CN114087519B - 一种泵用多功能活门组件 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空滑油系统领域，具体涉及一种泵用多功能活门组件。该活门组件通过将防虹吸活门与旁通活门、切断活门共用一个防虹吸活门阀体，旁通活门与切断活门共用一个弹簧和切断活门阀体，泵壳体中设置相应结构对活门组件进行固定及限位，限位体与左侧油液管路相连，油液管路进行拆卸时，限位体一同拆下，切断活门在第一弹簧作用下与密封护圈接触，密封垫被压缩，防止油液泄漏，管路与泵相连时限位体对活门组件进行限位根据工作腔内滑油压力，使活门组件各个移动零件移动适当的开度，从而实现旁通活门和防虹吸活门功能。该活门组件集成度高、体积小、重量轻。

Description

一种泵用多功能活门组件

技术领域

本发明属于航空滑油系统技术领域，具体涉及一种泵用多功能活门组件。

背景技术

通常情况下，在航空滑油系统中常常会单独设置防虹吸活门、旁通活门、切断活门等活门结构，一般由阀芯、阀套、弹簧、阀座等组成，这种活门结构所需零件相对较多，占用空间大，在与泵类产品匹配时需设置专门的油路，导致滑油系统附件多，系统管路复杂，不利于减重和提高发动机功重比。

发明内容

本发明的目的是：设计一种泵用多功能活门组件，以解决目前航空滑油系统复杂程度和减轻滑油系统重量的技术问题。

技术方案：

一种泵用多功能活门组件，包括：包括限位体1、泵壳体2、密封护圈5、密封垫6、切断活门7、旁通活门8、第一弹簧9、防虹吸活门阀体12、第二弹簧13、防虹吸活门阀芯16，其中，泵壳体2左端设置有油液管路接口、泵壳体2侧壁设置有油液进口、泵壳体2右端设置有内孔，其中，油液管路接口为大端用于连接油液管路，内孔为小端，泵壳体2内腔从左向右依次设置有切断活门7、旁通活门8、防虹吸活门阀体12、防虹吸活门阀芯16，切断活门7为筒状结构且包括小直径段和大直径段，小直径段和大直径段连接处设置有环形向外的挡板，在大直径段的靠近挡板的位置设置有径向均匀分布的多个通孔，通孔与小直径段内壁连接处设置有小锥面，旁通活门8为筒状结构且左侧设置有大锥面，旁通活门8设置在切断活门7的大直径段内并且大锥面与小锥面配合，防虹吸活门阀体12为筒状结构，左侧设置有径向向外的环形凸台，防虹吸活门阀体12内部设置有过中心的肋板，肋板上设置有贯穿防虹吸活门阀体12中心的导向孔，防虹吸活门阀体12右端设置内锥面，防虹吸活门阀芯16为T型回转体，其中T型回转体头部边缘设置有外锥面，T型回转体杆部穿过导向孔后，外锥面与内锥面配合，限位体1固定在泵壳体2左侧，切断活门7左端通过限位体1限位，大直径段与泵壳体2内壁配合，防虹吸活门阀体12通过环形凸台限位在泵壳体2内孔左侧，第一弹簧9为预紧状态并且左端与旁通活门8接触，第一弹簧9右端与防虹吸活门阀体12接触，第二弹簧13为预紧状态并且左端与防虹吸活门阀芯16杆部固定，第二弹簧13右端与防虹吸活门阀体12接触，密封护圈5设置在限位体1右侧并且固定在泵壳体2内壁上，密封垫6固定在密封护圈5右侧。

进一步地，还包括：密封护圈5通过第一挡圈3固定在泵壳体2内壁上。

进一步地，在密封护圈5与泵壳体2内壁之间还设置有第一密封圈4。

进一步地，切断活门7的大直径段与泵壳体2内壁之间还设置有第二密封圈10。

进一步地，防虹吸活门阀体12与泵壳体2内壁之间还设置有第三密封圈11。

进一步地，防虹吸活门阀芯16杆部通过第二挡圈14固定有弹簧底座15，第二弹簧13左端与弹簧底座15接触。

进一步地，泵壳体2左端内壁上设置有径向向内的环形凸起，密封垫6固定在密封护圈5右侧与环形凸起之间。

进一步地，密封护圈5的右端面设置有轴向向右的凸台，密封垫6嵌在密封护圈5的右端面的凸台外侧。

本发明的技术效果是：

通过采用该多功能活门组件能够实现航空滑油系统压力保护、防拆卸漏油和防虹吸的作用减少了滑油系统活门结构的附件数量，实现了旁通活门、切断活门、防虹吸活门结构和功能的高度集成，且产品结构紧凑、体积小、重量轻、零件少、油路结构得到简化、生产效率得到提高，可靠性得到提升。

附图说明

图1本发明的多功能活门组件剖面示意图；

图2本发明的活门组件正常工况时的油液流向示意图；

图3本发明的活门组件异常工况时的油液流向示意图；

图4本发明的活门组件切断工况时的油液流向示意图；

图5本发明的防虹吸活门功能关闭时的示意图；

图6本发明的防虹吸活门功能开启时的示意图；

图7本发明的旁通活门功能关闭时的示意图；

图8本发明的旁通活门功能开启时的示意图；

图9本发明的切断活门功能开启时的示意图；

图10本发明的防虹吸活门阀芯三维示意图；

图11本发明的防虹吸活门阀体三维示意图；

图12本发明的切断活门三维示意图；

其中，1-限位体、2-泵壳体、3-第一挡圈、4-第一密封圈、5-密封护圈、6-密封垫、7-切断活门、8-旁通活门、9-第一弹簧、10-第二密封圈、11-第三密封圈、12-防虹吸活门阀体、13-第二弹簧、14-第二挡圈、15-弹簧底座、16-防虹吸活门阀芯。

具体实施方式

本发明的泵用多功能活门组件，在泵类产品中将多种活门功能进行高度集成，通过将防虹吸活门与旁通活门、切断活门共用一个防虹吸活门阀体，旁通活门与切断活门共用一个弹簧和切断活门阀体，泵壳体中设置相应结构对活门组件进行固定及限位，限位体与左侧油液管路相连，油液管路进行拆卸时，限位体一同拆下，切断活门在第一弹簧作用下与密封护圈接触，密封垫被压缩，防止油液泄漏，管路与泵相连时限位体对活门组件进行限位根据工作腔内滑油压力，使活门组件各个移动零件移动适当的开度，从而实现旁通活门和防虹吸活门功能。

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1-12，一种泵用多功能活门组件包括限位体1、泵壳体2、密封护圈5、密封垫6、切断活门7、旁通活门8、第一弹簧9、防虹吸活门阀体12、第二弹簧13、防虹吸活门阀芯16，泵壳体2左端设置有油液管路接口、泵壳体2侧壁设置有油液进口、泵壳体2右端设置有内孔，其中，油液管路接口为大端用于连接油液管路，内孔为小端，泵壳体2内腔从左向右依次设置有切断活门7、旁通活门8、防虹吸活门阀体12、防虹吸活门阀芯16，切断活门7为筒状结构且包括小直径段和大直径段，小直径段和大直径段连接处设置有环形向外的挡板，在大直径段的靠近挡板的位置设置有径向均匀分布的多个通孔，通孔与小直径段内壁连接处设置有小锥面，旁通活门8为筒状结构且左侧设置有大锥面，旁通活门8设置在切断活门7的大直径段内并且大锥面与小锥面配合，防虹吸活门阀体12为筒状结构，左侧设置有径向向外的环形凸台，防虹吸活门阀体12内部设置有过中心的肋板，肋板上设置有贯穿防虹吸活门阀体12中心的导向孔，防虹吸活门阀体12右端设置内锥面，防虹吸活门阀芯16为T型回转体，其中T型回转体头部边缘设置有外锥面，T型回转体杆部穿过导向孔后，外锥面与内锥面配合，限位体1固定在泵壳体2左侧，切断活门7左端通过限位体1限位，大直径段与泵壳体2内壁配合，防虹吸活门阀体12通过环形凸台限位在泵壳体2内孔左侧，第一弹簧9为预紧状态并且左端与旁通活门8接触，第一弹簧9右端与防虹吸活门阀体12接触，第二弹簧13为预紧状态并且左端与防虹吸活门阀芯16杆部固定，第二弹簧13右端与防虹吸活门阀体12接触，密封护圈5设置在限位体1右侧并且固定在泵壳体2内壁上，密封垫6固定在密封护圈5右侧。

在一个可能的实施例中，本发明的多功能活门组件剖面示意图如图1所示：包括限位体1、泵壳体2、第一挡圈3、第一密封圈4、密封护圈5、密封垫6、切断活门7、旁通活门8、第一弹簧9、第二密封圈10、第三密封圈11、防虹吸活门阀体12、第二弹簧13、第二挡圈14、弹簧底座15、防虹吸活门阀芯16。限位体1安装在泵壳体2左侧，用于限制切断活门7在泵壳体2凹槽中轴向位置；第一挡圈3安装在泵壳体2左侧挡圈槽内，用于使密封护圈5与密封垫6与泵壳体2凸台紧密接触；第一密封圈4安装在密封护圈5的密封圈槽中；第二密封圈10安装在切断活门7的密封圈槽中，旁通活门8直径段与切断活门7内壁小间隙配合，旁通活门8大锥面与切断活门7凸台小锥面紧密接触；第一弹簧9安装在旁通活门8内腔中，限制旁通活门8和防虹吸活门阀体12在泵壳体2中的轴向位置；第三密封圈11安装在防虹吸活门阀体12的密封圈槽中；防虹吸活门阀芯16安装在防虹吸活门阀体12导向孔中，第二挡圈14安装在防虹吸活门阀芯16导杆上的挡圈槽中，限制弹簧底座15在导杆上的轴向位置，第二弹簧13安装在防虹吸活门阀体12左侧凸台与弹簧底座15之间，限制防虹吸活门阀芯16在防虹吸活门阀体12中心通孔上的轴向位置，使防虹吸活门阀芯16外锥面与防虹吸活门阀体12右侧内锥面紧密接触。

防虹吸活门阀芯16左侧受液压力，将克服第二弹簧13的弹簧力，导致防虹吸活门阀芯16相对防虹吸活门阀体12产生轴向分离运动；限位体1左侧油液管路堵塞时，旁通活门8锥面受液压力将克服第一弹簧9的弹簧力，导致旁通活门8锥面相对切断活门7凸台小斜面产生轴向分离运动；限位体1从泵壳体2上取下时，旁通活门8和切断活门7受第一弹簧9的弹簧力相对泵壳体2产生轴向分离运动，切断活门7与密封护圈5和密封垫6组成的密封装置紧密接触时停止轴向运动。

该多功能活门组件的工作原理如下：

如图1，本发明的多功能活门组件布置于滑油系统泵类产品中，初始状态下切断活门常开，旁通活门常闭，防虹吸活门常闭，第一弹簧9和第二弹簧13均存在预紧力，处于压缩状态。

1.停机作状态下，起防虹吸作用。

如图1所示，滑油泵处于停机状态时，泵壳体2侧壁油液进口无油液输出，限位体1与切断活门7左侧接触，为切断活门7提供支撑限位，切断活门7和切断活门7在受到第一弹簧9向左的力作用下，被固定，如图7，切断活门7小锥面和切断活门7大锥面在第一弹簧9向左的力的作用下紧密接触，如图1，第一弹簧9右侧与防虹吸活门阀体12左侧凸台接触，防虹吸活门阀体12在受到第一弹簧9向右的力作用下，防虹吸活门阀体12左侧凸台与泵壳体2右端凸台接触，在防虹吸活门阀体12与泵壳体2内壁之间还设置有第三密封圈11形成静密封结构。此时防虹吸活门阀芯16左侧无油液压力，防虹吸活门阀芯16在第二弹簧13向左的力及泵壳体2右端内孔残油压力的作用下，沿着防虹吸活门阀体12导向孔轴向向左移动，防虹吸活门阀芯16T型回转体头部外锥面与防虹吸活门阀体12内锥面紧密配合，如图5所示，泵壳体2右端内孔残油无法通过防虹吸活门阀体12与防虹吸活门阀芯16间的缝隙，实现防止泵壳体2右端内孔两处管路油液泄漏的功能。

2.正常工作状态下，起单向活门作用。

如图2，正常工作时，泵壳体2左端油液管路流阻较小，油液通过泵壳体2侧壁油液进口，经切断活门7挡板左侧空间流至泵壳体2左端油液管路，从泵壳体2左端油液管路通过切断活门7和旁通活门8内腔流至防虹吸活门阀体12左侧，在从防虹吸活门阀体12左侧通过防虹吸活门阀体12内锥面与防虹吸活门阀芯16外锥面间缝隙流至泵壳体2右端内孔。

此时，泵壳体2侧壁油液进口油液会通过切断活门7径向通孔对旁通活门8大锥面施加油液压力，因为泵壳体2左端油液管路流阻较小，旁通活门8内腔油液压力与泵壳体2侧壁油液进口油液压力差值较小，旁通活门8大锥面受到的油液压力较小，旁通活门8大锥面受到的油液压力向右的分力小于第一弹簧9预紧状态下的向左的弹簧力，旁通活门8保持不动。如图11所示，防虹吸活门阀体12左侧设置有供油液流通的孔，防虹吸活门阀芯16T型回转体头部左侧受到油液压力产生的向右的力，如图6，当第二弹簧13预紧状态下产生的向左的弹簧力小于向右的油液压力时防虹吸活门阀芯16沿着防虹吸活门阀体12导向孔轴向向右移动，直至第二弹簧13产生的向左的弹簧力等于向右的油液压力时防虹吸活门阀芯16停止移动，此时，油液通过防虹吸活门阀体12内锥面与防虹吸活门阀芯16外锥面之间的缝隙流至泵壳体2右端内孔。

3.泵壳体2左端油液管路堵塞或流阻较大时，起旁通活门作用。

如图3，当泵壳体2左端油液管路堵塞或流阻较大时，油液通过泵壳体2侧壁油液进口，经切断活门7小锥面和旁通活门8大锥面间缝隙流至防虹吸活门阀体12左侧，在从防虹吸活门阀体12左侧通过防虹吸活门阀体12内锥面与防虹吸活门阀芯16外锥面间缝隙流至泵壳体2右端内孔。

此时，泵壳体2侧壁油液进口油液会通过切断活门7径向通孔对旁通活门8大锥面施加油液压力，因为泵壳体2左端油液管路堵塞或流阻较大，旁通活门8内腔油液压力与泵壳体2侧壁油液进口油液压力差值较大，旁通活门8大锥面受到的油液压力较大，旁通活门8大锥面受到的油液压力向右的分力大于第一弹簧9预紧状态下的向左的弹簧力，如图8，旁通活门8沿着切断活门7内腔轴向向右移动，直至第一弹簧9产生的向左的弹簧力等于向右的油液压力时旁通活门8停止移动，此时，油液通过切断活门7小锥面与旁通活门8大锥面之间的缝隙流至防虹吸活门阀体12左侧。

如图11所示，防虹吸活门阀体12左侧设置有供油液流通的孔，如图3，防虹吸活门阀芯16T型回转体头部左侧受到油液压力产生的向右的力，如图6，当第二弹簧13预紧状态下产生的向左的弹簧力小于向右的油液压力时防虹吸活门阀芯16沿着防虹吸活门阀体12导向孔轴向向右移动，直至第二弹簧13产生的向左的弹簧力等于向右的油液压力时防虹吸活门阀芯16停止移动，此时，油液通过防虹吸活门阀体12内锥面与防虹吸活门阀芯16外锥面之间的缝隙流至泵壳体2右端内孔。

4.泵壳体2左端油液管路拆卸时，起切断活门作用。

如图4，泵壳体2左端油液管路需进行拆卸检查时，滑油泵需处于停机状态，限位体1随油液管路一同拆卸，切断活门7左侧限位体1提供的支撑力消失，切断活门7和旁通活门8在受到第一弹簧9向左的力作用下，沿着泵壳体2内壁轴向向左运动，如图9所示，在第一弹簧9向左的力作用下，切断活门7挡板左侧端面与密封护圈5右侧凸台接触，密封垫6设置在密封护圈5凸台与切断活门7挡板之间，其宽度略大于凸台高度，使密封护圈5与切断活门7挤压密封垫6形成静密封结构，阻止油液进口残余油液通过密封护圈5与切断活门7之间的缝隙泄漏，旁通活门8在第一弹簧9向左的力作用下，如图7所示，旁通活门8大锥面会与切断活门7小锥面紧密配合，油液进口残余油液无法经过切断活门7径向通孔从切断活门7与旁通活门8之间的缝隙进行泄漏。

如图4，显然的，此时泵壳体2左端连接大气，侧壁的油液进口油液被阻断，防虹吸活门阀芯16左侧无油液压力，防虹吸活门阀芯16在第二弹簧13向左的力及泵壳体2右端内孔残油压力的作用下，沿着防虹吸活门阀体12导向孔轴向向左移动，防虹吸活门阀芯16T型回转体头部外锥面与防虹吸活门阀体12内锥面紧密配合，如图5所示，泵壳体2右端内孔残油无法通过防虹吸活门阀体12与防虹吸活门阀芯16间的缝隙，实现防止泵壳体2侧壁油液进口和右端内孔两处管路油液泄漏的功能。

相对于其他常用的活门结构，本发明的特点在于实现了切断活门、旁通活门和防虹吸活门在结构和功能上的高度集成，且产品结构紧凑、体积小、重量轻、零件少、油路结构得到简化、生产效率得到提高，可靠性得到提升。

Claims (8)

1.一种泵用多功能活门组件，其特征在于，包括：限位体(1)、泵壳体(2)、密封护圈(5)、密封垫(6)、切断活门(7)、旁通活门(8)、第一弹簧(9)、防虹吸活门阀体(12)、第二弹簧(13)、防虹吸活门阀芯(16)，其中，泵壳体(2)左端设置有油液管路接口、泵壳体(2)侧壁设置有油液进口、泵壳体(2)右端设置有内孔，其中，油液管路接口为大端用于连接油液管路，内孔为小端，泵壳体(2)内腔从左向右依次设置有切断活门(7)、旁通活门(8)、防虹吸活门阀体(12)、防虹吸活门阀芯(16)，切断活门(7)为筒状结构且包括小直径段和大直径段，小直径段和大直径段连接处设置有环形向外的挡板，在大直径段的靠近挡板的位置设置有径向均匀分布的多个通孔，通孔与小直径段内壁连接处设置有小锥面，旁通活门(8)为筒状结构且左侧设置有大锥面，旁通活门(8)设置在切断活门(7)的大直径段内并且大锥面与小锥面配合，防虹吸活门阀体(12)为筒状结构，左侧设置有径向向外的环形凸台，防虹吸活门阀体(12)内部设置有过中心的肋板，肋板上设置有贯穿防虹吸活门阀体(12)中心的导向孔，防虹吸活门阀体(12)右端设置内锥面，防虹吸活门阀芯(16)为T型回转体，其中T型回转体头部边缘设置有外锥面，T型回转体杆部穿过导向孔后，外锥面与内锥面配合，限位体(1)固定在泵壳体(2)左侧，切断活门(7)左端通过限位体(1)限位，大直径段与泵壳体(2)内壁配合，防虹吸活门阀体(12)通过环形凸台限位在泵壳体(2)内孔左侧，第一弹簧(9)为预紧状态并且左端与旁通活门(8)接触，第一弹簧(9)右端与防虹吸活门阀体(12)接触，第二弹簧(13)为预紧状态并且左端与防虹吸活门阀芯(16)杆部固定，第二弹簧(13)右端与防虹吸活门阀体(12)接触，密封护圈(5)设置在限位体(1)右侧并且固定在泵壳体(2)内壁上，密封垫(6)固定在密封护圈(5)右侧。

2.根据权利要求1所述的泵用多功能活门组件，其特征在于，还包括：密封护圈(5)通过第一挡圈(3)固定在泵壳体(2)内壁上。

3.根据权利要求1所述的泵用多功能活门组件，其特征在于，在密封护圈(5)与泵壳体(2)内壁之间还设置有第一密封圈(4)。

4.根据权利要求1所述的泵用多功能活门组件，其特征在于，切断活门(7)的大直径段与泵壳体(2)内壁之间还设置有第二密封圈(10)。

5.根据权利要求1所述的泵用多功能活门组件，其特征在于，防虹吸活门阀体(12)与泵壳体(2)内壁之间还设置有第三密封圈(11)。

6.根据权利要求1所述的泵用多功能活门组件，其特征在于，防虹吸活门阀芯(16)杆部通过第二挡圈(14)固定有弹簧底座(15)，第二弹簧(13)左端与弹簧底座(15)接触。

7.根据权利要求1所述的泵用多功能活门组件，其特征在于，泵壳体(2)左端内壁上设置有径向向内的环形凸起，密封垫(6)固定在密封护圈(5)右侧与环形凸起之间。

8.根据权利要求1所述的泵用多功能活门组件，其特征在于，密封护圈(5)的右端面设置有轴向向右的凸台，密封垫(6)嵌在密封护圈(5)的右端面的凸台外侧。

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