減壓式燃油地面洗滌裝置及其方法

2023-06-28 15:49:31 3

專利名稱：減壓式燃油地面洗滌裝置及其方法
技術領域：
本發明屬於防火防爆技術領域，涉及
涉及一種減壓式燃油地面洗滌方法和裝置。
種飛機燃油惰性化處理方法和裝置，特別
背景技術：
隨著飛機飛行速度及性能的提高，它所帶來的氣動加熱與電子設備熱負荷的增 大，使得現代軍用機將普遍趨於採用燃油綜合熱管理技術。簡單地說，就是採用燃油作為熱 沉。對於軍用機，據統計，即便不採用燃油作為熱沉，其燃油系統起火或爆炸就已經成為引 起其失事的主要原因之一。而當採用燃油綜合熱管理技術後，它將使得飛機油箱溫度進一 步提高，也就是說，它還將增加飛機油箱起火爆炸的概率。因此，對於現代軍用機，迫切需要 採用有效措施，使得飛機燃油箱始終處於安全狀態，即提高燃油系統的防火防爆能力。
事實上，飛機燃油系統的防火防爆能力，不僅直接關係到飛機生存力和易損性，同 時也關係到飛機的利用率、成本以及人員安全。因而，作為解決飛機燃油箱爆炸問題一個新 的設計思想——燃油箱惰性化技術，就得到了人們的廣泛關注，國外對此開展了大量的研 究工作。 所謂的油箱惰性化技術就是通過技術措施，使飛機油箱上部空間氣相層的氧濃 度，在整個飛行過程中始終保持低於支持燃油燃燒所需要的氧濃度水平，並以此來保障飛 機油箱的安全性。國外大量研究結果表明當飛機油箱上部空間的氧濃度低於9%時，即便 飛機遭遇到23mm 口徑燃燒彈的擊中，也不會引起燃燒和爆炸。為此，在國外現代飛機設計 中，普遍要求將油箱惰性化水平規定為軍用機油箱上部空間氣相層中氧濃度《9%，民用 機油箱上部空間氣相層中氧濃度《12%。 油箱惰性化主要有兩種方式，第一種是將富氮氣體通入燃油中，從而將燃油中溶 解的氧氣加以置換，該方法通常稱為燃油洗滌技術；第二種是將富氮氣體通入油箱上部氣 相空間，將該空間中的部分氧氣排出，該方法稱為油箱衝洗技術。選用不同惰性化技術與油 箱防火防爆的要求、飛機的機動性和油箱的載油量等有關，因此洗滌技術常常用於軍用飛 機，而在民機中往往只採用衝洗技術。 目前，飛機上的洗滌大多採用機載制氮設備來完成，即直接從飛機發動機壓氣機
或飛機環控系統引氣並處理達到一定壓力、溫度、含水量等指標後，引入採用分子篩或中空
纖維膜的機載空氣分離設備得到富氮氣體，將富氮氣體通入飛機燃油箱來洗滌燃油。 雖然採用機載制氮系統來洗滌燃油可有效降低後勤保障的難度和複雜性，同時相
對於其他機載惰化系統而言，其全壽命維護費用低，但仍然存在一些不足，例如機載洗滌系
統必須在飛機燃油箱各個油艙內布置相應的富氮氣體和燃油兩套輸送管路以及洗滌噴嘴
和燃油循環泵，這無疑大幅度增加了設計的複雜性以及提高了維護檢修的難度；對於戰鬥
機，由於任務的複雜性和多變性，其洗滌時間往往不能充分保證，必須增大洗滌氣量，這顯
然會進一步增加設備的尺寸和重量，對飛機是十分不利的。 根據國外的實驗資料，當燃油被充分洗滌後，即使燃油上部氣相空間為含氧量為21%的空氣，只要燃油靜止無擾動，燃油中的氧含量也要經過數十小時後才與氣相中的空
氣重新達到平衡。此外，很多機場給飛機加油採用加油車，特別是一些前線機場無燃油輸送
管路，因此可考慮利用車載制氮裝置，用較大的洗滌流量及較高純度的富氮氣體，直接對加
油車上的油罐進行洗滌，並將洗滌好的燃油採用上部充富氮氣體的方式加以保護。 但是常壓下的燃油地面洗滌系統存在以下一些問題隨著飛機爬升高度的增加，
燃油中所能溶解的氧氣量減少，因此為了使高空中不發生氧氣溢出，地面常壓洗滌時必須
採用高純度的富氮氣體，但是富氮氣體純度越高，則富氮氣體發生器效率越低，這意味著洗
滌裝置中各個設備，包括壓縮機、過濾器、後冷器和發生器的體積重量功耗增加。

發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種減壓式燃油地面洗滌裝置，其採用車載制
氮系統產生富氮氣體，直接對加油車油罐中的燃油進行洗滌，而且洗滌時，採用真空抽吸裝 置使得加油車油罐內壓力低於環境壓力，有效地提高燃油惰性化處理效果，以及提高了飛 機爬升的安全性。為實現以上的技術目的，本發明將採取以下的技術方案 —種減壓式燃油地面洗滌裝置，包括空氣預處理裝置、富氮氣體發生器、加油車油 罐以及真空抽吸裝置，所述空氣預處理裝置的入氣口與大氣環境相通，而該空氣預處理裝 置的出氣口則與富氮氣體發生器的空氣入口通過輸氣管相連接，所述富氮氣體發生器的富 氮氣出口與加油車油罐連接，而加油車油罐的排氣孔則通過管道與一控制加油車油罐氣體 壓力的真空抽吸裝置連接，且加油車油罐排氣孔與真空抽吸裝置之間的管道上設置有洗滌 尾氣截止閥。 進一步地，富氮氣體發生器的富氮氣出口與加油車油罐之間設置有燃油洗滌支路 和氣相空間衝洗支路，且富氮氣體發生器的富氮氣出口通過三通管分別與燃油洗滌支路和 氣相空間衝洗支路連接，所述燃油洗滌支路與加油車油罐的連接位置低於加油車油罐的最 低燃油液面，而氣相空間衝洗支路與加油車油罐的連接位置高於加油車油罐的燃油液面， 且燃油洗滌支路上連接有富氮氣體流量調節閥，而氣相空間衝洗支路上則通過輸氣管連接 有富氮氣體旁通閥以及衝洗截止閥。 進一步地，富氮氣體旁通閥位於富氮氣體發生器和衝洗截止閥之間，且富氮氣體 旁通閥通過三通管分別與衝洗截止閥和富氮氣儲氣截止閥連接，而該富氮氣儲氣截止閥的 出氣口則與富氮氣儲瓶連接。 進一步地，燃油洗滌支路上設置有氣油混合裝置，該氣油混合裝置上分別設置有
進氣口 、進油孔以及輸出孔，所述氣油混合裝置的進氣口通過輸氣管與富氮氣體流量調節
閥的出氣口連接，氣油混合裝置的進油孔通過燃油循環泵與加油車油罐連接，而輸出孔則
與加油車油罐連接，且輸出孔與加油車油罐的連接位置低於加油車油罐的最低燃油液面。 進一步地，富氮氣體流量調節閥的出氣口通過輸氣管與富氮氣分配器連接，該富
氮氣分配器置於加油車油罐最低燃油液面下，所述富氮氣分配器包括支架以及安裝在支架
上的主管道，該富氮氣分配器通過支架固定安裝於加油車油罐內，所述主管道上設置有氣
體進口管，且主管道的管體上貫通連接有一根以上的支管道，而每一根支管道上則設置有
若干氣體出口小孔。CN 富氮氣體發生器包括兩端敞口設置的殼體以及一根以上的管狀中
空纖維膜，管狀中空纖維膜採用聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜中任意
一種材料製作而成，所述殼體呈圓柱狀，且殼體的兩敞口端凸緣設置，所述殼體兩敞口端附
近的內壁面上分別安裝有左管板和右管板，每一根管狀中空纖維膜的兩端分別對應地安裝
在左管板和右管板上，而殼體的兩敞口凸緣端還分別對應地與左封頭和右封頭連接，另左
封頭上設置有空氣入口 ，而右封頭上則設置富氮氣體出口 ，且殼體上設置有富氧氣出口 。 空氣預處理裝置包括依次通過輸氣管串聯的空氣濾清器、空氣壓縮機、後冷器、空
氣排氣截止閥、空氣排氣截止閥、空氣儲瓶、空氣流量調節閥以及過濾器，所述空氣濾清器
的進氣口與大氣環境相通，而過濾器的出氣口則與富氮氣體發生器的空氣入口連接。 所述加油車油罐的排氣孔通過三通管分別與洗滌尾氣旁通閥和尾氣燃油回收支
路連接，該尾氣燃油回收支路包括氣油冷凝分離器以及燃油回收泵，所述氣油冷凝分離器
的氣體分離口與真空抽吸裝置連接，而該氣油冷凝分離器的燃油分離口則與燃油回收泵連
接，該燃油回收泵的輸出端與加油車油罐連接，且氣油冷凝分離器與燃油回收泵之間的輸
油管上連接有疏液器，而洗滌尾氣截止閥則設置於氣油冷凝分離器與加油車油罐之間的輸
氣管上。 根據以上的技術方案，可以實現以下的有益效果 本發明採用車載設備直接對加油車油罐內燃油進行洗滌，無需考慮設備的重量體 積，洗滌過程中，通過真空抽吸裝置的抽吸使得加油車油罐內的壓力低於外界環境大氣壓 力，因此在同樣的富氮氣流量和純度的情況下，減壓洗滌效果好，洗滌後燃油中的氧溶解量 較常壓洗滌大大降低，可保證飛機爬升至巡航高度後無氧氣或只有少量氧氣逸出，因此安 全性大大提高。此外，本發明所採用的裝置可通過切換和調節不同的閥門使裝置工作在不 同的模式下，且裝置中充分考慮了洗滌尾氣中燃油蒸汽的回收問題，有利於減少燃油的浪 費。 本發明的另一技術目的是採用富氮氣體對加油車油罐內的燃油進行燃油洗滌，以
完成加油車油罐內燃油的惰性化處理，所述富氮氣體通過富氮氣體發生器內設置的中空纖
維膜利用壓縮空氣製備而得，進行燃油洗滌時，加油車油罐內的壓力低於外界大氣壓力，且
加油車油罐內壓力與外界大氣壓力的比值範圍為0. 1 0. 5，燃油洗滌結束後，再往加油車
油罐的氣相空間輸入富氮氣體，以加壓維持加油車油罐內燃油的低含氧率。 在對加油車油罐內燃油進行燃油洗滌前，先往加油車油罐的氣相空間輸入富氮氣
體以進行氣相空間衝洗，完成燃油氣相空間初步惰性化處理。 因此，本發明所述的減壓式燃油地面洗滌方法不僅在加油車油罐內的壓力低於外 界大氣壓力，同時還結合燃油洗滌和氣相空間富氮氣體加壓兩種方式實現加油車油罐內的 燃油惰性化處理，因此，本發明可以極大地提高燃油惰性化處理的效率，以及有效地維持燃 油的低含氧量，保證飛機飛行的安全可靠性。


圖1為本發明的一種結構示意圖； 圖2為本發明的另一種結構示意圖； 圖3為中空纖維膜富氮氣體發生器結構示意6
圖4為富氮氣體分配器上部的立體結構示意圖；
圖5為富氮氣體分配器下部的立體結構示意圖； 其中，空氣濾清器1空氣壓縮機2後冷器3空氣排氣截止閥4空氣儲瓶5空氣 流量調節閥6過濾器7富氮氣體發生器8富氮氣儲瓶9富氮氣儲氣截止閥IO富氮氣體 旁通閥ll富氮氣體流量調節閥12衝洗截止閥13洗滌噴嘴14燃油循環泵15加油車油 罐16衝洗尾氣旁通閥17洗滌尾氣截止閥18燃油回收泵19疏液器20洗滌尾氣冷卻器 21制冷機組22真空抽吸裝置23富氮氣分配器24空氣入口25左封頭26左管板27殼 體28富氧氣出口29右封頭30中空纖維膜31富氮氣出口32右管板33主管路34支管 路35氣體出口小孔36支架37氣體進口管38。
具體實施例方式
附圖非限制性地公開了本發明所涉及的兩種實施例的具體結構示意圖，以下將結
合附圖詳細地說明本發明的技術方案。 實施例1 如圖l和圖3所示，本發明所述的減壓式燃油地面洗滌裝置，包括空氣預處理裝 置、富氮氣體發生器8、加油車油罐16以及真空抽吸裝置23，其中 所述空氣預處理裝置，包括依次通過輸氣管串聯的空氣濾清器1、空氣壓縮機2、 後冷器3、空氣排氣截止閥4、空氣排氣截止閥4、空氣儲瓶5、空氣流量調節閥6以及過濾器 7，所述空氣濾清器1的進氣口與大氣環境相通，而過濾器7的出氣口則與富氮氣體發生器 8的空氣入口 25通過輸氣管連接，由此可知，該裝置對大氣環境內的空氣進行預處理後，以 獲得定量的經過淨化除雜除溼處理的壓縮空氣，為下一步將進行的富氮氣體製備提供良好 的前處理，有效地提高富氮氣體發生器8的製備效率和使用壽命； 所述富氮氣體發生器8，包括兩端敞口設置的殼體28以及一根以上的管狀中空纖 維膜31，該管狀中空纖維膜31採用聚乙烯膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜中 任意一種材料製作而成，所述殼體28呈圓柱狀，且殼體28的兩敞口端凸緣設置，所述殼體 28兩敞口端附近的內壁面上分別安裝有左管板27和右管板33，每一根管狀中空纖維膜31 的兩端分別對應地安裝在左管板27和右管板33上，而殼體28的兩敞口凸緣端還分別對應 地與左封頭26和右封頭30連接，另左封頭26上設置有空氣入口 25，而右封頭30上則設置 富氮氣體出口，且殼體28上設置有富氧氣出口 ； 所述富氮氣體發生器8的富氮氣出口 32與加油車油罐16連接，而加油車油罐16 的排氣孔則通過管道與一控制加油車油罐16氣體壓力的真空抽吸裝置23連接，且加油車 油罐16排氣孔與真空抽吸裝置23之間的管道上設置有洗滌尾氣截止閥18，另所述真空抽 吸裝置23為真空泵。 另外，為提高燃油洗滌效率，以及鞏固燃油惰性化處理的效果，本發明在富氮氣體 發生器8的富氮氣出口 32與加油車油罐16之間設置有燃油洗滌支路和氣相空間衝洗支 路，且富氮氣體發生器8的富氮氣出口 32通過三通管分別與燃油洗滌支路和氣相空間衝洗 支路連接，所述燃油洗滌支路與加油車油罐16的連接位置低於加油車油罐16的最低燃油 液面，而氣相空間衝洗支路與加油車油罐16的連接位置高於加油車油罐16的燃油液面，且 燃油洗滌支路上連接有富氮氣體流量調節閥12，而氣相空間衝洗支路上則通過輸氣管連接有富氮氣體旁通閥以及衝洗截止閥13，同時富氮氣體旁通閥位於富氮氣體發生器8和衝洗 截止閥13之間，且富氮氣體旁通閥通過三通管分別與衝洗截止閥13和富氮氣儲氣截止閥 10連接，而該富氮氣儲氣截止閥10的出氣口則與富氮氣儲瓶9連接，由此可知，本發明所述 的燃油地面洗滌裝置可以分別獨立地進行兩種燃油惰性化處理方式一為通過燃油洗滌支 路進行的氮_氧氣體置換燃油洗滌方式，另外一種則為通過氣相空間衝洗支路進行的氣相 空間衝洗方式，因此，通過本裝置對加油車油罐16內的燃油進行惰性化處理，可以效率更 高，效果更好，而且通過富氮氣儲瓶9中的富氮氣輸入到加油車油罐16內，還能對燃油低含 氧率進行有效的維持。 為提高富氮氣體與加油車油罐16內燃油中氧氣的置換速度，本發明在燃油洗滌 支路上設置有氣油混合裝置，該氣油混合裝置上分別設置有進氣口 、進油孔以及輸出孔，且 該氣油混合裝置由一個以上的洗滌噴嘴14組成，同時每一個洗滌噴嘴14的輸出孔，即噴嘴 口安裝位置低於加油車油罐16的最低燃油液面，以保證加油車油罐16內燃油洗滌的安全 可靠，所述氣油混合裝置的進氣口通過輸氣管與富氮氣體流量調節閥12的出氣口連接，氣 油混合裝置的進油孔通過燃油循環泵15與加油車油罐16連接，而輸出孔則與加油車油罐 16連接，且輸出孔與加油車油罐16的連接位置低於加油車油罐16的最低燃油液面，由此 可知，富氮氣體和由燃油循環泵15輸送的燃油在洗滌噴嘴14內充分混合，並將富氮氣體剪 切成微小顆粒的氣泡，從洗滌噴嘴14氣液混合出口 (即輸出孔)流出進入加油車油罐16 中，燃油中所溶解的氧氣與富氮氣體產生傳質交換，更多的氮氣溶解到燃油中，將溶解的氧 氣置換出來，並進入氣相空間，從而實現燃油洗滌。 為降低燃油惰性化處理工藝造成燃油損失，本發明所述加油車油罐16的排氣孔 通過三通管分別與洗滌尾氣旁通閥和尾氣燃油回收支路連接，該尾氣燃油回收支路包括氣 油冷凝分離器以及燃油回收泵19，所述氣油冷凝分離器的氣體分離口與真空抽吸裝置23 連接，而該氣油冷凝分離器的燃油分離口則與燃油回收泵19連接，該燃油回收泵19的輸出 端與加油車油罐16連接，且氣油冷凝分離器與燃油回收泵19之間的輸油管上連接有疏液 器20，而洗滌尾氣截止閥18則設置於氣油冷凝分離器與加油車油罐16之間的輸氣管上，從 而實現洗滌尾氣帶出的燃油得到有效的回收處理。 通過以上具體的裝置結構描述，可知本發明所述減壓式燃油地面洗滌裝置包括以 下幾種工作模式 A、當裝置在氣相空間衝洗方式下工作時，具體工作流程如下1)打開空氣排氣截 止閥4，並開啟空氣壓縮機2，使環境中的空氣通過空氣濾清器1去除粉塵顆粒後，由空氣壓 縮機2加壓，經過後冷器3中環境空氣充分冷卻後，充入空氣儲瓶5 ;2)當空氣儲瓶5中的 壓力達到設定值後，打開並調節空氣流量調節閥6，使空氣流過過濾器7，以去除空氣中水 分和其他雜質後，並利用富氮氣體發生器8以產生合適濃度的富氮氣體；3)關閉富氮氣儲 氣截止閥10、富氮氣體流量調節閥12和洗滌尾氣截止閥18，打開富氮氣體旁通閥11、衝洗 截止閥13和衝洗尾氣旁通閥17，使所產生的富氮氣體全部流入加油車油罐16燃油液面以 上的氣相空間，對氣相空間的氣體進行置換，所置換的氣體通過衝洗尾氣旁通閥17排入大 氣環境中；4)當加油車油罐16中的氣相空間氧氣濃度達到設定值時，關閉富氮氣體旁通閥 11、衝洗截止閥13和衝洗尾氣旁通閥17，氣相空間衝洗模式結束； B、當裝置在燃油洗滌模式下工作時，具體工作流程如下1)打開空氣排氣截止閥
84，並開啟空氣壓縮機2，使環境中的空氣通過空氣濾清器1去除粉塵顆粒後，由空氣壓縮機 2加壓並在後冷器3中由環境空氣充分冷卻後，充入空氣儲瓶5 ;2)當空氣儲瓶5中的壓力 達到設定值後，打開並調節空氣流量調節閥6，使空氣流過過濾器7，以去除空氣中水分和 其他雜質後，在富氮氣體發生器8中產生合適濃度的富氮氣體；3)關閉富氮氣儲氣截止閥 10、富氮氣體旁通閥11、衝洗截止閥13和衝洗尾氣旁通閥17，打開並調節富氮氣體流量調 節閥12和燃油循環泵15，使富氮氣體和由燃油循環泵15輸送的燃油在洗滌噴嘴14內充 分混合，並將富氮氣體剪切成微小顆粒的氣泡，從洗滌噴嘴14的氣液混合出口流出進入加 油車油罐16內，燃油中所溶解的氧氮氣體與富氮氣產生傳質交換，更多的氮氣溶解到燃油 中，將溶解的氧氣置換出來，並進入氣相空間；4)打開洗滌尾氣截止閥18和真空抽吸裝置 23，使從燃油中逸出的氧氣、富氮氣體中未溶解的氮氣及燃油蒸汽在氣相空間中混合後形 成的洗滌尾氣流過洗滌尾氣冷卻器21，由制冷機組22產生的冷媒通過洗滌尾氣冷卻器21 殼體28內放置的冷卻管降溫冷卻，部分燃油蒸汽被冷凝成液態並流入疏液器20 ;5)當疏液 器20中的液態燃油液面達到設定高度時，打開燃油回收泵19，將疏液器20中的部分燃油加 壓後送返至加油車油罐16，直至疏液器20中的燃油液面達到設定高度以下；6)剩餘的洗滌 尾氣通過真空抽吸裝置23排氣口被排放到大氣中；7)當加油車油罐16中燃油的溶解氧濃 度達到設定值後，關閉富氮氣體流量調節閥12、燃油循環泵15、洗滌尾氣截止閥18和真空 抽吸裝置23，燃油洗滌模式結束。 C、當裝置工作在富氮氣體儲存模式時，具體工作流程如下1)打開空氣排氣截止 閥4並開啟空氣壓縮機2，使環境中的空氣通過空氣濾清器1去除粉塵顆粒後，由空氣壓縮 機2加壓並在後冷器3中由環境空氣充分冷卻後，充入空氣儲瓶5 ;2)當空氣儲瓶5中的壓 力達到設定值後，打開並調節空氣流量調節閥6，使空氣流過過濾器7去除空氣中水分和其 他雜質後，在富氮氣體發生器8中產生小流量高純度的富氮氣體；3)打開富氮氣儲氣截止 閥IO和富氮氣體旁通閥ll，關閉富氮氣體流量調節閥12和衝洗截止閥13，使高純度富氮 氣體全部流入富氮氣儲瓶9 ;4)當富氮氣儲瓶9中的壓力達到設定值後，關閉富氮氣儲氣截 止閥10和富氮氣體旁 通閥11，富氮氣體儲存模式結束。 D、當裝置工作在富氮氣加壓維持模式時，具體工作流程如下1)當燃油洗滌模式 停止後，打開富氮氣儲氣截止閥IO和衝洗截止閥13，使富氮氣儲瓶9中儲存的高純度富氮 氣體流入加油車油罐16上部的氣相空間；2)當加油車油罐16上部的氣相空間達到設定 壓力時，關閉富氮氣儲氣截止閥IO和衝洗截止閥13，富氮氣儲瓶9中富氮氣加壓維持模式 (富氮氣體氣相空間衝洗模式)結束，該步驟可對加油車油罐16內燃油的低含氧量進行有 效的維持；另外，在進行富氮氣體加壓維持模式時，富氮氣體亦可直接從富氮氣體發生器8 的富氮氣體出口通過輸氣管直接引入加油車油罐16的氣相空間，只是通過富氮氣儲瓶9引 入的氣體含氮量較高，則對燃油低含氧率的控制效果更好。
實施例2 如圖2、圖4和圖5所示，本實施例與實施例1基本相同，但是本實施例與實施例1 的區別在於富氮氣體流量調節閥12的出氣口通過輸氣管與富氮氣分配器24連接，該富氮 氣分配器24置於加油車油罐16內的最低燃油液面下，所述富氮氣分配器24包括支架37 以及安裝在支架37上的主管道，則富氮氣分配器24通過支架37而與加油車油罐16的內 壁固定，所述主管道上設置有氣體進口管38，且主管道的管體上貫通連接有一根以上的支管道，而每一根支管道上則設置有若干氣體出口小孔36。 因此，本實施例中，富氮氣體不再由洗滌噴嘴14送入加油車油罐16內，而是由富 氮氣分配器24完成，因此本實施例中減少了運動設備燃油循環泵15，而且從圖4和圖5可 見，與洗滌噴嘴14上的氣液混合出口相比，富氮氣分配器24眾多氣體出口小孔36有利於 富氮氣體更加均勻地從加油車油罐16底部排出，提高傳質效果，對燃油洗滌效果有益。
與實施例1相比，本實施例的燃油洗滌模式與實施例1相同的步驟為步驟1) 、2)、 4) 、5)禾P6)，不同的步驟在於第3)和7)步驟，具體為3)關閉富氮氣儲氣截止閥10、富氮氣 體旁通閥11、衝洗截止閥13和衝洗尾氣旁通閥17，打開並調節富氮氣體流量調節閥12，使 富氮氣體從氣體進口管38流入富氮氣分配器24，並依次流過主管路34和多根支管路35， 最終從富氮氣分配器24上的多個氣體出口小孔36流出並形成微小氣泡進入燃油中，燃油 中所溶解的氧氮氣體與富氮氣產生傳質交換，更多的氮氣溶解到燃油中，將溶解的氧氣置 換出來，並進入氣相空間；7)當加油車油罐16中燃油的溶解氧濃度達到設定值後，關閉富 氮氣體流量調節閥12、洗滌尾氣截止閥18和真空抽吸裝置23，燃油洗滌模式停止。
綜上可知，本發明所述的減壓式燃油地面洗滌方法，包括採用一定壓力的富氮氣 體對加油車油罐16內的燃油進行惰性化處理，所述富氮氣體通過富氮氣體發生器8內設置 的中空纖維膜31利用壓縮空氣製備而得，該富氮氣體發生器8輸出的富氮氣體對加油車油 罐16內燃油的惰性化處理通過燃油洗滌和氣相空間衝洗兩種方式的依次進行而實現，且 進行燃油洗滌方式惰性化處理時，加油車油罐16內的壓力低於外界大氣壓力，且加油車油 罐16內壓力與外界大氣壓力的比值範圍為0. 1 0. 5，使得真空燃油洗滌後的燃油中含氧 量相對於常壓洗滌更低，可保證飛機在巡航高度時沒有或只有微量溶解氧的逸出，提高了 油箱的安全性，另外，在對加油車油罐16內燃油進行惰性化處理後，再往加油車油罐16的 氣相空間輸入富氮氣體，以加壓維持加油車油罐16內燃油的低含氧率，進一步提高了飛機 油箱的安全性。 上面結合附圖所描述的本發明優選具體實施例僅用於說明本發明的實施方式，而 不是作為對前述發明目的和所附權利要求書內容和範圍的限制，凡是依據本發明的技術實 質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發明技術和權利保護範疇。
權利要求
一種減壓式燃油地面洗滌裝置，其特徵在於，包括空氣預處理裝置、富氮氣體發生器、加油車油罐以及真空抽吸裝置，所述空氣預處理裝置的入氣口與大氣環境相通，而該空氣預處理裝置的出氣口則與富氮氣體發生器的空氣入口通過輸氣管相連接，所述富氮氣體發生器的富氮氣出口與加油車油罐連接，而加油車油罐的排氣孔則通過管道與一控制加油車油罐氣體壓力的真空抽吸裝置連接，且加油車油罐排氣孔與真空抽吸裝置之間的管道上設置有洗滌尾氣截止閥。
2. 根據權利要求1所述的減壓式燃油地面洗滌裝置，其特徵在於，富氮氣體發生器的 富氮氣出口與加油車油罐之間設置有燃油洗滌支路和氣相空間衝洗支路，且富氮氣體發生 器的富氮氣出口通過三通管分別與燃油洗滌支路和氣相空間衝洗支路連接，所述燃油洗滌 支路與加油車油罐的連接位置低於加油車油罐的最低燃油液面，而氣相空間衝洗支路與加 油車油罐的連接位置高於加油車油罐的燃油液面，且燃油洗滌支路上連接有富氮氣體流量 調節閥，而氣相空間衝洗支路上則通過輸氣管連接有富氮氣體旁通閥以及衝洗截止閥。
3. 根據權利要求2所述的減壓式燃油地面洗滌裝置，其特徵在於，富氮氣體旁通閥位 於富氮氣體發生器和衝洗截止閥之間，且富氮氣體旁通閥通過三通管分別與衝洗截止閥和 富氮氣儲氣截止閥連接，而該富氮氣儲氣截止閥的出氣口則與富氮氣儲瓶連接。
4. 根據權利要求2或3所述的減壓式燃油地面洗滌裝置，其特徵在於，燃油洗滌支路上設置有氣油混合裝置，該氣油混合裝置上分別設置有進氣口 、進油孔以及輸出孔，所述氣油 混合裝置的進氣口通過輸氣管與富氮氣體流量調節閥的出氣口連接，氣油混合裝置的進油 孔通過燃油循環泵與加油車油罐連接，而輸出孔則與加油車油罐連接，且輸出孔與加油車 油罐的連接位置低於加油車油罐的最低燃油液面。
5. 根據權利要求2或3所述的減壓式燃油地面洗滌裝置，其特徵在於，富氮氣體流量調 節閥的出氣口通過輸氣管與富氮氣分配器連接，該富氮氣分配器置於加油車油罐最低燃油 液面下，所述富氮氣分配器包括支架以及安裝在支架上的主管道，該富氮氣分配器通過支 架固定安裝於加油車油罐內，所述主管道上設置有氣體進口管，且主管道的管體上貫通連 接有一根以上的支管道，而每一根支管道上則設置有若干氣體出口小孔。
6. 根據權利要求1所述的減壓式燃油地面洗滌裝置，其特徵在於，所述富氮氣體發生 器包括兩端敞口設置的殼體以及一根以上的管狀中空纖維膜，管狀中空纖維膜採用聚乙烯 膜、聚丙烯膜、聚四氟乙烯膜或聚偏氟乙烯膜中任意一種材料製作而成，所述殼體呈圓柱 狀，且殼體的兩敞口端凸緣設置，所述殼體兩敞口端附近的內壁面上分別安裝有左管板和 右管板，每一根管狀中空纖維膜的兩端分別對應地安裝在左管板和右管板上，而殼體的兩敞口凸緣端還分別對應地與左封頭和右封頭連接，另左封頭上設置有空氣入口 ，而右封頭 上則設置富氮氣體出口 ，且殼體上設置有富氧氣出口 。
7. 根據權利要求1所述的減壓式燃油地面洗滌裝置，其特徵在於，空氣預處理裝置包 括依次通過輸氣管串聯的空氣濾清器、空氣壓縮機、後冷器、空氣排氣截止閥、空氣排氣截 止閥、空氣儲瓶、空氣流量調節閥以及過濾器，所述空氣濾清器的進氣口與大氣環境相通， 而過濾器的出氣口則與富氮氣體發生器的空氣入口連接。
8. 根據權利要求1所述的減壓式燃油地面洗滌裝置，其特徵在於，所述加油車油罐的 排氣孔通過三通管分別與洗滌尾氣旁通閥和尾氣燃油回收支路連接，該尾氣燃油回收支路 包括氣油冷凝分離器以及燃油回收泵，所述氣油冷凝分離器的氣體分離口與真空抽吸裝置連接，而該氣油冷凝分離器的燃油分離口則與燃油回收泵連接，該燃油回收泵的輸出端與 加油車油罐連接，且氣油冷凝分離器與燃油回收泵之間的輸油管上連接有疏液器，而洗滌 尾氣截止閥則設置於氣油冷凝分離器與加油車油罐之間的輸氣管上。
9. 一種減壓式燃油地面洗滌方法，其特徵在於，採用富氮氣體對加油車油罐內的燃油 進行燃油洗滌，以完成加油車油罐內燃油的惰性化處理，所述富氮氣體通過富氮氣體發生 器內設置的中空纖維膜利用壓縮空氣製備而得，進行燃油洗滌時，加油車油罐內的壓力低 於外界大氣壓力，且加油車油罐內壓力與外界大氣壓力的比值範圍為0. 1 0. 5，燃油洗滌 結束後，再往加油車油罐的氣相空間輸入富氮氣體，以加壓維持加油車油罐內燃油的低含 氧率。
10. 根據權利要求9所述的減壓式燃油地面洗滌方法，其特徵在於，在對加油車油罐內 燃油進行燃油洗滌前，先往加油車油罐的氣相空間輸入富氮氣體以進行氣相空間衝洗，完 成燃油氣相空間初步惰性化處理。
全文摘要
本發明公開了一種減壓式燃油地面洗滌裝置及其方法，其利用車載制氮系統產生富氮氣體，首先採用富氮氣體對加油車油罐燃油上部氣相空間進行衝洗，減少氣相空間的氧含量，然後通過安裝在燃油液面以下的氣油混合器或富氮氣體分配器將富氮氣體引入燃油中，同時利用真空抽吸裝置抽吸使得加油車油罐內壓力低於環境壓力，從而有效地提高了燃油洗滌惰性處理效果，通過減壓洗滌後的燃油中含氧量相對於常壓洗滌更低，可保證飛機在巡航高度時沒有或只有微量溶解氧的逸出，從而提高了飛機油箱的安全性。此外，洗滌結束後，在燃油上部氣相空間充入高純度的後富氮氣體，以保證加油車長期停放後，燃油中不會由於外界空氣的混入而導致含氧量增加。
文檔編號B64D37/32GK101746508SQ20091026413
公開日2010年6月23日 申請日期2009年12月30日 優先權日2009年12月30日
發明者馮詩愚, 劉衛華, 劉小芳, 高秀峰, 鹿世化 申請人:南京航空航天大學