一種飛機罐式加油車泵油系統(tǒng)及控制原理新方案

薛小波

摘 要：針對民用機場飛機罐式加油車泵油系統(tǒng)中在流量計下方的管路中單獨存在加油管路和抽油管路，對加油過程中可能出現(xiàn)的因球閥內(nèi)漏導致流量計的讀數(shù)要大于實際加油量的問題進行了探討。通過對比分析，提出了一種計量更精確，使用更可靠的泵油系統(tǒng)新方案。

關鍵詞：飛機罐式加油車;泵油系統(tǒng);加油;抽油;計量

中圖分類號：V19 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）12-0061-02

0 引言

近年來，民航事業(yè)高速發(fā)展，目前國內(nèi)全年的飛機加油總量已超過3000萬噸，飛機罐式加油車的需求也在不斷增加，功能也在不斷完善。飛機罐式加油車的泵油系統(tǒng)功能比較豐富，結構也較為復雜，對能否安全、可靠的完成加油及精確的進行計量起著關鍵的作用。

1 飛機罐式加油車泵油系統(tǒng)的組成及主要功能

目前國內(nèi)生產(chǎn)飛機罐式加油車的廠家以上海承飛、南京晨光和威海廣泰為主。三家的飛機罐式加油車的泵油系統(tǒng)主要組成基本一致，由底閥、離心泵、壓力控制閥、過濾分離器、流量計、加油抽油球閥、文氏管，卷盤膠管及加油接頭等組成。比較目前采用較多的一種泵油系統(tǒng)原理如圖1進行分析，加油方式為閉式壓力加油，可以實現(xiàn)加油、抽油、自循環(huán)、灌油，回收油箱抽空等功能。

加油流程：打開底閥、氣控球閥1和加油球閥，經(jīng)離心泵將燃油抽至過濾分離器過濾，用呆德曼控制系統(tǒng)打開壓力控制閥，燃油通過壓力控制閥經(jīng)流量計計量后，通過加油球閥、文氏管、卷盤膠管由壓力加油接頭進入飛機油箱。加油過程中氣控球閥2、抽油球閥關閉。

抽油流程：打開底閥、抽油球閥、氣控球閥2、關閉氣控球閥1，飛機油箱中燃油經(jīng)壓力加油接頭、氣控球閥2，經(jīng)離心泵抽至過濾分離器過濾后用呆德曼控制系統(tǒng)打開壓力控制閥，經(jīng)流量計計量后從抽油球閥、底閥回到油罐。

灌油流程：直接將油庫中的外設壓力加油接頭與接頭閥連接，將油注入油罐。

2 新型泵油系統(tǒng)設計的必要性

上述圖1中的泵油系統(tǒng)原理圖中加油球閥和抽油球閥采取機械互鎖，當加油時抽油球閥無法開啟，這樣可以避免加油時有油從抽油球閥進入系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)，出現(xiàn)流量計在正常計量，但加入飛機中的燃油要少于計量數(shù)的情況，原理上是保證了計量的準確。但如果抽油球閥本身出現(xiàn)內(nèi)漏，而且無法從外觀或在系統(tǒng)壓力上進行判斷，也不可能每次檢查將抽油球閥拆下來進行壓力試驗，這樣對計量的準確度便無法進行保證。同樣，對飛機油箱進行抽油時，雖然加油球閥關閉，但也無法對加油球閥的內(nèi)漏進行判斷，如果加油球閥內(nèi)漏，也會導致從飛機油箱中抽出來的油可能會小于流量計的計量數(shù)。

3 泵油系統(tǒng)新方案

針對可能出現(xiàn)的計量不準確的問題，進行了分析。主要由于流量計下方采用了旁通管路，導致有可能已經(jīng)過流量計計量的燃油重新進入了管道回路并反復計量。對于可能出現(xiàn)的這種問題，可以通過安裝兩個流量計來解決，國內(nèi)的一些加油車上確實也有通過該方法來解決的，但這種成本比較高。為此，按照流量計下游管路不設旁通管路的思路，設計了新的泵油系統(tǒng)及控制方法。如圖2所示

3.1 泵油系統(tǒng)作業(yè)流程

圖2所示的泵油系統(tǒng)新方案中，采用一個流量計，且流量計下游管路中無旁通管路，且取消了抽油球閥，將加油抽油球閥合并為一個手動球閥。其作業(yè)操作流程如下：

加油流程：打開底閥、氣控球閥1及加油抽油球閥，操作呆德曼控制系統(tǒng)打開壓力控制閥，燃油通過離心泵經(jīng)壓力控制閥到過濾分離器進行過濾，過濾后的燃油經(jīng)氣控球閥2、流量計、加油抽油球閥、文氏管最后由壓力加油接頭加注至飛機油箱。此時氣控球閥3、氣控球閥4關閉，如果氣控球閥3、氣控球閥4發(fā)生內(nèi)漏，燃油只是在流量計上游管路中進行循環(huán)，對計量的準確度沒有任何影響。

抽油流程：打開氣控球閥4、氣控球閥3及加油抽油球閥，關閉氣控球閥1、氣控球閥2，燃油經(jīng)壓力加油接頭至文氏管到從加油抽油球閥經(jīng)流量計計量后，經(jīng)氣控球閥4、離心泵、壓力控制閥、過濾分離器后，燃油從氣控球閥3到底閥然后回油罐。此時的流量計為反轉計量，對于這種技術國內(nèi)的重慶耐得生產(chǎn)的電子流量計已經(jīng)可以兼容正反轉計量。

其余的操作流程與之前的泵油系統(tǒng)管路無明顯差異。

3.2 泵油系統(tǒng)控制原理

泵油系統(tǒng)中的控制原理有兩部分組成，一個是氣動球閥的開啟關閉通常采用電控與氣控按照一定的邏輯來控制。另一個是加油管路中加油壓力的控制，一般都是采用兩級在線壓力控制，在管路中增加文氏管，通過文氏管來模擬飛機加油接頭末端的壓力，然后將壓力反饋給壓力控制閥，當加油接頭處的壓力過高，文氏管將壓力反饋給壓力控制閥，壓力控制閥自動關閉，保證加油安全。本文主要介紹第一個，管道加油、抽油的開啟原理。另外加油過程中可以實現(xiàn)管路的保壓功能，而停止加油后又可以將管路中的壓力釋放掉。

加油作業(yè)時，管路中需打開底閥、氣控球閥1、壓力控制閥、氣控球閥2、文氏管及加油抽油球閥。氣動控制閥門開啟原理圖如圖3所示，圖3僅為加油、抽油管路開啟控制部分，其余控制如聯(lián)鎖制動控制、高液位控制、灌油等可在此原理圖上進行添加和豐富。

給飛機加油時，加油車處于制動聯(lián)鎖狀態(tài)，電控系統(tǒng)給出聯(lián)鎖信號，使3號出氣口有壓縮空氣。由于是加油階段，無抽油信號，序號15的兩位三通電磁閥為常通閥，所以14號口有氣，氣控球閥1處于打開狀態(tài)，此時序號14的兩位三通氣控閥由于出氣口14有氣，該兩位三通氣控閥處于關閉狀態(tài)，出氣口15沒有氣，所以氣控球閥3、氣控球閥4處于關閉狀態(tài)。

第一步手動打開底閥開關，壓縮空氣由16進入低液位閥，由于只要油罐中的燃油超過低液位平面，低液位閥均處于打開狀態(tài)，壓縮空氣經(jīng)梭閥至19出氣口從而打開底閥。第二步打開加油抽油閥門（手動球閥），此時，控制文氏管的兩位三通電磁閥得電，13號口有氣，文氏管得以打開。第三步，握住呆德曼手柄，序號8的兩位三通電磁閥得電，打開，出氣口6有氣，序號10的兩位三通氣控閥只要底閥打開，19號口有氣過來就自動打開，從而壓縮空氣直接打開壓力控制閥，由于無抽油信號，序號11的兩位三通電磁閥為常通閥，所以呆德曼開啟后，氣控球閥2也隨之打開。此時加油管通路上的所有球閥及開關均已開啟，而管路中序號為6的自動釋壓閥為常開閥，由于呆德曼打開后，8號出氣口有氣，自動釋壓閥關閉，保證了加油時管道中的壓力，所以整個加油得以進行。如果加油過程中當油罐中的液位到達低液位時，出氣口18斷氣，從而序號10的兩位三通氣控閥關閉，壓力控制閥關閉、氣控球閥2也關閉，加油立即中斷。加油結束當呆德曼松開后，自動釋壓閥馬上打開，將管路中的壓力釋壓至0.1～0.15MPa，保證加油接頭能夠順利的從飛機油箱口上脫離。

給飛機油箱抽油作業(yè)時，加油車仍處于制動聯(lián)鎖狀態(tài)，所以3號出氣口有壓縮空氣。

第一步通過電路開關給出抽油信號，序號15的兩位三通電磁閥得到抽油信好后處于關閉狀態(tài)，14號口沒有壓縮空氣，氣控球閥1關閉。序號14的兩位三通氣控閥處于原始常通狀態(tài)，15號口有氣，打開了氣控球閥3、氣控球閥4和底閥。抽油階段底閥不用通過手動打開底閥開關來打開，直接通過15號出氣口的氣打開。第二步打開加油抽油閥門（手動球閥），此時，控制文氏管的兩位三通電磁閥得電，13號口有氣，文氏管得以打開。第三步，握住呆德曼手柄，序號8的兩位三通電磁閥得電，打開，出氣口6有氣，序號為10的兩位三通氣控閥只要底閥打開，就自動打開，從而壓縮空氣直接打開壓力控制閥，而序號11的兩位三通電磁閥接收到抽油信號，處于關閉狀態(tài)，氣控球閥2關閉。此時實現(xiàn)抽油功能。

加油、抽油過程中如果呆德曼電控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，無法打開序號8的兩位三通電磁閥或該閥出現(xiàn)故障時，可通過手動超越呆德曼保證加油或抽油的繼續(xù)進行。

4 結語

本文中論述了飛機罐式加油車泵油系統(tǒng)存在的問題及不足，根據(jù)現(xiàn)有的規(guī)范及要求結合實際使用情況，給出了一種新的泵油系統(tǒng)及其管路控制原理。新的泵油系統(tǒng)提高了計量的準確度及可靠度，并充分結合電控、氣控的邏輯控制使得整個操作更加的簡便。

參考文獻

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