CN116080914A - 用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置及飞机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置及飞机。该用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置包括外固定罩、弹性件、内密封罩和耐高温密封圈；其中，外固定罩安装至油箱，内密封罩包括下部法兰，耐高温密封圈安装在内密封罩的下部法兰与油箱下壁板之间，弹性件安装在外固定罩的内顶表面与内密封罩的下部法兰之间，外固定罩包括位于其侧面的多个流通通道，内密封罩为全密封设计，用于罩住放沉淀阀。根据上述技术方案，本发明能起到以下有益技术效果：能在实现耐火的同时不影响放沉淀阀原本的维护、排放功能。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置及包括该装置的飞机，涉及飞机燃油防火技术领域。
背景技术
民用飞机油箱的下壁板上安装有放沉淀阀，用于在地面停机姿态排放油箱中积聚的水和燃油。为了能充分的排空油箱，放沉淀阀需要安装在油箱的低位点，对于三油箱飞机，外翼油箱的低位通常位于发动机后方区域。根据CCAR/14CFR 25.867条款，发动机短舱后距短舱中心线一个短舱直径范围(也称2D区域)内的机体表面必须是耐火的，避免在发动机着火时，因设备表面不耐火而导致燃油泄漏到机外，加重事故伤害。而外翼油箱的放沉淀阀受其油箱低位点安装位置的限制，在直接布置时很容易处在2D区域内，因此外翼油箱的放沉淀阀需要满足CCAR/14CFR 25.867条款中能够经受1100℃火焰5分钟而不发生燃油泄漏的耐火要求。
由于放沉淀阀安装在下壁板上，设备的非金属法兰和阀杆的下表面均露于机翼表面，但航空非金属材料的热变形温度通常远低于1100℃。而且，外露的法兰和阀杆上均存在密封位，且密封位均靠近外部，若放沉淀阀持续受火，该两处密封位容易因材料热变形而失效，从而发生燃油泄漏。
当前工程实践中，为了使非金属放沉淀阀满足耐火的要求，通常有以下两种方式：
一种是不改变产品材料，而是将放沉淀阀法兰加厚，利用航空非金属材料本身的阻燃特性，保护两处密封位在耐火要求的时间内不受外部火焰影响而发生燃油泄漏。
另一种是将部分阀体改用金属材料，并将密封位上移以远离外部火焰。阀体法兰和下部阀杆暴露在大气环境中，因此仍为非金属材料，确保设备的闪电安全，二次提动阀和阀体的上部位于内部，均使用金属材料，与非金属部分直接接触，利用金属材料良好的导热性能将非金属材料的热量及时导出，同时阀的密封位也向油箱内移动，远离外部火焰，避免了密封位周围直接受火导致燃油泄漏。
现有技术中，存在的不足之处如下：
第一种方式中的放沉淀阀原本具有维护功能，在阀杆向下运动时，阀杆下部的密封圈可以露出，阀杆上部的密封圈仍保持密封，当放沉淀阀发生漏油时，可以通过该维护功能，在不排空油箱的情况下排查或更换阀杆密封圈。但是在法兰加厚后，设备维护功能丧失，当放沉淀阀发生漏油时只能排空油箱对整个放沉淀阀进行维修或更换，增加了维护时间和成本。
第二种方式中密封位的上移使得放沉淀阀流道入口位置抬高，不利于充分地排出油箱底部积聚的水和燃油，且因二次提动导致流道出口变狭窄，在降低排放速率的同时也容易出现流道堵塞问题，影响了设备的排放能力。此外，金属和非金属的可靠结合也增大了设备的工艺难度，导致生产周期和生产成本增加。
同时，以上两种方式除了使放沉淀阀出现不同程度的功能降级外，还使得位于2D区域内的放沉淀阀构型与其他区域不同，即为了尽可能避免上述功能降级，每架飞机要同时存在两种放沉淀阀构型，降低了设备的互换性，不利于航空公司进行备件更换。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置，其能克服现有技术存在的至少一些缺陷，能在实现耐火的同时不影响放沉淀阀原本的维护、排放功能。
本发明的以上目的通过一种用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置来实现，所述用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置包括外固定罩、弹性件、内密封罩和耐高温密封圈；
其中，所述外固定罩安装至油箱，所述内密封罩包括下部法兰，所述耐高温密封圈安装在所述内密封罩的下部法兰与油箱下壁板之间，所述弹性件安装在所述外固定罩的内顶表面与所述内密封罩的下部法兰之间，所述外固定罩包括位于其侧面的多个流通通道，所述内密封罩为全密封设计，用于罩住放沉淀阀。
根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：能在实现耐火的同时不影响放沉淀阀原本的维护、排放功能。
较佳的是，所述外固定罩安装至油箱下壁板或油箱垂直结构。
根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：通用性强，形状和安装方式可以根据油箱实际情况改变。
较佳的是，所述外固定罩的多个流通通道的流道最低点低于所述放沉淀阀的流道入口。
根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：不影响油箱内沉淀物的充分排放。
较佳的是，所述外固定罩和所述内密封罩由耐燃油金属材料制成。
根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：装置主体为同一种耐燃油金属材料，无需金属与非金属材料结合，工艺难度低，可以缩短制造周期和制造成本。
较佳的是，所述外固定罩还包括位于其内顶表面的凹部，所述内密封罩还包括上部凸台，所述上部凸台构造成能被容纳在所述凹部中。
根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：凹部和上部凸台能对内密封罩的作动进行限位。
较佳的是，配合所述放沉淀阀的关闭位、维护位和打开位三种工作位，所述用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置具有两种工作状态，分别是关闭状态和打开状态；
当所述放沉淀阀位于关闭位和维护位时，所述内密封罩在所述弹性件的弹力作用下与所述油箱下壁板紧密地密封，此时所述耐火防护装置位于关闭状态；
当所述放沉淀阀位于打开位时，所述内密封罩随所述放沉淀阀的阀杆的上移而打开，所述内密封罩的下部法兰与所述油箱下壁板之间形成了油箱内液体的排出通道，此时所述耐火防护装置位于打开状态。
根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：当放沉淀阀因持续受火而密封失效时，仍能实现该处油箱的密封，防止油箱内的燃油泄漏到机外而导致更严重的事故后果；不影响放沉淀阀的维护操作，并提供双重密封保障，避免维护操作时油箱内的燃油泄漏到机外，在减少放沉淀阀维护时间和成本的同时增强了维护的可靠性；在放沉淀阀进行放沉淀操作时，内密封罩随之打开，不影响油箱内沉淀物充分排放到油箱外。
较佳的是，所述外固定罩的凹部的内径与所述内密封罩的外径之比为0.3～0.7：1。
根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：通过适宜的外固定罩凹部内径与内密封罩外径之比，能更好地对外固定罩和内密封罩进行限位。
较佳的是，所述内密封罩的上部凸台的外径与所述内密封罩的外径之比为0.2～0.6：1。
根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：通过适宜的内密封罩上部凸台外径与内密封罩外径之比，能更好地对外固定罩和内密封罩进行限位。
本发明的以上目的还通过一种飞机来实现，该飞机包括如以上任一方面所述的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置。
根据上述技术方案，本发明的飞机能起到以下有益技术效果：能在实现耐火的同时不影响放沉淀阀原本的维护、排放功能。
附图说明
图1是本发明一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的结构示意图。
图2A是本发明一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的位于关闭状态的安装示意图。
图2B是本发明一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的位于打开状态的安装示意图。
图3A是本发明另一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的主视图。
图3B是本发明另一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的侧视图。
图3C是本发明另一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的俯视图。
图4是本发明另一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的位于关闭状态的安装示意图。
附图标记列表
1：外固定罩；
2：弹性件；
3：内密封罩；
4：耐高温密封圈；
5：紧固件安装孔；
6：流通通道；
8：放沉淀阀；
9：油箱下壁板；
10：阀杆；
11：油箱垂直结构；
12：凹部；
31：下部法兰；
32：上部凸台。
具体实施方式
以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足进气道相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计、制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。
除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，也不限于是直接的还是间接的连接。
图1是本发明一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的结构示意图。图2A是本发明一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的位于关闭状态的安装示意图。图2B是本发明一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的位于打开状态的安装示意图。图3A是本发明另一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的主视图。图3B是本发明另一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的侧视图。图3C是本发明另一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的俯视图。图4是本发明另一实施例的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置的位于关闭状态的安装示意图。
如图1至图4所示，根据本发明的一些实施例，用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置包括外固定罩1、弹性件2(例如弹簧)、内密封罩3和耐高温密封圈4；
其中，外固定罩1安装至油箱，内密封罩3包括下部法兰31，耐高温密封圈4安装在内密封罩3的下部法兰31与油箱下壁板9之间，弹性件2安装在外固定罩1的内顶表面与内密封罩3的下部法兰31之间，外固定罩1包括位于其侧面的多个流通通道6，内密封罩3为全密封设计，用于罩住放沉淀阀8。
根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：能在实现耐火的同时不影响放沉淀阀原本的维护、排放功能。
具体地说，放沉淀阀本身实现耐火的关键是保护其密封位不受外部火焰影响，这就不可避免的要部分牺牲设备的维护能力和排放能力。本发明可配合2D区域的放沉淀阀在飞机上直接安装使用，可以通过本发明的设计来实现该处持续受火时不会有燃油泄漏到机外，即放沉淀阀本身可以无需具备耐火能力，允许放沉淀阀最大限度的实现维护和排放能力。本发明可以一次性解决放沉淀阀耐火设计与维护设计、排放设计相矛盾的问题，避免了现有技术中对放沉淀阀进行耐火设计而带来的维护位功能丧失、排放流道变窄使排放流量降低流道易堵塞、因流道入口抬高导致油箱沉淀排放不充分等一系列问题。同时，本发明的使用使得放沉淀阀本身无需更改也避免了2D区域和其他区域内放沉淀阀构型的不同，解决了同一架飞机因不同构型放沉淀阀的存在而导致的设备互换性差的问题。
本发明在实现耐火的同时不影响放沉淀阀原本功能：本发明可以依靠自身防止外部受火时该处发生燃油泄漏，对放沉淀阀的维护、排放等设备功能无影响，也不会给飞机油箱的放沉淀操作增加额外的步骤。
在一些实施例中，如图1至图2B所示，外固定罩1是固定部件，其下部法兰有多个紧固件安装孔5，与油箱下壁板9进行连接。外固定罩1为非密封设计，其侧面均匀地留有多个流通通道6。流通通道6尽量地接近油箱下壁板9。也就是说，外固定罩1的多个流通通道6的流道最低点低于放沉淀阀8的流道入口。外固定罩1还包括位于其内顶表面的凹部12，形成梯级结构，能够对弹性件2和内密封罩3进行限位。外固定罩1材料为可以与航空燃油长期直接接触的耐燃油金属材料，包括但不限于铝合金在一些实施例中，如图1至图2B所示，内密封罩3是作动部件，上移时耐火防护装置处于打开状态，松开后内密封罩3可自动落下，耐火防护装置关闭。内密封罩3为全密封设计，自身无流通通道，其下部法兰31的下表面安装有耐高温密封圈4，耐高温密封圈4与内密封罩3固定，内密封罩3落下后能够可靠地实现耐火防护装置与油箱下壁板9之间的密封，阻止油箱内燃油泄漏到机外。内密封罩3依靠上部凸台32与外固定罩1的凹部12进行限位(上部凸台32构造成能被容纳在凹部12中)，同时内密封罩3的下部法兰31还可对弹性件2进行限位。内密封罩3材料为可以与航空燃油长期直接接触的耐燃油金属材料，包括但不限于铝合金。
本发明的主体(外固定罩1和内密封罩3)可以为通用的耐燃油金属材料，且结构简单，使用通用加工方式即可实现，例如机加工，解决了现有技术中金属和非金属结合工艺难度高的问题，降低了工艺难度，还可以缩短制造周期和制造成本。
本发明体积小，结构简单，安装接口要求统一且不复杂，同时外形可以不一定是圆柱形，可根据情况调整为适合的其他形状(例如正六边形、正八边形等)，可以适应不同形式的放沉淀阀和不同的油箱环境。
在一些实施例中，如图1至图2B所示，弹性件2靠外固定罩1的内顶表面和内密封罩3的下部法兰31固定两端，始终处于压缩状态，在内密封罩3上移时继续压缩，松开后其弹力使内密封罩3自动落下并与油箱下壁板9紧密密封。
在一些实施例中，如图1至图2B所示，外固定罩1的凹部12的内径与内密封罩3的外径之比为0.3～0.7：1。根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：通过适宜的外固定罩凹部内径与内密封罩外径之比，能更好地对外固定罩和内密封罩进行限位。
在一些实施例中，如图1至图2B所示，内密封罩3的上部凸台32的外径与内密封罩3的外径之比为0.2～0.6：1。根据上述技术方案，本发明的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置能起到以下有益技术效果：通过适宜的内密封罩上部凸台外径与内密封罩外径之比，能更好地对外固定罩和内密封罩进行限位。
在一些实施例中，如图1至图2B所示，外固定罩1的凹部12的深度与内密封罩3的主体高度之比为0.05～0.1：1。在一些实施例中，如图1至图2B所示，内密封罩3的上部凸台32的高度与内密封罩3的主体高度之比为0.05～0.1：1。
当非金属放沉淀阀安装在2D区域内时，可以通过本发明满足2D区域的耐火要求。本发明的安装方式如图2A至图2B所示，先将内密封罩3罩住放沉淀阀8，再放置弹性件2，最后放置外固定罩1，外固定罩1通过紧固件安装孔5与油箱下壁板9连接。外固定罩1与油箱下壁板9固定后，弹性件2处于压缩状态，其自身的弹力使内密封罩3与油箱下壁板9紧密贴合，从而实现整个耐火防护装置的安装和固定。
本发明的外固定罩1是非作动部件，其侧面均匀地留有多个流通通道6，外固定罩1的主要作用是安装固定和提供油箱放沉淀时液体的流通通道。内密封罩3是作动部件，能够沿垂直方向上下作动，内密封罩3上没有流道，是全密封设计，其主要作用是对油箱进行二次密封。
放沉淀阀8具有三种工作位，分别是关闭位、维护位和打开位。一般状态下放沉淀阀8位于关闭位；当放沉淀阀8需要更换设备内部的阀杆密封圈时，旋转阀杆10下移位于维护位；当放沉淀阀8需进行油箱放沉淀操作时，旋转阀杆10上移位于打开位。
配合放沉淀阀8的三种工作位，本发明的耐火防护装置有两种工作状态，分别是关闭状态和打开状态：当放沉淀阀8位于关闭位和维护位时，内密封罩3在弹性件2的弹力作用下与油箱下壁板9紧密地密封，如图2A所示，此时耐火防护装置位于关闭状态；当放沉淀阀位于打开位时，内密封罩3随阀杆10的上移而打开，内密封罩3的下部法兰31和油箱下壁板9之间形成了油箱内液体的排出通道，如图2B所示，此时耐火防护装置位于打开状态，同时，流通通道6因其尽量靠近油箱下壁板9也不会影响油箱中沉淀的充分排放；当放沉淀结束，放沉淀阀8关闭时，内密封罩3又随阀杆10的下移而自动落下，耐火防护装置又能可靠地处于关闭状态。
当该处油箱外部出现火情时，本发明的双层半密封半作动设计，使得当放沉淀阀8因持续受火而密封失效时，内密封罩3仍能实现对油箱的密封，防止油箱内的燃油泄漏到机外而导致更严重的事故后果。
在另一些实施例中，如图3A至图4所示，本发明还可以根据不同的油箱环境，通过外固定罩1形式的改变，适应不同机型的放沉淀阀布置。如图3A至图4所示，外固定罩1的法兰还可以设计在侧面，法兰上均匀分布紧固件安装孔5，侧面仍留有尽量靠近下壁板的流通通道6，外固定罩1顶部设计不变，内密封罩3和弹性件2设计也不变。当因放沉淀阀布置位置离肋或油箱内其他垂直结构较近，导致放沉淀阀四周的油箱下壁板上无空间制紧固件孔时，可以通过法兰设计在侧面的外固定罩1与油箱垂直结构11进行安装固定。安装方式如图4所示，内密封罩3和弹性件2的安装方式不变，外固定罩1通过紧固件与油箱垂直结构11连接，完成安装后，弹性件2处于压缩状态。该设计下，本发明仍能具备在放沉淀阀8位于关闭和维护位时处于关闭状态，内密封罩3与油箱下壁板9实现对油箱的二次密封；在放沉淀阀8位于打开位时处于打开状态，内密封罩3随阀杆10的上移而打开，为油箱内液体排放提供流道的功能；同时，当放沉淀结束，放沉淀阀8关闭时，内密封罩3又随阀杆10的下移而自动落下，可靠地处于关闭状态。
当该处油箱外部出现火情时，该设计下内密封罩3仍能实现对油箱的密封，防止油箱内的燃油泄漏到机外而导致更严重的事故后果。
根据本发明的一实施例，飞机包括如以上任一方面所述的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置。根据上述技术方案，本发明的飞机能起到以下有益技术效果：能在实现耐火的同时不影响放沉淀阀原本的维护、排放功能。
以上对本发明的具体实施方式进行了描述，但本领域技术人员将会理解，上述具体实施方式并不构成对本发明的限制，本领域技术人员可以在以上公开内容的基础上进行多种修改，而不超出本发明的范围。
Claims (9)
1.一种用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置，其特征在于，所述用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置包括外固定罩、弹性件、内密封罩和耐高温密封圈；
其中，所述外固定罩安装至油箱，所述内密封罩包括下部法兰，所述耐高温密封圈安装在所述内密封罩的下部法兰与油箱下壁板之间，所述弹性件安装在所述外固定罩的内顶表面与所述内密封罩的下部法兰之间，所述外固定罩包括位于其侧面的多个流通通道，所述内密封罩为全密封设计，用于罩住放沉淀阀。
2.如权利要求1所述的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置，其特征在于，所述外固定罩安装至油箱下壁板或油箱垂直结构。
3.如权利要求1所述的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置，其特征在于，所述外固定罩的多个流通通道的流道最低点低于所述放沉淀阀的流道入口。
4.如权利要求1所述的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置，其特征在于，所述外固定罩和所述内密封罩由耐燃油金属材料制成。
5.如权利要求1所述的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置，其特征在于，所述外固定罩还包括位于其内顶表面的凹部，所述内密封罩还包括上部凸台，所述上部凸台构造成能被容纳在所述凹部中。
6.如权利要求1所述的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置，其特征在于，配合所述放沉淀阀的关闭位、维护位和打开位三种工作位，所述用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置具有两种工作状态，分别是关闭状态和打开状态；
当所述放沉淀阀位于关闭位和维护位时，所述内密封罩在所述弹性件的弹力作用下与所述油箱下壁板紧密地密封，此时所述耐火防护装置位于关闭状态；
当所述放沉淀阀位于打开位时，所述内密封罩随所述放沉淀阀的阀杆的上移而打开，所述内密封罩的下部法兰与所述油箱下壁板之间形成了油箱内液体的排出通道，此时所述耐火防护装置位于打开状态。
7.如权利要求5所述的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置，其特征在于，所述外固定罩的凹部的内径与所述内密封罩的外径之比为0.3～0.7：1。
8.如权利要求5所述的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置，其特征在于，所述内密封罩的上部凸台的外径与所述内密封罩的外径之比为0.2～0.6：1。
9.一种飞机，包括如权利要求1-8中任一项所述的用于飞机油箱放沉淀阀的耐火防护装置。
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