[发明专利]一种高空宽工况变级式空气增压系统

说明书

本发明公开一种高空宽工况变级式空气增压系统，包括，第一空压机、第三排气阀、第二空压机、第四排气阀、第五排气阀、第三空压机、第六排气阀、中冷器依次串联；第一排气阀一端连接于第一空压机与第三排气阀之间，第一排气阀另一端连接于第六排气阀与中冷器之间；第二排气阀一端连接于第四排气阀与第五排气阀之间，第二排气阀另一端连接于第一排气阀与中冷器之间，且第二排气阀与第一排气阀并联；第七排气阀一端连接于第三排气阀与第二空压机之间；第八排气阀一端连接于第五排气阀与第三空压机之间。通过上述技术方案，能够有效解决在海拔高度变化的复杂工况环境下的变级式空气增压技术缺陷问题。

技术领域

本发明涉及空气增压技术领域，特别涉及一种高空宽工况变级式空气增压系统。

背景技术

空气增压系统的主要工作是对空气等气体进行增压，以满足工业生产或机械动力需求，并被广泛应用于工业领域。

海拔高度的变化会直接影响空压机的正常运行，传统空气增压系统难以满足高空环境要求。我国幅员辽阔、地貌多样，海拔高度跨度巨大，随着海拔高度的提升，空气变得稀薄，空气压力及密度随之降低，使得空压机的压缩比增大、转速升高甚至超速，同时受高海拔下冷却效果变差的影响，空压机的电机温升增大，空压机的效率与寿命显著下降。因此传统空压机的运行条件必须限定在一定范围的海拔高度之内，或仅适用于普通地区，或特别针对高海拔区域设计，使用在海拔高度跨度大的环境下存在运行负载不匹配、损耗增加、效率低下等问题，无法满足高空复杂工况下的运行要求。

目前空压机在高空运行条件下仍存在着不足之处，传统基于单空压机的空气增压系统，在一个蜗壳内通过级联多个共轴的叶轮实现高压输出，增压比有限，限制了飞行高度。且由于工况设计点固定、可控量单一无法实现宽工况高效率运行，效率变化范围约30～70％，空压机低效率运行时损失了大量能量，同时需要更多的冷却能量，使系统重量增加、效率降低。

发明内容

为解决上述现有技术中所存在的传统空气增压系统固有的增压比有限、运行负载不匹配及海拔、气压变化致使运行效率降低等问题，本发明提供一种高空宽工况变级式空气增压系统及控制方法，能够有效解决在海拔高度变化的复杂工况环境下的变级式空气增压技术缺陷问题。

为了实现上述技术目的，本发明提供了如下技术方案：

一种高空宽工况变级式空气增压系统，包括：

空压机、排气阀及中冷器，其中所述空压机包括第一空压机、第二空压机、第三空压机，所述排气阀包括第一排气阀、第二排气阀、第三排气阀、第四排气阀、第五排气阀、第六排气阀、第七排气阀、第八排气阀；

所述第一空压机、第三排气阀、第二空压机、第四排气阀、第五排气阀、第三空压机、第六排气阀、中冷器依次串联；

所述第一排气阀一端连接于所述第一空压机与所述第三排气阀之间，所述第一排气阀另一端连接于第六排气阀与中冷器之间；

所述第二排气阀一端连接于所述第四排气阀与所述第五排气阀之间，所述第二排气阀另一端连接于所述第一排气阀与所述中冷器之间，且所述第二排气阀与第一排气阀并联；

所述第七排气阀一端连接于第三排气阀与第二空压机之间；

所述第八排气阀一端连接于第五排气阀与第三空压机之间。

可选的，所述系统还包括控制单元，所述控制单元用于对所述飞机运行阶段进行判断，并根据判断结果对所述排气阀进行控制以实现空压机的不同状态运行；其中所述飞机运行阶段包括滑行阶段、爬升阶段、巡航阶段及下降阶段。

可选的，当所述控制单元中判断结果为滑行阶段时，控制所述排气阀进行控制以实现空压机单独运行，其中空压机单独运行包括第一空压机单独运行、第二空压机单独运行及第三空压机单独运行；