CN108730270A - 一种防止燃油侵入机载液压系统的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止燃油侵入机载液压系统的装置，属于航空燃油技术领域。所述装置包括阀座(1)、弹簧(2)、阀芯(3)、壳体(4)以及顶杆(5)，其中，壳体套设在所述阀座上，并与阀座外壁之间形成环腔，所述壳体上还包括第一油孔，所述第一油孔连通所述阀座的输油管路；弹簧设置在所述环腔内；阀芯套设在所述输油管路的端部，并接触所述弹簧，所述阀芯限制出第二油孔，所述第二油孔在阀芯压缩弹簧时，能够与所述第一油孔错开；顶杆用于顶紧阀芯。本发明利用液压系统自身的工作特点，以达到防止燃油侵入液压系统的目的，避免燃油侵入机载液压及用户系统后须进行的大量、繁杂的清洗工作，节省了大量时间与成本。

Description

一种防止燃油侵入机载液压系统的装置
技术领域
本发明属于航空燃油技术领域，具体涉及一种防止燃油侵入机载液压系统的装置。
背景技术
液压系统作为二次能源是现代飞机必不可缺的机载系统之一，无论是小型战斗机、大型运输机或是民用客机均设置有完整的液压系统。
对于飞机液压系统来说，需要为其创造有利的散热条件，而燃油—液压油散热器无疑是高效的散热设备。利用燃油—液压油散热器浸没在机翼燃油箱内，燃油作为冷边，液压油作为热边，通过热传导的方式为液压系统散热，同时燃油经过加热，其燃烧效率更高。
此外，对于大型运输机和民用客机来说，机翼飞控系统各舵面需要两套至三套液压系统进行余度配置，为防止发动机转子爆破、机械操纵扭力杆断裂、飞控作动器安装接头脱销等对机翼液压管路造成损伤导致机上所有液压源失效，进而影响飞机安全飞行的事故发生，机翼上多套液压系统管路必须分开布置，以满足系统隔离要求。因机翼前、后梁布置空间有限，且需同时布置多个机载系统，一般将一套或两套液压系统管路也布置在燃油箱内。
因此无论何种机型，飞机液压系统与燃油系统都会发生必然的联系。将燃油—液压油散热器、液压管路布置在机翼燃油箱内虽然对飞机液压系统设计非常有利，但也存在弊端，即散热器、管路因产品自身破裂，或其它外在因素(如机翼变形、结构损伤等)导致损坏而漏油。散热器、管路一旦出现漏点，因液压发动机驱动泵持续工作，液压油压力大于燃油压力，液压油会全部漏至燃油箱内，当液压油箱乃至管路中的油液全部漏光后，发动机驱动泵会通过漏点将燃油箱内燃油吸入液压系统，并殃及其用户如飞控作动系统、起落架控制系统等。因液压元件对外界侵入污染物尤为敏感，当飞机着陆后必须拆下液压系统及用户系统所有液压元件逐个反复清洗，清洗工作非常耗时，而且成本极高，若不能一次清洗干净还会引起系统二次污染，为此GJB 3058、ARP 5376等对清洗后的污染度验收水平和控制水平均进行了严格规定。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种防止燃油侵入机载液压系统的装置，用于机翼燃油箱内液压散热器或导管破裂漏油时，防止燃油回流侵入液压系统，以保护液压系统及其用户系统。
本发明防止燃油侵入机载液压系统的装置，包括：
阀座，固定设置在液压油箱出口端，并设置有输油管路；
壳体，套设在所述阀座上，并与阀座外壁之间形成环腔，所述壳体上还包括第一油孔，所述第一油孔连通所述阀座的输油管路；
弹簧，设置在所述环腔内；
阀芯，套设在所述输油管路的端部，并接触所述弹簧，所述阀芯限制出第二油孔，所述第二油孔在阀芯压缩弹簧时，能够与所述第一油孔错开；
顶杆，一端设置在阀芯上，另一端穿过所述壳体延伸至液压油箱内，所述顶杆轴线垂直于液压油箱的油箱活塞端面。
本发明防止燃油侵入机载液压系统的装置，取代一般的吸油接头。飞机液压油箱无论选用自供增压方式，还是空气增压方式，当燃油箱内散热器或导管破裂漏油时，因液压油箱内部活塞处于增压状态，液压油压力大于燃油压力，液压油会快速向外泄漏，在此过程中活塞向油箱端面移动，并触碰切断本发明装置的顶杆。当活塞挤压顶杆至极限位置时，装置内的阀芯已切断液压泵吸油，此后液压泵处于空转状态，阀芯后端形成真空，阀芯紧紧贴合在阀座上，至此完全将液压泵吸油切断，燃油不会因液压泵吸入并打压而侵入整个液压及用户系统。
优选的是，所述阀座包括设置在中间的第一凸台，以及由该第一凸台分割的第一部分及第二部分，所述第一部分设置在液压油箱内，所述第二部分穿过所述液压油箱端面的孔之后，通过管路连接液压泵，所述第二部分设置有外螺纹，适配安装螺栓，并通过螺栓与所述第一凸台将所述阀座固定在液压油箱端面上。
优选的是，所述第一部分在靠近第一凸台的一端设置有第二凸台，所述第二凸台外径介于第一部分其它位置外径与所述第一凸台外径之间，所述第二凸台上设置有外螺纹，所述壳体设置有与之匹配的内螺纹。
优选的是，所述壳体上沿周向设置有多个第一油孔，所述第一油孔为椭圆形孔。
优选的是，所述阀芯侧壁上沿周向设置有多个第二油孔，所述第二油孔为正圆孔。
优选的是，所述阀芯的阀底贴紧在所述壳体的底端时，所述第一油孔与所述第二油孔轴线重合。
优选的是，所述阀芯的阀底贴紧在所述壳体的底端时，所述弹簧为常规状态或压缩状态。
优选的是，所述阀座的第一凸台与所述液压油箱端面之间设置有垫圈。
优选的是，所述阀座的第二部分在穿过液压油箱端面的孔的部分上设置有密封圈。
本发明防止燃油侵入机载液压系统的方法，通过在液压油箱吸油口加装一种切断装置，利用液压系统自身的工作特点，以达到防止燃油侵入液压系统的目的，此方法科学合理，简单可行，易于实现。设计的吸油切断装置结构简单，重量轻，通用性好。采用此方法，可避免燃油侵入机载液压及用户系统后须进行的大量、繁杂的清洗工作，节省了大量时间与成本。对军用飞机来说，提高了其外场保障性及生存力；对民用飞机来说，极大地提高了其派遣率。
附图说明
图1为按照本发明防止燃油侵入机载液压系统的装置的一优选实施例的装置结构示意图。
图2为本发明图1所示实施例的管路封闭状态示意图。
图3为本发明图1所示实施例的燃油正常工作时的装置状态示意图。
图4为本发明图1所示实施例的燃油管路漏油时的装置状态示意图
其中，1为阀座，2为弹簧，3为阀芯，4为壳体，5为顶杆，6为密封圈，7为锁紧螺母，8为液压泵，9为泵壳体回油滤，10为散热器，11为导管，12为液压油箱，13为油箱活塞，14为垫圈；
101为第一部分，102为第二部分，103为第一凸台，104为第二凸台；
301为第二油孔，302为阀芯底端，303为阀芯顶端；
401为第一油孔，402为壳体底端，403为壳体通孔。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明提出了一种防止燃油侵入机载液压系统的装置，如图1所示，主要包括阀座1，弹簧2，阀芯3，壳体4，顶杆5，密封圈6以及锁紧螺母7。
其中，阀座1，固定设置在液压油箱12出口端，并设置有输油管路；
壳体4，套设在所述阀座1上，并与阀座1外壁之间形成环腔，所述壳体4上还包括第一油孔，所述第一油孔连通所述阀座1的输油管路；
弹簧2，设置在所述环腔内；
阀芯3，套设在所述输油管路的端部，并接触所述弹簧2，所述阀芯3限制出第二油孔，所述第二油孔在阀芯3压缩弹簧时，能够与所述第一油孔错开；
顶杆5，一端设置在阀芯3上，另一端穿过所述壳体4延伸至液压油箱12内，所述顶杆5轴线垂直于液压油箱12的油箱活塞13端面，如图3所示。
本发明防止燃油侵入机载液压系统的装置，取代一般的吸油接头。飞机液压油箱无论选用自供增压方式，还是空气增压方式，当燃油箱内散热器10或导管11破裂漏油时，因液压油箱内部油箱活塞13处于增压状态，液压油压力大于燃油压力，液压油会快速向外泄漏，如图4所示，在此过程中油箱活塞13向液压油箱12的右侧端面移动，并触碰本发明装置的顶杆5。当油箱活塞13挤压顶杆5至极限位置时，装置内的阀芯3已切断液压泵吸油，此后液压泵8处于空转状态，阀芯3后端形成真空，阀芯3紧紧贴合在阀座1上，至此完全将液压泵8吸油切断，燃油不会因液压泵吸入并打压而侵入整个液压及用户系统，本实施例中，9为泵壳体回油滤，设置在液压泵8与散热器10之间。
本实施例中，当油箱内部的油箱活塞13挤压顶杆5至极限位置时，如图2所示，阀芯3压缩弹簧2也可以至极限位置，阀芯3上的第二油孔301与壳体4上的第一油孔401完全错开，流道封闭，液压泵8无法吸油并处于空转状态，阀芯3后端形成真空，阀芯紧紧贴合在阀座1上，至此完全将液压泵吸油切断，燃油不会因液压泵吸入并打压而侵入整个液压及用户系统。由于油箱内部的油箱活塞13始终处于增压状态，活塞触碰到壳体4端面后就不再移动，活塞与油箱端面之间直至漏点处的液压油液就不再承受压力。若飞机液压油箱安装位置高于燃油箱，则此部分液压油泄漏进燃油箱内；若液压油箱安装位置低于燃油箱，因压力平衡，此部分液压油始终充盈，液压油无法泄漏进燃油箱内，燃油也无法侵入液压系统。因泵壳体回油滤9内部单向阀的阻隔作用，漏点处至泵壳体回油滤之间的液压管路有可能侵入燃油，但不会侵入液压泵，更不会侵入整个液压系统。
本实施例中，如图2所示，所述阀座1包括设置在中间的第一凸台103，以及由该第一凸台103分割的第一部分101及第二部分102，所述第一部分101设置在液压油箱12内，所述第二部分102穿过所述液压油箱12端面的孔之后，通过管路连接液压泵8，所述第二部,102设置有外螺纹，适配安装螺栓，并通过螺栓与所述第一凸台将所述阀座1固定在液压油箱12端面上。本实施例中螺栓指锁紧螺母7。
可以理解的是，所述液压油箱12端面的孔内径为R1，第一凸台103直径为R2，锁紧螺母7的外径为R3，R2与R3均大于R1。
本实施例中，参考图2，所述第一部分101在靠近第一凸台103的一端设置有第二凸台104，所述第二凸台104外径介于第一部分101其它位置外径与所述第一凸台103外径之间，所述第二凸台104上设置有外螺纹，所述壳体4设置有与之匹配的内螺纹。
可以理解的是，第二凸台104外径为R4，第一部分101其它位置外径与所述液压油箱12端面的孔内径R1基本相当，这里，R2<R4<R1,之所以设置R2小于R4，是为了在阀座(1)与壳体4之间形成环腔。
本实施例中，所述壳体4上沿周向设置有多个第一油孔401，所述第一油孔401为椭圆形孔，所述椭圆形孔的短轴与长轴之比约为0.62。所述阀芯3侧壁上沿周向设置有多个第二油孔301，所述第二油孔301为正圆孔。
再次参考图2，阀芯3与壳体4结构类似，均为带底筒状结构，其中，阀芯3包括阀芯底端302、阀芯侧壁、设置在阀芯侧壁上的第二油孔301，以及阀芯侧壁端部的阀芯顶端303，同理，壳体4包括壳体底端402、壳体侧壁、设置在壳体侧壁上的第一油孔401，以及壳体侧壁端部的壳体顶端，所述壳体顶端如上所述通过螺纹配合固定在阀座1的第二凸台104上。
本示例中，壳体4还包括设置在壳体底端402上的壳体通孔403，用于穿过所述顶杆5。
顶杆5未受挤压情况下，液压油经壳体4上的长椭圆孔、阀芯3上的正圆孔流入切断装置内腔，经阀座1的吸油口流出。因椭圆孔长轴、正圆孔直径与吸油口孔径相等，且椭圆孔均布6个、正圆孔均布4个，无论阀芯处于任意位置，液压泵均吸油充分。此时，阀芯3的阀底贴紧在所述壳体4的底端，所述弹簧2为常规状态或压缩状态。
顶杆受挤压情况下，顶杆5沿壳体4上的导向孔向右移动，同时带动阀芯3沿阀座1的内肩导向(环腔)轴向右移动，并压缩弹簧2。此时阀芯3上正圆孔与壳体4上椭圆孔的重合面积逐渐减小，液压泵吸油受到限制。
顶杆完全受压情况下，阀芯3压缩弹簧2至极限位置，此时阀芯3上正圆孔与壳体4上椭圆孔完全错开，流道封闭，液压油无法经椭圆孔流至阀座吸油口处，液压泵无法吸油。
本实施例中，所述阀座1的第一凸台与所述液压油箱12端面之间设置有垫圈14。所述阀座1的第二部分在穿过液压油箱12端面的孔的部分上设置有密封圈6。通孔密封圈6及垫圈14增强密封效果。
最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种防止燃油侵入机载液压系统的装置，其特征在于，包括:
阀座(1)，固定设置在液压油箱(12)出口端，并设置有输油管路；
壳体(4)，套设在所述阀座(1)上，并与阀座(1)外壁之间形成环腔，所述壳体(4)上还包括第一油孔，所述第一油孔连通所述阀座(1)的输油管路；
弹簧(2)，设置在所述环腔内；
阀芯(3)，套设在所述输油管路的端部，并接触所述弹簧(2)，所述阀芯(3)限制出第二油孔，所述第二油孔在阀芯(3)压缩弹簧时，能够与所述第一油孔错开；
顶杆(5)，一端设置在阀芯(3)上，另一端穿过所述壳体(4)延伸至液压油箱(12)内，所述顶杆(5)轴线垂直于液压油箱(12)的油箱活塞(13)端面。
2.如权利要求1所述的防止燃油侵入机载液压系统的装置，其特征在于，所述阀座(1)包括设置在中间的第一凸台，以及由该第一凸台分割的第一部分及第二部分，所述第一部分设置在液压油箱(12)内，所述第二部分穿过所述液压油箱(12)端面的孔之后，通过管路连接液压泵(8)，所述第二部分设置有外螺纹，适配安装螺栓，并通过螺栓与所述第一凸台将所述阀座(1)固定在液压油箱(12)端面上。
3.如权利要求2所述的防止燃油侵入机载液压系统的装置，其特征在于，所述第一部分在靠近第一凸台的一端设置有第二凸台，所述第二凸台外径介于第一部分其它位置外径与所述第一凸台外径之间，所述第二凸台上设置有外螺纹，所述壳体(4)设置有与之匹配的内螺纹。
4.如权利要求1所述的防止燃油侵入机载液压系统的装置，其特征在于，所述壳体(4)上沿周向设置有多个第一油孔，所述第一油孔为椭圆形孔。
5.如权利要求1所述的防止燃油侵入机载液压系统的装置，其特征在于，所述阀芯(3)侧壁上沿周向设置有多个第二油孔，所述第二油孔为正圆孔。
6.如权利要求1所述的防止燃油侵入机载液压系统的装置，其特征在于，所述阀芯(3)的阀底贴紧在所述壳体(4)的底端时，所述第一油孔与所述第二油孔轴线重合。
7.如权利要求1所述的防止燃油侵入机载液压系统的装置，其特征在于，所述阀芯(3)的阀底贴紧在所述壳体(4)的底端时，所述弹簧(2)为常规状态或压缩状态。
8.如权利要求2所述的防止燃油侵入机载液压系统的装置，其特征在于，所述阀座(1)的第一凸台与所述液压油箱(12)端面之间设置有垫圈。
9.如权利要求2所述的防止燃油侵入机载液压系统的装置，其特征在于，所述阀座(1)的第二部分在穿过液压油箱(12)端面的孔的部分上设置有密封圈。
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