CN105840893A - 自动压力排放阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动压力排放阀，其包括被配置来接收流体的至少一个入口。排放通道将所述流体传送至排出所述流体所在的至少一个出口。所述自动压力激活排放阀进一步包括柔性膜片，其被配置来基于压力在打开位置和关闭位置中操作。所述柔性膜片正常偏置于所述打开位置中，使得流体经由所述排放通道从所述至少一个入口传送至所述至少一个出口。但是，所述压力启动所述关闭位置，使得防止空气流动通过所述排放通道。

Description

自动压力排放阀

技术领域

本发明一般涉及流体排放阀，且更特定来说，涉及一种自动压力激活排放阀。

背景技术

运输工具(诸如，例如，商业航空公司运输工具)包括环境控制系统(ECS)，其操作来控制压力和环境条件以用于改善乘客和机组成员的舒适度。当ECS切断且暴露于凉爽和潮湿的周围环境空气条件时，ECS与周围环境空气之间的温度差可能引起水冷凝，这在一段时间之后导致ECS的一个或多个位置处的水累积(即，积水)。

用于防止积水的常规方法包括在水通常累积的ECS的多种位置处钻孔。虽然钻孔允许水排放，但是孔始终保持打开而不管ECS是正操作还是切断。结果，钻孔在ECS的操作期间保持打开，这导致通过ECS的流损耗。结果，ECS的总效率降低，同时还引起飞机的燃料消耗上的非期望增加。为了降低流损耗，钻孔通常尽可能小地调整大小。但是，当钻孔调整大小到太小时，碎片(例如，灰尘、污垢等等)可能堵塞孔且防止水从ECS适当地排放。

发明内容

根据非限制性实施方案，自动压力激活排放阀包括被配置来接收流体的至少一个入口。排放通道将流体传送至排出流体所在的至少一个出口。自动压力激活排放阀进一步包括柔性膜片，其被配置来只基于压力在打开位置和关闭中操作。柔性膜片正常偏置于打开位置中，使得流体经由排放通道从至少一个入口传送至至少一个出口。但是，压力启动关闭位置，使得防止空气流动通过排放通道。

根据另一非限制性实施方案，使用自动压力激活排放阀排放流体的方法包括将柔性膜片安置于排放通道上，将自动压力激活排放阀的至少一个入口介于流体的流路径与排放通道之间。方法包括在自动压力激活排放阀周围的第一压力小于或等于排放通道内的第二压力时将柔性膜片偏置于打开位置中，使得流体传送通过排放通道。方法进一步包括响应于第一压力大于第二压力而将柔性膜片收合至关闭位置中来密封第一开口。

附图说明

视为本发明的主题在说明书结束处的权利要求书中特别指出和清楚要求。本发明的前面和其它特征以及优点从结合附图一起的以下详细描述是显而易见的，其中：

图1A是根据非限制性实施方案的自动压力激活排放阀的透视图；

图1B是正在打开位置中操作的图1A中所示的自动压力激活排放阀的截面图；

图1C图示流体流动通过正在打开位置中操作时的图1A至图1B中所示的自动压力激活排放阀；

图2A图示正在关闭位置中操作时的图1A中所示的自动压力激活排放阀的膜片；

图2B是图2A中所示的自动压力激活排放阀的截面图；

图3A是根据另一非限制性实施方案的自动压力激活排放阀的透视图；

图3B图示流体流动通过正在打开位置中操作时的图3A中所示的自动压力激活排放阀；

图3C图示正在关闭位置中操作时的图3A至图3C中所示的自动压力激活排放阀的膜片；和

图4A是根据非限制性实施方案的安装于环境控制系统中的自动压力激活排放阀的第一视图；和

图4B是根据非限制性实施方案的示出正在打开位置中操作时流体流动通过排放通道的沿着线A-A’获取的安装于环境控制系统中的自动压力激活排放阀的第二视图。

具体实施方式

本发明的多种非限制性实施方案提供一种不要求来自微控制器和/或个别致动器的主动控制或输入的自动压力排放阀。自动压力排放阀可以安置于系统中，其基于系统是在操作还是切断而改变周围压力。当系统切断(即，不在操作中)时，自动压力排放阀正常偏置于打开位置中，使得流体(例如，水)可以通过阀的排放通道排出。但是，当系统在操作(即，开启)时，增加的压力引发阀进入关闭位置中。相应地，排放通道密封，使得防止通过排放通道的空气泄漏。以此方式，维持ECS内的压力且改善总效率。因为可以选择性地关闭排放通道，所以排放通道的直径可以在不会引起非期望的流损耗下被调整大小到大于常规钻孔。

现在参考图1A，根据非限制性实施方案图示自动压力排放阀100(下文中称作自动压力阀100)。自动压力阀100包括外壳102，其具有在上侧106与下侧108之间延伸的一个或多个外壁104。外壳102界定包含排放通道110的内腔。排放通道110包括第一开口112和安置成与第一开口112相对的第二开口114。外壁104具有与第一开口112流体连通的一个或多个入口116，且下侧108具有与第二开口114流体连通的至少一个出口118。边缘119沿着入口116与第一开口112之间的平面径向延伸。边缘119被配置来沿着从各个入口116延伸至第一开口112的流路径(即，边缘119的上表面)导向流体。因此，多个流路径围绕边缘119的周边界定。根据实施方案，排放通道110相对于流路径(即，边缘119)垂直延伸。以此方式，排放通道110可以平行于正常重力对准，使得进入第一开口112的流体向下坠落通过排放通道110且经由第二开口114离开自动压力排放阀100。

自动压力阀100进一步包括由上侧106支撑的柔性膜片120。膜片120包括多种弹性材料，其包括(但不限于)硅氧烷。还可以根据阀的位置处的温度操作范围选择膜片120的材料。例如，在温度为低(例如，-20度)的位置处，膜片120可以包括非增强型硅氧烷。在温度为适中(例如，300度)的位置处，膜片120可以包括利用(例如)聚酯纤维增强的硅氧烷。在温度为高(例如，500度)的位置处，膜片120可以包括利用芳纶聚合物增强的硅氧烷。根据非限制性实施方案，膜片120安置于排放通道110上，使得间隙界定于膜片120与边缘119之间。当自动压力阀100周围的第一压力小于或等于排放通道110内的第二压力时，膜片120偏置于打开位置中。当正在打开位置中操作时，第一开口112暴露于入口116。相应地，进入一个或多个入口116的流体导向至第一开口112，且继而行进通过排放通道110，其在此处经由第二开口114排出(参见图1C)。

现在转向图2A至图2B，自动压力阀100示出为正操作于关闭位置中。关闭位置响应于自动压力阀100周围的第一压力大于排放通道110内的第二压力而自引发，这继而使膜片120收合。即，自动压力阀100仅仅基于压力差引发关闭位置而不需要任何电子器件和/或致动器。当膜片120收合时，第一开口112密封，从而防止流体(例如，水、空气等等)进入排放通道110。当压力差返回至自动压力激活排放阀100周围的第一压力小于或等于排放通道110内的第二压力的条件时，膜片120返回至其正常偏置的打开位置，使得第一开口112启封且流体可以再次流动至排放通道110中。

现在转向图3A至图3B，根据另一个非限制性实施方案示出自动压力激活排放阀200。自动压力阀200包括外壳202，其具有在上侧206与下侧208之间延伸的外壁204。外壳202界定包含排放通道210的内腔。排放通道210包括第一开口212和安置成与第一开口212相对的第二开口214。外壁204具有形成于外壁204的单侧处的一个或多个入口216。入口216与第一开口212流体连通，且下侧208具有与第二开口214流体连通的至少一个出口218。实心后部分217形成于与入口216相对处。实心后部分217防止流体流动通过其中且朝着第一开口212重新导向流体。相应地，自动压力激活排放阀200用作单向排放阀。边缘219沿着入口216与第一开口212之间的平面延伸。边缘219被配置来沿着从入口216和第一开口212延伸的单个流路径导向流体。根据实施方案，排放通道210相对于流路径(即，边缘219)垂直延伸。以此方式，排放通道210可以平行于正常重力对准，使得进入第一开口212的流体向下坠落通过排放通道210且经由第二开口214离开自动压力排放阀200。

自动压力阀200进一步包括由上侧206支撑的柔性膜片220。根据实施方案，膜片220包括柔性悬臂部分221，其被配置来基于由自动压力排放阀200实现的压力差而打开和关闭。膜片220包括多种弹性材料，其包括(但不限于)硅氧烷。根据非限制性实施方案，膜片220安置于排放通道210上，使得间隙界定于膜片220与边缘219之间。当自动压力阀200周围的第一压力小于或等于排放通道210内的第二压力时，膜片220偏置于打开位置中。当正在打开位置中操作时，第一开口212暴露于第一入口216。相应地，进入入口216的流体导向至第一开口212，且继而行进通过排放通道210，其在此处经由第二开口214排出(参见图3B)。

现在转向图3C，自动压力排放阀200示出为正操作于关闭位置中。关闭位置响应于自动压力阀200周围的第一压力大于排放通道210内的第二压力而自引发，这继而使悬臂部分221抵着边缘219收合。即，自动压力排放阀200仅仅基于压力差引发关闭位置而不需要任何电子器件和/或致动器。当悬臂部分221收合时，入口216密封，从而防止流体(例如，水、空气等等)进入第一开口212。当压力差返回至自动压力激活排放阀200周围的第一压力小于或等于排放通道210内的第二压力的条件时，悬臂部分221返回至其正常偏置的打开位置，使得入口216重新打开(即，启封)且流体可以流动至第一开口212中且通过排放通道210。

转向图4A至图4B，根据非限制性实施方案示出包括安装于管道306的排放位置304处的自动压力阀302的ECS 300。虽然自动压力阀302示出为安装于管道306中，但是应理解自动压力阀302可以安装于包括(但不限于)集管、歧管旋转组件的ECS的一个或多个其它位置或已知和/或预期会累积水的其它位置处。根据实施方案，自动压力阀302被安装，使得至少一个入口308相对于在ECS 300操作(例如，开启)时空气流动(例如，通过管道306)所处的空气流路径横向定位。

仍参考图4A至图4B，ECS 300示出为在最近一次断开之后。相应地，空气流停止沿着流路径流动通过管道306，从而降低自动压力阀302周围的压力。即，当ECS系统断开时，管道306内的压力到达周围环境压力。结果，自动压力阀302周围的第一压力变得小于或等于排放通道310内的第二压力，使得膜片312偏置于打开位置中且入口308(即，排放通道)启封(即，打开)。在随着时间推移管道306内的温度下降时，包含于管道306内的空气中的水蒸气冷凝而引起流体(例如，水)在排放位置304累积。累积水由入口308聚集且导向至排放通道310，其在此处从管道306排出(即，排放)。

当ECS 300返回至操作(图4A至图4B中未示出)时，流动通过管道306的空气引起自动压力激活排放阀302周围的第一压力大于排放通道310内的第二压力。相应地，如上文详细地描述，膜片312自引发至关闭位置中且入口308(即，排放通道)密封(即，关闭)。因为排放通道310密封，所以防止通过排放路径310的空气泄漏，从而维持管道306内的压力。以此方式，改善ECS 300的总效率。

虽然已只连同有限数量的实施方案详细描述本发明，但是应易于理解，本发明并不限于这样公开的实施方案。相反，可以修改本发明以并入此前未描述，但是与本发明的精神和范围相称的任何数量的变化、更改、替换或等效布置。此外，虽然已描述本发明的多种实施方案，但是应理解，本发明的方面可以只包括一些描述的实施方案。相应地，本发明并不视作受前面描述限制，而是只受随附权利要求书的范围限制。

Claims (15)

1.一种自动压力激活排放阀，其包括：

至少一个入口，其被配置来接收流体；

至少一个出口，其被配置来排出所述流体；和

排放通道，其包括与所述至少一个入口流体连通的第一开口和与所述至少一个出口流体连通的第二开口；和

柔性膜片，其被配置来基于压力而在打开位置和关闭位置中操作，其中所述柔性膜片正常在所述打开位置中偏置，使得流体经由所述排放通道从所述至少一个入口传送至所述至少一个出口。

2.根据权利要求1所述的自动压力激活排放阀，其中所述膜片被配置来于正在所述关闭位置中操作时收合以阻止所述流体在所述第一开口与所述第二开口之间行进。

3.根据权利要求2所述的自动压力激活排放阀，其中所述膜片被配置来在所述自动压力激活排放阀周围的第一压力小于或等于所述排放通道内的第二压力时保持于所述偏置的打开位置中，且被配置来响应于所述第一压力大于所述第二压力而收合。

4.根据权利要求3所述的自动压力激活排放阀，其进一步包括界定包含所述第一开口的内腔的外壳。

5.根据权利要求4所述的自动压力激活排放阀，其中所述膜片包括弹性材料。

6.根据权利要求5所述的自动压力激活排放阀，其中所述排放通道相对于所述至少一个入口垂直。

7.根据权利要求6所述的自动压力激活排放阀，其中所述外壳具有包括在上侧与下侧之间延伸的外壁的圆柱形形状，且所述至少一个入口包括形成于所述外壁中的多个入口。

8.根据权利要求7所述的自动压力激活排放阀，其中所述上侧支撑所述膜片，且所述第一开口由所述多个入口之中的各个入口包围。

9.根据权利要求8所述的自动压力激活排放阀，其中所述膜片于正在所述关闭位置中操作时收合至所述内腔中且密封所述第一开口。

10.根据权利要求6所述的自动压力激活排放阀，其中所述外壳包括具有用于接收所述流体的入口的前部分和与所述入口相对的实心后部分，其用于防止所述流体流动至所述后部分之外且用于朝着所述第一开口重新导向所述流体。

11.根据权利要求10所述的自动压力激活排放阀，其中所述膜片包括所述外壳的所述前部分处的柔性悬臂，所述柔性悬臂被配置来于正在所述关闭位置中操作时收合且阻止所述入口。

12.一种使用自动压力激活排放阀排放流体的方法，所述方法包括：

将柔性膜片安置于排放通道上，

将所述自动压力激活排放阀的至少一个入口介于所述流体的流路径与所述排放通道之间；

在所述自动压力激活排放阀周围的第一压力小于或等于所述排放通道内的第二压力时将所述柔性膜片偏置于打开位置中，使得所述流体传送通过所述排放通道；且

响应于所述第一压力大于所述第二压力而将所述柔性膜片收合至关闭位置中来密封所述第一开口。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述排放通道相对于所述至少一个入口垂直。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述膜片在收合于所述关闭位置中时阻止空气流通过所述排放通道。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述膜片包括弹性材料。