CN101855134B - 用于飞行器的排流阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于飞行器的排流阀(10)，包括设置在飞行器外壳(16)中的开口(14)内的底座(12)、枢转安装在底座(12)内以控制过流横断面的第一阀瓣(18)、至少一个第一流入口(24)和至少一个流出口(15)。为了能简化飞行器的通风系统，该排流阀(10)包括第二流入口(26)，该第二流入口如此设计，即，第二流入口能通过可操控的调整件(28)被关闭。

Description

用于飞行器的排流阀
技术领域
本发明涉及用于飞行器的排流阀，包括布置在飞行器外壳上的开口内的底座、枢转安装在该底座内以控制过流横断面的第一阀瓣、至少一个第一流入口和至少一个流出口。本发明还涉及用于控制这种排流阀的方法。
背景技术
本文开头所述类型的排流阀被用在飞行器中，用于给舱室通风和调整舱室压力。当空气均匀地流入舱室时，在舱室内形成相对于飞行器外部的正压。本文开头所述类型的排流阀允许单位时间内可调整量的空气通过其过流横断面逸走，该过流横断面由阀瓣确定。这样一来，飞行器的内部压力可通过阀瓣进行调整。
在飞行器着陆后，人们可能发现飞行器中的舱室压力相对于飞行器外部的压力有显著的差异。如果舱室压力高于外部压力，飞行器的门在打开时将会被空气压力突然撞开。为了避免这种风险，在打开这些门之前，飞行器的排流阀通常是完全打开的，以实现压力平衡。
飞行器的电子仪器将被通过流入阀和排流阀以与舱室空气类似的方式受控制的空气流冷却。冷却电子仪器所需的空气量通常比舱室通风所需要的空气量大得多。
为了保护乘客在飞行器中免受不期望的通风、气味和噪音的影响，在飞行器中规定，将为舱室供应新鲜空气的空气流和用于冷却电子仪器的空气流尽量分隔开。因此，例如用于主舱室的空气流和用于飞行器电子仪器的空气流分别通过独立的排流阀被排走。
仅在一个或多个阀发生故障和保持关闭(失效关闭)的情况下，空气流一般通过剩余阀中的一个阀被排出。为了能做到这一点，这些单独的阀必须被设计成有相对大的尺寸。于是，在发生故障的情况下，空气流或许以对乘客不利的方式被转向。
一种本文开头所述类型的排流阀在美国专利申请公开号US2004/0217317A1中描述了。所述的排流阀具有圆筒形阀体以及在圆筒形阀体内限定出过流横断面且能封闭过流横断面的阀瓣。为了改善在阀瓣处于小打开角度时的阀门性能，插入多个壁构件。
德国专利公告号DE19713125C2公开一种用于调节飞行器内的舱室压力的方法以及与该方法连用的分级阀。这种分级阀具有控制流出的空气流的大阀瓣。一个小阀瓣被加入该大阀瓣中，以微调控制空气流。
在压差较大的情况下，空气流通过小阀瓣的位置被控制。在压差较小的情况下，空气流通过大阀瓣的位置被控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种本文开头所述类型的排流阀，其使飞行器的通风系统具有简化的结构。
为了完成该目的，根据权利要求1，提出一种本文开头所述类型的排流阀，其具有被构造成能通过可操控的调整件被关闭的第二流入口。
根据本发明的排流阀尤其有以下优点，两个通风路径能组合成在飞行器外壳中的一个通风开口。由此一来，飞行器外壳上的、在空气动力学和结构方面不利的点的数量减少了。另外，可以用少量的排流阀选择性地排出空气流，因此降低通风系统的复杂性。在最有利的情况下，可以完全省去一些阀。
有利的实施方式是多个从属权利要求的主题。
有利的是，底座具有接触面，用于关闭该第二流入口的调整件可靠置在该接触面上。由此保证了易制造性。
在一个实施方式中，调整件具有圆筒形结构，因而它能简单地插入具有圆柱形轮廓的排流阀中。
有利的是，接触面的形状适当地为环形，以适应调整件的形状。
在有利的实施方式中，调整件和接触面可具有矩形轮廓。
有利的是，流出口为大致呈矩形的结构。这有助于例如利用流出空气的能量优势，例如在推力回收过程中。
流出口可具有大致呈圆形或椭圆形的结构。
第一阀瓣可以有利地绕安装在底座中的轴枢转。这使得阀瓣能在底座上精确地定向。
第一阀瓣具有可枢转的第二阀瓣，在第一阀瓣关闭时，流出口的一部分能通过第二阀瓣被打开。由此可以通过简单的方式形成特别小的过流横断面。
在另一个有利的实施方式中，底座与供应管活动相连，其中可以设置一个弹性的连接件来连接底座和供应管。
底座有利地具有限定出第二流入口的多个凹槽。通过这种一体式设计，简化了排流阀的装配。
底座有利地具有渐缩的缩窄件。此缩窄件像喷嘴那样在被流过时产生文丘里效应，通过这种文丘里效应，将在其它流入口区域内形成负压，该负压造成空气流的吸入。因此，可以省去输送空气的附加装置。
有利的是，来自电子仪器区域的排出空气被供应到第一流入口，舱室空气被供应到第二流入口。
另外，根据权利要求16，提出一种用于控制本发明的排流阀的方法，其中在第一飞行阶段，此时飞行器位于陆地上并仅以低速移动，第一阀瓣打开。由此可以实现简单快速的压力平衡。在第二飞行阶段，此时飞行器在空中飞行，第一阀瓣可关闭并且过流横断面能通过第二阀瓣被控制。这有以下优点，因在飞行中在飞行器外部和内部之间的高压差而导致的很快速流动的气流能够用小的横断面被更精确地控制。
根据需要，调整件能够打开第二流入口。这不仅能用于压力平衡，而且能用来支持其它的排流阀或替代它们的功能。
附图说明
以下将结合在附图中示意示出的实施例来详细说明本发明，其中：
图1是根据本发明的一个实施例的排流阀在第一飞行阶段的剖面图；
图2是在第二飞行阶段的与图1一样的剖面图；和
图3为与图2一样的视图，其中调整件已打开第二流入口。
具体实施方式
图1所示的排流阀10的一个实施例包括被装入飞行器外壳16上的开口14内的底座12。为了简化安装，在外壳16中的开口14处设有定心法兰16a，底座12被装入定心法兰入中。底座12具有限定出圆形的流出口15的流出部12b。
流出口15能够通过第一阀瓣18被关闭。第一阀瓣18为此能够绕安装在底座12上的第一轴(未示出)枢转。根据第一阀瓣18的位置，流出口15打开到一定程度。
在第一阀瓣18内设有第二阀瓣38，当第一阀瓣18处于关闭状态时，通过第二阀瓣，流出口15的基本呈矩形的横断面能被打开。
底座12还具有流入部12c，其限定出第一流入口24，用于引入来自飞行器电子仪器的排出空气34。流入部12c为圆筒形结构并且在排出空气34的流动方向上具有渐缩的缩窄件12d，。
流入部12c在第一流入口24处具有环形的安装凸缘12e，在安装凸缘上安装有弹性的连接件30，该连接件将流入部12c与供应管32连接起来。排出空气34从飞行器电子仪器通过供应管32被引导至排流阀10。而供应管32也具有用来安装连接件30的安装凸缘32a。
底座12在流入部12c和流出部12b之间具有多个凹口12f，这些凹口限定出第二流入口26。除了排出空气34之外，还可以通过第二流入口26将舱室空气36经排流阀10排出。
第二流入口26被构造成可通过设在凹口12f内的调整件28被关闭。
调整件28为圆筒形结构并且可移动地布置在流入部12c和缩窄件12d的外周上。调整件28可通过驱动机构(未示出)沿方向y被调节。如果调整件28如图2所示地被调节成其抵接在底座12的接触面13上，则第二流入口26被完全关闭。
底座12在流入部12c处具有止挡12g，其限制调整件28的运动，因此限定出第二流入口26的最大打开程度。
图1示出了飞行器位于陆地上的情况下的排流阀10。通常，飞行器的门在内外之间的压差降低到几个毫巴之前未被打开。由于压差较小，所以需要流出口15的整个面积来确保快速的压力平衡。为了良好地实现飞行器电子仪器和舱室与外界之间的压力平衡，调整件28被升高，直到抵靠止挡12f，并且第一阀瓣18被打开。
通过排流阀10流出的排出空气34在缩窄件12d中因横截面减小而被加速。由于文丘里效应，所以在缩窄件12d的出口处形成负压，其抽吸舱室空气36流过第二流入口26。由排出空气34和舱室空气36构成的混合气流随后可通过完全打开的流出口15流出飞行器。
然而，如图2所示，如果飞行器处于第二飞行阶段，例如在43,000英尺高度，则在飞行器的内部和外部之间出现较大的压差。在本发明的一个实施例中假设舱室内的压力为770毫巴，在飞行器外部的压力为162毫巴。
在这个飞行阶段，调整件28被关闭并靠置在底座12上。舱室空气36通过其它阀排出。
在这个压差下，无法再仅通过第一阀瓣18来确保空气流出量的可靠精确的控制。第一阀瓣18因此在这种情况下被关闭。取而代之的是，流出口15的过流横断面由第二阀瓣38来限定，第二阀瓣能绕轴20枢转。流出空气的量因此能够通过第二阀瓣38来控制。
通过多个排流阀10的联合作用，可以控制飞行器舱室内的空气流(流量调节)。
第二阀瓣38的面积明显小于第一阀瓣18。由于这个较小的关闭面积，定位第二阀瓣38所需的力小于定位第一阀瓣18所需的力。和第一阀瓣18的位置相比，第二阀瓣38的位置因此能够被更精确地控制。
如果任何其它的、借此排出舱室空气36的阀发生了故障，则可以升起调整件28，如图3所示，因此舱室空气36以可控方式通过排流阀10排出。在这种情况下，排流阀10取代了发生故障的阀的功能。
在第二实施例中，底座12具有与调整件28的形状相应地构成的槽，从而调整件28在关闭状态下接触槽底。由此提高了在关闭状态下的密封效果。
为了进一步改善密封效果，在槽底设有凸起，所述凸起可靠地密封在调整件28和底座12之间的任何空隙。
开口14的形状也可为多边形或圆形。开口14的确切形状因此适应于当时的安装位置并符合空气动力学观点，例如推力回收。
也可以通过夹紧机构来连接调整件28和第一阀瓣18，从而使调整件28的位置变化引起第一阀瓣18的转动。
根据本发明的排流阀10汇合了飞行器中的多个排出空气路径，因此能实现在若干阀发生故障时的简单的舱室通风，在第二飞行阶段中的简单压力调节和在第一飞行阶段中的快速有效的压力平衡。
附图标记一览表
10-排流阀；12-底座；12a-流出部；12c-流入部；12d-缩窄件；12e-安装凸缘；12f-凹口；12g-止挡；13-接触面；14-开口；15-流出口；16-外壳；16a-定心法兰；18-第一阀瓣；20-轴；24-第一流入口；26-第二流入口；28-调整件；30-连接件；32-供应管；32a-安装凸缘；34-排出空气；36-舱室空气；38-第二阀瓣；y-方向。

Claims (15)

1.一种用于飞行器的通风系统，包括设置在该飞行器的外壳内的排流阀(10)，该排流阀具有布置在飞行器的外壳(16)中的开口(14)内的底座(12)、枢转安装在该底座(12)内以控制过流横断面的第一阀瓣(18)、至少一个第一流入口(24)和至少一个流出口(15)，其特征是，该排流阀(10)具有第二流入口(26)，该第二流入口被构造成能通过可操控的调整件(28)被关闭。
2.一种用于根据权利要求1所述的通风系统的排流阀(10)，包括布置在飞行器的外壳(16)中的开口(14)内的底座(12)、枢转安装在该底座(12)内以控制过流横断面的第一阀瓣(18)、至少一个由该底座(12)的圆筒形流入部(12c)限定出的第一流入口(24)、第二流入口(26)和由流出部(12b)限定的一个单独的流出口(15)，其特征是，该第二流入口(26)由设置在该底座(12)中的多个凹口(12f)形成，该第二流入口(26)能通过相对该底座(12)可移动地设置的可操控的圆筒形调整件(28)被关闭。
3.根据权利要求2所述的排流阀(10)，其特征是，该底座(12)具有接触面(13)，用于关闭该第二流入口(26)的该调整件(28)能靠置在该接触面上。
4.根据权利要求2所述的排流阀(10)，其特征是，该接触面(13)呈环形结构。
5.根据权利要求2所述的排流阀(10)，其特征是，该调整件(28)具有矩形轮廓。
6.根据权利要求2或3所述的排流阀(10)，其特征是，该流出口(15)大致呈矩形。
7.根据权利要求2或3所述的排流阀(10)，其特征是，该流出口(15)大致呈圆形或椭圆形。
8.根据权利要求2或3所述的排流阀(10)，其特征是，该第一阀瓣(18)能绕安装在该底座(12)中的轴枢转。
9.根据权利要求2或3所述的排流阀(10)，其特征是，该第一阀瓣(18)具有能绕轴(20)枢转的第二阀瓣(38)，在该第一阀瓣(18)关闭时，该第二阀瓣能打开该流出口(15)的一部分。
10.根据权利要求2或3所述的排流阀(10)，其特征是，该底座(12)以活动方式与供应管(32)相连接。
11.根据权利要求10所述的排流阀(10)，其特征是，该底座(12)通过弹性的连接件(30)与该供应管(32)相连接。
12.根据权利要求2或3所述的排流阀(10)，其特征是，该底座(12)具有渐缩的缩窄件(12d)。
13.根据权利要求2或3所述的排流阀(10)，其特征是，来自电子仪器区域的排出空气(34)被供应到该第一流入口(24)，舱室空气(36)被供应到该第二流入口(26)。
14.一种用于控制根据权利要求9所述的排流阀(10)的方法，其特征是，在第一飞行阶段，此时飞行器在陆地上并仅以低速移动，该第一阀瓣(18)被打开，在第二飞行阶段，此时飞行器在空中飞行，该第一阀瓣(18)闭合并且该第二阀瓣(38)控制该过流横断面。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征是，调整件(28)根据需要打开该第二流入口(26)，以实现压力平衡。
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