CN100516808C - 空气加热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种空气结热系统，包括加热器本体和设置于加热器本体的进气通道上的控制阀，该控制阀连接计算机，该加热器本体和进气通道上均设置有数据采集系统，该数据采集系统通过模拟量输入接口卡与该计算机相连接。由于在进气通道上设置有由电磁阀控制的远控开关阀和远控大流量稳压阀，电磁阀由计算机控制，因此可实现该加热系统的自动控制，并且使系统更加安全，气体计量也更加准确、可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种M＝7航空发动机风洞模拟试验用的空气加热系统。
背景技术
利用气体燃烧对试验气体进行加热的空气加热器，输入气体的量根据试验所需气流的温度、压力和成分决定，现有的人工控制方法无法满足模拟试验参数准确性和重复再现的要求，因此需要由计算机控制加热器而实现整个加热过程的自动控制。
发明内容
针对上述现状，本发明的目的在于提供一种能实现自动控制并准确控制气体流量的空气加热系统。
为达到上述目的，本发明的技术解决方案为：一种空气加热系统，包括加热器本体和设置于加热器本体的进气通道上的控制阀，该控制阀连接计算机，该加热器本体和进气通道上均设置有数据采集系统，该数据采集系统通过模拟量输入接口卡与该计算机相连接，其中所述控制阀包括电磁阀、远控开关阀及远控大流量稳压阀，该电磁阀依次连接远控开关阀及远控大流量稳压阀，所述电磁阀用于控制所述远控开关阀，所述远控开关阀连接有高压气源，所述远控大流量稳压阀还连接有远控开关阀。
进一步，所述数据采集系统包括设置于所述进气通道上的压力传感器及设置于所述加热器本体上的热电偶和压力传感器。
进一步，所述进气通道上控制阀下游设置有流量计。
进一步，所述控制阀为航空电磁阀。
进一步，所述控制阀包括电磁阀、远控开关阀及远控大流量稳压阀，该电磁阀依次连接远控开关阀及远控大流量稳压阀。
进一步，所述流量计为临界喷管流量计或音速流量计。
采用上述结构后，由于在进气通道上设置有由电磁阀控制的远控开关阀和远控大流量稳压阀，电磁阀由计算机控制，并且计算机与设置于进气通道上的压力传感器及设置于加热器本体上的热电偶及压力传感器相连接，因此可及时采集温度和压力等参数，并根据参数通过计算机实现对该加热系统的自动控制，并且远控开关阀及远控大流量稳压阀的使用也使系统更加安全，气体计量更加准确、可靠。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明加热器本体的结构示意图；
图3为远控大流量稳压阀的结构示意图；
图4为远控开关阀的结构示意图；
图5为远控大流量稳压阀另一实施例的结构示意图。
具体实施方式：
如图1所示，本发明空气加热系统，包括加热器本体1和设置于加热器本体1的进气通道2上的流量计3、控制阀4，流量计3设置于控制阀4下游，该控制阀通过计算机5控制；进气通道2及加热器本体1上均设置有数据采集系统，该数据采集系统连接计算机5；其中进气通道2上设置有压力传感器6，加热器本体1上设置有热电偶7及压力传感器8，该压力传感器6、热电偶7及压力传感器8通过9011模拟量输入接口卡9连接计算机5。
如图2所示，该加热器本体1包括直筒11、进气盘12和锥形筒13，直筒11两端分别通过发兰连接该进气盘12和锥形筒13；直筒11的筒壁为夹套式筒壁，该夹套式筒壁的末端设有进气口，前端设有出气口，该夹套式筒壁由内外两个套置在一起的不锈钢筒构成，该两个不锈钢筒之间设有与进出气口相连通的螺旋形气体通道。室温空气从夹套式筒壁末端的进气口进入螺旋形通道，吸收了筒壁的热量后高温空气从前端的出气口注入加热器内；该进气盘12上设有火花塞121及点火氢气入口122、点火空气入口123和主流氢气入口124及纯氧气入口125；
上述加热器本体的点火氢气入口122、点火空气入口123和主流氢气入口124及纯氧气入口125处均设置有流量计3、控制阀4及压力传感器6，该压力传感器6可采用CY-20B防爆型离子束溅射薄膜压力传感器，该传感器将测得的压力信号转换成电压信号经9011模拟量输入接口卡9转换成数字信号输入计算机5，由该计算机根据压力的大小控制电磁阀的通断；该流量计3采用临界喷管流量计或音速流量计，该控制阀可选择航空电磁阀，通过计算机5控制电磁阀，进而控制进入加热器的气体流量，但是，因试验气体的流量大，而且用电磁阀控制可燃气体易发生危险，因此控制阀4选择远控大流量稳压阀41，该远控大流量稳压阀还连接有通过电磁阀42控制的远控开关阀43，该远控开关阀43连接高压气源。
加热器本体1上设置有热电偶7及压力传感器8，该压力传感器8可采用MPX2201型压力传感器，热电偶7将加热器内的温度信号转换成感应电压信号再经放大器放大，通过9011模拟量输入接口卡9连接计算机5，压力传感器8将压力信号转换成电压信号通过9011模拟量输入接口卡9连接计算机5。
远控大流量稳压阀41和远控开关阀43的结构分别如图3、4所示，远控开关阀43上的高压气体源输入接口431连接高压气源，远程控制气源连接控制气体入口432，根据工作装置所需工作压力，通过计算机5控制电磁阀42，通过电磁阀42控制输入控制腔433内的气体，当输入控制腔433内的远程控制气体的压力大于高压气体输入腔434内的压力时，阀体435被顶开，高压气体通过通孔436到达工作气体输出接口437；该工作气体输出接口437连接远控大流量稳压阀41上的高压气体输入腔411，而远程控制气源连接控制腔412，工作时，首先根据工作装置所需工作压力，通过远程控制台上设定控制腔412中的控制压力，然后打开远控开关阀43，从工作气体输出接口437输出的高压气体进入输入腔411，这时因稳压腔413内无工作气体而处于低压状态，活塞414在控制腔412中的压力的作用下向稳压腔413一侧运动，并推动阀芯415向上运动，可控阀门处于完全打开状态，输入腔411内的高压气体从通孔416进入稳压腔413。高压气体进入稳压腔413后，对活塞414产生向下的压力，当稳压腔413中的压力小于控制腔412中的压力时，活塞414保持不动，由通孔416和阀芯415构成的可控阀门继续保持最大通径。随着高压气体不断进入稳压腔，稳压腔内的压力不断升高，当稳压腔内的压力大于控制腔内的压力时，活塞向下运动，并带动阀芯下行，可控阀门的有效通径随之变小，进入稳压腔的高压气体逐渐减少，稳压腔内的压力也随之降低，直至稳压腔和控制腔作用在活塞上的力达到平衡，使活塞停止运动，可控阀门保持该通径不变，这时特定压力的稳压气体从稳压腔通过接口输出。
该远控大流量稳压阀41的结构还可如图5所示，远控开关阀43上的工作气体输出接口437连接远控大流量稳压阀41上的高压气体输入腔411’，而远程控制气源连接控制腔412’，工作时，打开远控开关阀43，从工作气体输出接口437输出的高压气体进入输入腔411’，通过远程控制台上设定控制腔412’中的控制压力，当控制腔412’中的控制压力大于高压气体输入腔411’中的气体压力时，阀体413’被顶开，高压气体通过通孔414’进入输出接口415’，由于输出接口与稳压腔416’通过连接孔417’相通，因此当进入输出接口415’的气体量增大时，稳压腔416’内的压力升高，对活塞418’产生向上的压力，当该压力足够大时，活塞保持静止，稳定流量、稳压的气体通过通孔到达输出接口，经输出接口流入加热器本体腔内。
Claims (5)
1、一种空气加热系统，其特征在于：包括加热器本体和设置于加热器本体的进气通道上的控制阀，该控制阀连接计算机，该加热器本体和进气通道上均设置有数据采集系统，该数据采集系统通过模拟量输入接口卡与该计算机相连接，其中所述控制阀包括电磁阀、远控开关阀及远控大流量稳压阀，该电磁阀依次连接远控开关阀及远控大流量稳压阀，所述电磁阀用于控制所述远控开关阀，所述远控开关阀连接有高压气源，所述远控大流量稳压阀还连接有远控开关阀。
2、如权利要求1所述的空气加热系统，其特征在于：所述数据采集系统包括设置于所述进气通道上的压力传感器及设置于所述加热器本体上的热电偶和压力传感器。
3、如权利要求1所述的空气加热系统，其特征在于：所述进气通道上控制阀下游设置有流量计。
4、如权利要求1所述的空气加热系统，其特征在于：所述控制阀为航空电磁阀。
5、如权利要求3所述的空气加热系统，其特征在于：所述流量计为临界喷管流量计或音速流量计。
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