一種飛機(jī)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(duì)民用機(jī)場(chǎng)飛機(jī)罐式加油車泵油系統(tǒng)中在流量計(jì)下方的管路中單獨(dú)存在加油管路和抽油管路，對(duì)加油過程中可能出現(xiàn)的因球閥內(nèi)漏導(dǎo)致流量計(jì)的讀數(shù)要大于實(shí)際加油量的問題進(jìn)行了探討。通過對(duì)比分析，提出了一種計(jì)量更精確，使用更可靠的泵油系統(tǒng)新方案。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)罐式加油車;泵油系統(tǒng);加油;抽油;計(jì)量

中圖分類號(hào)：V19 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(jī)加油總量已超過3000萬噸，飛機(jī)罐式加油車的需求也在不斷增加，功能也在不斷完善。飛機(jī)罐式加油車的泵油系統(tǒng)功能比較豐富，結(jié)構(gòu)也較為復(fù)雜，對(duì)能否安全、可靠的完成加油及精確的進(jìn)行計(jì)量起著關(guān)鍵的作用。

1 飛機(jī)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(jī)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(jī)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(jì)、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(jìn)行分析，加油方式為閉式壓力加油，可以實(shí)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(jì)計(jì)量后，通過加油球閥、文氏管、卷盤膠管由壓力加油接頭進(jìn)入飛機(jī)油箱。加油過程中氣控球閥2、抽油球閥關(guān)閉。

抽油流程：打開底閥、抽油球閥、氣控球閥2、關(guān)閉氣控球閥1，飛機(jī)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(jì)計(jì)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(shè)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(shè)計(jì)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(jī)械互鎖，當(dāng)加油時(shí)抽油球閥無法開啟，這樣可以避免加油時(shí)有油從抽油球閥進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)，出現(xiàn)流量計(jì)在正常計(jì)量，但加入飛機(jī)中的燃油要少于計(jì)量數(shù)的情況，原理上是保證了計(jì)量的準(zhǔn)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(jìn)行判斷，也不可能每次檢查將抽油球閥拆下來進(jìn)行壓力試驗(yàn)，這樣對(duì)計(jì)量的準(zhǔn)確度便無法進(jìn)行保證。同樣，對(duì)飛機(jī)油箱進(jìn)行抽油時(shí)，雖然加油球閥關(guān)閉，但也無法對(duì)加油球閥的內(nèi)漏進(jìn)行判斷，如果加油球閥內(nèi)漏，也會(huì)導(dǎo)致從飛機(jī)油箱中抽出來的油可能會(huì)小于流量計(jì)的計(jì)量數(shù)。

3 泵油系統(tǒng)新方案

針對(duì)可能出現(xiàn)的計(jì)量不準(zhǔn)確的問題，進(jìn)行了分析。主要由于流量計(jì)下方采用了旁通管路，導(dǎo)致有可能已經(jīng)過流量計(jì)計(jì)量的燃油重新進(jìn)入了管道回路并反復(fù)計(jì)量。對(duì)于可能出現(xiàn)的這種問題，可以通過安裝兩個(gè)流量計(jì)來解決，國內(nèi)的一些加油車上確實(shí)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(jì)下游管路不設(shè)旁通管路的思路，設(shè)計(jì)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(gè)流量計(jì)，且流量計(jì)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(gè)手動(dòng)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(jìn)行過濾，過濾后的燃油經(jīng)氣控球閥2、流量計(jì)、加油抽油球閥、文氏管最后由壓力加油接頭加注至飛機(jī)油箱。此時(shí)氣控球閥3、氣控球閥4關(guān)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(jì)上游管路中進(jìn)行循環(huán)，對(duì)計(jì)量的準(zhǔn)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(guān)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(jì)計(jì)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(shí)的流量計(jì)為反轉(zhuǎn)計(jì)量，對(duì)于這種技術(shù)國內(nèi)的重慶耐得生產(chǎn)的電子流量計(jì)已經(jīng)可以兼容正反轉(zhuǎn)計(jì)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(gè)是氣動(dòng)球閥的開啟關(guān)閉通常采用電控與氣控按照一定的邏輯來控制。另一個(gè)是加油管路中加油壓力的控制，一般都是采用兩級(jí)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(jī)加油接頭末端的壓力，然后將壓力反饋給壓力控制閥，當(dāng)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(dòng)關(guān)閉，保證加油安全。本文主要介紹第一個(gè)，管道加油、抽油的開啟原理。另外加油過程中可以實(shí)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(shí)，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(dòng)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(dòng)控制、高液位控制、灌油等可在此原理圖上進(jìn)行添加和豐富。

給飛機(jī)加油時(shí)，加油車處于制動(dòng)聯(lián)鎖狀態(tài)，電控系統(tǒng)給出聯(lián)鎖信號(hào)，使3號(hào)出氣口有壓縮空氣。由于是加油階段，無抽油信號(hào)，序號(hào)15的兩位三通電磁閥為常通閥，所以14號(hào)口有氣，氣控球閥1處于打開狀態(tài)，此時(shí)序號(hào)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(guān)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(guān)閉狀態(tài)。

第一步手動(dòng)打開底閥開關(guān)，壓縮空氣由16進(jìn)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(dòng)球閥），此時(shí)，控制文氏管的兩位三通電磁閥得電，13號(hào)口有氣，文氏管得以打開。第三步，握住呆德曼手柄，序號(hào)8的兩位三通電磁閥得電，打開，出氣口6有氣，序號(hào)10的兩位三通氣控閥只要底閥打開，19號(hào)口有氣過來就自動(dòng)打開，從而壓縮空氣直接打開壓力控制閥，由于無抽油信號(hào)，序號(hào)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(shí)加油管通路上的所有球閥及開關(guān)均已開啟，而管路中序號(hào)為6的自動(dòng)釋壓閥為常開閥，由于呆德曼打開后，8號(hào)出氣口有氣，自動(dòng)釋壓閥關(guān)閉，保證了加油時(shí)管道中的壓力，所以整個(gè)加油得以進(jìn)行。如果加油過程中當(dāng)油罐中的液位到達(dá)低液位時(shí)，出氣口18斷氣，從而序號(hào)10的兩位三通氣控閥關(guān)閉，壓力控制閥關(guān)閉、氣控球閥2也關(guān)閉，加油立即中斷。加油結(jié)束當(dāng)呆德曼松開后，自動(dòng)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(jī)油箱口上脫離。

給飛機(jī)油箱抽油作業(yè)時(shí)，加油車仍處于制動(dòng)聯(lián)鎖狀態(tài)，所以3號(hào)出氣口有壓縮空氣。

第一步通過電路開關(guān)給出抽油信號(hào)，序號(hào)15的兩位三通電磁閥得到抽油信好后處于關(guān)閉狀態(tài)，14號(hào)口沒有壓縮空氣，氣控球閥1關(guān)閉。序號(hào)14的兩位三通氣控閥處于原始常通狀態(tài)，15號(hào)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(dòng)打開底閥開關(guān)來打開，直接通過15號(hào)出氣口的氣打開。第二步打開加油抽油閥門（手動(dòng)球閥），此時(shí)，控制文氏管的兩位三通電磁閥得電，13號(hào)口有氣，文氏管得以打開。第三步，握住呆德曼手柄，序號(hào)8的兩位三通電磁閥得電，打開，出氣口6有氣，序號(hào)為10的兩位三通氣控閥只要底閥打開，就自動(dòng)打開，從而壓縮空氣直接打開壓力控制閥，而序號(hào)11的兩位三通電磁閥接收到抽油信號(hào)，處于關(guān)閉狀態(tài)，氣控球閥2關(guān)閉。此時(shí)實(shí)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(hào)8的兩位三通電磁閥或該閥出現(xiàn)故障時(shí)，可通過手動(dòng)超越呆德曼保證加油或抽油的繼續(xù)進(jìn)行。

4 結(jié)語

本文中論述了飛機(jī)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(jié)合實(shí)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(jì)量的準(zhǔn)確度及可靠度，并充分結(jié)合電控、氣控的邏輯控制使得整個(gè)操作更加的簡(jiǎn)便。

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