赫建利

（中航工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計研究院飛豹公司，陜西 西安 710089）

微型立式液冷膨脹箱隔板對紊流的消除

赫建利

（中航工業(yè)第一飛機(jī)設(shè)計研究院飛豹公司，陜西 西安 710089）

航空工業(yè)的快速發(fā)展，使許多機(jī)械產(chǎn)品變得更小、更精致。文中通過對某機(jī)載產(chǎn)品液冷膨脹箱隔板的改進(jìn)，使液冷膨脹箱冷卻液紊流現(xiàn)象消除，使液冷傳感器靈敏度提高，極大改善了冷卻液的穩(wěn)定性和順暢性，達(dá)到了實驗標(biāo)準(zhǔn)，滿足了使用目地的要求，對微型儲液箱的設(shè)計有良好的借鑒意義。

隔板；液冷膨脹箱；紊流

0 引言

某產(chǎn)品環(huán)控系統(tǒng)采用沖壓回冷逆升壓空氣循環(huán)實現(xiàn)冷源要求。微型立式膨脹箱作為液冷循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻液的儲液箱，體積小，制造精度和裝配精度高。采用常規(guī)的加工方法，液冷膨脹箱內(nèi)無法設(shè)計隔板，所以產(chǎn)生了紊流，液冷傳感器無法正常工作，導(dǎo)致液冷系統(tǒng)癱瘓。

因此，通過工藝方法，對回液管口，隔板進(jìn)行改進(jìn)，消除紊流，使液冷膨脹箱冷卻液隔 板以上平面冷卻液恢復(fù)平穩(wěn)狀態(tài)，傳感器靈敏度提高，使膨脹箱達(dá)到儲液箱的使用要求。

1　傳統(tǒng)立式膨脹箱的結(jié)構(gòu)與制造工藝

1.1膨脹箱結(jié)構(gòu)原理

在航空機(jī)載產(chǎn)品中，用液冷膨脹箱作為儲液箱。如圖1，罐體由直徑￠114 mm，高是160 mm的圓管氬弧焊焊接。直徑￠114 mm，高24 mm的兩個端蓋組成。由罐體、安全閥、進(jìn)液口、回液口、加液口、液位顯示管、液位傳感器，七部分組成一個典型的微型立式膨脹箱。體積微小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。液位傳感器隨著膨脹箱液位的高低來傳遞信號，冷卻液缺液時，液冷泵自動停止，顯示器自動報警。傳統(tǒng)的儲液箱一般不設(shè)置液位傳感器，液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、突然變化的截面以及閥口等處時，液體流速的大小和方向?qū)⒓眲“l(fā)生變化，因而會產(chǎn)生旋渦，使膨脹箱的冷卻液劇烈攪動，產(chǎn)生紊流。

1.2隔板設(shè)置的目的

設(shè)置隔板的目的是將吸、回液管隔開，使液流循環(huán)，液流中的氣泡與雜質(zhì)分離和沉淀。隔板結(jié)構(gòu)有溢流式標(biāo)準(zhǔn)型、回流式及溢流式等幾種。另外還可根據(jù)需要在隔板上安置濾網(wǎng)。

1.3紊流對液位傳感器的影響

冷卻液在冷卻回路流動，隨溫度升高體積膨脹、壓力升高，膨脹箱回液口流出的冷卻液壓力增大，直接沖擊到膨脹箱內(nèi)壁上，四散分開，沖擊著膨脹箱內(nèi)的冷卻液，使冷卻液無規(guī)則的翻騰，伴隨著旋渦，沖擊著液位傳感器忽上忽下，左右搖擺，傳感器接觸不良，產(chǎn)生缺液現(xiàn)象，導(dǎo)致液壓泵間歇啟停。致使循環(huán)系統(tǒng)停止，阻礙著電子集成塊的降溫。

2　改進(jìn)后膨脹箱的結(jié)構(gòu)與制造工藝

2.1回液管的設(shè)置

圖1　傳統(tǒng)膨脹箱

圖2 新式膨脹箱

如圖2，回液管的端面制成45度斜斷面，以加大回液管端部的斷面積，使流經(jīng)此處的冷卻液速度減緩。避免流速過快造成吸液阻力大，吸空及汽蝕現(xiàn)象，另一方面，回液沖濺大，不利于冷卻液沉淀及氣體分離。

2.2隔板改進(jìn)

圖3　圓形隔板

如圖3，隔板是由￠110 mm，δ 2 mm的鋁板，￠3 mm的孔在鋁板上均布。第一塊隔板垂直平放在離回液管最高位12 mm的位置，隔板與膨脹箱內(nèi)壁均勻點焊6段5 mm長的焊縫，第二塊隔板垂直平放在距離膨脹箱回液管最高點5 mm的位置，孔位相對第一塊隔板孔位旋轉(zhuǎn)45度，均勻點焊6段5 mm長的焊縫。隔板與膨脹箱內(nèi)壁用氬弧焊進(jìn)行點焊焊接，防止焊接變形。

2.3紊流的消除

如圖4，液冷管路正常工作時，回到膨脹箱的冷卻液一部分被底部的出液口吸走。壓力1的冷卻液沖向隔板2，隔板上無孔的位置卸掉了上沖的3/5壓力，壓力向下面反彈回去，剩余壓力由隔板2上的孔向上沖去，形成了壓力2。壓力2隨著隔板2上的小孔沖向上面的隔板1，由于隔板1和隔板2的孔位錯位45度焊接，隔板1同隔板2一樣就卸掉上沖的1/5壓力，壓力向下反彈。剩余壓力就通過隔板1的小孔向上沖去，形成壓力3，壓力3就無形中消失在膨脹箱的冷卻液中。通過層層消除回液管的壓力，使膨脹箱上部的冷卻液恢復(fù)平穩(wěn)狀態(tài)。傳感器靈敏度提高，使膨脹箱達(dá)到儲液箱的要求。

3　結(jié)束語

通過對某產(chǎn)品液冷系統(tǒng)中膨脹箱隔板的改進(jìn)，使膨脹箱上部冷卻液紊流的消除，冷卻液恢復(fù)了平穩(wěn)狀態(tài)，液位傳感器更靈敏，更穩(wěn)定，達(dá)到了工作要求，對小環(huán)境狀態(tài)下的微型立式液冷膨脹箱的應(yīng)用具有推廣意義。

圖4　壓力的消除

[1]韓桂華，時玄宇，樊春波.液壓系統(tǒng)設(shè)計技巧與禁忌[M].第二版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014:211.

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[3]王強(qiáng)，工程機(jī)械液壓傳動[M].北京：國防工業(yè)出版社，2013:28.2.4.3.

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1671-0711（2016）09（下）-0103-02