CN114215647A - 一种自适应切换气源的机械式活门 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种自适应切换气源的机械式活门，包括：壳体，所述壳体具有一容腔，在所述壳体上连通所述容腔相邻设置有高压进气口和低压进气口以及在所述壳体上相对于所述高压进气口和低压进气口一侧具有连通所述容腔的出气口，其中，在所述容腔靠近所述高压进气口的一侧具有高压控制口，所述高压进气口和高压控制口通过管道接入第一压力气体；安装于所述容腔内且能够滑动的阀芯，所述阀芯的中部具有能够供气体流过的流通部；安装于所述壳体非高压控制口一侧的盖板，所述盖板设有低压控制口，所述低压进气口和低压控制口通过管道接入第二压力气体；以及设置在所述阀芯与盖板之间的弹簧。本申请的活门既能对轴承腔进行封严，又能对轴承进行冷却。
Description
技术领域
本申请属于活门技术领域，特别涉及一种自适应切换气源的机械式活门。
背景技术
发动机工作时需要从发动机引气，用于为发动机封严或冷却。但随着发动机工作状态的不同，引入气流的压力、温度也发生改变。如果始终采用某一处引气，这种引气无法满足发动机变多的需求，例如采用风扇级引气，发动机在低状态时压力不能满足封严需求，但若采用高压级引气，发动机在高状态时压力和温度过高，不能满足冷却需求。因此仅采用单一气源作为发动机引气，不能满足发动机全程工作的需要。
发明内容
本申请的目的是提供了一种自适应切换气源的机械式活门，以解决或减轻上述至少一个问题。
在一方面，本申请提供的技术方案是：一种自适应切换气源的机械式活门，所述机械式活门方法包括：
壳体，所述壳体具有一容腔，在所述壳体上连通所述容腔相邻设置有高压进气口和低压进气口以及在所述壳体上相对于所述高压进气口和低压进气口一侧具有连通所述容腔的出气口，其中，在所述容腔靠近所述高压进气口的一侧具有高压控制口，所述高压进气口和高压控制口通过管道接入第一压力气体；
安装于所述容腔内且能够滑动的阀芯，所述阀芯的中部具有能够供气体流过的流通部；
安装于所述壳体非高压控制口一侧的盖板，所述盖板设有低压控制口，所述低压进气口和低压控制口通过管道接入第二压力气体；以及
设置在所述阀芯与盖板之间的弹簧；
当发动机处于第一状态时，第一压力气体的压力小于第二压力气体压力和弹簧压力之和，所述流通部与高压进气口相对应，第一压力气体自高压进气口流入而自出气口流出；
当发动机处于第二状态时，第一压力气体的压力大于第二压力气体压力和被压缩后的弹簧压力之和，所述流通部与低高压进气口相对应，第二压力气体自低压进气口流入而自出气口流出；
当发动机处于第一状态与第二状态之间时，第一压力气体的压力大于第二压力气体压力和弹簧压力之和，且第一压力气体的压力小于第二压力气体压力和被压缩后的弹簧压力之和，所述流通部部分与高压进气口相对应，同时所述流通部另一部分与低高压进气口相对应，第一压力气体和第二压力气体分别自高压进气口和低压进气口流入而自出气口流出。
进一步的，所述高压进气口和低压进气口的截面相同。
进一步的，所述流通部的长度等于高压进气口和低压进气口的截面尺寸。
进一步的，所述高压进气口和低压进气口的截面不同。
进一步的，所述流通部的长度介于所述高压进气口和低压进气口的截面尺寸之间。
进一步的，所述流通部的截面为矩形或圆形。
进一步的，流通部矩形或圆形截面的宽度小于所述容腔的截面宽度。
进一步的，所述流通部的截面宽度与所述容腔的截面宽度相同，所述流通部上具有多个通气孔。
本申请的机械式活门结合高压气和低压外涵气在不同状态下的优点，即当发动机低状态时，采用高压气源压力高的优点对轴承腔进行封严；当发动机高状态时，采用低压气源温度低的优点对轴承进行冷却，为发动机的密封装置提供理想的气源，使发动机的性能、寿命和可靠性都得到提高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的自适应切换气源的机械式活门打开状态示意图。
图2为本申请的自适应切换气源的机械式活门关闭状态示意图。
图3为本申请的自适应切换气源的机械式活门过渡状态示意图。
附图标记：
11-壳体
12-阀芯
13-弹簧
14-端盖
15-管路
111-高压进气口
112-高压控制口
113-低压进气口
114-低压控制口
115-出气口
121-流通部
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为解决现有技术中避免发动机高压气在发动机高状态时高温、高压而采用引气压力低的外涵气作为发动机引气容易引起轴承腔内滑油泄漏的问题，本申请中提出了一种自适应切换起源的机械式活门。
如图1至图3所示，本申请中提供的机械式活门包括壳体11、阀芯12、弹簧13及端盖14。
其中，壳体11具有一容腔，同时在壳体上连通容腔相邻的设置有高压进气口111和低压进气口113，以及在壳体上相对于高压进气口111和低压进气口113另一侧具有连通容腔的出气口115，在壳体的容腔内靠近高压进气口111的一侧壁具有高压控制口112，高压进气口111和高压控制口112通过管道15接入第一压力气体。
在本申请一实施例中，高压进气口111和低压进气口113的截面相同。进一步的，流通部121的长度等于高压进气口111和低压进气口113的截面尺寸，从而在流通部121对应高压进气口111时，低压进气口113完全封闭，而在流通部121对应低压进气口113时，高压进气口111完全封闭。
在本申请另一实施例中，即图1至图3所示实施例，高压进气口111和低压进气口113的截面可不同。进一步的，流通部121的长度介于所述高压进气口111和低压进气口113的截面尺寸之间，同样可以在流通部121对应高压进气口111时，低压进气口113完全封闭，而在流通部121对应低压进气口113时，高压进气口111完全封闭。
阀芯12安装在容腔内且能够相对于壳体11进行滑动，阀芯12大约中部的位置具有能够供气体流过的流通部121。在本申请一实施例中，流通部121的截面为矩形、圆形或其他形状，同时矩形或圆形截面的流通部121的宽度小于容腔的截面直径或宽度，从而在阀芯12与壳体11之间形成间隙，该间隙可供气体流过。在本申请另一实施例中，流通部121的截面宽度可与容腔的截面直径相同，但在流通部121上具有多个通气孔，该通气孔可供气体流过。
盖板14安装在壳体11非高压控制口112的一侧，其与壳体固定连接。该固定连接可以通过螺纹方式连接，也可以通过过盈配合或焊接等方式连接。盖板14上设有低压控制口114，该低压控制口114和低压进气口113通过管道15接入第二压力气体。
弹簧13设置在阀芯12与盖板14之间。
本申请的机械式活门利用引气压之间的压力变化规律，通过合理的结构设计实现两种气源自适应切换，
本申请的机械式活门分为三种工作状态，即打开状态、关闭状态和过渡状态。
如图1所示，当发动机处于低状态时，高压气Q1的压力小于低压气Q2的压力和弹簧压力之和，阀芯12的流通部121对应着高压进气口111，机械式活门处于未起动状态，高压气源从高压进气口111进入，通过活门后从出气口115流出，此时低压气源的低压进气口113与出口恰好处于关闭状态。
如图2所示，当发动机处于高状态时，高压气Q1的压力大于低压气Q2的压力和被压缩后弹簧压力之和，阀芯12的流通部121对应着低压进气口113，活门处于关闭状态，低压气源从低压进气口113进入，通过活门后从出气口115流出，此时高压气源的高压进气口111与出口恰好处于关闭状态。
如图3所示，当发动机处于高低状态转换时，即高压气Q1的压力大于低压气Q2的压力和弹簧压力之和，且小于低压气Q2的压力和被压缩后弹簧压力之和时，流通部121部分与高压进气口111相对应，同时流通部121另一部分与低高压进气口113相对应，活门处于切换的过渡状态，低压气源和高压气源通过高压进气口111和低压进气口113同时进入活门(活门的开度取决于高压气源和低压气源的压力大小)，通过活门后从出气口115流出(此时出口的压力和温度均由高低压气源混合比例而定)。
本申请的机械式活门结合高压气和低压外涵气在不同状态下的优点，即当发动机低状态时，采用高压气源压力高的优点对轴承腔进行封严；当发动机高状态时，采用低压气源温度低的优点对轴承进行冷却，为发动机的密封装置提供理想的气源，使发动机的性能、寿命和可靠性都得到提高。
本申请能够彻底解决了现有发动机在低状态下引气的不足，并且结构简单，重量轻，工作逻辑合理可靠，不使用额外的控制系统，大大提高了切换的可靠性，提高了发动机的可靠性，减少了轴承腔内滑油泄漏的风险。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种自适应切换气源的机械式活门，其特征在于，所述机械式活门包括：
壳体(11)，所述壳体(11)具有一容腔，在所述壳体上连通所述容腔相邻设置有高压进气口(111)和低压进气口(113)以及在所述壳体上相对于所述高压进气口(111)和低压进气口(113)一侧具有连通所述容腔的出气口(115)，其中，在所述容腔靠近所述高压进气口(111)的一侧具有高压控制口(112)，所述高压进气口(111)和高压控制口(112)通过管道(15)接入第一压力气体；
安装于所述容腔内且能够滑动的阀芯(12)，所述阀芯(12)的中部具有能够供气体流过的流通部(121)；
安装于所述壳体(11)非高压控制口(112)一侧的盖板(14)，所述盖板(14)设有低压控制口(114)，所述低压进气口(113)和低压控制口(114)通过管道(15)接入第二压力气体；以及
设置在所述阀芯(12)与盖板(14)之间的弹簧(13)；
当发动机处于第一状态时，第一压力气体的压力小于第二压力气体压力和弹簧压力之和，所述流通部(121)与高压进气口(111)相对应，第一压力气体自高压进气口(111)流入而自出气口(115)流出；
当发动机处于第二状态时，第一压力气体的压力大于第二压力气体压力和被压缩后的弹簧压力之和，所述流通部(121)与低高压进气口(113)相对应，第二压力气体自低压进气口(113)流入而自出气口(115)流出；
当发动机处于第一状态与第二状态之间时，第一压力气体的压力大于第二压力气体压力和弹簧压力之和，且第一压力气体的压力小于第二压力气体压力和被压缩后的弹簧压力之和，所述流通部(121)部分与高压进气口(111)相对应，同时所述流通部(121)另一部分与低高压进气口(113)相对应，第一压力气体和第二压力气体分别自高压进气口(111)和低压进气口(113)流入而自出气口(115)流出。
2.如权利要求1所述的自适应切换气源的机械式活门，其特征在于，所述高压进气口(111)和低压进气口(113)的截面相同。
3.如权利要求2所述的自适应切换气源的机械式活门，其特征在于，所述流通部(121)的长度等于高压进气口(111)和低压进气口(113)的截面尺寸。
4.如权利要求1所述的自适应切换气源的机械式活门，其特征在于，所述高压进气口(111)和低压进气口(113)的截面不同。
5.如权利要求4所述的自适应切换气源的机械式活门，其特征在于，所述流通部(121)的长度介于所述高压进气口(111)和低压进气口(113)的截面尺寸之间。
6.如权利要求1所述的自适应切换气源的机械式活门，其特征在于，所述流通部(121)的截面为矩形或圆形。
7.如权利要求6所述的自适应切换气源的机械式活门，其特征在于，流通部(121)矩形或圆形截面的宽度小于所述容腔的截面宽度。
8.如权利要求1所述的自适应切换气源的机械式活门，其特征在于，所述流通部(121)的截面宽度与所述容腔的截面宽度相同，所述流通部(121)上具有多个通气孔。
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