CN103670715A - 过滤器旁路阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了过滤器旁路阀。活塞具有封锁被限定径向向内并且位于上游端下游的空腔的闭合面。闭合面以第一距离与上游端隔开。活塞具有沿下游方向远离闭合面的相反侧延伸至第二端的空腔。活塞直径被限定至形成密封面的圆柱形部分的外周。活塞直径与第一距离的比在3.05与6.31之间。阀管套具有窗口，其被形成允许流体流从套筒内部孔通过窗口并至下游端口。内直径与窗口的轴向尺寸的比在0.91与1.02之间。内直径与窗口的圆周尺寸的比在1.55与1.85之间。

Description

过滤器旁路阀
技术领域
本申请涉及一种可以用于飞行器发动机的燃料管线的过滤器旁路阀。
背景技术
飞行器发动机通常具有燃气涡轮发动机。燃料输送进入燃烧部分，并且有时也进入燃气涡轮发动机的其他部分中。燃料泵从燃料油箱驱动燃料，并且在途中穿过过滤器至发动机。
一旦过滤器变得堵塞，压力就会在过滤器中累积。因此，已知的是包括旁路阀以当过滤器变得堵塞时允许流绕过过滤器。
现有的旁路阀有时可能导致不想要的高压损耗。
发明内容
在本发明的实施方式中，活塞沿着轴向尺寸延伸，在上游端处具有密封面。闭合面封锁被限定径向向内并且在上游端下游的空腔。闭合面以第一距离与所述上游端隔开。活塞具有沿下游方向远离闭合面的相反侧延伸至第二端的空腔。活塞直径被限定至形成密封面的圆柱形部分的外周。活塞直径与第一距离的比在3.85与4.43之间。
在本发明的另一实施方式中，阀套筒主体在上游端和第二端之间延伸。套筒内部孔在上游端和第二端之间延伸。窗口形成在阀套筒中以允许流体流从孔通过窗口并至下游端口。孔具有内直径。窗口具有轴向尺寸和圆周尺寸。内直径与轴向尺寸的比在1.04与1.07之间。内直径与圆周尺寸的比在1.81与1.88之间。也公开了结合阀套筒和活塞的旁路阀，以及结合该旁路阀的燃料供应系统。
通过以下附图和说明书可以最佳地理解这些和其他特征。
附图说明
图1示出了具有阀组件的飞行器燃料供应系统。
图2以分解图示出了图1的阀组件。
图3是活塞的细节。
图4A是阀套筒的细节。
图4B是穿过阀套筒的剖面。
具体实施方式
图1示出了飞行器燃料供应系统20，其具有从油箱24吸取燃料的燃料泵22。燃料穿过过滤器26至泵22并且随后外出至发动机28，图示意性示出了所有这些。定位旁路阀29以通过龙头30观测过滤器26上游的压力。一旦过滤器变得堵塞，那么压力随后将变得不希望的高，并且将开启旁路阀29以允许燃料通过端口43绕过过滤器26流至泵22。
当过滤器26上游的压力低于预定限值时，弹簧46偏压活塞36靠在由套筒15限定的阀座上以防止流穿过旁路阀29。另一方面，一旦压力超过预定限值，那么压力将沿如图1所示方向X作用，并且与弹簧46相反，使得强迫活塞36远离阀座，并且允许流绕过过滤器26。下面将描述阀座。
在阀29中, 阀套筒15限定了延伸至上游端101的内部上游孔32，以及圆柱形表面或面34。下游孔136容纳了活塞36。
套筒15的面34将为活塞36提供阀止动件，活塞36容纳在面34下游的空腔中。如图所示，活塞36通常形状为圆柱形并且具有与面34邻接的表面38，使得阀29沿着大致圆柱形面密封。该大致圆柱形密封面跨越了与其他压力释放阀相比的扩大区域。
活塞36在上游端处具有空腔42，并且由闭合壁面40限定，闭合壁面40将空腔42与活塞36内的下游空腔、或弹簧空腔16分开。圆柱形杯或轴套102从面40在上游延伸。在壁面40的相反侧上，弹簧46位于空腔16中并且偏压面38与止动面34接触。活塞36具有圆柱形外表面41，紧密容纳在套筒15的下游孔136的内表面中，以阻止流体在其之间泄露。
如能够明白的，空腔16由活塞36上的第一扩大圆柱形部分9、以及相对于部分9沿上游方向隔开的较小部分10所限定。弹簧46位于较小部分10中。
闭合件60、垫片62、和密封件64处于阀29的下游端。套筒15通过螺纹100固定在闭合件60中。垫片62为下游端中的弹簧提供了止动件。
如图2所示，套筒15包括阀窗口41，当活塞36沿方向X被偏压远离面34时，阀窗口允许燃料流至端口43（示出在图1中）。窗口比现有技术中使用的更大。在一个实施方式中具有四个窗口41。
如能够明白的，在组装阀中，活塞36插入下游孔136中，垫片62和弹簧46容纳在空腔16中。垫片62随后放置在闭合件60中的空腔14中，而套筒15在100处通过螺纹固定在闭合件60中。闭合件60随后可以如在13处所示通过螺纹固定到主外壳12中。
所述操作阀随后将像上面所提及的那样操作。
图3示出了活塞36。如图所示，外直径d1限定在前密封表面38处。杯102在面40的上游延伸距离d2。在一个实施方式中，d1是0.5974英寸（1.5174cm），而d2是0.145英寸（0.3683cm）。在实施方式中，d1与d2的比是在3.05与6.31之间。
图4A示出了套筒15的细节。窗口41的尺寸d3应当定义为窗口的轴向尺寸，而尺寸d4可定义为圆周尺寸。在一个实施方式中，d3是0.570英寸（1.4478cm），而d4是0.325英寸（0.8255cm）。
图4B示出了内部上游孔32的公共直径d5。在一个实施方式中，d5是0.550英寸（1.397cm）。
在实施方式中，d1与d5的比是在1.07与1.0之间。d5与d3的比是在0.91与1.02之间，而d5与d4的比是在1.55与1.85之间。在136处的滑塞孔的直径是d6。在一个实施方式中，d6是0.6英寸（1.52cm）。在实施方式中，d1与d6的比是在0.99与1.01之间。
在旁路阀中替换活塞或阀套筒的方法中，从旁路阀外壳移除活塞和套筒中的至少一个，并且替换阀或套筒中的至少一个替换已移除的阀或套筒。已替换的阀或套筒通常如上所述。
采用根据上述描述制造的阀，当与现有技术相比时，大大减小了阀上压力损失。
尽管已经公开了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员应当认识到的是，特定改进会落入本发明的范围内。为此原因，应当研究以下权利要求来确定本发明的真实范围和内容。

Claims (16)

1.一种用于阀的活塞，包括：
沿着轴向尺寸延伸的活塞，其具有处于上游端的密封面，以及封锁被限定径向向内并且位于所述上游端的下游的空腔的闭合面，所述闭合面以第一距离与所述上游端隔开，并且所述活塞具有沿向后方向远离所述闭合面的相反侧延伸至第二端的孔，活塞直径被限定至形成所述密封面的圆柱形部分的外周，并且所述活塞直径与所述第一距离的比是在3.05与6.31之间。
2.根据权利要求1所述的活塞，其中，所述闭合面也限定了沿下游方向从所述闭合面延伸的第二空腔，所述第二空腔用于容纳弹簧。
3.根据权利要求2所述的活塞，其中，所述第二空腔包括第一扩大圆柱形部分，以及与所述闭合面相邻的第二较小部分，所述第二较小部分用于容纳弹簧的端部。
4.一种阀套筒，包括：
阀套筒主体，其在上游端与第二下游端之间延伸，具有形成在所述上游端和第二端之间的套筒内部孔，以及形成在所述阀套筒中的窗口以允许流体流从所述孔通过所述窗口并至下游端口，所述孔具有内直径，并且所述窗口具有轴向尺寸以及圆周尺寸，并且所述内直径与所述轴向尺寸的比在0.91与1.02之间，以及所述内直径与所述圆周尺寸的比在1.55与1.85之间。
5.一种旁路阀，包括：
容纳在外壳内的阀套筒，以及活塞，所述活塞由弹簧偏压使得所述活塞的上游端通过圆柱形接触表面邻接所述阀套筒上的止动面，以及龙头，所述龙头用于将流体压力施加到限定于所述阀套筒内的孔中，使得所述流体压力将作用克服所述弹簧的偏压力；
所述活塞沿着轴向尺寸延伸，具有处于上游端的密封面，以及封锁被限定径向向内并且位于所述上游端的下游的空腔的闭合面，所述闭合面以第一距离与所述上游端隔开，并且所述活塞具有沿向后方向远离所述闭合面的相反侧延伸至第二端的孔，活塞直径被限定至形成所述密封面的圆柱形部分的外周，并且所述活塞直径与所述第一距离的比是在3.05与6.31之间;以及
阀套筒，其在上游端与第二下游端之间延伸，具有形成在所述上游端和第二端之间的套筒内部孔，以及形成在所述阀套筒中的窗口以允许流体流从所述孔通过所述窗口并至下游端口，所述孔具有内直径，并且所述窗口具有轴向尺寸以及圆周尺寸，并且所述内直径与所述轴向尺寸的比在0.91与1.02之间，以及所述内直径与所述圆周尺寸的比在1.55与1.85之间。
6.根据权利要求5所述的旁路阀，其中，所述活塞直径与所述内直径的比在1.08与1.09之间。
7.根据权利要求5所述的旁路阀，其中，所述闭合面也限定了沿下游方向从所述闭合面延伸的第二空腔，所述第二空腔用于容纳弹簧。
8.根据权利要求7所述的旁路阀，其中，所述空腔的所述内直径从所述闭合面沿上游方向取得，并且所述第二空腔具有扩大直径的第一扩大圆柱形部分，以及所述扩大直径与所述活塞直径的比是在0.9与1.01之间。
9.根据权利要求6所述的旁路阀，其中，所述第二空腔包括第一扩大圆柱形部分，以及与所述闭合面相邻的第二较小部分，所述第二较小部分用于容纳弹簧的端部。
10.一种燃料供应系统，包括：
从过滤器输送燃料的燃料泵，以及用于将所述过滤器上游的压力施加至旁路阀的龙头，所述旁路阀包括容纳在外壳内的阀套筒，以及活塞，所述活塞由弹簧偏压使得所述活塞的上游端通过圆柱形接触表面邻接在所述阀套筒上的止动面，所述弹簧延伸远离所述活塞，以及用于将流体压力施加到限定在所述阀套筒内的孔中使得所述流体压力作用克服所述弹簧的偏压力的龙头；
所述活塞沿着轴向方向延伸，具有处于上游端的密封面，以及封锁被限定径向向内并且位于所述上游端的下游的空腔的闭合面，所述闭合面以第一距离与所述上游端隔开，并且所述活塞具有沿向后方向远离所述闭合面的相反侧延伸至第二端的孔，活塞直径被限定至形成所述密封面的圆柱形部分的外周，并且所述活塞直径与所述第一距离的比是在3.05与6.31之间;以及
阀套筒，所述阀套筒在上游端与第二下游端之间延伸，具有形成在所述上游端和第二端之间的套筒内部孔，以及形成在所述阀套筒中的窗口以允许流体流从所述孔通过所述窗口并至下游端口，所述孔具有内直径，并且所述窗口具有轴向尺寸以及圆周尺寸，并且所述内直径与所述轴向尺寸的比在0.91与1.02之间，以及所述内直径与所述圆周尺寸的比在1.55与1.85之间。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述活塞直径与所述内直径的比在1.07与1.10之间。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述闭合面也限定了沿下游方向从所述闭合面延伸的第二空腔，所述第二空腔用于容纳弹簧。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述空腔的所述内直径从所述闭合面沿上游方向取得，并且所述第二空腔具有扩大直径的第一扩大圆柱形部分，以及所述扩大直径与所述活塞直径的比是在0.9与1.01之间。
14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述第二空腔包括第一扩大圆柱形部分，以及与所述闭合面相邻的第二较小部分，所述第二较小部分容纳弹簧的端部。
15.一种替换旁路阀中部件的方法，包括步骤：
移除阀套筒和活塞中的至少一个，并且用替换活塞或阀套筒来替换所述阀套筒和所述活塞的被移除的所述至少一个，所述阀套筒容纳在外壳内，以及所述活塞被弹簧偏压使得所述活塞的上游端通过圆柱形接触表面邻接在所述阀套筒上的止动面，所述弹簧延伸远离所述活塞，并且龙头用于将流体压力施加到限定在所述阀套筒内的孔中，使得所述流体压力将作用克服所述弹簧的偏压力；
其中，如果移除并且替换了所述活塞，则已替换的活塞沿着轴向尺寸延伸，具有处于上游端的密封面，以及封锁被限定径向向内并且位于所述上游端的下游的空腔的闭合面，所述闭合面以第一距离与所述上游端隔开，并且所述活塞具有沿向后方向远离所述闭合面的相对侧延伸至第二端的孔，活塞直径被限定至形成所述密封面的圆柱形部分的外周，并且所述活塞直径与所述第一距离的比是在3.05与6.31之间;以及
其中，如果移除并且替换了阀套管，则已替换的阀套筒在上游端与第二下游端之间延伸，具有形成在所述上游端和下游端之间的套筒内部孔，以及形成在所述阀套筒中的窗口以允许流体流从所述孔通过所述窗口并至下游端口，所述孔具有内直径，并且所述套筒具有轴向尺寸以及圆周尺寸，并且所述内直径与所述轴向尺寸的比在0.91与1.02之间，以及所述内直径与所述圆周方向的比在1.55与1.85之间。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述阀套筒和所述活塞二者都被移除并且替换。
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