氣流外泄的可能；若探測單元過長，則造成泄漏氣流在空氣層中的能量損失過大，影響報警的識別度。
[0012]有益效果:本探測系統適用于廣泛使用高溫壓力管道的機載系統中，與現有的其他飛機高溫空氣導管泄漏監測裝置相比，本發明只有當熱敏探測線感應到存在高溫氣體時，檢測到阻值產生迅速變化從而進行報警，因此識別度高、誤報警率低；若泄漏僅為小泄漏量時，漏氣的小氣流量可迅速通過空氣層擋板和導流通道直接噴向熱敏探測線，識別能力強，響應迅速、簡單可靠、可恢復式等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的結構原理圖；
圖2為本發明的立體圖；
圖3為本發明空氣層擋板的截面圖；
圖4為熱敏探測線的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。
[0015]實施例:本發明一種飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統，如圖1所示，探測單元8沿管道I軸向連續分布進行串聯形成一體結構，每個探測單元8長6英寸，包括空氣層護管2、空氣層擋板5、固體絕熱層3、導流通道4和熱敏探測線6，如圖2所示，管道I軸向貫穿在空氣層護管2中且管道I與空氣層護管2之間形成空氣層，固體絕熱層3包覆在空氣層護管2外，熱敏探測線6沿軸向布置在固體絕熱層3的下方并通過導流通道4連通空氣層，相鄰兩個探測單元7之間的空氣層由環狀的空氣層擋板5 (如圖3所示)隔開；卡箍7分為上下兩個部分環繞在管道I的外圈，通過螺母和螺帽鎖緊，導流通道4穿過下半部分與其焊接為一個整體。
[0016]其中，管道I半徑為50.8mm,空氣層護管2比所述管道I的半徑大12.7mm,空氣層護管2不僅給泄露探測增加了有利的氣流通道同時也具有一定的絕熱效果，能減少固體絕熱層3的厚度即在取得相同的保溫效果下該方式能減少相應的飛機質量，同時具有一定的防火作用。固體絕熱層3厚9mm，由復合玻璃纖維制成，固體絕熱層3與空氣層的復合絕熱方式能改善單一使用空氣層絕熱效果相對較差的現象，進一步阻隔高溫外散，加強安全保證。導流通道4能將管道泄漏的氣體直接導流到熱敏探測線6上，減少泄漏氣流卷吸周圍空氣而產生的壓力和溫度損失；同時，它豎直立于整個管道I的下方通向熱敏探測線6，由于在溫度較高的環境中，空氣層中被加熱的氣流根據自然對流作用會形成上升的氣流，若導流通道4及熱敏探測線6布置在管道I的上方，會導致誤報警。如圖4所示，熱敏探測線6由一根固體鎳導線9貫穿鑲嵌在因康鎳合金管10中，兩者之間填充多孔氧化鋁陶瓷圈11，陶瓷圈11浸過由相變材料Mg2SO4.IOH2O和熔點控制劑NaCl組成的低熔點共晶鹽，當環境溫度達到報警溫度124°C時具有突然降低自身電阻的特性，外層因康鎳合金管10接地，內芯固體鎳導線9與控制系統相連并施加恒定的電壓，正常溫度下，陶瓷圈11能阻止電流通過，一旦著火或者加熱時，陶瓷圈11電阻值突然下降使得鎳導線9和因康鎳合金管10接通，從而引起電流信號變化，控制系統給出相應的警告信號。
[0017]每個探測單元8的管道I中泄漏的高溫氣體在空氣層中經兩端空氣層擋板5壓縮，在由空氣層護管2、管道I和空氣層擋板5組成的氣流通道中迅速通過導流通道4噴向熱敏探測線6，熱敏探測線6感應到124°C以上的氣體，阻值迅速降低，根據阻值判斷是否存在漏氣。
[0018]該裝置適合應用于飛機高溫空氣管道I的泄露探測，與其他飛機高溫空氣導管泄漏探測裝置相比，具有響應迅速、簡單可靠、識別度高等優點，對于保障飛行安全，提高飛機運行派遣率具有十分重要的意義。
[0019]如上所述，盡管參照特定的優選實施例已經表示和表述了本發明，但其不得解釋為對本發明自身的限制。在不脫離所附權利要求定義的本發明的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細節上作出各種變化。
【權利要求】
1.一種飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統，其特征在于:由沿管道軸向連續分布的若干探測單元串聯成一體結構，每個探測單元包括空氣層護管、固體絕熱層、導流通道和熱敏探測線，管道貫穿在所述空氣層護管中且管道與空氣層護管之間形成空氣層，所述固體絕熱層包覆在所述空氣層護管外，所述熱敏探測線沿軸向布置在所述固體絕熱層的下方并通過所述導流通道連通空氣層。
2.根據權利要求1所述的飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統，其特征在于:相鄰兩個所述探測單元之間的空氣層中由環狀的空氣層擋板隔開。
3.根據權利要求1所述的飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統，其特征在于:所述固體絕熱層是由復合玻璃纖維材料制成的。
4.根據權利要求1或3所述的飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統，其特征在于:所述固體絕熱層的厚度至少為9_。
5.根據權利要求1所述的飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統，其特征在于:所述熱敏探測線為沿軸線鑲嵌有固體鎳導線的因康鎳合金管，因康鎳合金管和固體鎳導線之間填充有多孔氧化鋁陶瓷圈，所述多孔氧化鋁陶瓷圈浸過低熔點的共晶鹽。
6.根據權利要求5所述的飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統，其特征在于:所述低熔點共晶鹽由相變材料Mg2SO4.IOH2O和熔點控制劑NaCl組成。
7.根據權利要求1所述的飛機高溫壓力空氣管道泄漏探測系統，其特征在于:每個所述探測單元的長度為5飛英寸。
【文檔編號】F17D5/02GK103775831SQ201410024259
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月20日 優先權日:2014年1月20日
【發明者】施紅 申請人:江蘇科技大學