本发明专利技术公开了砂尘环境试验装置的压缩空气调温加料系统，主要由压气机、电炉、膨胀涡轮、加料装置、温度传感器以及设有调节阀的通道构成。压气机从大气环境抽气，压缩空气作为调温和加料的动力。压缩空气经调温流量调节阀分为两支，分别为设置有电炉的空气加热通道和设置有膨胀涡轮的空气冷却通道。两通道的热气流和冷气流进行汇合调温，调温后气流携带加料装置的砂尘料以气固两相流方式经砂尘喷口送入试验装置的收缩段。双闭环温控系统控制调节阀开度，可实现温度准确调节。压缩空气用于调温和加料，减小了压气机的压头损耗，电炉和膨胀涡轮免于积尘污染，提高了工作效率；同时，砂尘料调温后进入风道，有效的改善了砂尘环境试验的气流品质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及砂尘环境试验装置的一种压缩空气调温加料系统，该系统适用于场地小，试验时间长的场合。
技术介绍
砂尘环境通常与干热地区有关，但在其他大多数地区也季节性的存在这种环境。 砂尘环境容易给民用设备和军用装备带来诸如表面的磨损和腐蚀、密封渗漏、热传导性能降低、活动部件卡死或阻碍等典型问题。因此砂尘环境试验，对沙尘天气条件下民用设备和军用装备的适应性能与可靠性能的检验，是十分重要的手段。现有的中国专利ZL200510000070. 8公布的由表冷器翅片管、翅片电加热器、变频调速风机、冷水机组、以及包括大空调和小空调的温度控制系统。该系统存在的问题有(1) 进入大小空调的调温气流是试验段砂尘两相流经过分离装置分离后的气流，分离器的分离效率决定了调温气流中砂尘浓度的高低，含砂尘的调温气流易造成大小空调设备的积尘， 甚至影响其正常工作。(2)大小空调的调温通道与加砂/尘通道分离，直接与试验段砂尘环境相连，其气流不但影响试验段砂尘气流品质，而且空调气流直接对砂尘环境调温，温度不易控制，调温效果差。( 循环水冷却机组、电加热器、包括大小空调的装置系统耗能较大，经济性能差。现有的中国专利ZL200910089289. 8公布的一体式吹砂吹尘环境模拟系统的温度调节采用循环水和电加热冷热多用温度控制模式。这样的系统具有的问题如下 (1)循环风道的收缩段设置电加热器，导致风道阻力增加，主风机压头增加，能量损耗增加， 同时电加热器产生积尘，影响换热效率，积尘清理困难；( 内置电加热器，具有热交换功能的导向叶片结构复杂，造价高。(3)由循环冷却水、冷冻水及热水在循环冷却水系统、冷水机组和电锅炉内循环流动构成的冷热多用温度控制模式中，系统结构复杂，资源浪费严重， 同时该系统需要手动调节循环水的流量，自动化程度低。现有的砂尘环境试验装置的突出问题主要是三方面一是调温系统与加料系统的分离，调温不准，影响试验质量；二是调温气流内含砂尘，造成设备积尘，清理困难；三是系统结构复杂，自动化程度低，能耗较高，影响砂尘试验的整体性能。
技术实现思路
本专利技术解决了现有砂尘环境试验装置中调温和加料分离、调温系统能耗高等问题或不足，提出了一种压缩机出口压缩空气作为调温和加料的动力。本专利技术公开的砂尘环境试验装置的一种压缩空气调温加料系统，压气机从大气环境压缩空气，干净的压缩空气作为调温气流，避免了空气冷却通道上膨胀涡轮和空气加热通道上电炉的积尘污染，设备可以高效连续运行；同时，采用电炉对调温气流加热升温，采用膨胀涡轮对调温气流膨胀降温，不但提高了压气机出口压缩空气气流的利用效率，而且节省了传统调温系统中循环冷却水流动需要的动力耗能；空气加热通道上的热气流和空气冷却通道上的冷气流汇合调温，调温后气流带动砂尘料喷入风道，温度传感器信号闭环自动控制流量调节阀的开度，从而保证了砂尘气固两相流温度的控制精度，使之达到所需的砂尘试验环境。本专利技术公开的是砂尘环境试验装置的一种压缩空气调温加料系统，包括压气机、 调温流量调节阀、第一温度传感器、第一流量调节阀、电炉、第二流量调节阀、膨胀涡轮、加料装置、第二温度传感器、收缩段、砂尘喷口、试验段、扩压段。压气机从大气环境抽气，气流经压气机出口通道上的调温流量调节阀分为两个分支，一个分支是空气加热通道，另一个分支时空气冷却通道。空气加热通道上的电炉对气流进行加热，空气冷却通道上的膨胀涡轮对气流进行膨胀透平，对外做功，压力减小，温度降低。两通道上的热气流和冷气流进行汇合调温，调温后气流携带加料装置的砂尘料，形成气固两相流经加料通道由收缩段的砂尘喷口喷入风道。本专利技术的原理是压气机从大气环境压缩空气，高压气流(一般为0. 6-0. 8Mpa)作为调温和加料的动力。压缩空气分流进入空气加热通道和空气冷去通道，经电炉加热和经膨胀涡轮膨胀降温，调温后气流携带砂尘料经收缩段砂尘喷口进入风道。另外，为了保证空气加热通道和空气冷却通道汇合调温气流满足砂尘试验环境所需的温度条件，通过第一温度传感器所测得温度信号控制调温流量调节阀的开度，第二温度传感器所测得的温度信号控制第一、第二气流调节阀的开度，两个传感器闭环自动控制，从而达到试验环境要求温度条件。本专利技术的优点1)与传统的砂尘环境试验装置系统相比，本专利技术取消了传统的空调箱调温装置和循环冷却水系统、冷水机组和电锅炉构成的冷热多用温度控制模式，采用膨胀涡轮膨胀降温气流和电炉加热升温气流汇合调温，系统结构简单，调温范围广(可达到-20 70°C)；同时，膨胀涡轮透平膨胀降温，节省了冷却系统的能量损耗，而且压气机出口压缩空气气流作为调温和加料动力，提高了压缩空气的利用效率；另外，该调温系统的调温气流带动加料装置的砂尘料形成气固两相流经砂尘喷口进入风道，砂尘两相流进入循环风道前得到调节，有效改善了风道内试验段的气流品质。幻由于本专利技术取消了布置在循环风道收缩段内的电加热器，这样可以消除主风道阻力，减小了主风机的压头，减小了驱动电机的功率损耗。同时，取消了分离装置出口气流作为调温气流，采用压气机的压缩空气作为调温气流，空气加热通道内电加热器和空气冷却通道内膨胀涡轮的积尘污染得到清除；3) 本专利技术调温流量调节阀、第一流量调节阀和第二流量调节阀的开度均有温度传感器测得的温度信号控制，改变了传统的调温系统中阀门开度手动调节，提高了系统的自动化程度，闭环温度控制系统提高了砂尘环境温度的控制精度。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于砂尘环境试验装置的一种压缩空气调温加料系统，其特征在于包括压气机，用于从大气环境抽气，提供作为调温和加料的动力的压缩空气；加热装置，用于对来自压气机的空气进行加热， 冷却装置，用于对来自压气机的空气进行冷却，加料装置，用于对来自加热装置和冷却装置的空气汇合后的空气进行加料。 附图说明图1是本专利技术压缩空气调温加料系统连接关系示意图。图2是本专利技术砂尘环境试验装置的调温闭环控制系统流程图。附图标记1.压气机出口通道101.压气机102.调温流量调节阀103.第一温度传感器2.空气加热通道201.第一流量调节阀202.加热装置3.空气冷却通道301.第二流量调节阀302.冷却装置4.加料通道401.加料装置402.第二温度传感器5.收缩段501.砂尘喷口6.试验段7.扩压段具体实施例方式如图1所示，是根据本专利技术的一个实施例的砂尘环境试验装置的压缩空气调温加料系统的示意图，其中箭头指示气流的流动方向，图中虚线为温度信号传输线路。所述的压缩空气调温加料系统包括压气机出口通道1、压气机101、调温流量调节阀102、第一温度传感器103、空气加热通道2、第一流量调节阀201、加热装置202、空气冷却通道3、第二流量调节阀301、冷却装置302、加料通道4、加料装置401、第二温度传感器 402、收缩段5、砂尘喷口 501、试验段6、扩压段7。在本专利技术中，压气机出口通道1上设置有调温流量调节阀102，空气加热通道2上设置有第一流量调节阀201和加热装置202，空气冷却通道3上有第二流量调节阀301和冷却装置302，加料通道4设置有加料装置401，风道收缩段5设置有砂尘喷口 501，风道试验段6内设置有第一温度传感器103，空气加热通道2和空气冷却通道3汇合后的加料通道4 上设置第二温度传感器本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．用于砂尘环境试验装置的一种压缩空气调温加料系统，其特征在于包括压气机（１０１），用于从大气环境抽气，提供作为调温和加料的动力的压缩空气；加热装置（２０２），用于对来自压气机（１０１）的空气进行加热，冷却装置（３０２），用于对来自压气机（１０１）的空气进行冷却，加料装置（４０１），用于对来自加热装置（２０２）和冷却装置（３０３）的空气汇合后的空气进行加料。
【技术特征摘要】
1.用于砂尘环境试验装置的一种压缩空气调温加料系统，其特征在于包括压气机(101)，用于从大气环境抽气，提供作为调温和加料的动力的压缩空气； 加热装置002)，用于对来自压气机(101)的空气进行加热，冷却装置(302)，用于对来自压气机(101)的空气进行冷却，加料装置G01)，用于对来自加热装置(202)和冷却装置(303)的空气汇合后的空气进行加料。2.如权利要求1所述的用于砂尘环境试验装置的一种压缩空气调温加料系统，其特征在于所述压气机的出口通道(1)分为两个分支，第一分支是空气加热通道O)，另一个分支是空气冷却通道(3)，其中加热装置(20 被设置在所述空气加热通道O)中，所述冷却装置(30 被设置在空气冷却通道(3)中。3.如权利要求2所述的用于砂尘环境试验装置的一种压缩空气调温加料系统，其特征在于所述加热装置O02)为电炉，用于对气流进行加热，所述冷却装置(30 为膨胀涡轮，用于对气流进行膨胀透平，气流温度降低， 空气加热通道( 和空气冷却通道( 上的冷气流和热气流进行汇合调温。4.如权利要求3所述的用于砂尘环境试验装置的一种压缩空气调温加料系统，其特征在于进一步包括调温流量调节阀(102)， 第一温度传感器(103)， 第一流量调节阀001)， 第二流量调节阀...
【专利技术属性】
技术研发人员：李运泽，王为术，张红生，李明敏，李淼，王浚，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。