一种无人机油箱通气增压装置及使用方法与流程

1.本发明涉及无人机领域，更为具体的，涉及一种无人机油箱通气增压装置及使用方法。


背景技术：

2.目前多数配装航空活塞发动机的无人机燃油箱通气系统采用直通大气的方式，无人机爬升时，随着飞行高度增加，燃油箱中燃油自由液面上的压力下降，当油箱中的绝对压力下降至燃油的饱和蒸汽压时，燃油将发生沸腾，引起严重的蒸发损失，同时在供油管路中会发生气塞现象，严重影响发动机正常供油，存在发动机空中停车的风险。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机油箱通气增压装置及使用方法，结构简单、工作可靠，能够防止燃油发生沸腾引起严重的蒸发损失，同时减少了机上能源消耗，延长了成品使用寿命等。
4.本发明的目的是通过以下方案实现的：
5.一种无人机油箱通气增压装置，包括燃油箱、加油口盖、压力传感器、安全活门、负压活门、通气增压管路和增压气泵；加油口盖设置在燃油箱上，通气增压管路一端与燃油箱的顶部连接，另一端与增压气泵出口端连接，增压气泵入口端直通大气，安全活门入口端与通气增压管路连接，负压活门出口端与通气增压管路连接，压力传感器用于测量燃油箱内气体压力。在该方案中，可选的，在燃油箱上部安装有加油口盖和通气增压管路，安全活门、负压活门以及增压气泵一端通过通气增压管路与燃油箱连接，另一端直通大气。可选的，所述压力传感器可以安装于燃油箱顶部，实时测量并输出燃油箱内气体压力至机载计算机。所述安全活门安装于油箱通气增压管路上，当油箱内压力超过增压值时打开泄压；所述负压活门安装于油箱通气增压管路上，当油箱内压力小于外界大气压时打开给油箱进气补压；
6.进一步地，所述燃油箱为单个油箱或多个油箱，所述燃油箱用于储存无人机飞行所需燃油。
7.进一步地，所述加油口盖上带有滤网，并在燃油加注完成后能可靠气密密封。
8.进一步地，所述通气增压导管的内径应不小于13mm。
9.进一步地，所述增压气泵包括电控泵，其电连接器端通过电缆与机载电源管理控制装置连接，上电时持续抽吸外界大气并压缩后输出至油箱给油箱充气增压，断电则停止给油箱增压。
10.进一步地，包括通气电磁阀，所述通气电磁阀电连接器端与机载电源管理控制装置连接，通气电磁阀长期处于断电关闭状态，当油箱内压力超过安全活门工作压力时上电打开给油箱泄压，防止油箱超压损坏。
11.一种基于如上所述的无人机油箱通气增压装置的使用方法，包括步骤：对增压气
泵以及通气电磁阀的上电工作时机进行控制，能够避免增压气泵长期上电工作而造成机上能源消耗，同时也能够延长增压气泵寿命，同时当油箱超压时及时给通气电磁阀上电给油箱泄压，避免油箱出现超压损坏，同时也间接监测安全活门是否发生故障导致油箱超压。
12.进一步地，所述对增压气泵以及通气电磁阀的上电工作时机进行控制，包括子步骤：在飞行过程中，压力传感器测量并输出燃油箱内气体压力至机载计算机，机载计算机对燃油箱压力测量值p进行记录并判别：当测量值p小于油箱最小增压值p
min
时，机载计算机发送增压气泵上电指令至电源管理控制器，电源管理控制器接通增压气泵电路开关使增压气泵工作，增压气泵吸入外界大气并压缩后通过管路给燃油箱增压；当压力传感器测量值p达到燃油箱最大增压值p
max
时，机载计算机发送增压气泵断电指令至电源管理控制器，电源管理控制器断开增压气泵电路开关使所述增压气泵停止工作；当燃油箱压力大于安全活门打开压力p
safe
时，安全活门打开排气泄压；当测量值p大于安全活门打开压力时，飞管计算机发送通气电磁阀上电指令至电源管理控制器，电源管理控制器接通通气电磁阀电路开关使通气电磁阀打开排气泄压，同时机载计算机输出安全活门故障信息，并遥控遥测下传故障信息并提示相关操作人员，系统通过颜色或者语音的方式，警示飞行操作人员进一步处理。
13.本发明的有益效果包括：
14.本发明实施例提供一种结构简单、工作可靠的通气增压装置，使燃油箱中燃油自由液面上的压力始终与燃油饱和蒸汽压保持恒定压差，防止燃油发生沸腾引起严重的蒸发损失，同时为了减少机上能源消耗以及延长成品使用寿命，同时还能结合机上现有的机载设备对通气增压系统进行控制。
15.本发明实施例通过增压气泵工作对燃油箱充气增压，通过安全活门控制油箱压力与燃油饱和蒸气压始终保持恒定压差，可以有效解决无人机飞行过程中燃油箱内燃油蒸发损失的问题。
16.本发明实施例通过对增压气泵上下电工作时机进行控制，避免增压增压气泵长期上电工作而造成机上能源消耗，同时也可以延长增压气泵寿命。
17.本发明实施例通过对通气电磁阀上下电工作时机进行控制，当油箱超压时及时给通气电磁阀上电给油箱泄压，避免油箱出现超压损坏，同时也间接对安全活门工作状态监测。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明实施例中装置组成原理图；
20.图2为本发明实施例中使用方法流程示意图；
21.图中，1
‑
燃油箱、2
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加油口盖、3
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压力传感器、4
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安全活门、5
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负压活门、6
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通气增压管路、7
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增压气泵、8
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通气电磁阀。
具体实施方式
22.本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
23.实施例1
24.如图1所示，本发明实施例的一种无人机油箱通气增压装置，包括燃油箱1、加油口盖2、压力传感器3、安全活门4、负压活门5、通气增压管路6、增压气泵7和通气电磁阀8。加油口盖2设置在燃油箱1上，通气增压管路6一端与燃油箱顶部连接，另一端与增压气泵7出口端连接，增压气泵7入口端直通大气，安全活门4入口端与通气增压管路6连接，负压活门5出口端与通气增压管路6连接，增压气泵7为电控泵，其电连接器端机上电源管理控制器连接，其断电状态是完全密封的，压力传感器3用于测量燃油箱内气体压力。
25.实施例2
26.在实施例1的基础上，包括通气电磁阀8，所述通气电磁阀8的电连接器端与机载电源管理控制装置连接。通气电磁阀8长期处于断电关闭状态，当油箱内压力超过安全活门工作压力时上电打开给油箱泄压，防止油箱超压损坏。
27.实施例3
28.如图2所示，一种基于实施例2所述的无人机油箱通气增压装置的使用方法，包括步骤：对增压气泵7以及通气电磁阀8的上电工作时机进行控制，能够避免增压气泵7长期上电工作而造成机上能源消耗，同时也能够延长增压气泵寿命，同时当油箱超压时及时给通气电磁阀8上电给油箱泄压，避免油箱出现超压损坏，同时也间接监测安全活门4是否发生故障导致油箱超压。
29.在本发明基于实施例1的其他实施例中，需要说明的是，燃油箱1为单个油箱或多个油箱。
30.在本发明基于实施例1的其他实施例中，需要说明的是，加油口盖2上带有滤网，并在燃油加注完成后能可靠气密密封。
31.在本发明基于实施例1的其他实施例中，需要说明的是，通气增压导管6的内径应不小于13mm。
32.在本发明基于实施例1的其他实施例中，需要说明的是，增压气泵7为电控泵，其电连接器端通过电缆与机载电源管理控制装置连接，上电时持续抽吸外界大气并压缩后输出至油箱给油箱充气增压，断电则停止给油箱增压。
33.在本发明基于实施例3的其他实施例中，需要说明的是，执行如下子步骤：打开燃油箱1顶部的加油口盖2加注燃油，完成加油后关闭加油口盖2，无人机飞行过程中，通过压力传感器3持续测量燃油箱1内气体压力并输出测量值p至机载计算机，机载计算机对测量值p进行记录并判别：当测量值p小于燃油箱1最小增压值p
min
时，机载计算机发送“增压气泵上电”指令至电源管理控制器，电源管理控制器接通增压气泵电路开关使增压气泵7工作，增压气泵7吸入外界大气并压缩后通过通气增压管路6给燃油箱增压；当压力传感器3测量值p达到燃油箱最大增压值p
max
时，机载计算机发送“增压气泵断电”指令至电源管理控制器，电源管理控制器断开增压气泵电路开关使所述增压气泵7停止工作。当燃油箱1内压力达到安全活门4打开压力p
safe
时，安全活门4打开排气泄压保持油箱压力于规定范围以内；当测量值p大于安全活门4打开压力p
safe
时，飞管计算机发送通气电磁阀8上电指令至电源
管理控制器，电源管理控制器接通通气电磁阀电路开关使通气电磁阀8打开排气泄压，同时机载计算机输出“安全活门故障”信息，并遥控遥测下传故障信息并提示相关操作人员，系统通过颜色或者语音的方式，警示飞行操作人员进一步处理。
34.本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
35.上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。
36.除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。