CN103086314B - 分配阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于将液体分配进入存储容器的分配阀，具有主阀以及操作杆(5)，所述操作杆(5)被设计用来克服偏压主阀至关闭位置的力来打开主阀，根据本发明，其被设置成，阀致动机构具有光滑曲线的连续特性，当在阀打开行程的开始处对所述操作杆施加致动力时，与在阀打开行程的随后过程中对所述操作杆施加相同的致动力相比，不同的打开力被施加在主阀上。

Description

分配阀

技术领域

本发明涉及用于将液体分配进入存储容器的分配阀。

背景技术

加燃料，特别是小型飞行器加燃料，是通过所谓的机场加油阀来执行的，利用该阀，燃料被分配进入通常位于机翼的上侧的加油口（机翼上方加油）。执行这种机翼上方的加油要求并且需要使用相当大的力，因为，一方面，该分配阀必须与填充软管一同插入该必要的机翼上方位置，而另一方面，安全守则禁止使用具有锁定机构的机场加油阀，该锁定机构能够保持操作杆，并因此使该阀无需使用手动力而处于打开状态。因此，在整个加油过程中，该分配阀和操作杆必须手动地保持打开。

发明内容

本发明的目的是提供一种上述类型的分配阀，其为操作员加油过程提供帮助，并且因此特别适合用来作为机场加油阀。

所述目的的实现在于，阀致动机构具有光滑曲线的连续特性，其中，在致动力施加到操作杆的过程中，在该阀的打开行程的开始，与该阀的打开行程的后续进程中施加相同的致动力到该操作杆上时相比，不同的打开力被施加在主阀上。

首先，解释一些在本发明的上下文中使用的术语。根据本发明的分配阀形成在存储容器中，用于分配液体，特别是燃料或者其它工作液体。该存储容器特别是燃料箱，例如飞行器或者其它交通工具的燃料箱。主阀分配液体的传输。操作杆（也作为切换杆）被用来致动该主阀。主阀偏压至关闭位置，在该位置，其禁止液体的传输。至关闭位置的偏压通常由弹簧力实现。

根据本发明，其提供，阀致动机构具有光滑曲线的连续特性。在阀打开行程的开始（并因此在操作杆的致动位移的开始），限定的致动力施加至操作杆，造成在主阀上的一定的打开力，如同在阀打开行程的持续过程中施加相同的致动力（以及因此操作杆的致动位移）。在阀打开行程的开始的打开力可以比打开行程随后过程中的力更大或者更小。

改进的位移比例与打开力的改变相关。对于在阀的打开过程的开始的限定的阀行程，与随后阶段或者朝向阀打开过程的末期的相同阀行程相比，操作杆需要更长或者更短的致动位移。在阀打开行程过程中，打开力或者位移比例的改变是连续地发生的，也就是说，在必要的打开力或者位移比例中没有跳跃产生。

本发明解决了分配阀的明显矛盾，一方面，防止操作杆的高致动力，另一方面，同时使小的杆位移成为可能。在分配阀的典型类型的情况中，打开过程的开始处的时间点打开主阀所要求的提升力可能是最大的，因为在该时间点，仍然没有通过阀的流，除了弹簧力之外，在阀的流入和排出侧之间的全部压力差作用在阀盘上，并且迫使其进入关闭位置。

根据本发明，通过提供更大的杆位移与阀行程位移的比例，克服初始阻力所需的操作杆上的致动力可以被减小。在阀打开开始之后，由于液体流，阀上的压力差减小，并且用来进一步打开主阀所需要的提升力减小。根据本发明，可以提供更小的杆位移与阀行程位移的比例。在操作杆上的致动力可保持大致相同，但该杆位移通过目前改进的力的比例来减小直到主阀达到完全打开位置。对于完全阀打开，需要相对小的杆位移，但由于较大的比例，在打开过程开始时，仅仅需要相对小的致动力。这使得适当的阀的操作变得容易，特别是将其作为在翼上操作的机场加油阀时。

然而，根据本发明，也可以将分配阀设计成使得，在阀的打开行程开始时，大的打开力是必须的，其在阀打开行程的后续过程中减小。这样，在阀打开过程中确保可能期望的初始阻力，该初始阻力在阀打开行程的随后过程中不持续存在。

优选的，操作杆和主阀的阀致动机构（优选阀杆）通过连接机构运动学连接，其传动比在操作杆的致动位移过程中变化。该比值是变化的，使得在阀的打开行程开始时，与随后过程或者朝向打开行程的末期时相比，产生的杆位移与阀位移的比例更高或者更低。

可以想象到所述连接机构的各种设计。本发明的第一优选实施例中，该连接机构是耦合连接机构，其包括连接到操作杆的驱动杆，驱动杆的第一致动端可操作地连接到主阀的阀杆。该驱动杆优选包括第二端，其被连接至连接杆的第一端，连接杆的第二端连接到该分配阀的固定部分。在操作杆的致动过程中，驱动杆的角度位置以在示例性实施例中详细描述的这种方式改变，并且操作为使得，该驱动杆的致动端沿阀杆的打开方向枢转。该驱动杆的枢转运动通过绕连接轴的旋转或者枢转作用在操作杆上，其沿着主阀的打开方向额外地移动驱动杆的致动端并因此增加阀的致动位移，因此，有效地使用阀行程。该耦合连接机构可以设计成使得有效利用的阀行程被减小。

根据本发明，可以设置成，驱动杆的第一致动端具有基本直线的导向。在致动时该操作杆通常绕轴枢转，并因此产生圆弧段运动。该驱动杆可绕其连接轴以与操作杆相反的方向枢转。这两个相反的圆弧的半径可以形成为使得，驱动杆的致动端在该阀打开行程的方向上执行基本上直线的运动。这使得主阀的打开特别有效、低摩擦以及低损耗成为可能，因为没有或者最多是低的摩擦力影响在驱动杆的致动端和阀杆之间的操作连接。

在本发明不同实施例的情况中，该连接机构可包括摇臂。其优选包括连接点和优选远离该连接点的致动端。该摇臂优选通过操作杆的致动元件提升，由此，在操作杆的致动过程中，所述致动元件沿着摇臂朝向或者远离其连接点移动，因此，由于改进的杆比例，在打开过程的后续进程期间的操作杆的限定的位移产生相应更大或者更小的摇臂的致动端的位移。

机场加油阀通常必须包括接地线缆，在开始加油过程之间，使用接地线缆对飞行器接地连接。进一步的，通常提供盖帽来对分配端在不使用的时候进行保护。在本发明的有利变形中，其可提供，接地线缆包括自动回收系统。特别的，其可以是反转辊，偏压进入反转的位置。通过这种方式，在加油过程完成之后，该接地线缆可自动地反转并且不会妨碍分配阀的进一步操作。根据本发明，该保护帽可通过线连接到分配阀，并且自动回收系统也可以提供给该线。这种类型的自动回收系统具有进一步的优势，例如对于机翼上加油，当插入或者移出分配阀时，没有线缆或者线端松弛悬挂在分配阀上，其有时会干扰操作或者可能导致对机翼表面或者其上涂漆的破坏。

在本发明有利的实施例的情况下，阀体包括两个直径相对的入口，其被连接到分配阀壳体的两个入口部分。液体的注入不是由与分配口相对的阀体或者阀壳体的端面或者排出管提供，而是由侧面注入液体，该注入方向优选大致垂直于阀杆的行程方向。包括操作杆的致动机构可以设置为临近与排出口相反的阀体的端面。这种结构设计提供了一系列益处。首先，所描述的注入方向相对于分配方向的“扭转”便于分配阀的操作，例如，在典型的机翼上方加油情况。此外，该致动机构在主阀体的暴露端面相对自由布置允许从不同的方向操作以及致动，输送软管不会产生任何反面影响。该操作，以及例如机翼上方加油，通过可枢转地连接至阀体的入口的输送部分进一步改进。在这种情况下，液体连接是旋转连接的形式。所述可枢转性便于进一步操作，因为在通常相当重并且往往不可弯曲的注入软管和排出管之间的角度能够更好地调节，从而使加油便利。该可枢转性可由挡块限制，并仅有小角度范围构成，例如，10至15°。可选择的，例如，可以允许完全旋转过180°，如果这不受到阀体端面上的致动机构的影响。

优选地，该分配阀壳体的入口部分可以叉形地从分配阀的软管连接处延伸至所述的阀体注入口。流过注入软管的液体被分成两部分流，并且通过两个直径相对的入口注入阀体。这方便通过分配阀的更大体积的流。这种具有大的流动横截面的性质的设计也减小了所发生的压力损失。

根据本发明，其可提供，连接路径，优选地是液体通道形式，设置在叉形入口部分之间。这增加了结构的稳定性和强度，此外，根据本发明还包括可视窗，其使得加油过程的可视监测成为可能。该可视窗被保护在叉的内部，布置在两个入口部分之间。可选择地，该可视窗可布置在阀体中，优选地，在由叉状入口部分保护的部分中。

优选地，该分配阀具有至少25mm的标称宽度，进一步优选的标称宽度的范围是40至50mm。所述值可有选择地结合到根据本发明给出的范围。优选地，提供至少150 l/min的分配性能，进一步优选为200、300或者400 l/min。输送性能的优选最大值是800 l/min 。所述值可有选择地结合到根据本发明给出的范围。

还可以提供的是，根据本发明的分配阀包括快速释放管（排出管）。

附图说明

下面将使用附图对本发明的示例性实施例进行描述。附图显示了：

图1是根据本发明的分配阀的视图；

图2是用于接地线缆和保护帽的线的自动回收系统的视图；

图3是根据本发明的分配阀的剖面图；

图4是图1的剖面图，分配阀处于关闭状态；

图5是图3的剖面图，分配阀处于打开状态；

图6是另一个实施例的剖面图，摇臂处于关闭状态；

图7是图6的实施例在打开状态的图。

具体实施方式

根据图1所示的本发明的分配阀，主要包括软管连接1，以叉状方式延伸的入口部分2，阀体3，具有手柄4以及操作杆5的致动机构和排出管6。如图3所示，该排出管6是以快速释放管的方式形成。该阀体3包括两个直径相对的液体通道以旋转连接的方式形成，液体从入口部分2流入阀体3。该入口部分2被构造成可相对阀体3绕着入口7旋转。

手柄4和操作杆5在阀体3的端面与排出端相反布置。可以看到，作为图示设计的结果，这些致动元件能够从所有的侧面任意抓握，因为它们被布置在软管连接1之上。

为了增加分配阀的稳定性，连接路径8（能够传递通过液体的连接管形式）被设置在临近阀体3的入口部分2之间。可视窗由9表示，其被设置并且被保护在由入口部分2包围的阀体3的一部分中，通过该可视窗9可监测加油过程。

图2示出了根据本发明的自动回收系统的细节。两个绕线轴10,11被布置在阀体3的前端，靠近手柄4的附接处，轴被弹簧偏压进入反转位置，其没有被示出。具有附接的用于排出管6的保护帽13的线12可从轴10，11拉出。在分配阀的静止状态，保护帽13能够保护排出管6的排出端。如果为加油过程做准备而移除保护帽13，线12被反转至轴10上并且保护帽13被拉到该分配阀上。在加油过程中，其并不会下垂也不会影响操作。接地线缆14在轴11上缠绕并且连接到接地端。此外，在静止状态时，该接地线缆14被反转并且该接地端不会随意地下垂。在开始加油过程之前，该接地线缆14的所需长度被拖出，并且在分配阀与，例如，飞行器之间完成接地连接。

主阀包括在阀体3内的阀盘，在关闭状态，其通过阀密封件15与阀座16密封接触。阀由阀弹簧17保持在该关闭位置。阀通过阀杆18克服阀弹簧17的力，移动至打开位置。阀杆18在远离阀座的端部具有孔19，相对它的轴横向延伸，驱动杆22的致动端20通过其接合，该驱动杆22通过枢轴21而枢转地连接至操作杆5。驱动杆22通过枢轴23可枢转地连接至连接杆24，相应地，连接杆24的第二端通过枢轴25可枢转地连接至阀体或者手柄的固定部分。

根据本发明，由相互作用的操作杆5（具有枢轴26）、连接杆24、驱动杆22以及阀杆18形成的具有不同的传动比的耦合连接机构，实现了具有光滑曲线的连续的阀致动特性。在图示情况中，特性是渐进特性。

图4示出了分配阀处于关闭状态。阀密封件15与阀座16液密接触。如果操作杆5从图4所示的静止位置向上移动，驱动杆22的枢轴21画出一圆弧，它的半径对应于操作杆5的轴26与所述枢轴21之间的距离。同时，由于操作杆5的移动，驱动杆22的轴21与连接杆24的轴25之间的距离减小，因此，它们完成绕轴23的相对彼此的旋转运动。驱动杆22完成绕轴21的相对于操作杆5的旋转运动。驱动杆22绕操作杆5的轴26在一侧的枢转运动以及绕轴21在另一侧的相反枢转运动的组合使驱动杆22的致动端20实现基本直线向上的运动，并且由于在孔19中的相互作用，克服弹簧17的力提起阀杆18，从而打开阀。在图4和5中可以看到，耦合的连接机构的运动学是这样的：对于通过驱动杆22的所述相对枢转运动的操作杆5的正在进行的运动，耦合连接机构的传动比连续地减小，使得在操作杆5的运动开始时，绕轴26限定的枢转角度比在打开的后续过程中绕轴26的相同的枢转角度产生阀的更小的打开行程。力的比例对应地相反。

也可以设计这样一种分配阀：耦合连接机构的传动比是连续增加的。那么也得到与图示的示例实施例相反的力的比例曲线。

图6和7示出了本发明的第二实施例，其中，耦合连接机构包括摇臂。操作杆5具有通过凸起27至摇臂28的操作连接，摇臂28通过枢轴29可枢转地连接。摇臂28在其远离枢轴29的端部具有与阀杆18上的孔的操作连接，并且能够提起阀杆。

通过对比图6和7可以看到，当操作杆5被移动时，凸起27提起摇臂28并因此打开阀。在这个移动过程中，凸起27沿着摇臂28的下侧滑动，并且由于在一侧的操作杆5的枢轴26和在另一侧的摇臂28的枢轴29的相对布置，枢轴29和凸起27在摇臂28上的作用点之间的距离减小。通过这种距离的减小，杆的长度减小，使得在致动过程开始时，摇臂28的限定的角度的变化造成，与操作杆5在打开运动的持续期间绕相同角度的枢转运动相比，阀的打开行程更小。因此，再次获得一种具有不同传动比的耦合连接机构。

在图3中可以看到，操作杆5包括保持辅助设备30，其使操作杆5能够以减小的手动力保持打开在由手柄4上的棘爪31限定的三个打开位置，如EP2186773A1中描述的。本申请的目的通过参考该文献以及本说明书公开的客体来实现。

Claims (18)

1.一种用于将液体分配进入存储容器的分配阀，具有主阀以及可枢转操作杆（5），所述操作杆（5）被枢转用来克服偏压主阀至关闭位置的力来打开主阀，其特征在于：阀致动机构具有光滑曲线的连续特性，当在阀打开行程的开始处对所述操作杆施加致动力时，与在阀打开行程的随后过程中对所述操作杆施加相同的操作力相比，不同的打开力被施加在所述主阀上。

2.根据权利要求1的分配阀，其特征在于：所述操作杆（5）和所述主阀的阀致动机构通过耦合连接机构运动学地连接，它的传动比在所述操作杆（5）的致动位移过程中是改变的。

3.根据权利要求2的分配阀，其特征在于：所述耦合连接机构包括连接至所述操作杆（5）的驱动杆（22），所述驱动杆（22）的第一致动端（20）可操作地连接至所述主阀的阀杆（18）。

4.根据权利要求3的分配阀，其特征在于：所述驱动杆（22）具有被连接至连接杆（24）的第一端的第二致动端，所述连接杆（24）的第二端连接至所述分配阀的固定部分。

5.根据权利要求4的分配阀，其特征在于：所述驱动杆（22）的第一致动端（20）具有直线的导向。

6.根据权利要求2的分配阀，其特征在于：所述耦合连接机构包括摇臂（28）。

7.根据权利要求1至6中任意一个的分配阀，其特征在于：包括接地线缆（14）和/或保护帽（13），所述保护帽（13）用于通过线（12）连接至所述分配阀的排出口，所述分配阀包括用于所述接地线缆和/或所述保护帽的线的自动回收系统。

8.根据权利要求1至6中任意一个的分配阀，其特征在于：所述分配阀的阀体（3）包括连接至分配阀壳体的两个入口部分（2）的在所述阀体（3）的直径上相对的两个入口（7），所述两个入口（7）以旋转连接的方式形成。

9.根据权利要求8的分配阀，其特征在于：所述分配阀壳体的入口部分（2）可枢转地连接至所述阀体（3）的入口（7）。

10.根据权利要求9的分配阀，其特征在于：所述分配阀壳体的入口部分（2）以叉状形式从分配阀的软管连接（1）处延伸至所述阀体（3）的入口（7）。

11.根据权利要求10的分配阀，其特征在于：在叉状入口部分之间提供连接路径（8），其是液体通路的形式。

12.根据权利要求11的分配阀，其特征在于：可视窗（9）被设置在所述阀体（3）或者所述连接路径（8）中。

13.根据权利要求1至6的任意一个的分配阀，其特征在于：所述分配阀具有至少25mm的标称宽度。

14.根据权利要求13的分配阀，其特征在于：所述分配阀具有40至50mm的标称宽度。

15.根据权利要求1至6的任意一个的分配阀，其特征在于：所述分配阀具有至少150 l/min的传输性能。

16.根据权利要求15的分配阀，其特征在于：所述分配阀具有200，300或者400 l/min的传输性能。

17.根据权利要求15的分配阀，其特征在于：所述分配阀具有不大于800 l/min的传输性能。

18.根据权利要求1至6的任意一个的分配阀，其特征在于：所述分配阀包括快速释放管（6）。