用于检测和疏通飞机废水管路堵点的系统及其控制方法与流程

1.本发明涉及航空飞机，并且更具体地涉及用于检测和疏通飞机废水管路堵点的系统及其控制方法。


背景技术：

2.民用航空飞机废水系统的废水输送管路两端分别具有与客舱环境和废水箱真空环境相连接的接口，通过真空压差的作用将灰水/废水排放至废水箱内。
3.现阶段民用航空飞机废水输送管路中由于乘客错误使用将异物投入废水输送管路或由于管路设计不合理，在管路弯头处极易造成废水输送管路堵塞。当民用航空飞机的废水系统发生管路堵塞时，航空公司通常将飞机停运，将每段废水输送管路逐段拆卸并检查是否发生堵塞，这由于维修时间过长而增大了航空公司运营成本。因此期望提出一种能快速定位废水输送管路堵点并且能自疏通的管路结构及其控制方法。
4.本专利提出了一种用于检测和疏通飞机废水管路堵点的系统及其控制方法，具有自动告警，快速定位堵点，自动疏通堵塞，降低故障频率和维修成本等优势。


技术实现要素：
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5.以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在标识出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以作为稍后给出的更加详细的描述之序。
6.为了解决上述问题，本申请期望能提出了一种用于检测和疏通飞机废水管路堵点的系统及其控制方法，其能够自动告警，快速定位堵点，自动疏通堵塞，降低故障频率和维修成本。
7.本发明提供了一种用于检测飞机的废水管路堵点的系统，其中所述飞机上需要排放废水的设备通过所述废水管路与废水箱连接，所述系统包括：设置在所述设备与所述废水箱之间的所述废水管路上的至少一个压力传感器，其中所述至少一个压力传感器位于所述废水管路的至少一个弯头中的相应弯头的出口附近，在所述设备排放废水时，如果与所述至少一个压力传感器相对应的所述至少一个弯头中存在堵塞，则所述至少一个压力传感器会在对应的阈值时间内无法检测到高于检测到阈值压力的脉冲压力。
8.在根据本发明的一实施例的系统中，所述系统进一步包括与所述至少一个压力传感器通信地耦合的逻辑控制单元，所述逻辑控制单元配置成：在所述设备排放废水时，响应于所述至少一个压力传感器中位于第一弯头出口附近的第一压力传感器在对应的第一阈值时间内检测到的脉冲压力高于所述阈值压力而确定所述第一弯头处不存在堵塞；响应于确定所述第一弯头处不存在堵塞而确定所述至少一个压力传感器中位于第二弯头出口附近的第二压力传感器是否在对应的第二阈值时间内检测到高于所述阈值压力的脉冲压力。
9.在根据本发明的一实施例的系统中，所述系统进一步包括与所述至少一个压力传
感器通信地耦合的逻辑控制单元，所述逻辑控制单元配置成：在所述设备排放废水时，响应于所述至少一个压力传感器中的一个压力传感器在对应的阈值时间内没有检测到高于所述阈值压力的脉冲压力而确定所述压力传感器位于其出口附近的相应弯头处存在堵塞。
10.在根据本发明的一实施例的系统中，所述系统进一步包括气源管路，所述废水管路通过所述气源管路与机载气源系统连接，并且所述逻辑控制单元进一步配置成：响应于确定所述相应弯头处存在堵塞而开启所述气源管路上安装的距离所述相应弯头最近处的控制阀以冲洗所述废水管路；以及在冲洗达指定冲洗时间后关闭所述控制阀。
11.在根据本发明的一实施例的系统中，所述逻辑控制单元进一步配置成：响应于所述压力传感器检测到的压力值的下降率达到指定范围而确定所述相应弯头处的堵塞被疏通；以及向机载维护系统报告所述相应弯头处的堵塞被疏通。
12.在根据本发明的一实施例的系统中，所述逻辑控制单元被进一步配置成：响应于所述压力传感器检测到的压力值的下降率未达到指定范围而确定所述相应弯头处的堵塞未被疏通；向客舱核心系统报警；向机载维护系统反馈所述相应弯头的位置信息；以及打开所述气源管路的释压阀以使所述系统降压。
13.在根据本发明的一实施例的系统中，所述系统进一步包括：设置在所述设备与所述废水管路之间的第一单向阀，或设置在所述废水管路与所述气源管路之间的第二单向阀。
14.在根据本发明的一实施例的系统中，所述对应的阈值时间与以下因素中的一者或多者有关：所述废水管路的走线布置情况，所述设备与所述相应弯头之间相对距离，机舱内外压差，或其组合。
15.本发明还提供了一种用于检测飞机的废水管路堵点的方法，其中所述飞机上需要排放废水的设备通过所述废水管路与废水箱连接，并且在所述废水管路上设置有至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器位于所述废水管路的至少一个弯头中的相应弯头的出口附近，所述方法包括：在所述设备排放废水时，响应于所述至少一个压力传感器在阈值时间内没有检测到高于阈值压力的脉冲压力而确定相应弯头处存在堵塞。
16.在根据本发明的一实施例的方法中，所述方法进一步包括：响应于确定存在堵塞而开启气源管路上安装的距离所述相应弯头最近处的控制阀以冲洗所述废水管路，其中所述废水管路通过所述气源管路与机载气源系统连接；以及在冲洗达指定冲洗时间后关闭所述控制阀。
17.提供本发明内容是为了以简化的形式来介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。各实施例的其他方面、特征和/或优点将部分地在下面的描述中阐述，并且将部分地从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践来学习。
附图说明
18.为了能详细地理解本发明的上述特征所用的方式，可以参照各实施例来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中示出。然而应该注意，附图仅示出了本发明的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为该描述可以允许有其它等同有
效的方面。在附图中，类似附图标记始终作类似的标识。要注意，所描述的附图只是示意性的并且是非限制性的。在附图中，一些部件的尺寸可放大并且出于解说性的目的不按比例绘制。
19.图1a解说了根据本发明的实施例的用于检测和疏通飞机废水管路堵点的系统的示例结构的示图。
20.图1b解说了根据本发明的实施例的用于检测和疏通飞机废水管路堵点的系统的示例的示图。
21.图2解说了根据本发明的实施例的控制用于检测和疏通飞机废水管路堵点的系统的方法的工作流程的框图。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。在以下详细描述中，阐述了许多具体细节以提供对所描述的示例性实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下实践所描述的实施例。在其他示例性实施例中，没有详细描述公知的结构或处理步骤，以避免不必要地模糊本公开的概念。
23.在本说明书中，除非另有说明，否则通过本说明书使用的术语“a或b”指的是“a和b”和“a或b”，而不是指a和b是排他性的。
24.图1a解说了根据本发明的实施例的用于检测和疏通飞机废水管路堵点的管路系统100的示例结构的示图。图1b解说了根据本发明的实施例的用于检测和疏通飞机废水管路堵点的管路系统在民用飞机上的整体示意图。以下结合图1a和1b来详细描述根据本发明的实施例的用于检测和疏通飞机废水管路堵点的管路系统100。
25.如图1a所示，本发明的用于检测和疏通飞机废水管路堵点的管路系统100可包括：逻辑控制单元(lcu)101、压力传感器102(示为102a和102b)、三通接头104、排放阀105(示为单向阀105a和单向阀105b)、释压阀106、控制阀107、废水箱108、气源系统109等。
26.管路系统100可以首先安装有布置废水管路。参照图1a和1b，废水管路入口端与飞机上需要排放废水的设备103(诸如马桶、盥洗室水槽、厨房水槽等)连接，出口端与废水箱108连接，可以通过真空压差的作用将灰水/废水排放至废水箱内。设备103可安装有灰水/废水排放阀105(一般为单向阀)。在本申请的实施例中，设备103与气源管路之间具有第一单向阀105a，以确保废水只能从设备103进入废水管路，防止废水管路中残余废水在高压气体作用下，倒流回客舱中。在本申请的实施例中，可选择与废水管路相匹配的三通接头104，并且可以将适配的压力传感器102安装在三通接头104一端，其安装过程需严格保证废水管路的气密性。在本申请的实施例中，可以废水管路弯头段的每个出口处安装上带压力传感器102(诸如图1a中的压力传感器102a和102b)的三通接头104，每个压力传感器102通过信号线与lcu 101通信地耦合。应理解，虽然本申请实施例图示为具有两个压力传感器，但是本申请中的压力传感器数目并不限于两个，并且可具有一个或多个压力传感器。
27.在本申请的实施例中，与现有技术不同的是，管路系统100可进一步安装布置有气源管路。参照图1a和1b，气源管路一端与机载气源系统109连接，另一端与废水管路连接，该连接需严格保证废水管路和气源管路两者的气密性。其中，气源系统109是指从发动机、apu
101来设置阈值时间段。如果第二压力传感器102b检测到脉冲压力b2，则可判断第二弯头段正常工作，废水可继续通过第三弯头段(未示出)，以此类推。
34.在废水完整通过所有弯头段并且流入废水箱108之后，在步骤210，确定管路系统100正常工作，没有发生堵塞。
35.另一方面，在步骤203，如果第一压力传感器102a未测到脉冲压力b1，或者该脉冲压力b1小于阈值压力b
t
，则认为废水未正常通过第一弯头段，从而在205确定第一弯头段处发生堵塞，管路系统100进入疏堵程序。附加地，可向机载维护系统报告第一弯头段的位置。类似地，在步骤204，如果第二压力传感器102b未测到脉冲压力b2，或者该脉冲压力b2小于阈值压力b
t
，则认为废水未通过第二弯头段，在步骤205确定第二弯头段处发生堵塞，管路系统100可向机载维护系统报告第二弯头段的位置并进入疏堵程序。
36.在步骤206，启动疏堵程序。处理器(例如，lcu 101)可控制全机排放阀105保持关闭，打开前机身或后机身距离堵塞弯头段最近处的气源管路控制阀107，保持5s
‑
10s冲洗时间，然后关闭控制阀107。附加地，lcu 101可向机载维护系统反馈记录本次操作，诸如对应弯头处的堵塞已被疏通、对应弯头或压力传感器的位置信息等。
37.在步骤207，堵点前的压力传感器检测其系统稳定压力a
n
，例如，在第一弯头段堵塞的情况下，对第一压力传感器102a检测到的第一系统稳定压力a1进行判断。如果堵点前系统稳定压力a
n
下降率达设定阈值(例如，下降率大于等于50％)，则判断堵塞故障已排除，在步骤210，确定管路系统100正常工作。附加地或替换地，若在其他弯头段检测到堵点，则可类似地执行步骤206以开始疏堵程序。在另一方面，如果堵点前系统稳定压力a
n
在阈值时间段(可被设定为例如，10s)内仍然保持恒定，或者下降率低于设定阈值(例如，下降率低于50％)，则判断堵塞故障依然存在，可在步骤208向客舱核心系统(ccs)报警，废水系统存在堵塞故障，并且向机载维护系统发送堵点信息(例如，第一压力传感器102a的位置)，然后在步骤209打开气源管路释压阀106使系统降压。
38.以上描述了根据本发明的用于检测和疏通飞机废水管路堵点的系统及其控制方法，相对现有技术而言，本发明的方法至少具有以下优点：
39.(1)提高堵点定位效率；
40.(2)通过机载气源管路自动疏通管路，有效降低管路堵塞故障频率，避免每次需要飞机停运和拆卸废水管路来疏通管路，缩短维修时间，减小运营成本；以及
41.(3)自动告警和报告堵点信息，降低维修成本。
42.在整个说明书中已经参照“实施例”，意味着特定描述的特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。因此，这些短语的使用可以不仅仅指代一个实施例。此外，所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。
43.然而，相关领域的技术人员可以认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下或者利用其他方法、资源、材料等来实践这些实施例。在其他情况下，众所周知的结构、资源，或者仅仅为了观察实施例的模糊方面而未详细示出或描述操作。
44.虽然已经说明和描述了实施例和应用，但是应该理解，实施例不限于上述精确配置和资源。在不脱离所要求保护的实施例的范围的情况下，可以在本文公开的方法和系统的布置，操作和细节中进行对本领域技术人员显而易见的各种修改、替换和改进。
45.在以上详细描述中，阐述了众多具体细节以提供对所要求保护的主题内容的透彻
理解。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节也可实践所要求保护的主题内容。在其他实例中，本领域普通技术人员已知的方法和装置未详细描述以免混淆所要求保护的主题内容。
46.如本文中所使用的术语“和”、“或”以及“和/或”可包括还预期至少部分地取决于使用此类术语的上下文的各种含义。通常，“或”如果被用于关联一列表，诸如a、b或c，则旨在表示a、b和c(这里使用的是包含性的含义)以及a、b或c(这里使用的是排他性的含义)。另外，本文所使用的术语“一个或多个”可用于描述单数形式的任何特征、结构或特性，或者可用于描述多个特征、结构或特征或其某种其他组合。但是，应注意，这仅是说明性示例，并且所要求保护的主题内容不限于此示例。
47.虽然已经解说并描述了目前被认为是示例特征的内容，但是本领域技术人员将理解，在不脱离所要求保护的主题的情况下，可以进行各种其他修改，并且可以替换等同物。附加地，可以作出许多修改以使特定场景适应于要求保护的主题内容的教导，而不脱离本文所描述的中心概念。
48.一种实现(1)可以是一种用于检测飞机的废水管路堵点的系统，其中飞机上需要排放废水的设备通过废水管路与废水箱连接，该系统包括：设置在设备与废水箱之间的废水管路上的至少一个压力传感器，其中至少一个压力传感器位于废水管路的至少一个弯头中的相应弯头的出口附近，在设备排放废水时，如果与至少一个压力传感器相对应的至少一个弯头中存在堵塞，则至少一个压力传感器会在对应的阈值时间内无法检测到高于检测到阈值压力的脉冲压力。
49.可存在上述系统(1)的一些实现(2)，其中该系统进一步包括与至少一个压力传感器通信地耦合的逻辑控制单元，该逻辑控制单元配置成：在设备排放废水时，响应于至少一个压力传感器中位于第一弯头出口附近的第一压力传感器在对应的第一阈值时间内检测到的脉冲压力高于阈值压力而确定第一弯头处不存在堵塞；响应于确定第一弯头处不存在堵塞而确定至少一个压力传感器中位于第二弯头出口附近的第二压力传感器是否在对应的第二阈值时间内检测到高于阈值压力的脉冲压力。
50.可存在上述系统(1或2)的一些实现(3)，其中该系统进一步包括与至少一个压力传感器通信地耦合的逻辑控制单元，该逻辑控制单元配置成：在设备排放废水时，响应于至少一个压力传感器中的一个压力传感器在对应的阈值时间内没有检测到高于阈值压力的脉冲压力而确定该压力传感器位于其出口附近的相应弯头处存在堵塞。
51.可存在上述系统(3)的一些实现(4)，其中该系统进一步包括气源管路，废水管路通过气源管路与机载气源系统连接，并且该逻辑控制单元进一步配置成：响应于确定相应弯头处存在堵塞而开启气源管路上安装的距离相应弯头最近处的控制阀以冲洗废水管路；以及在冲洗达指定冲洗时间后关闭控制阀。
52.可存在上述系统(4)的一些实现(5)，其中该逻辑控制单元进一步配置成：响应于压力传感器检测到的压力值的下降率达到指定范围而确定相应弯头处的堵塞被疏通；以及向机载维护系统报告相应弯头处的堵塞被疏通。
53.可存在上述系统(4)的一些实现(6)，其中该逻辑控制单元被进一步配置成：响应于压力传感器检测到的压力值的下降率未达到指定范围而确定相应弯头处的堵塞未被疏通；向客舱核心系统报警；向机载维护系统反馈相应弯头的位置信息；以及打开气源管路的
释压阀以使系统降压。
54.可存在上述系统(4)的一些实现(7)，其中该系统进一步包括：设置在设备与废水管路之间的第一单向阀，或设置在废水管路与气源管路之间的第二单向阀。
55.可存在上述系统(1)的一些实现(8)，其中对应的阈值时间与以下因素中的一者或多者有关：废水管路的走线布置情况，设备与至少一个弯头中的对应弯头之间相对距离，机舱内外压差，或其组合。
56.一种实现(8)可以是一种用于检测飞机的废水管路堵点的方法，其中飞机上需要排放废水的设备通过废水管路与废水箱连接，并且在废水管路上设置有至少一个压力传感器，至少一个压力传感器位于废水管路的至少一个弯头中的相应弯头的出口附近，该方法包括：在设备排放废水时，响应于至少一个压力传感器在阈值时间内没有检测到高于阈值压力的脉冲压力而确定相应弯头处存在堵塞。
57.可存在上述方法(9)的一些实现(10)，其中该方法进一步包括：响应于确定存在堵塞而开启气源管路上安装的距离所述相应弯头最近处的控制阀以冲洗废水管路，其中废水管路通过气源管路与机载气源系统连接；以及在冲洗达指定冲洗时间后关闭控制阀。

技术特征：
1.一种用于检测飞机的废水管路堵点的系统，其中所述飞机上需要排放废水的设备通过所述废水管路与废水箱连接，所述系统包括：设置在所述设备与所述废水箱之间的所述废水管路上的至少一个压力传感器，其中所述至少一个压力传感器位于所述废水管路的至少一个弯头中的相应弯头的出口附近，在所述设备排放废水时，如果与所述至少一个压力传感器相对应的所述至少一个弯头中存在堵塞，则所述至少一个压力传感器会在对应的阈值时间内无法检测到高于检测到阈值压力的脉冲压力。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括与所述至少一个压力传感器通信地耦合的逻辑控制单元，所述逻辑控制单元配置成：在所述设备排放废水时，响应于所述至少一个压力传感器中位于第一弯头出口附近的第一压力传感器在对应的第一阈值时间内检测到的脉冲压力高于所述阈值压力而确定所述第一弯头处不存在堵塞；响应于确定所述第一弯头处不存在堵塞而确定所述至少一个压力传感器中位于第二弯头出口附近的第二压力传感器是否在对应的第二阈值时间内检测到高于所述阈值压力的脉冲压力。3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括与所述至少一个压力传感器通信地耦合的逻辑控制单元，所述逻辑控制单元配置成：在所述设备排放废水时，响应于所述至少一个压力传感器中的一个压力传感器在对应的阈值时间内没有检测到高于所述阈值压力的脉冲压力而确定所述压力传感器位于其出口附近的相应弯头处存在堵塞。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括气源管路，所述废水管路通过所述气源管路与机载气源系统连接，并且所述逻辑控制单元进一步配置成：响应于确定所述相应弯头处存在堵塞而开启所述气源管路上安装的距离所述相应弯头最近处的控制阀以冲洗所述废水管路；以及在冲洗达指定冲洗时间后关闭所述控制阀。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述逻辑控制单元进一步配置成：响应于所述压力传感器检测到的压力值的下降率达到指定范围而确定所述相应弯头处的堵塞被疏通；以及向机载维护系统报告所述相应弯头处的堵塞被疏通。6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述逻辑控制单元被进一步配置成：响应于所述压力传感器检测到的压力值的下降率未达到指定范围而确定所述相应弯头处的堵塞未被疏通；向客舱核心系统报警；向机载维护系统反馈所述相应弯头的位置信息；以及打开所述气源管路的释压阀以使所述系统降压。7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括：设置在所述设备与所述废水管路之间的第一单向阀，或设置在所述废水管路与所述气源管路之间的第二单向阀。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述对应的阈值时间与以下因素中的一者或
多者有关：所述废水管路的走线布置情况，所述设备与所述相应弯头之间相对距离，机舱内外压差，或其组合。9.一种用于检测飞机的废水管路堵点的方法，其中所述飞机上需要排放废水的设备通过所述废水管路与废水箱连接，并且在所述废水管路上设置有至少一个压力传感器，所述至少一个压力传感器位于所述废水管路的至少一个弯头中的相应弯头的出口附近，所述方法包括：在所述设备排放废水时，响应于所述至少一个压力传感器在阈值时间内没有检测到高于阈值压力的脉冲压力而确定相应弯头处存在堵塞。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括：响应于确定存在堵塞而开启气源管路上安装的距离所述相应弯头最近处的控制阀以冲洗所述废水管路，其中所述废水管路通过所述气源管路与机载气源系统连接；以及在冲洗达指定冲洗时间后关闭所述控制阀。
技术总结
本发明提供了一种用于检测和疏通飞机废水管路堵点的系统及其控制方法。在该系统中飞机上需要排放废水的设备通过废水管路与废水箱连接，该系统包括设置在设备与废水箱之间的废水管路上的至少一个压力传感器，在设备排放废水时，如果与压力传感器相对应的弯头中存在堵塞，则压力传感器会在对应的阈值时间内无法检测到高于检测到阈值压力的脉冲压力。该系统还包括逻辑控制单元，其配置成响应于压力传感器在对应的阈值时间内没有检测到高于阈值压力的脉冲压力而确定该相应弯头处存在堵塞并且开启气源管路上安装的距离该相应弯头最近处的控制阀以冲洗废水管路。本发明还包括用于控制上述检测和疏通废水管路堵点的系统的方法。法。法。


技术研发人员：曹灿 王重 马岩 张玉莹 张蓝心 雷美玲
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院
技术研发日：2021.03.18
技术公布日：2021/6/29