УСТАНОВКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ ВОЗДУХА

Предлагаемая полезная модель относится к области авиационной наземной техники и может быть использована при создании аэродромных кондиционеров или холодильно-нагревательных станций, обеспечивающих создание требуемых условий воздушной среды в приборных отсеках летательного аппарата при его предполетной подготовке, а также при выполнении регламентных и ремонтных работ.
К воздуху подаваемому в летательный аппарат, например, в беспилотный летательный аппарат, предъявляются следующие требования - воздух должен быть нагрет или охлажден до регулируемой температуры от 10 до 40°С, иметь температуру точки росы не выше минус 35°С и регулируемый расход в заданном диапазоне. Таким образом, получение воздуха с требуемыми параметрами для подачи в летательный аппарат является сложной инженерной задачей.
Известна установка для термообработки воздуха, разработанная Заявителем, содержащая компрессор с входом соединенным через первый ключ с первым штуцером для соединения с выходом летательного аппарата и с первым входом блока ИЛИ, выход которого соединен с входом гигрометра, первый влагоотделитель, с входом соединенным с выходом компрессора, второй влагоотделитель с входом, соединенным с выходом первого влагоотделителя, и с выходом соединенным с входом маслоотделителя, адсорбционный осушитель с выходом соединенным с входом нагревателя, выход которого соединен с входом воздушной полости испарителя холодильного блока, редуктор с выходом соединенным через второй ключ со вторым штуцером для соединения с входом летательного аппарата, со вторым входом блока ИЛИ, датчик давления с чувствительным элементом соединенным с полостью второго штуцера, датчик температуры с чувствительным элементом установленным в полости второго штуцера, (см. патент №96095 на полезную модель, МПК B64F 1/36, 20.07.2010).
Недостатки известной установки заключаются в том, что при ее эксплуатации не обеспечивается автоматический режим работы, а состояние элементов холодильного блока во время работы плохо поддается прогнозированию и оценке и требует постоянного контроля со стороны оператора, что понижает эксплуатационную технологичность установки.
Полезная модель направлена на устранение выявленных недостатков и на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационной технологичности установки.
Технический результат достигается тем, что установка для обработки воздуха, содержащая компрессор с входом соединенным через первый ключ с первым штуцером для соединения с выходом летательного аппарата и с первым входом блока ИЛИ, выход которого соединен с входом гигрометра, первый влагоотделитель, с входом соединенным с выходом компрессора, второй влагоотделитель с входом, соединенным с выходом первого влагоотделителя, и с выходом соединенным с входом маслоотделителя, адсорбционный осушитель с выходом соединенным с входом нагревателя, выход которого соединен с входом воздушной полости испарителя холодильного блока, редуктор с выходом соединенным через второй ключ со вторым штуцером для соединения с входом летательного аппарата, со вторым входом блока ИЛИ, датчик давления с чувствительным элементом соединенным с полостью второго штуцера, датчик температуры с чувствительным элементом установленным в полости второго штуцера, согласно полезной модели, снабжена трубой с регулятором расхода с приводом, осушителем рефрижераторным, счетчиком газа, дополнительным датчиком давления, дополнительным датчиком температуры, блоком автоматики с пятью входами и с тремя выходами, дополнительным ключом, при этом вход дополнительного ключа соединен с выходом редуктора, а выход - с входом компрессора, выход маслоотделителя соединен с входом трубы с регулятором расхода, вход осушителя рефрижераторного соединен выходом трубы с регулятором расхода, выход осушителя рефрижераторного соединен с входом адсорбционного осушителя, выход воздушной полости испарителя соединен с входом счетчика газа, выход счетчика газа соединен с входом редуктора, чувствительный элемент дополнительного датчика давления установлен на входе счетчика газа, чувствительный элемент дополнительного датчика температуры установлен на выходе счетчика газа, первый вход блока автоматики соединен с выходом датчика давления, второй вход блока автоматики соединен с выходом датчика температуры, третий вход блока автоматики соединен с выходом дополнительного датчика давления, четвертый вход блока автоматики соединен с выходом дополнительного датчика температуры, пятый вход блока управления соединен с выходом счетчика газа, первый выход блока автоматики соединен с управляющим входом привода регулятора расхода, второй выход блока автоматики соединен с входом управления нагревателя, третий выход блока автоматики соединен с управляющим входом холодильного блока.
Отличительной особенностью установки является снабжение ее трубой с регулятором расхода с приводом и осушителем рефрижираторным с входом соединенным с выходом трубы и соединение входа трубы с выходом маслоотделителя, а выхода осушителя рефрижираторного с входом адсорбционного осушителя с целью обеспечения технологичности установки за счет регулирования расхода воздуха в требуемом диапазоне с одновременной предварительной осушкой воздуха до температуры точки росы минус 20°С.
Отличительной особенностью установки также является снабжение ее счетчиком газа, дополнительным датчиком давления, дополнительным датчиком температуры и соединение их с системой управления для обеспечения пересчета объемного расхода воздуха в массовый.
Кроме того, отличительной особенностью установки является снабжение ее дополнительным ключом со входом соединенным с выходом редуктора и с выходом соединенным с входом компрессора с целью предотвращения потерь и сброса давления в воздуховодах установки после настроек блока автоматики перед соединением установки с летательным аппаратом.
Заявленное сочетание признаков соответствует, по нашему мнению, условию «новизна», то есть ни в отечественной, ни в зарубежной патентной литературе не обнаружены сведения об использовании совокупности этих признаков для достижения требуемых условий воздушной среды в приборных отсеках летательного аппарата при его предполетной подготовке, а также при выполнении регламентных и ремонтных работ с помощью аналогичных конструкций в установках для термообработки воздуха.
В дальнейшем полезная модель поясняется описанием примера ее выполнения и прилагаемыми фигурами, на которых:
фиг.1 изображен схематический чертеж блок схемы установки;
фиг 2 - схематический чертеж блок схемы системы управления.
Установка 1 (фиг.1) для обработки воздуха содержит компрессор 2 с входом соединенным через первый ключ 3 с первым штуцером 4 для соединения с выходом летательного аппарата 5 и с первым входом 6 блока ИЛИ 7, выход которого соединен с входом гигрометра 8, первый влагоотделитель 9, с входом соединенным с выходом компрессора 2, второй влагоотделитель 10 с входом, соединенным с выходом первого влагоотделителя, с выходом соединенным с входом маслоотделителя 11, адсорбционным осушителем 13, нагреватель 14 с входом соединенным с выходом адсорбционного осушителя 13 и с выходом соединенным с входом воздушной полости испарителя 15 холодильного блока 16, редуктор 17 с выходом соединенным через второй ключ 18 с вторым входом 19 блока ИЛИ 7 и со вторым штуцером 20 для соединения с входом летательного аппарата 5, датчик давления 21 с чувствительным элементом соединенным с полостью (на фигурах не показаны) второго штуцера 20, датчик температуры 22 с чувствительным элементом установленным в полости (на фигурах не показаны) второго штуцера 20.
Также установка 1 снабжена трубой 31 с регулятором расхода 32 с приводом 33, осушителем рефрижераторным 34, счетчиком газа 36, дополнительным датчиком давления 37, дополнительным датчиком температуры 38, блоком автоматики 40 с пятью входами 41, 42, 43, 44 и 45 и с тремя выходами 47, 48 и 49, дополнительным ключом 51, при этом вход дополнительного ключа 51 соединен с выходом редуктора 17, а выход - с входом компрессора 2, выход маслооотделителя 11 соединен с входом трубы 31, вход осушителя рефрижераторного 34 соединен с выходом трубы 31, выход осушителя рефрижераторного 34 соединен с входом адсорбционного осушителя 13, выход воздушной полости испарителя 15 соединен с входом счетчика газа 36, выход счетчика газа 36 соединен с входом редуктора 17, чувствительный элемент дополнительного датчика давления 37 установлен на входе счетчика газа 36 (на фигурах не показано), чувствительный элемент дополнительного датчика температуры 38 установлен на выходе счетчика газа 36 (на фигурах не показан), первый вход 41 блока автоматики 40 соединен с выходом датчика давления 21, второй вход 42 блока автоматики 40 соединен с выходом датчика температуры 22, третий вход 43 блока автоматики 40 соединен с выходом дополнительного датчика давления 37, четвертый вход 44 блока автоматики 40 соединен с выходом дополнительного датчика температуры 38, пятый вход 45 блока автоматики 40 соединен с выходом счетчика газа 36, первый выход 47 блока автоматики 40 соединен с управляющим входом привода 33 регулятора расхода 32, второй выход 48 блока автоматики 40 соединен с входом управления нагревателя 14, третий выход 49 блока автоматики 40 соединен с управляющим входом холодильного блока 16.
Влагоотделитель 9 выполнен в виде сепаратора циклонного типа.
Влагоотделитель 10 выполнен в виде фильтра грубой очистки.
Маслоотделитель 11 выполнен в виде фильтра средней очистки.
Установка 1 для обработки воздуха также содержит воздухозаборник 52, сообщающийся с входом компрессора 2.
В качестве осушителя рефрижераторного 34 используется, например, ACT80/ACD-MC14 производства итальянской фирмы. В качестве адсорбционного осушителя 13 используется, например, HDT-50 производства итальянской фирмы с комплектом фильтров: на входе - тонкой очистки, на выходе - средней очистки.
Соединение штуцера 4 с входом ключа 3, выхода ключа 3 с входом компрессора 2, выхода компрессора 2 с входом влагоотделителя 9, выхода влагоотделителя 9 с входом влагоотделителя 10, выхода влагоотделителя 10 с входом маслоотделителя 11, выхода маслоотделителя 11 с входом трубы 31, выхода трубы 31 с входом осушителя рефрижераторного 34, выход осушителя рефрижераторного 34 с входом адсорбционного осушителя 13, выхода адсорбционного осушителя с входом нагревателя 14, выхода нагревателя 14 с входом воздушной полости испарителя 15, выхода воздушной полости испарителя 15 с входом счетчика газа 36, выхода счетчика газа 36 с входом редуктора 17, выхода редуктора 17 с входом второго ключа 18, выхода второго ключа 18 со вторым штуцером 20 осуществляется трубопроводами, образующими воздушный тракт пневмосистемы и выполненными, например, из металлических труб или металлорукавов.
Блок автоматики 40 (фиг.2) содержит выполненный на микросхемах, например, 1887 ИЕ1У, микропроцессор 60 с входами 61, 62, 63, 64 и 65, и с выходами 66, 67 и 68, компараторы 71, 72, 73, 74 и 75 выполненные на микросхемах, например, 1401СА1, запоминающие регистры 81, 82 и 83, выполненные, например, на микросхемах 1554ИР23. Входы 61, 62, 63, 64 и 65 микропроцессора 60 соединены с соответствующими им выходами компараторов 71, 72, 73, 74 и 75, входы которых являются входами 41, 42, 43, 44 и 45 блока автоматики 40. Выходы 66, 67 и 68 микропроцессора 60 соединены с соответствующими им входами запоминающих регистров 81, 82 и 83, выходы которых являются выходами 47, 48 и 49 блока автоматики 40.
Осушитель рефрижераторный 34 (фиг.1) выполнен из последовательно соединенных воздуховодами, являющимися элементами воздушного тракта осушителя, нагревателя, компрессора и испарителя (на фигурах не показаны). Вход нагревателя является входом осушителя рефрижераторного 34, а выход испарителя - выходом осушителя рефрижераторного 34.
Адсорбционный осушитель 13 выполнен из последовательно соединенных воздуховодами, являющимися элементами воздушного тракта, фильтра тонкой очистки, баков осушителя с адсорбентом, например, молекулярное сито, и фильтра средней очистки (на фигурах не показаны). Вход фильтра тонкой очистки является входом адсорбционного осушителя 13, а фильтр средней очистки - выходом адсорбционного осушителя 13.
При работе установки воздух через воздухозаборник 52 поступает на вход компрессора 2. В компрессоре 2 воздух сжимается до наперед заданного давления и подается с выхода компрессора 2 на вход влагоотделителя 9, в котором капельная влага и масляные пары, содержащиеся в воздухе отделяются и выводятся из влагоотделителя 9.
С выхода влагоотделителя 9 воздух подается на вход влагоотделителя 10, где происходит более тонкая очистка воздуха от влаги, масла и механическох примесей, водомасляный конденсат выводится из пневмосистемы через автоматический конденсатоотводчик по дренажному каналу (на фигуре не показан). Из выхода влагоотделителя 10 воздух по воздуховоду подается на вход маслоотделителя 11 для окончательной очистки. Конденсат по дренажному каналу через автоматический конденсатоотводчик выводится из маслоотделителя 11.
С выхода маслоотделителя 11 воздух по трубе 31 подается на вход осушителя рефрижераторного 34, при этом излишки воздуха сбрасываются в атмосферу через регулятор расхода 32 для обеспечения заданного расхода.
Осушителем рефрижераторным 34, обеспечивается оптимизация температурного и влажностного параметра воздуха, поступающего с его выхода на вход адсорбционного осушителя 13.
Из осушителя рефрижераторного предварительно осушенный и обработанный до температуры (25±10)°С воздух по воздуховоду подается в два бака (на фигурах не показаны) осушителя адсорбционного 13 попеременно для осушки и регенерации. В осушителе 13 остаточная влага, содержащаяся в воздухе, поглощается адсорбентом, при этом влажность воздуха уменьшается до температуры точки росы не выше заданной.
Из баков осушителя 13 воздух по воздуховоду подается в фильтр средней очистки осушителя, где очищается от пыли, которая образуется из адсорбента баков осушителя 13.
Из адсорбционного осушителя 13 воздух по воздуховоду подается в нагреватель 14.
Из нагревателя 14 воздух по воздуховоду подается на вход испарителя 15, в котором происходит его охлаждение за счет теплообмена с фреоновой полостью. Циркуляция хладона через испаритель обеспечивается по замкнутому контуру с помощью холодильного блока 16.
С выхода испарителя 15 воздух по воздуховоду через счетчик газа 36 подается на вход редуктора 17. Редуктором 17 давление воздуха уменьшается до наперед заданной величины и с его выхода по воздуховоду через второй ключ 18 и штуцер 20 подается на вход летательного аппарата 5.
Блок автоматики 40 управляет установкой посредством обработки поступающих на входы 41, 42, 43, 44 и 45 сигналов измеренных текущих параметров воздуха и вычисления требуемого режима работы с использованием исходной информации вводимой в него перед началом работы установки.
Оператор вводит в блок автоматики 40 требуемые значения регулируемых параметров выдаваемого воздуха (температура, расход).
С выхода 47 блока автоматики 40 подается команда на управляющий вход привода 33 регулятора расхода 32, установленного на трубе 31, при этом происходит изменение положения заслонки (на фигурах не показана) регулятора расхода 32 обеспечивающее увеличение или уменьшение количества сбрасываемого в атмосферу воздуха из трубы 31 через регулятор расхода 32.
Изменение температуры обрабатываемого воздуха производится при поступлении с выхода 48 и с выхода 49 блока автоматики 40 сигналов на управляющий вход нагревателя 14 и управляющий вход холодильного блока 16.
Тепловой баланс в работе нагревателя 14 и холодильного блока 16 и достижение (регулирование) заданной температуры выдаваемого воздуха в летательный аппарат 5 осуществляется за счет включения или отключения холодильного блока 16 и изменения мощности тепловыделяющих элементов (на фигурах не показаны) нагревателя.
В системе нагреватель 14, холодильный блок 16 и редуктор 17 осушенный воздух обрабатывается до наперед заданной температуры, регулируемой в диапазоне от 5 до 40°С, и давления, при которых обеспечивается надежная работа приборов и систем (на фигурах не показаны) летательного аппарата 5.
Параметры подаваемого в летательный аппарат воздуха контролируются датчиком давления 21, датчиком температуры 22, счетчиком газа 36 и гигрометром 8. После выхода на заданный режим, воздух, через ключ 51, направляется на вход компрессора 2, при этом ключи 3 и 18 закрываются, обеспечивая падение давления в выходной и входной магистралях установки для их подключения к летательному аппарату 5 через штуцеры 20 и 4. Далее, при осуществлении операции продувки летательного аппарата, воздух через ключ 18, штуцер 20 поступает в летательный аппарат 5 через его вход и продувает обслуживаемый отсек, расположенный в летательном аппарате (на фигуре не обозначен), при этом происходит термостатирование воздуха в отсеке летательного аппарата с включенными приборами расположенными в нем (при подаче охлажденного до 10-15°С воздуха) или осушка приборного отсека летательного аппарата 5 (при подаче нагретого до 40°С воздуха).
Через выход летательного аппарата 5 и штуцер 4 воздух возвращается в установку для обработки воздуха 1. В установке для обработки воздуха 1 воздух по воздуховоду через открытый ключ 3 поступает на вход компрессора 2 и вновь подвергается обработке. Для контроля температуры точки росы часть воздуха на выходе в летательный аппарат 5 через вход 19 блока ИЛИ 7 или на входе из летательного аппарата 5 через вход 6 блока ИЛИ 7 поступает в гигрометр 8 для контроля температуры точки росы.
2
При осуществлении операции «наддув», выполняемой для извлечения влаги из застойных зон приборного отсека летательного аппарата 5, ключ 3 закрываются, а ключ 51 открывается на необходимую величину обеспечивающую заданный расход воздуха при наддуве, при этом воздух поступает в замкнутый объем летательного аппарата 5, создавая избыточное давление (0,2-0,30) кгс/см, которое контролируется датчиком давления 19. При достижении избыточным давлением наперед заданной величины ключи 18 и 51 закрываются, запирая обработанный воздух в летательном аппарате 5. По истечении наперед заданного времени выдержки (0,5-2,0 часа), воздух в летательном аппарате насыщенный парами влаги, подается через первый вход 6 блока ИЛИ 7 на вход в гигрометр 8 для контроля температуры точки росы. Еесли результаты измерений не удовлетворяют заданным требованиям, возобновляется режим продувки приборного отсека летательного аппарата 5 с температурой воздуха +40°С или повторяется операция наддува.