CN116335826A - 一种环境气压控制活门 - Google Patents

Abstract

本申请属于控制活门结构设计领域，特别涉及一种环境气压控制活门。包括：壳体、活门座、活门导杆、波纹管、单向活门以及弹簧。单向活门与活门导杆进行一体化的设计，单向活门可随活门导杆一同移动，移动过程中，导杆的受力简单，更易对设计参数进行准确计算。活门导杆与壳体之间没有限位关系，仅在导杆右侧端部与活门座开口处有定位关系。活门处于打开状态时，活门座开口处为圆形通孔形式，气体的流通面积达到最大。在完全打开状态时，流通面积大幅增加，且活门整体尺寸不会增加；能够随发动机飞行高度调节活门完全关闭前的气流流通面积，扩展了气体流路流通面积的可控范围；结构简单，对运动部件的限位要求较低，响应速度快，工作稳定可靠。

Description

一种环境气压控制活门

技术领域

本申请属于控制活门结构设计领域，特别涉及一种环境气压控制活门。

背景技术

航空发动机为保证其在整个飞行包线内润滑系统的正常工作，轴承腔内压力需要保持某一区间相对稳定。为此，在与大气相通的末端设置一个感受环境压力的活门。它随着发动机飞行高度的变化感受当地、当时的大气压力，采用活门开度可调的方式改变流通面积，从而改变流通阻力，以调节滑油系统内轴承腔等的压力。

现有技术中，活门由波纹管式膜盒活门和定压活门组成，在一定高度以下，膜盒活门A处于打开状态，定压活门B处于关闭状态，高空活门的排气压力Pk与环境压力PH相等，且随大气压力降低；随着发动机飞行高度的增加，外界气压逐渐减小，膜盒活门右移，当高度达到一定时，膜盒内所充气体压力Pσ克服膜盒波纹管压缩力及外界气体压力，推动活门A关闭，发动机轴承腔成为一死腔，这时定压活门B投入工作，此后随着高度的增加，腔内压力Pk由定压活门B控制，活门内腔压力Pk大于环境压力PH，从而保证发动机滑油通风系统内腔压力大于外界大气压力，这个差值为定压活门的打开压力。

现有结构的受环境压力反馈活门在活门打开状态时流通面积相对较小，在活门进口气体流量比较大时，该活门的阻力过大，不利于发动机轴承腔内部气体流动。而单独增加活门打开状态时的流通面积，波纹管的直径以及整个活门的外径都会大幅增加，对于空间有限的航空发动机，显然不能接受。因此，需要将该活门的结构进行改进，增大活门打开状态的流通面积，减小流通阻力。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本申请的目的是提供了一种环境气压控制活门，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种环境气压控制活门，包括：

壳体，所述壳体的第一端封闭，第二端设置有壳体开口，所述壳体的第一端设置有惰性气体填充部；

活门座，所述活门座的第一端与所述壳体的第二端固定连接，所述活门座的第二端设置有与轴承腔连通的第一活门座开口，所述活门座侧壁上开设有与环境大气连通的第二活门座开口；

活门导杆，所述活门导杆由所述壳体开口处嵌套在所述壳体中，所述活门导杆包括第一导杆部、第二导杆部以及第三导杆部，其中，所述第一导杆部套设在所述惰性气体填充部外侧，与所述惰性气体填充部之间形成惰性气体填充腔，所述第三导杆部的第二端设置有导杆开口，所述导杆开口与所述活门座开口相适配；

波纹管，所述波纹管套设在所述活门导杆外侧，所述波纹管的第一端与所述第一导杆部固定连接，所述波纹管的第二端与所述壳体的第二端固定连接，所述波纹管与所述壳体之间形成与所述惰性气体填充腔连通的惰性气体腔，所述波纹管与所述活门导杆之间形成环境大气腔，且所述环境大气腔通过所述第三导杆部上开设的通孔与所述第二活门座开口连通；

单向活门，所述单向活门由所述导杆开口处嵌套在所述活门导杆中，所述单向活门与所述第二导杆部配合形成弹簧容纳腔，所述单向活门的第二端设置有活门限位部，所述活门限位部与安装在所述第三导杆部上的卡圈配合限位；

弹簧，所述弹簧安装在所述弹簧容纳腔中。

在本申请的至少一个实施例中，所述惰性气体填充部呈U型，设置在所述壳体第一端的中心位置，所述壳体第一端的中心设置有用于向所述惰性气体填充部填充惰性气体的开孔，所述开孔在完成惰性气体填充后进行封堵。

在本申请的至少一个实施例中，所述惰性气体为氩气。

在本申请的至少一个实施例中，所述活门座与所述壳体的连接处设置有胶圈。

在本申请的至少一个实施例中，所述活门座的第二活门座开口处连接有出口管路，所述出口管路包括平直段以及扩张段。

在本申请的至少一个实施例中，所述第二导杆部上开设有第一减重孔。

在本申请的至少一个实施例中，所述单向活门上开设有第二减重孔。

发明至少存在以下有益技术效果：

本申请的环境气压控制活门，增大了活门打开状态的流通面积，大幅降低航空发动机通风系统末端环境压力感受活门的流通阻力。

附图说明

图1是本申请一个实施方式的环境气压控制活门打开状态示意图；

图2是本申请一个实施方式的环境气压控制活门关闭状态示意图；

图3是本申请一个实施方式的环境气压控制活门部分打开状态示意图。

其中：

1-壳体；2-波纹管；3-活门导杆；4-弹簧；5-单向活门；6-卡圈；7-活门座；8-胶圈；9-出口管路。

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。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申请一部分实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。

下面结合附图1至图3对本申请做进一步详细说明。

本申请提供了一种环境气压控制活门，包括：壳体1、活门座7、活门导杆3、波纹管2、单向活门5以及弹簧4。

具体的，如图1所示，壳体1为圆筒型，壳体1的第一端封闭，第二端设置有壳体开口，壳体1的第一端设置有惰性气体填充部，该惰性气体填充部呈U型，设置在壳体1第一端的中心位置，壳体1第一端的中心设置有用于向惰性气体填充部填充惰性气体的开孔，该开孔在完成惰性气体填充后进行封堵，其中，惰性气体填充部中填充的惰性气体为氩气。

活门座7的第一端与壳体1的第二端固定连接，连接处设置有胶圈8，活门座7的第二端设置有与轴承腔连通的第一活门座开口，活门座7侧壁上开设有与环境大气连通的第二活门座开口，在第二活门座开口处安装有出口管路9，该出口管路9包括平直段以及扩张段。

活门导杆3呈阶梯型，活门导杆3由壳体开口处嵌套在壳体1中，活门导杆3包括第一导杆部、第二导杆部以及第三导杆部，其中，第一导杆部套设在惰性气体填充部外侧，与惰性气体填充部之间形成惰性气体填充腔，第三导杆部的第二端设置有导杆开口，导杆开口与活门座开口相适配；有利的是，本实施例中，第一导杆部的第一端设置有导杆限位部，该导杆限位部呈U型，第一端抵接壳体1的第一端板面，当惰性气体填充腔的压力较大时，能够将导杆限位部的第一端推离壳体1的第一端板面。

波纹管2套设在活门导杆3外侧，波纹管2的第一端与第一导杆部以焊接的方式固定连接，波纹管2的第二端与壳体1的第二端以焊接的方式固定连接，波纹管2将壳体1内部的容纳腔分隔开，其中，波纹管2与壳体1之间形成与惰性气体填充腔连通的惰性气体腔，通过惰性气体填充部上开设的通孔，连通惰性气体填充腔与惰性气体腔，波纹管2与活门导杆3之间形成环境大气腔，且环境大气腔通过第三导杆部上开设的通孔与第二活门座开口连通。

单向活门5由导杆开口处嵌套在活门导杆3中，单向活门5与第二导杆部配合形成弹簧容纳腔，单向活门5的第二端设置有活门限位部，活门限位部与安装在第三导杆部上的卡圈6配合限位；弹簧4安装在弹簧容纳腔中。弹簧4、单向活门5、卡圈6共同组成了单向活门组件，嵌套进活门导杆3中，可随活门导杆3一起移动。

有利的是，本实施例中，第二导杆部上开设有第一减重孔，单向活门5上开设有第二减重孔，该减重孔同时起到连通大气的作用。

本申请的环境气压控制活门，工作过程如下：

当发动机在地面状态，或某设计高度以下时，活门外部的环境气压P0大于活门内惰性气体腔的压力P1，即P0＞P1，此时，在气压差的作用下，活门导杆3始终被压紧在如图1所处的位置。这时，发动机内气体从活门座右侧的第一活门座开口进入，可不经过活门内其他结构直接排出至大气，流路减短且通畅。

当发动机处于某设计高度以上时，环境气压P0逐步降低，当降低至小于惰性气体腔的压力P1时，即P0＜P1，此时，惰性气体腔内气压力作用在活门导杆3上，将活门导杆3向图1所示的右侧推动。气体入口的流通面积逐步减少，直至减少至图2的完全关闭状态。随着发动机内部腔压的逐步升高，发动机排气气压作用在单向活门5上，将单向活门5推开，如图3所示，从而达到排出气体，释放发动机轴承腔等部分气体的目的。当发动机内部轴承腔等压力再次降低至设计值以下时，单向活门5在弹簧4的作用下再次达到图2关闭状态，保证发动机内部气压的稳定，如此反复工作。

本申请的环境气压控制活门，单向活门5与活门导杆3进行一体化的设计，单向活门5可随活门导杆3一同移动，移动过程中，导杆的受力简单，更易对设计参数进行准确计算。活门导杆3与壳体1之间没有限位关系，仅在导杆右侧端部与活门座7开口处有定位关系。活门处于打开状态时，活门座7开口处为圆形通孔形式，气体的流通面积达到最大。

本申请的环境气压控制活门，在完全打开状态时，流通面积大幅增加，且活门整体尺寸不会增加；能够随发动机飞行高度调节活门完全关闭前的气流流通面积，扩展了气体流路流通面积的可控范围；结构简单，对运动部件的限位要求较低，响应速度快，工作稳定可靠。

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 (7)

1.一种环境气压控制活门，其特征在于，包括：

壳体(1)，所述壳体(1)的第一端封闭，第二端设置有壳体开口，所述壳体(1)的第一端设置有惰性气体填充部；

活门座(7)，所述活门座(7)的第一端与所述壳体(1)的第二端固定连接，所述活门座(7)的第二端设置有与轴承腔连通的第一活门座开口，所述活门座(7)侧壁上开设有与环境大气连通的第二活门座开口；

活门导杆(3)，所述活门导杆(3)由所述壳体开口处嵌套在所述壳体(1)中，所述活门导杆(3)包括第一导杆部、第二导杆部以及第三导杆部，其中，所述第一导杆部套设在所述惰性气体填充部外侧，与所述惰性气体填充部之间形成惰性气体填充腔，所述第三导杆部的第二端设置有导杆开口，所述导杆开口与所述活门座开口相适配；

波纹管(2)，所述波纹管(2)套设在所述活门导杆(3)外侧，所述波纹管(2)的第一端与所述第一导杆部固定连接，所述波纹管(2)的第二端与所述壳体(1)的第二端固定连接，所述波纹管(2)与所述壳体(1)之间形成与所述惰性气体填充腔连通的惰性气体腔，所述波纹管(2)与所述活门导杆(3)之间形成环境大气腔，且所述环境大气腔通过所述第三导杆部上开设的通孔与所述第二活门座开口连通；

单向活门(5)，所述单向活门(5)由所述导杆开口处嵌套在所述活门导杆(3)中，所述单向活门(5)与所述第二导杆部配合形成弹簧容纳腔，所述单向活门(5)的第二端设置有活门限位部，所述活门限位部与安装在所述第三导杆部上的卡圈(6)配合限位；

弹簧(4)，所述弹簧(4)安装在所述弹簧容纳腔中。

2.根据权利要求1所述的环境气压控制活门，其特征在于，所述惰性气体填充部呈U型，设置在所述壳体(1)第一端的中心位置，所述壳体(1)第一端的中心设置有用于向所述惰性气体填充部填充惰性气体的开孔，所述开孔在完成惰性气体填充后进行封堵。

3.根据权利要求3所述的环境气压控制活门，其特征在于，所述惰性气体为氩气。

4.根据权利要求1所述的环境气压控制活门，其特征在于，所述活门座(7)与所述壳体(1)的连接处设置有胶圈(8)。

5.根据权利要求4所述的环境气压控制活门，其特征在于，所述活门座(7)的第二活门座开口处连接有出口管路(9)，所述出口管路(9)包括平直段以及扩张段。

6.根据权利要求1所述的环境气压控制活门，其特征在于，所述第二导杆部上开设有第一减重孔。

7.根据权利要求6所述的环境气压控制活门，其特征在于，所述单向活门(5)上开设有第二减重孔。

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