專利名稱：抗荷系統(tǒng)三級除水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗荷系統(tǒng)除水裝置，屬于航空個(gè)體防護(hù)救生技術(shù)領(lǐng)域. 背景技術(shù)抗荷系統(tǒng)一般由氣源、空氣導(dǎo)管、抗荷閥(也稱抗荷調(diào)壓器)、抗荷服、及 位于氣源和抗荷服之間與空氣導(dǎo)管連接的其它附件(例如過濾器等)組成.氣 源一般是發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)引來的經(jīng)過凈化的壓縮空氣，或者其它潔凈氣源.飛機(jī)作機(jī)動飛行時(shí)會產(chǎn)生正向加速度.有加速度存在，人體便會受到與加 速度方向相反的慣性力作用.作用于人體的總質(zhì)量與人的體重之比稱為過載。 正加速度作用產(chǎn)生的過載使心臟產(chǎn)生下移趨勢，能引起各種生理機(jī)能障礙，特 別是腦部供血、視力及在心血管系統(tǒng)上的機(jī)能障礙.抗荷系統(tǒng)能按飛機(jī)正加速度大小變化，通過抗荷閥自動調(diào)節(jié)供給抗荷服的 氣體壓力，使抗荷服施加到人體表面的壓力也隨過載值而變化，以幫助人體對抗 因正加速度而引起的各種生理機(jī)能障礙，有效地提高飛行員對正向過載的耐 力，充分發(fā)揮飛行員效能，保證飛行安全.以發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)為氣源時(shí)，空氣從氣源到抗荷閥的途中，由于其溫度的降 低，空氣中的部分水蒸汽凝結(jié)成水.如不及時(shí)除去，凝結(jié)水會進(jìn)入抗荷閥，引起 抗荷閥活塞運(yùn)動阻力顯著增加，嚴(yán)重影響抗荷閥的調(diào)節(jié)性能，是引發(fā)抗荷系統(tǒng)故 障的一個(gè)重要原因.如何有效地除去抗荷系統(tǒng)中的水是一個(gè)有待解決的問題.需 要一種除水裝置，它既能實(shí)現(xiàn)無水進(jìn)入抗荷閩，又能把所收集的抗荷系統(tǒng)的水噴 入機(jī)艙空間而不造成環(huán)境周圍物體表面著水.發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，它既能實(shí)現(xiàn)無水進(jìn)入抗荷 閩，又能把所收集的抗荷系統(tǒng)的水霧化噴入機(jī)艙空間.由于水霧化噴出，能很快 在環(huán)境中汽化，故而不會造成環(huán)境周圍物體表面著水.本發(fā)明抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，自上而下被水分離組件和水收集器分成水分 離腔上腔、水分離腔下腔、及緩沖腔三部分。其中水分離腔上腔內(nèi)設(shè)置汽化管， 汽化管與出氣接口相連；水分離腔下腔與進(jìn)氣接口相連;水分離腔下腔通過水收 集器的小孔與緩沖腔內(nèi)的流道相連；噴嘴在緩沖腔的殼體上，收集到的水通過噴 嘴排到外界環(huán)境.汽化管進(jìn)氣端頭應(yīng)約在水分離腔的軸線上.出氣接口與汽化管高度應(yīng)相同或 基本相同，二者最好同軸，且汽化管出口和出氣接口的內(nèi)徑相等.汽化管和出氣接口可以是一個(gè)部件.該部件有兩個(gè)功能段， 一個(gè)功能段為漸擴(kuò)段，即為汽化管； 另一個(gè)功能段為等截面段，用做出氣接頭.汽化管和出氣接口也可以是兩個(gè)部件， 分別與水分離腔上腔的殼體連接.為了提高水分離的效果，進(jìn)氣接口根部宜以一定傾角與水分離腔下腔的殼體 連接，使得流體以向下偏的方向進(jìn)入水分離腔下腔.水分離組件宜傾斜放置，其 傾斜角等于或略小于進(jìn)氣接口根部的傾角，以利于分離出的水脫離水分離組件，進(jìn)入水收集器.水收集器可以做成漏斗型，便于收集到的水匯集進(jìn)入流道.進(jìn)入除水裝置的水有兩種可能的形式， 一種是與空氣分離的水，另一種是游 離在空氣中的水.與空氣分離的水從進(jìn)氣接口進(jìn)入水分離腔下腔后，通過水收集 器的小孔進(jìn)入流道。這是第一級.游離在空氣中的水通過水分離組件與空氣分離， 再通過水收集器的小孔進(jìn)入流道.這是第二級.通過水分離組件的空氣如果仍殘 存少量游離水，當(dāng)其進(jìn)入汽化管后，由于汽化管的漸擴(kuò)減壓作用，殘存的游離水 會汽化成水蒸汽，從而使進(jìn)入抗荷閥的流體全部是空氣，不存在水.這是第三級.流道、緩沖腔、以及噴嘴之間的關(guān)系可以多樣.本發(fā)明根據(jù)流道、緩沖腔、 以及噴嘴之間的關(guān)系不同，給出三種實(shí)施例，分別稱為第一種型式的抗荷系統(tǒng)三 級除水裝置、第二種型式的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置和第三種型式的抗荷系統(tǒng)三級 除水裝置.第一種型式的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，水從水收集器進(jìn)入流道后，從流道出口進(jìn)入緩沖腔，與緩沖腔中的空氣混合，再進(jìn)入噴嘴排出.進(jìn)入噴嘴的是水空氣 兩相流，在緩沖腔與環(huán)境之間的壓力差的作用下，水霧化噴入環(huán)境。當(dāng)來自水收 集器的水較多時(shí)， 一部分水將留在緩沖腔，待無水或較少水來自水收集器時(shí)，再 逐漸與空氣混合排出.流道可以采用累計(jì)轉(zhuǎn)角大于90。的下凹彎曲，也可以不這 樣做.第二種型式的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置是第一種型式的一種有利變異,其主要 不同是，所述的流道為累計(jì)轉(zhuǎn)角大于90。的下凹彎曲流道，其下部具有與緩沖腔 連通的交流孔.釆用這種型式的流道，可以把流道出口高度設(shè)置到與噴嘴高度接 近或相同，正對著噴嘴，便于流道出口流體進(jìn)入噴嘴.流道的出口離噴嘴的距離 有一個(gè)最適苴范圍.交流孔有利于流道與緩沖腔之間的流體交流.緩沖腔內(nèi)的積 水待無水或較少水來自水收集器時(shí)，通過交流孔返回流道，與流道內(nèi)的空氣混合. 交流孔有利于流道與緩沖腔之間的流體交流.其位置最好接近流道的最凹處，并 在最凹處的下游.交流孔在較低位置可以使平時(shí)留在緩沖腔內(nèi)的水盡量少.用U 形管作為彎曲流道，結(jié)構(gòu)簡單，工藝上容易實(shí)現(xiàn).第三種型式的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置是第一種型式的另一種有利變異，其主 要不同點(diǎn)是，所述的流道為累計(jì)轉(zhuǎn)角大于90。的下凹彎曲流道，其下部具有與緩 沖腔連通的交流孔，其上部具有與緩沖腔連通的混合孔，其出口接噴嘴的進(jìn)口. 用U形管作為流道，結(jié)構(gòu)簡單，工藝上容易實(shí)現(xiàn).第三種型式的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置與第二種型式的抗荷系統(tǒng)三級除水裝 置的除水過程基本相同，交流孔的作用和位置也相同.不同之處由流道出口罝接 與噴嘴進(jìn)口連接以及流道上部具有混合孔所引起.此種情況下，流體不是從流道 的出口流出后，與緩沖腔中的空氣混合，再進(jìn)入噴嘴排出，而是直接從流道的出 口進(jìn)入噴嘴排出.另外，流道上部具有與緩沖腔連通的混合孔.如果流道中的水 過多，流經(jīng)混合孔時(shí)會有部分水通過混合孔流入緩沖腔，同時(shí)緩沖腔中的部分空 氣通過混合孔進(jìn)入流道，與流道內(nèi)的流體混合，形成含水量不大的兩相流，進(jìn)入 噴嘴。噴嘴可以是多種型式，例如特制的噴嘴與緩沖腔殼體連接.如果直接在緩 沖腔殼體上開設(shè)小孔作為噴嘴，則結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)。以噴嘴在緩沖腔殼體 上部為宜，這樣可以使緩沖腔能容納盡量多的水，減少噴嘴被水淹沒的可能.抗荷系統(tǒng)三級除水裝置中，緩沖腔的壓力來自抗荷系統(tǒng)氣源，比機(jī)艙環(huán)境 壓力大很多，在內(nèi)外壓差作用下，流經(jīng)噴嘴的水霧化噴出到環(huán)境。由于水霧化 噴出，能在噴出后及時(shí)蒸發(fā)，從而避免造成環(huán)境周圍物體表面著水。更重要的 是，本發(fā)明能實(shí)現(xiàn)無水進(jìn)入抗荷閥進(jìn)氣腔，從而顯著提高抗荷閩的調(diào)節(jié)性能和 工作可靠性，降低其事故發(fā)生率，充分發(fā)揮抗荷系統(tǒng)的防護(hù)救生作用.


圖1為第二種型式的一種抗荷系統(tǒng)三級除水裝置. 圖2為第三種型式的一種抗荷系統(tǒng)三級除水裝置.圖中標(biāo)號名稱l.水分離腔上腔，3.水分離腔下腔，2.進(jìn)氣接口，4.緩沖腔， 5.流道，6.噴嘴，7.水收集器，8.水分離組件，9.汽化管，10.出氣接口， 11. 交流孔，12.混合孔.具體實(shí)施方式
圖1所示的是第二種型式的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置的一個(gè)實(shí)施方案.它由水 分離腔上腔l、水分離腔下腔3、進(jìn)氣接口2、緩沖腔4、流道5、噴嘴6、水收 集器7、水分離組件8、汽化管9、以及出氣接口IO組成.流道5為U型管，其下部具有與緩沖腔4連通的交流孔11,其出口對著噴 嘴6,但與噴嘴6進(jìn)口有一定距離，互不接觸.交流孔11接近U型管的底，在U 型管底部的下游側(cè).進(jìn)氣接口 2根部以45。傾角與水分離腔下腔3的殼體連接，以使流體以45° 下偏角進(jìn)入水分離腔.水分離組件8把水分離腔分為水分離腔上腔1和水分離腔 下腔3兩部分，水分離組件8呈30~40°傾角，與進(jìn)氣方向相近.噴嘴6是緩沖 腔殼體上部的一個(gè)小孔，連通緩沖腔與外界環(huán)境，其進(jìn)口漸縮，出口漸擴(kuò).水收集器7是一個(gè)漏斗，其位置低于進(jìn)氣口的底部，其上表面對著水分離腔 下腔3,其下表面對著緩沖腔4;來自水分離腔下腔3的水依次經(jīng)過水收集器7、 流道5、緩沖腔4，最后進(jìn)入噴嘴6。汽化管9位于水分離腔上腔1內(nèi)，其進(jìn)氣端頭在水分離腔的軸線上.汽化管 9和出氣接口 IO是一個(gè)部件.該部件有兩個(gè)功能段汽化管9(漸擴(kuò)段)和出氣 接口 10 (等截面段).圖2所示的是第三種型式的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置的一個(gè)實(shí)施方案.它與圖 l所示實(shí)施方案的唯一不同點(diǎn)是流道5的出口直接與噴嘴6的進(jìn)口連接，且流 道5上部具有混合孔12.混合孔12有兩個(gè)，大小相等，位置相對，同軸線；軸 線水平或不大于45。傾斜.
權(quán)利要求
1、一種抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，其特征在于它自上而下被水分離組件(8)、水收集器(7)分成水分離腔上腔(1)、水分離腔下腔(3)、緩沖腔(4)三部分；其中水分離腔上腔(1)內(nèi)設(shè)置汽化管(9)，汽化管(9)與出氣接口(10)相連；水分離腔下腔(3)與進(jìn)氣接口(2)相連；水分離腔下腔(3)通過水收集器(7)的小孔與緩沖腔(4)內(nèi)的流道(5)相連；流道(5)與緩沖腔(4)連通；噴嘴(6)在通緩沖腔(4)的殼體上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，其特征在于:其收集器7 是一個(gè)漏斗。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，其特征在于流道(5) 為累計(jì)轉(zhuǎn)角大于90。的下凹彎曲流道；流道(5)下部具有與緩沖腔(4)連通的 交流孔(11);流道(5)的出口對著噴嘴(6),但與噴嘴(6)不接觸.
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，其特征在于所述流道 (5)為累計(jì)轉(zhuǎn)角大于90。的下凹彎曲流道；流道(5)下部具有與緩沖腔(4)連通的交流孔U1),上部具有與緩沖腔(4)連通的混合孔(12);流道(5)與 噴嘴(6)連接.
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的任一抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，其特征在于 流道(5)是U形管.
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，其特征在于 噴嘴(6)是緩沖腔(4)殼體上的小孔.
全文摘要
本發(fā)明提供一種抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，屬于航空個(gè)體防護(hù)救生技術(shù)領(lǐng)域。所述抗荷系統(tǒng)三級除水裝置，分三個(gè)級別除去空氣中的水。第一級是收集進(jìn)入除水裝置時(shí)已與空氣分離的水。第二級是通過水分離組件，收集空氣中的游離水。經(jīng)過水分離組件的空氣，可能還有少量殘存的游離水。第三級是通過汽化管，使空氣中殘存的游離水汽化，從而進(jìn)入抗荷閥的流體全是空氣，不存在水。另一方面，所述三級除水裝置又能把所收集的抗荷系統(tǒng)的水霧化噴入機(jī)艙空間。由于水霧化噴出，能在噴出后及時(shí)蒸發(fā)，故而不會造成環(huán)境周圍物體表面著水。
文檔編號F17D3/14GK101225928SQ20071013329
公開日2008年7月23日 申請日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者方賢德, 肖曙光, 賀鵬程 申請人:南京航空航天大學(xué)