燃油污染注入系统及其燃油污染实验系统

摘要

本发明提供一种燃油污染注入系统以及包括该燃油污染注入系统的燃油污染实验系统，该燃油污染注入系统包括：出料滚筒；传动滚筒，所述传动滚筒和所述出料滚筒之间通过放置有污染物的纳米涂层传送带连接，所述纳米涂层传送带从所述传动滚筒朝着所述出料滚筒倾斜向下；驱动装置，其用于驱动所述传动滚筒旋转，所述驱动装置和所述传动滚筒之间通过传送带连接；以及喷嘴，其位于所述出料滚筒的上方，洁净燃油从所述喷嘴喷射到所述纳米涂层传送带上，以将所述纳米涂层传送带上的污染物冲入位于所述出料滚筒下方的供油箱。本发明解决了污染物沾到传送带上的问题，降低了试验成本，并减少了试验工作量。

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机，特别是涉及一种用于航空发动机燃油系 统试验的燃油污染注入系统及其燃油污染实验系统。

背景技术

航空发动机燃油系统需要进行污染燃油耐久性试验，证明发动机 燃油系统在燃油污染情况下能够维持一段时间的安全飞行。为了满足 该适航条款，美国汽车工程师协会(SAE，Society of Automotive  Engineers)专门发布了SAE MAP749标准用来指导航空发动机燃油污 染试验。该标准提出了两种燃油污染系统，一种为传送带污染注入系 统，另一种为污染浆液喷射系统。这两种系统的目标都是将额定的燃 油污染物送入洁净燃油，被污染的燃油再流向燃油系统。燃油污染物 不仅包含固体颗粒污染物，如三氧化二铁，石英，氧化亚铁，棉绒等， 还包含盐水。

传送带污染注入系统中关键的问题是如何保证污染物不会粘在传 送带上，为了解决此问题，目前的解决方案为：

1.在传送带上方安置一个防爆热源，对传送带上的固体污染物进 行加温，去除潮湿。

2.传送带采用纸带，保证接触表面的光滑度，也消除了使用金属 传送带而产生的静电，纸带只能一次性使用。

3.如果污染物沾到传送带上后，则人工利用刷子将污染物刷到油 箱中。

污染物盐水可以通过盐水注入装置注入，也可以直接将需要的盐 水放入燃油箱，此时应移除设备中的水分离器。

污染浆液喷射系统则是先将固体污染物用少量燃油调成浆液，然 后按照一定的规律利用蠕动泵浆液喷射到洁净燃油中，该系统关键问 题如下：

1.蠕动泵是精确控制泵，每次试验后均要进行清洗，由于污染物 喷浆浓度很高，导致污染物喷浆蠕动泵清洗困难。

2.由于污染物浆液喷射处离燃油系统进口具有一段管路距离，因 此需要增压泵进行增压，并且考虑污染物在这段距离的损失，污染物 必须多加5％。

3.蠕动泵管路容易因固体污染而发生磨损。

该系统中盐水污染也是通过精确控制的蠕动泵喷射到燃油中。

本发明则结合这些特点，通过新的构型布局设计，加入新的材料 应用，从而解决传送带的污染注入问题，达到降低试验成本，减少试 验工作量和试验耗时的目的。

发明内容

本发明通过新的构型布局设计和新材料应用，旨在解决传统的传 送带污染注入系统中的以下问题：

1.解决污染物沾到传送带上的问题，减轻试验人员负担。

2.解决纸带难以再次使用的问题。

3.避免使用浆液喷射系统而带来的缺点。

根据本发明的第一个方面，提供一种燃油污染注入系统，其中， 包括：

出料滚筒；传动滚筒，所述传动滚筒和所述出料滚筒之间通过放 置有污染物的纳米涂层传送带连接，所述纳米涂层传送带从所述 传动滚筒朝着所述出料滚筒倾斜向下；

驱动装置，其用于驱动所述传动滚筒旋转，所述驱动装置和所述 传动滚筒之间通过传送带连接；以及

喷嘴，其位于所述出料滚筒的上方，洁净燃油从所述喷嘴喷射到 所述纳米涂层传送带上，以将所述纳米涂层传送带上的污染物冲入位 于所述出料滚筒下方的供油箱中。

其中，所述燃油污染注入系统还包括：

除油装置，其位于所述纳米涂层传送带的下方。

其中，所述燃油污染注入系统还包括：

用于调节进入所述喷嘴的洁净燃油的流量的节流活门。

其中，所述喷嘴设有节流活门。

其中，所述驱动装置包括变动马达。

其中，所述驱动装置还包括信号接收器。

其中，沿传送方向看去，所述纳米涂层传送带具有波形横截面。

其中，所述纳米涂层传送带由耐燃油腐蚀材料制成，所述纳米涂 层传送带的纳米涂层由具有耐燃油腐蚀且不沾水不沾油特性的材料制 成。

优选地，所述纳米涂层传送带由铁氟龙材料制成。

优选地，所述纳米涂层传送带的纳米涂层由仿生荷叶薄膜制成。

根据本发明的第二个方面，提供一种燃油污染实验系统，其用于 测试试验件使用污染燃油的性能，包括根据前述的燃油污染注入系统， 还包括：

供油箱，其用于容纳污染燃油；

盐水注入系统，其用于向污染燃油中注入盐水；

燃油控制器或模拟器，其用于控制燃油在试验件中的工作循环；

设备过滤器，其用于过滤污染燃油中的污染物；

水分离器，其用于去除污染燃油中的盐水；以及

流量计，其用于测量燃油的流量，并将流量信号发送到所述驱动 装置，

其中，污染燃油经过燃油控制器或模拟器、设备过滤器、水分离 器、流量计，一部分流入所述喷嘴，另一部分流入所述供油箱。

本发明采用涂有憎油的纳米涂层传送带传送污染物，并且在出料 滚筒处利用洁净燃油对传送带上的污染物颗粒进行冲洗，由于该纳米 涂层不会亲油，因此污染颗粒会随洁净燃油一起进入污染燃油箱，从 而通过燃油清洗结构设计和纳米涂层传送带解决上述三点技术问题。

通过洁净燃油清洗结构设计和纳米涂层传送带实现了：

1.污染物不会粘在传送带上，无需刻意保持传送带上的干燥，不 需要用刷子在出料处刷拭污染物；

2.去除了防爆热源，可以轻松去除传送带上的污染物颗粒，满足 试验要求；

3.传送带改用涂有纳米涂层的传送带，试验后清洗工作非常方 面，可以重复使用。

附图说明

图1为根据本发明的燃油污染注入系统及燃油污染实验系统的优 选实施例；以及

图2为图1中传送带和喷嘴的结构示意图。

附图标记说明

具体实施方式

下面结合附图来详细描述本发明的优选实施例。应当理解，所讨 论的优选实施例仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非 限制本发明的范围。

参见图1-2，图1给出了燃油污染注入系统及其燃油污染实验系统 的示意图，图2给出了传送带和喷嘴的结构图。燃油污染实验系统10 用于测试试验件30使用污染燃油的性能，包括：供油箱1、燃油污染 注入系统20、燃油控制器或模拟器40、设备过滤器50、水分离器60、 流量计70和盐水注入系统80。

其中，供油箱1用于容纳污染燃油；盐水注入系统80用于向污染 燃油中注入盐水；燃油控制器或模拟器40用于控制燃油在试验件中的 工作循环；设备过滤器50用于过滤污染燃油中的污染物，设备过滤器 应具备不大于0.5微米的绝对过滤度，以便在燃油返回供油箱之前从 燃油中滤去污染物，例如，固体颗粒以及棉绒纤维。水分离器60用于 去除污染燃油中的盐水。流量计70用于测量燃油的流量，并将流量信 号发送到驱动装置，根据具体的流量来调节驱动装置例如变动马达的 转速，以调整污染物的注入。污染燃油经过燃油控制器或模拟器40、 设备过滤器50、水分离器60、流量计70，一部分流入喷嘴3，另一部 分流入供油箱1。

燃油污染注入系统20包括出料滚筒2、传动滚筒6、驱动装置和 喷嘴3。其中，传动滚筒6和出料滚筒3之间通过放置有污染物的纳 米涂层传送带5连接，传动滚筒6的位置高于出料滚筒2的位置，使 得纳米涂层传送带5从传动滚筒6朝向出料滚筒2倾斜向下。驱动装 置包括变速马达9和信号接收器，变速马达9驱动传动滚筒6旋转， 变速马达9和传动滚筒6之间通过传送带8连接。喷嘴3位于出料滚 筒2的上方，洁净燃油从喷嘴3喷射到纳米涂层传送带5上，以将纳 米涂层传送带5上的污染物冲入位于出料滚筒2下方的供油箱1中。

为了防止少量燃油残留在纳米涂层传送带5上，在纳米涂层传送 带5下方安装除油装置4，如吸油棉，吸油纸，保证传送带上的干燥 和洁净。

优选地，沿传送方向看去，纳米涂层传送带5具有波形横截面， 形成多个凹槽。纳米涂层传送带上的波形凹槽用于放置固体污染物， 带有凹槽的传送带更有益于污染物的放置，可以实现自动化投放污染 物。而且，波形凹槽在燃油冲击的过程中可以起到导流作用，保证燃 油最终都回到凹槽处，即使燃油喷嘴有所偏离，也能保证波峰处的燃 油流向波形凹槽，带走污染物。

纳米涂层应是憎水憎油的，由耐燃油腐蚀且不沾水不沾油的材料 制成，例如仿生荷叶薄膜，从而保证传送带在被燃油冲洗后残留的燃 油量极少。纳米涂层传送带使用光滑表面的传送带，由耐燃油腐蚀材 料制成，例如铁氟龙传送带，这样有助于纳米涂层的光滑。为了增加 燃油的清洗能力，纳米涂层传送带成一定角度向下倾斜，喷嘴的位置 处于出料滚筒的前端位置，并且喷射方向与传送带运转方向一致，这 样污染物更易于随水流离开传送带。

为了防止因燃油量减少而使污染浓度增高，可以采用以下两种方 法：

(1)对污染物传送投放速度进行修正；

(2)在试验暂停阶段，将除油装置称重，增加减少的油量。

为了防止因水流过快导致水流喷射超出传送带的位置或者使得污 染物飞溅，在试验前应调节好喷嘴的位置和喷射方向。优选地，燃油 污染注入系统还包括节流活门7，节流活门7的开度可以控制进入喷 嘴3的燃油量，从而可用来调节喷嘴的喷射力度和位置。

本发明的纳米涂层传送带的清洗非常方便，可以在清洗盐水蠕动 泵的同时通过干净的水流冲洗即可，也可以直接通过干净水流进行清 洗，并且可以反复使用。通过洁净燃油清洗结构设计和纳米涂层传送 带实现了：

1.污染物不会粘在传送带上，无需刻意保持传送带上的干燥，不 需要用刷子在出料处刷拭污染物；

2.去除了防爆热源，可以轻松去除传送带上的污染物颗粒，满足 试验要求；

3.传送带改用涂有纳米涂层的传送带，试验后清洗工作非常方 面，可以重复使用。

本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并 非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所 作的等效变化与修饰，都属于本发明的保护范围。