CN115749494A - 气动释放系统 - Google Patents

Abstract

一种气动释放系统，其具有：入口，所述入口被布置成在使用中连接到加压流体的供应器；以及出口，所述出口被布置成在使用中连接到终端装置，所述系统限定流体从所述入口到所述出口通过其的流动路径，其中所述系统包括活塞，所述活塞安装在缸中并且能够相对于所述缸轴向移动，所述入口和所述出口限定在所述缸中；所述活塞具有上面安装有上部密封件和下部密封件的活塞末端，其中所述活塞被偏置到第一关闭位置，在所述第一关闭位置中，所述上部密封件和所述下部密封件限定所述缸内的腔室以保存来自所述入口的加压流体，所述上部密封件防止所述流体从所述腔室流动到所述出口，并且其中施加到所述活塞的外力使所述上部密封件移动成不再与所述缸密封接合以允许流体从所述腔室流动到所述出口。

Description

气动释放系统

技术领域

本公开涉及一种允许加压流体流动到致动器等的气动释放系统。

背景技术

存在在压力下将加压流体保存在贮存器或箱中直到所述贮存器或箱需要使用流体存储的能量来气动地驱动负荷的诸多应用。在所述情形中，需要释放来自贮存器的流体并使流体流动到负荷，例如流动到致动器或流动到受致动装置，例如可充气装置。所述气动系统用于例如致动紧急疏散系统，诸如门或飞行器中的舱门或疏散滑梯等。

这些气动系统中的诸多气动系统通过刺破在贮存器处或在来自贮存器的流动路径中的隔膜或隔板以允许流体从贮存器经由所述刺破的隔板流动来释放加压流体。当需要释放流体时，机械装置或有时电装置或手动装置或液压装置可实现对隔板的刺破。

由于所述释放系统需要刺破隔板或隔膜且因此破坏隔板或隔膜，因此所述释放系统是一次性的，并且在已部署之后需要将功能部件全部移除并替换。另外，使得隔板被刺破的释放系统通常通过例如折断剪切销等来启动。由于所述装置通常仅用于紧急释放系统中，因此不需要频繁地执行替换，但仍需要时间和劳动力并且每次必须对部件进行替换时可能发生人为错误。此外，尽管所述部件的替换通常是在干净的环境中执行，但在替换期间仍存在灰尘和碎片可进入系统的可能性。

因此，需要在操作时不需要破坏功能部件以在每一次使用之后不需要移除和替换部件的气动释放系统。

根据本公开，提供一种气动释放系统，所述气动释放系统具有：入口，所述入口被布置成在使用中连接到加压流体的供应器；以及出口，所述出口被布置成在使用中连接到终端装置，所述系统限定流体从所述入口到所述出口通过其的流动路径，其中所述系统包括活塞，所述活塞安装在缸中并且能够相对于所述缸轴向移动，所述入口和所述出口限定在所述缸中；所述活塞具有上面安装有上部密封件和下部密封件的活塞末端，其中所述活塞被偏置到第一关闭位置，在所述第一关闭位置中，所述上部密封件和所述下部密封件限定所述缸内的腔室以保存来自所述入口的加压流体，所述上部密封件防止所述流体从所述腔室流动到所述出口，并且其中施加到所述活塞的外力使所述上部密封件移动成不再与所述缸密封接合以允许流体从所述腔室流动到所述出口。

根据另一方面，提供一种门阻尼器和致动器系统，所述门阻尼器和致动器系统具有在加压流体源与门之间的气动释放系统。

附图说明

现在将仅通过示例参考附图描述根据本公开的系统的示例。所述示例的修改也可处于权利要求书所限定的本发明范围内。

图1A是根据本公开的处于初始状态中的释放系统的剖视图。

图1B示出处于致动位置的图1A的系统。

图2A是处于初始状态中的替代设计的剖视图。

图2B示出处于致动位置的图2A的系统。

具体实施方式

参考图1A和图1B，释放系统包括活塞1，所述活塞安装在缸2内且可沿着所述缸轴向移动。缸2具有：入口3，所述入口被布置成连接到加压流体的贮存器(未示出)，例如加压氮气箱；以及出口4，流体在从贮存器被释放之后从所述出口流出。所述出口被布置成连接到终端装置，例如致动器(未示出)。流体流动路径A-A被限定成穿过缸2而从入口到出口。活塞1配备有活塞轴密封件66以及上部密封件5和下部密封件6，所述活塞轴密封件以及上部密封件和下部密封件被布置成使得当活塞1处于第一关闭位置时(图1A)，所述密封件防止流体经由流体流动路径从入口流动到出口。为了通过系统从贮存器释放加压流体，相对于缸2施加力F来使活塞移位使得密封件5不再关闭从入口到出口的流体流动路径，并且因此所述流体从加压贮存器被释放并且流过缸并从出口流出到例如致动器，如图1B中所示。

活塞1例如被弹簧7偏置在第一关闭位置(图1A)。施加力F以打开流动路径(如上文所述)使得抵靠缸2而压缩弹簧7(图1B)。这确保释放系统稳定在此第一关闭位置并且保证在加速、振动等下没有无意的开门命令。活塞也可由于密封件上的接触力而被偏置。

当流动路径中的压力降低到足够低时，例如当所有流体均已从贮存器释放时或者当例如通过手动地向上牵拉活塞来将反作用力施加到活塞时，弹簧7再次扩张以将活塞偏置到关闭位置，因此将释放系统复位。接着，将释放系统再次投入使用需要做的就是使用加压流体将贮存器再次充满。在此关闭位置，出口也被关闭，这可有助于防止门再次关闭，原因在于这将防止气体在致动器回程时从致动器腔室逃逸，从而使得压力升高进而防止门移动。

活塞1和缸的内部以及密封件5、6的位置可变化。在所示的示例中，流动路径由缸2内部的腔室8限定在入口3与出口4之间，腔室8具有渐缩顶部部分8a。活塞1被形成为末端为圆锥形末端部分1b的细长部分1a，所述圆锥形部分被成形为与腔室顶部部分8a的渐缩部匹配，并且位于活塞的圆锥形末端部分1b上的密封件5对腔室进行密封。腔室8a的顶部部分与出口4连通。当活塞被偏置到其关闭位置(图1A)时，活塞的密封件和圆锥形末端部分将腔室与出口封离开，因此防止流体从腔室流过出口。下部密封件6防止从腔室的底部流动。当将活塞按压到打开或释放位置时(图1B)，将活塞的圆锥形末端部分和上部密封件推动成不再与腔室8的渐缩部分接合，因此打开从与入口3流动接合的腔室8到出口4的流动路径。腔室中的流体压力可将活塞固持在打开位置，直到压力降低到低于阈值为止，此时活塞由于弹簧偏置而返回到初始位置。

密封件5、6、66被配置成使得一旦活塞被打开则腔室中的流体压力可将活塞固持在打开位置，但如果活塞处于关闭位置则将不会被流体压力无意地打开。这是由于密封件5、6具有相同或非常类似的直径。以这种方式，流体压力作用于两个相同或几乎相同的表面积上，因此在活塞关闭时在活塞上提供平衡的负荷。由于弹簧7的偏置力，下部密封件6可具有比上部密封件5略小的直径。

当在施加外力之前活塞处于其初始状态中时，防止活塞移动到打开位置的接触力等于压力乘以密封件5及6的截面的差加上弹簧7的偏置力。防止打开的接触力可依据上部密封件和下部密封件的直径和/或依据弹簧力来设定。施加到活塞以打开活塞的外力必须足够高以对抗所述接触力。

由于下部密封件6的直径大于小的活塞轴密封件66的直径，因此当活塞处于打开位置时(如上文所述)，下部密封件6和小的活塞轴密封件66协作以维持活塞打开直到流体压力降低到低于阈值为止。在降低到阈值时，作用于这些密封件的面积上的流体压力使得超过弹簧7的力以将活塞维持在打开位置。换句话说，保持活塞打开的力等于压力乘以密封件6及66的截面的差减去弹簧力。活塞开始再次关闭的压力水平可仅依据下部密封件6和活塞轴密封件66的尺寸和/或依据弹簧力来设定。

为了易于阐释，已忽略摩擦，但技术人员将明白当在现实情况中确定所述力时要将摩擦考虑在内。

因此，本公开的系统具有两个稳定位置。可通过外力手动启动所述系统以从关闭状态切换到打开状态，并且一旦腔室压力降低到低于预定压力(例如，当供应流体的气体箱是空的或几乎是空的时)，则所述系统自动复位到其关闭状态。因此，系统保持在稳定打开状态中，直到供应箱中的所有加压流体(例如气体)已通过释放系统逃逸以致动负荷(例如门)为止。

图2A及图2B示出活塞末端部分和腔室具有矩形形状而非圆锥形形状的替代设计。然而，操作原理与上文参考图1A和图1B所述的操作原理相同。在此，在关闭位置中，来自入口3’的加压流体存储在腔室8’中并被活塞1’的上部密封件5’和下部密封件6’固持在那里，并且防止加压流体流动到出口4’。当将力F施加到活塞以对抗弹簧7的力时，将上部密封件5’推动成不再与腔室8’接合，因此允许流体从腔室8’流动到出口4’。上部密封件与下部密封件之间的距离可被设计成使得针对给定弹簧力，当弹簧7放松时，活塞抵住腔室8’的顶部8a’。在打开位置，当腔室是满的时，腔室8’中的流体的压力将活塞固持成抵靠腔室的底部8”。当腔室8中的压力小于弹簧7的力时，活塞的末端再次升高穿过腔室8’并且上部密封件再次与腔室的顶部接合以与出口封离开。接着，释放系统返回其初始位置。

本公开的释放系统可以是例如飞行器门释放系统的一部分。在释放系统的关闭位置，所述系统用作处于正常操作模式中的门系统的阻尼器。在需要尽快疏散乘客的紧急情况下，空中服务人员仅需要经由将力F施加到释放系统的活塞来致动所述释放系统，并且流体流动到开门致动器从而迫使其快速且完全打开(未示出)。然而，本公开的系统可具有诸多其他应用。

流体可以是任何加压流体，但所述系统特别适于与包括例如空气或氮气在内的气体一起使用。

根据本公开的系统避免上文所论述的现有释放系统的问题。所述系统的功能部件在部署时不被破坏并且因此系统在使用之后复位以供再次使用。这避免了与在单次使用之后必须替换系统部件相关联的问题。

Claims (11)

1.一种气动释放系统，所述气动释放系统具有：入口(3)，所述入口被布置成在使用中连接到加压流体的供应器；以及出口(4)，所述出口被布置成在使用中连接到终端装置，所述系统限定流体从所述入口到所述出口通过其的流动路径，其中所述系统包括活塞(1)，所述活塞安装在缸(2)中并且能够相对于所述缸轴向移动，所述入口和所述出口限定在所述缸中；所述活塞具有上面安装有上部密封件和下部密封件(5、6)的活塞末端，其中所述活塞被偏置到第一关闭位置，在所述第一关闭位置中，所述上部密封件和所述下部密封件限定所述缸内的腔室(8)以保存来自所述入口的加压流体，所述上部密封件防止所述流体从所述腔室流动到所述出口，并且其中施加到所述活塞的外力使所述活塞移动到打开位置，使得所述上部密封件不再与所述气缸密封接合以允许流体从所述腔室流动到所述出口。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述活塞被弹簧(7)偏置到所述第一关闭位置并且当作用于所述上部密封件和所述下部密封件上的所述腔室(8)中的流体压力使得超过所述弹簧的力时，所述活塞保持在所述打开位置，并且当所述流体腔室(8)中的所述压力降低到低于预定水平时，所述弹簧力使所述活塞返回到所述关闭位置。

3.如权利要求1或2所述的系统，其中所述活塞被所述上部密封件与所述下部密封件的相对尺寸限定的接触力偏置到所述第一关闭位置。

4.如权利要求1、2或3所述的系统，其中所述腔室(8)具有渐缩顶部部分(8a)，并且其中所述活塞(1)被形成为末端为圆锥形末端部分(1b)的细长部分(1a)，所述圆锥形部分被成形为与所述腔室顶部部分(8a)匹配，并且其中所述上部密封件(5)位于所述活塞的所述圆锥形末端部分(1b)上并对所述腔室进行密封，其中所述腔室(8a)的所述顶部部分与所述出口(4)连通。

5.如权利要求1、2或3所述的系统，其中所述腔室(8’)具有平坦顶部部分，并且其中所述活塞(1)被形成为末端为平坦末端部分的细长部分，所述平坦末端部分被成形为与所述腔室顶部部分匹配，并且其中所述上部密封件位于所述活塞的所述末端部分上并对所述腔室进行密封，其中所述腔室的所述顶部部分与所述出口连通。

6.如任一前述权利要求所述的系统，所述系统用于门释放机构。

7.如权利要求6所述的系统，所述系统用于飞行器门释放机构。

8.如任一前述权利要求所述的系统，所述系统还包括所述加压流体的源。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述流体是氮气。

10.一种门释放系统，所述门释放系统包括附接到门的致动器和如任一前述权利要求所述的气动释放系统，所述出口流体连接到所述致动器。

11.一种将加压流体从流体源释放到将由所述加压流体致动的终端装置的方法，所述方法包括：

将如权利要求1至8中任一项所述的气动释放系统连接在所述流体源与所述终端装置之间；以及将外力施加到所述活塞以允许所述流体从所述源经由流体路径流动到所述终端装置。

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