抗冰皮托管的制作方法
【專利摘要】皮托管包括基本圓柱形的主體部分和從所述主體部分沿皮托管軸延伸的尖端部分。所述尖端部分包括入口開口和從所述主體部分朝所述入口開口延伸的徑向錐形外表面。另一個皮托管包括基本圓柱形的主體部分和從所述主體部分沿皮托管軸延伸的尖端部分。所述尖端部分包括入口開口。包括一個或多個線圈包裝的一個或多個電氣線圈位于所述皮托管的內(nèi)部。一個或多個隔板位于最前線圈包裝和排水裝置之間以限制被吸入所述內(nèi)部的顆粒的行程。
【專利說明】抗冰皮托管
[0001]發(fā)明背景
[0002]本文公開的主題一般涉及皮托管。更具體而言，本公開涉及預(yù)防冰和從皮托管去除冰。
[0003]皮托管被廣泛用于確定飛機或其它車輛的空速或在工業(yè)應(yīng)用中測量空氣或氣體速度。特別而言，通過測量被驅(qū)動進入皮托管的流體的滯止壓力以及所測量的靜態(tài)壓力，可確定飛機的空速。在某些飛行條件下，皮托管可能會經(jīng)受來自空氣中的水分的積冰。出于這個原因，皮托管配有加熱元件，以防止這種積冰。此外，在其它條件下，皮托管可能吸入冰晶，被吸入的冰晶然后會積聚在皮托管的內(nèi)部且在其運行中會引起故障。典型的皮托管是具有某一內(nèi)徑的基本圓柱形，其包含加熱元件或布置了線圈。加熱元件的前端是尖端部分，其從喉徑(通常小于內(nèi)徑)徑向延伸到皮托管的外徑。尖端部分從喉部軸向延伸到皮托管入口。皮托管入口具有大于喉部的直徑。典型管的外部沿其長度到入口是圓柱形的。這種管在加熱器的前尖端部分中具有較大表面積的材料，且難以加熱并因此難以防止在其上積冰。此外，大入口直徑允許皮托管吸入成比例的更多的冰晶。這種吸入的冰晶必須由加熱元件熔化并從皮托管中排出。
[0004]發(fā)明簡述
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一方面，皮托管包括基本圓柱形的主體部分；和從主體部分沿皮托管軸延伸的尖端部分。尖端部分包括入口開口和從主體部分朝入口開口延伸的徑向錐形外表面。徑向錐形外表面具有凹入的弧形截面。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，皮托管包括基本圓柱形的主體部分和從主體部分沿皮托管軸延伸的尖端部分。尖端部分包括入口開口。包括一個或多個線圈包裝的一個或多個電氣線圈位于皮托管的內(nèi)部。一個或多個隔板位于皮托管入口和排水裝置之間。額外的隔板也可以在排水裝置的尾部。
[0007]這些和其它優(yōu)點和特征將通過結(jié)合附圖的下面的描述而變得更顯而易見。
[0008]附圖簡述
[0009]被看作是本發(fā)明的主題被特別指出并在本說明書結(jié)束處的權(quán)利要求書中清楚地要求保護。本發(fā)明的前述和其它特征和優(yōu)點通過結(jié)合附圖的下面的【具體實施方式】而顯而易見，其中
[0010]圖1是皮托管的實施方案的圖示；
[0011]圖2是皮托管的實施方案的截面圖；
[0012]圖3是皮托管的實施方案與先前的皮托管的比較；和
[0013]圖4是皮托管的另一實施方案的截面圖。
[0014]具體實施方案通過舉例并參照附圖來解釋本發(fā)明的實施方案以及優(yōu)點和特征?！揪唧w實施方式】
[0015]圖1中所示的是皮托管10的實施方案的視圖。皮托管10包括圓柱形的主體部分12和從主體部分12沿管軸16朝管入口 18延伸的尖端部分14。在圖1的實施方案中，尖端部分14包括入口開口 20，其具有小于主體部分12的主體直徑24的入口直徑22。主體部分12和入口開口 20之間的尖端部分14在直徑上沿凹曲面26成錐形。在一些實施方案中，當(dāng)入口直徑22從入口開口 20軸向延伸到凹曲面26時，凹曲面26不完全延伸到入口開Π 20。
[0016]現(xiàn)在參照圖2的截面圖，皮托管10具有含內(nèi)部直徑32的內(nèi)部30。加熱元件或線圈34位于內(nèi)部30中。當(dāng)電流施加到線圈34時，皮托管10被加熱，從而熔化積冰，或防止在尖端部分14的外部36、內(nèi)部38和內(nèi)部部分30上積冰。由具有喉徑42的管喉部40將尖端部分14從內(nèi)部30分離。對比于現(xiàn)有技術(shù)的皮托管10，入口直徑22和喉徑42減小以限制或減小吸入皮托管10的顆粒(包括冰晶)的顆粒大小和/或數(shù)量，從而減少在皮托管10的內(nèi)部30的積冰。在一些實施方案中，入口直徑22在約0.200英寸(0.508厘米)和約0.300英寸(0.762厘米)之間，而喉徑42在約0.100英寸(0.254厘米)和0.200英寸(0.508厘米)之間。圖2的構(gòu)造通過減小線圈34和入口開口 20之間的距離44而增加線圈34加熱尖端部分14的有效性，從而減小了線圈34和入口開口 20之間的溫度差、高對流活動的面積。這反過來降低了對線圈的要求，允許減小線圈大小或線圈34的繞組數(shù)。此外，凹曲面26減小了尖端部分14中的材料的截面積。這反過來降低了對線圈34，尤其是線圈34的最前包裝46 (熱量可通過其被傳導(dǎo)到尖端部分14中)的要求。
[0017]現(xiàn)在參照圖3，當(dāng)顆粒48(例如，液態(tài)水或冰)撞擊皮托管10時，其比先前的皮托管更接近線圈34地撞擊皮托管10。如圖所示，當(dāng)對比于現(xiàn)有技術(shù)的錐形管50，在撞擊皮托管10之前，由于尖端部分14的凹曲面26，基本沿管軸16行進的顆粒48進一步沿管軸16行進超過入口 20。當(dāng)對比于現(xiàn)有技術(shù)的錐形管48，再次由于尖端部分14的凹曲面26，相對于管軸16而以角度52行進的顆粒48在徑向內(nèi)側(cè)的位置處撞擊尖端部分14。顆粒48更靠近線圈34的撞擊導(dǎo)致由線圈34更有效預(yù)防積聚冰。
[0018]現(xiàn)在參照圖4，線圈34包括沿管軸16布置的多個包裝46。包裝46的瓦特密度和加熱性能一般隨著距入口開口 20的距離而降低，其中最前包裝46a具有最大瓦特密度，且連續(xù)的包裝46b和46c具有降低的瓦特密度。一個或多個隔板56位于內(nèi)部30中以阻擋或部分阻擋吸入顆粒(諸如冰晶)沿皮托管10向下行進的路徑。在典型的皮托管中，隔板56位于皮托管10更向下處，例如，在包裝46b和46c之間。然而在圖4的實施方案中，隔板56位于盡可能靠近入口開口 20處，在包裝46a和46b之間。這防止了冰晶沿皮托管10向下行進到包裝46的瓦特密度從最佳降低的皮托管10部分。圖4的實施方案利用最前包裝46a的相對高的瓦特密度來快速熔化任何吸入的冰晶。因此，線圈34防止冰晶積累的性能提高了，同時沒有增加被引向線圈34的電功率量。
[0019]一旦熔化，從冰晶所得的水經(jīng)由一個或多個排水口 58從皮托管10中排出。在一些實施方案中，排水口 58位于多個隔板56的至少一個隔板56的前端。如圖4所示，在一些實施方案中，排水口 58位置在包裝46a和46b之間。通過在包裝46b的前端位置熔化冰晶并將所得的水從皮托管10中排出，可降低包裝46b和46c和其它連續(xù)包裝的瓦特密度，且可減小供應(yīng)至線圈34的電功率量。在一些實施方案中，可完全除去隔板56下游的連續(xù)包裝46b或46c。
[0020]雖然已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實施方案詳細描述了本發(fā)明，但是應(yīng)容易地理解，本發(fā)明不限于這些公開的實施方案。相反，本發(fā)明可以被修改以合并任意數(shù)量的此前未描述的變化、變更、替代或等效布置，但這些與本發(fā)明的精神和范圍相稱。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種實施方案，但是應(yīng)理解，本發(fā)明的方面可包括僅一些所描述的實施方案。因此，本發(fā)明不被視為受前述描述所限制，而是僅受所附權(quán)利要求書的范圍所限制。
【權(quán)利要求】
1.一種皮托管，其包括 基本圓柱形的主體部分；和 尖端部分，其從所述主體部分沿皮托管軸延伸；所述尖端部分包括 入口開口 ；和 徑向錐形外表面，其從所述主體部分朝所述入口開口延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的皮托管，其中所述徑向錐形外表面具有凹入的弧形截面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的皮托管，其還包括一個或多個電氣線圈，所述電氣線圈包括設(shè)置在所述皮托管的內(nèi)部的一個或多個線圈包裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的皮托管，其還包括一個或多個隔板，所述隔板設(shè)置在所述內(nèi)部以限制被吸入所述內(nèi)部的顆粒的行程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的皮托管，其中所述一個或多個隔板設(shè)置在最前線圈包裝和排水裝置之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的皮托管，其中所述顆粒是冰晶。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的皮托管，其中所述一個或多個電氣線圈熔化所述冰晶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的皮托管，其還包括一個或多個排水口，所述排水口設(shè)置在最后隔板和所述入口開口之間以從所述皮托管中排出剩余的所述熔化的冰晶。
9.一種皮托管，其包括 基本圓柱形的主體部分； 尖端部分，其從所述主體部分沿皮托管軸延伸，所述尖端部分包括入口開口； 一個或多個電氣線圈，其包括設(shè)置在所述皮托管的內(nèi)部的一個或多個線圈包裝；和 一個或多個隔板，其設(shè)置在最前線圈包裝和排水裝置之間以限制被吸入所述內(nèi)部的顆粒的行程。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的皮托管，其中所述尖端部分包括徑向錐形外表面，其從所述主體部分朝所述入口開口延伸，所述徑向錐形外表面具有凹入的弧形截面。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的皮托管，其中所述顆粒是冰晶。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的皮托管，其中所述一個或多個電氣線圈熔化所述冰晶。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的皮托管，其還包括一個或多個排水口，所述排水口設(shè)置在最后隔板和所述入口開口之間以從所述皮托管中排出剩余的所述熔化冰晶。
【文檔編號】G01P5/165GK103995145SQ201310531205
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月31日
【發(fā)明者】G.塞德爾, T.T.戈利, P.R.約翰遜 申請人:羅斯蒙特航天公司