《客机机身压力及气密试验设备.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《客机机身压力及气密试验设备.pdf（10页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103344499 A (43)申请公布日 2013.10.09 CN 103344499 A *CN103344499A* (21)申请号 201310273338.X (22)申请日 2013.07.02 G01N 3/12(2006.01) G01M 3/26(2006.01) (71)申请人 上海飞机制造有限公司 地址 200436 上海市闸北区场中路 3115 号 (72)发明人 陶弘盛 张吉凤 邱琳琳 陈永康 王建华 张敏剑 (74)专利代理机构 北京市金杜律师事务所 11256 代理人 楼仙英 徐年康 (54) 发明名称 客机机身压力及气密试验设备 (5。
2、7) 摘要 本发明提供一种客机机身压力及气密试验设 备， 其特征在于， 包括实现客机机身进气和排气的 供气单元以及用于控制供气单元的控制单元， 所 述控制单元和供气单元分别设置于不同的柜体中 并彼此电气连接， 其中， 所述控制单元包括工控机 和人机交互界面， 允许人工或自动实现试验设备 的控制， 所述供气单元设有紧急泄压排气回路， 其 中设有提供多余度安全性能的部件。本发明的试 验设备在满足试验要求的情况下能够最大限度的 缩小设备体积， 移动方便。 多余度的安全设计保证 试验设备的稳定运行。 此外， 整个试验可以计算机 控制也可以人工控制， 使试验设备的控制更人性 化， 操作更稳定， 有效的提。
3、高了试验效率， 节省操 作人员。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图4页 (10)申请公布号 CN 103344499 A CN 103344499 A *CN103344499A* 1/1 页 2 1. 客机机身压力及气密试验设备， 其特征在于， 包括实现客机机身进气和排气的供气 单元(200)以及用于控制供气单元(200)的控制单元(100)， 所述控制单元(100)和供气单 元(200)分别设置于不同的柜体中并彼此电气连接， 其中， 所述控制单元(100)包。
4、括工控机 和人机交互界面， 允许人工或自动实现试验设备的控制， 所述供气单元 (200) 设有紧急泄 压排气回路， 其中设有提供多余度安全性能的部件。 2. 根据权利要求 1 所述的客机机身压力及气密试验设备， 其特征在于， 所述控制单元 (100) 包括工控机 (1)、 显示屏 (2)、 计量显示器件、 手动控制开关 (9) 和报警指示灯 (10)。 3. 根据权利要求 2 所述的客机机身压力及气密试验设备， 其特征在于， 所述计量显示 器件包括多个压力显示仪 (3)、 压力升降速率表 (4)、 流量显示仪 (5)、 泄压开关显示仪 (6) 以及多个温度显示仪 (7)。 4. 根据权利要求 。
5、1 所述的客机机身压力及气密试验设备， 其特征在于， 所述供气单 元 (200) 主要包括沿进气方向设置的进气阀 (201)、 减压阀 (202)、 流量计 (203)、 调节阀 (204a、 204b)、 蝶阀 (205， 206) 和相应的管道。 5. 根据权利要求 4 所述的客机机身压力及气密试验设备， 其特征在于， 所述供气单元 (200) 的紧急泄压排气回路由多个并联的电磁阀 (207a、 207b、 207c) 构成。 6. 根据权利要求 4 所述的客机机身压力及气密试验设备， 其特征在于， 所述流量计 (203) 为热式流量计。 7. 根据权利要求 4 所述的客机机身压力及气密试。
6、验设备， 其特征在于， 所述调节阀 (204a、 204b) 包括并联的大调节阀 (204a) 和小调节阀 (204b)。 8. 根据权利要求 2 所述的客机机身压力及气密试验设备， 其特征在于， 所述控制单元 采用 PLC 系统， 利用 LabWindows 软件编写控制操作程序。 权 利 要 求 书 CN 103344499 A 2 1/4 页 3 客机机身压力及气密试验设备 技术领域 0001 本发明涉及航空领域， 尤其涉及一种主要用于客机结构总装完成后的压力试验及 泄漏量检测的客机机身压力及气密试验设备。 背景技术 0002 客机机身压力及气密试验是飞机各部段对接完成后， 对飞机气密舱。
7、部分的结构进 行强度及密封性考核， 是对飞机结构总装完成后的一个重要考核环节。现有的试验设备体 积较为庞大， 飞机需要在结构总装完成后单独拖出厂房才能进行相关试验， 受天气影响较 大， 且工作环境恶劣 ； 此外， 现有设备为全手动控制， 无法实现自动控制及计算机控制。 0003 检验座舱气密性一般有两种方法 ： 流量法和压降法。我国大型客机和支线客机的 压力及气密试验主要使用的是流量法， 国外相关设备主要针对空客等公司飞机的压降法试 验要求来进行设计， 无法满足我国客机试验要求。 0004 由于国内没有可以使用的试验设备， 亟需根据我国大型客机和支线客机的压力及 气密试验流量法试验要求以及现代。
8、化试验设备体积小、 便于移动、 操作方便、 安全可靠等要 求完成试验设备原理和方案设计、 元器件选型、 以及管路布局。 发明内容 0005 因此， 本发明目的在于设计一种体积小、 便于移动、 安全可靠并能够满足国内大型 客机项目及支线客机机身压力及气密试验要求的试验设备。 0006 为实现上述目的， 本发明提供一种客机机身压力及气密试验设备， 其包括实现客 机机身进气和排气的供气单元以及用于控制供气单元的控制单元， 根据本发明， 有利地将 所述控制单元和供气单元分别设置于不同的柜体中并彼此电气连接， 采用这种分体式设 计， 能够最大限度地缩小设备体积， 尤其是采用紧凑式的管路布局缩小供气单元的。
9、体积以 便于移动。此外， 根据本发明， 所述控制单元包括工控机和人机交互界面， 允许人工或自动 实现试验设备的控制， 所述供气单元设有紧急泄压排气回路， 其中设有提供多余度安全性 能的部件。 0007 进一步地， 所述控制单元可包括工控机、 显示屏、 计量显示器件、 手动控制开关和 报警指示灯。 其中， 所述计量显示器件包括多个压力显示仪、 压力升降速率表、 流量显示仪、 泄压开关显示仪以及多个温度显示仪。 0008 进一步地， 所述供气单元主要包括沿进气方向设置的进气阀、 减压阀、 流量计、 调 节阀、 蝶阀和相应的管道。可选地， 所述调节阀包括并联的大调节阀和小调节阀， 用于根据 不同需要。
10、调节进入机身的气体进而调节机身压力的大小。 0009 根据一种优选实施方式， 所述多余度安全设计能够以这样的方式来实现， 即所述 供气单元的紧急泄压排气回路由多个并联的电磁阀构成， 从而代替原有设备的水柱式保护 装置。当试验压力达到任一电磁阀的设置压力时便可立即打开电磁阀进行泄压， 使试验更 安全。 说 明 书 CN 103344499 A 3 2/4 页 4 0010 有利地， 所述流量计为热式流量计， 以此代替原有设备的孔板式流量计， 使该试验 设备的计量更精确， 精度更高。 0011 有利地， 所述控制单元采用 PLC 系统， 利用 Labwindows 软件编写控制操作程序来 实现对该。
11、试验设备的试验过程的自动化控制， 同时兼顾人工操作的可能性， 使得本发明的 试验设备具有很强的可扩展性。 0012 根据本发明的客机机身压力及气密试验设备能够实现以下优点中的一个或多 个 ： 0013 首先， 在满足试验要求的情况下能够最大限度的缩小设备体积， 使试验设备移动 方便。 0014 其次， 多余度的安全设计保证试验设备的稳定运行。 0015 此外， 整个试验可以计算机控制也可以人工控制， 使试验设备的控制更人性化， 操 作更稳定， 有效的提高了试验效率， 节省操作人员。 附图说明 0016 本发明的更多特征及优点将通过下面结合附图对具体实施方式的进一步详细说 明来更好地理解。附图中。
12、 ： 0017 图 1 为根据本发明优选实施方式的客机机身压力及气密试验设备的原理图 ； 0018 图 2 为根据本发明试验设备的控制单元的控制显示面板的示例性布置示意图 ； 0019 图 3 为根据本发明试验设备的控制单元的控制操作面板的示例性布置示意图 ； 0020 图 4 为根据本发明试验设备的供气单元的管道和导线连接布局示意图。 具体实施方式 0021 下面具体描述根据本发明的客机机身压力及气密试验设备。图 1 示出了这种试验 设备的一种实施例的原理图， 其中供气单元的进气和排气回路以实线标示， 控制单元的控 制回路由虚线标示。然而本领域技术人员应能意识到的是， 在不偏离本发明的范围的。
13、前提 下， 可以基于该原理图利用其他实施例， 也可以进行结构性或逻辑性的修改， 示例的原理图 及以下描述本发明所结合的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。 0022 首先参见图 2 至图 4， 根据本发明， 用于客机机身压力及气密试验的试验设备有利 地采用分体式设计以方便移动， 包括控制单元 100 和供气单元 200。在具体实施中， 控制单 元 100 和供气单元 200 分别设置在不同的柜体中并构造成例如控制柜和供气柜， 两者之间 可采用多芯导线连接， 以实现远程控制， 其中控制柜上设有与工控机和供气单元电气连接 的控制面板， 如图 2 和图 3 所示。控制面板主要由四类器件构成 ：。
14、 显示屏、 计量显示器件、 手动开关和报警指示灯。计量显示器件包括各种 LED 和压力表， 用于显示空气温度、 环境温 度、 气密舱内压力、 升降速率和流量。手动开关包括手动回路充气调节开关、 手动正常泄压 调节开关、 手动紧急泄压开关等， 分别实现充气和泄压等压力或流量的调节功能， 并控制各 个阀门的开关。报警指示灯通过传感器检测机身压力及进气量， 在达到设定警报值时发出 警报。 0023 图 2 示出了控制单元的控制显示面板 101 的示例性布置示意图， 图 3 则示出了控 制操作面板102的示例性布置示意图。 在控制显示面板101上可根据需要设置有显示屏2、 说 明 书 CN 10334。
15、4499 A 4 3/4 页 5 多个压力显示仪 3、 压力升降速率表 4、 流量显示仪 5、 泄压开关显示仪 6 以及多个温度显示 仪 7， 其中压力显示仪 3 可分别包括气源压力显示仪 3a、 供气压力显示仪 3b 和机身压力显 示仪 3c， 温度显示仪 7 可分别包括环境温度显示仪 7a、 气体温度显示仪 7b 和机身温度显示 仪 7c。控制操作面板 102 上可设置有多个电气或信号接口 8、 多个手动控制开关 9 和报警 指示灯 10， 还可在空余位置提供系统原理图 11， 供操作人员在实际操作时能够根据系统原 理图 11 来手动操作控制单元。为便于操作， 还可设置操作键盘 20。 0。
16、024 如图 1 所示， 供气单元 200 可包括沿进气方向设置的进气阀 201、 减压阀 202、 流量 计 203、 大调节阀 204a 和小调节阀 204b、 蝶阀和相应的管道。在供气柜上可设置连接进气 源、 机身及排气管路的管道接口， 如图4所示， 包括进气源接口12、 机身进气接口13、 机身排 气管接口 14、 第一外排气管接口 15 和第二外排气管接口 16， 同时， 还设置有与控制单元相 连的多个信号接口 18。为了便于检测元器件以及将进气管路中可能残留的水排出， 还可设 置检测口 17 和排水阀开关 19， 这些将在下面的描述中更为清楚。 0025 根据本发明的供气单元 20。
17、0 尤其有利地在排气回路中设有提供多余度安全性能 的部件， 在该实施方式中为并联的三个电磁阀 207a、 207b、 207c( 参见图 1)。然而可以理解 的是， 多于或少于三个的电磁阀也是可能的。控制操作面板 102 上的手动控制开关 9 中可 分别对应各个电磁阀设有相应的泄压开关以及泄压总开关， 例如泄压总开关 9a、 电磁阀泄 压开关9b、 9c、 9d。 手动打开泄压总开关9a或分别打开电磁阀泄压开关9b、 9c、 9d可同时将 三只泄压电磁阀打开或分别将泄压电磁阀打开。 压力开关的开启压力可通过泄压压力调节 仪设定， 达到设定压力时， 三个电磁阀自动开启。 0026 应当理解的是，。
18、 附图中示出的各个部件、 接口以及对应的布局设置并非用于限定 本发明， 基于本发明的构思可以有多种变化， 这些变化应包含在本发明的范围内。此外， 从 上面的描述可以看出， 本发明通过将控制单元和供气单元分体设计， 可大大减小整个试验 设备的尺寸， 例如， 控制柜尺寸为 73011301280mm， 供气柜尺寸为 96013001700mm。 此外， 图 4 中还示出了供气柜底部的脚轮， 同样可以在控制柜底部也设置脚轮， 以便于移 动。 0027 下面结合图 1 的原理图来对本发明的客机机身压力及气密试验设备进一步描述。 来自进气源的气体通进气源接口 12 经由进气阀 201 进入， 气源压力显。
19、示仪 3a 显示气源进 气的压力 ； 减压阀 202 控制进入飞机机身的其他压力， 将进气压力减小至合适的压力， 并通 过供气压力显示仪3b显示， 气体温度显示仪7b显示此时气体的温度 ； 流量显示仪5显示通 过流量计203测得的将会进入飞机机身的进气量 ； 并联设计的大、 小调节阀204a、 204b则控 制飞机进气速率并可控制进入机身的气体压力， 例如用以实现一定时间内的保压来进行强 度测试， 之后经由出气蝶阀 205 通过机身进气接口 13 对机身充气。在飞机机身充满气体并 稳定于某个稳定压力 ( 工程文件规定的压力值 ) 时检测飞机的泄漏量， 此时进气量即为飞 机的泄漏量。机身压力显示。
20、仪 3c、 环境温度显示仪 7a、 机身温度显示仪 7c 以及压力升降速 率表 4 同步显示机身上检测的各项数据， 并经由工控机 1 进行控制调节。 0028 当试验完毕正常泄压时， 通过泄压蝶阀 206 从第一外排气管接口 15 进行排气。当 机身压力超出预定压力需要紧急泄压排气时， 则需要经由机身排气管接口 14 来利用并联 设计的三个电磁阀 207a、 207b、 207c 从第二外排气管接口 16 进行排气。在机身压力达到任 意一个电磁阀 207a、 207b、 207c 设定的压力时电磁阀便可立即打开紧急泄压。电磁阀也可 说 明 书 CN 103344499 A 5 4/4 页 6 。
21、以借助控制操作面板102上的手动开关9b、 9c、 9d由人工打开， 当电磁阀失灵时还可以打开 第一外排气管接口 15 上的泄压蝶阀 206 泄压， 确保了试验的安全性。 0029 考虑到使用过程中对管路中各部件的日常检修， 还可设计检测口 17 和相应的检 测阀， 这样就能够利用在线检测仪表进行在线检验而无需拆装部件。 此外， 也可设计一些旁 通阀或隔断阀， 甚至排空放水阀及相应的排水阀开关 19 来实现管路中特定的功能， 例如排 出气源中可能存在的水， 以确保试验的准确性。 0030 根据本发明的试验设备中采用 PLC 系统来实现设备的自动化控制。在使用过程中 可以使用面板手动控制、 计算。
22、机手动控制和计算机自动控制。面板手动控制是操作人员根 据控制原理图操作控制操作面板上的元器件开关和旋钮， 根据试验要求对比压力表、 流量 计等显示读数开关元器件及调节元器件开口度。计算机控制是通过 LabWindows 编写的操 作程序对设备进行控制， 它分手动和自动控制。计算机手动控制是操作人员根据计算机程 序界面， 利用鼠标来开关界面上显示的各个阀门， 并通过键盘或鼠标控制调节阀的开口量 实现对飞机充气量的控制 ； 计算机自动控制是操作人员选择试验类型和充气压力， 由计算 机自动完成整个试验充气加压和保压的试验要求。 0031 通过采用根据本发明的试验设备， 可以按试验要求对客机气密舱进行。
23、充气从而提 升气密舱压力以实现对飞机气密舱的充压， 设备对飞机气密舱的充压范围为 0-65PSI 之间 的任意压力值， 充压精度可达到 +0.1/0PSI。设备能控制对客机气密舱的充气速率， 并能读 出飞机气密舱的升压速度、 即时压力及温度值和进气量大小， 方便实用且安全可靠。 0032 本发明的技术内容及技术特点已揭示如上， 应当理解的是， 上述实施方式存在许 多修改方式， 这些方式对相关领域技术人员来说是很明显的。这些修改 / 变型落入本发明 的相关领域中， 也应当包括在所附的权利要求的范围中。 说 明 书 CN 103344499 A 6 1/4 页 7 图 1 说 明 书 附 图 CN 103344499 A 7 2/4 页 8 图 2 说 明 书 附 图 CN 103344499 A 8 3/4 页 9 图 3 说 明 书 附 图 CN 103344499 A 9 4/4 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 103344499 A 10 。