DE3783630T2

DE3783630T2 - Selbstregelventil fuer enteisungsanlage.

Info

Publication number: DE3783630T2
Application number: DE8787101923T
Authority: DE
Inventors: Ronald Wayne Ii Phillips
Original assignee: BF Goodrich Corp
Current assignee: Goodrich Corp
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1987-02-11
Publication date: 1993-05-13
Anticipated expiration: 2007-02-12
Also published as: IL81587A0; CA1286195C; CN87100917A; EP0238828A3; EP0238828A2; CN1006180B; EP0238828B1; DE3783630D1; US4735554A; JPS62255674A; ES2038129T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Unterdruckerzeugungseinrichtung zum automatischen Kontrollieren des Unterdrucks in einem Enteiserbelag eines Flugzeugs.
Enteiserbeläge sind aufblasbare oder flexibel ausdehnbare Einrichtungen, die in Form von Schuhen oder Belägen an den Vorderseiten der Flugzeugtragflächen angeordnet sind und zum Verhindern der Eisansammlung auf den Tragflächen dienen.
Zur Steuerung dieser Enteiserbeläge werden in vielen Systemen umfassende komplizierte Luftleitungen verwendet, die mit Druckluft gefüllt werden, auf die dann ein Unterdruck ausgeübt wird und in denen der Vorgang mit großer Häufigkeit wiederholt wird. Das Ausüben eines Unterdrucks erfolgt durch eine Unterdruckpumpe, die mit einem motorgetriebenen Verteilerventil, welches dem Enteiserbelag Druckluft zuführt, zusammenwirkt.
In der US-A-2 753 138 wird eine Unterdruckerzeugungseinrichtung zum Aufrechterhalten eines Unterdrucks auf den aufblasbaren Rohren eines Enteiserbelages eines Flugzeugs offenbart. Die Vorrichtung weist einen Ejektormechanismus mit einer Venturidüse auf. Die durch den Motorkompressor des Flugzeugs bereitgestellte Druckluft strömt durch die Venturidüse, um Luft aus einer Unterdruckleitung anzuziehen oder anzusaugen und einen Unterdruck auszuüben, um die aufblasbaren Teile eines Enteiserbelages eines Flugzeugs auszupumpen und zu halten. Die Menge der durch die Düse strömenden komprimierten Luft ist unabhängig von dem Unterdrucksniveau. Es ist daher erforderlich, stets den größtmöglichen Teil des Luftstroms ungeachtet des vorherrschenden Unterdrucks durch den Luftkanal zu leiten. Die bekannte Unterdruckerzeugungseinrichtung hat keine selbstregulierende Wirkung.
In der US-A-3 263 702 wird ein Enteisungssystem beschrieben, das ein Verteilerventil in einer Druckluftleitung aufweist. Das Verteilerventil führt die Druckluft entweder einem Enteiserbelag des Flugzeugs oder einem Auslaß zu. Das Ventil wird durch einen extern gesteuerten Regler derart gesteuert, daß auf den Enteiserbelag Druckimpulse ausgeübt werden, um die Beläge periodisch aufzublasen und zu entleeren. Es gibt jedoch keine Steuerung der Druckhöhe.
In der US-A-4 056 334, die die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist, wird eine Unterdruckpumpe mit einem Stößel oder Kolben beschrieben, der so angeordnet ist, daß er die Zufuhr von komprimiertem Gas entweder ganz zuläßt oder ganz stoppt. Das komprimierte Gas strömt zum Schaffen eines Unterdrucks durch eine Venturiröhre. Begründet durch diesen Unterdruck wiederum preßt der Atmosphärendruck den Stößel gegen eine Federkraft, um die Verbindung zwischen dem komprimierten Gas und der Venturiröhre zu schließen. Der Kolben ist mit einer Einrichtung verbunden, die den Kolben schnell von einer Endstellung zu der anderen schnappen läßt, wodurch die Pumpe zu arbeiten beginnt, wenn der Druck eine bestimmte obere Grenze überschreitet, und anhält, wenn der Druck eine bestimmte untere Grenze erreicht hat. Diese Unterdruckpumpe wird im Schaltbetrieb gesteuert. Eine solche Unterdruckpumpe kann in einem Entlötungsrohr zum Aufsaugen geschmolzenen Lötmittels verwendet werden. Sie kann weiterhin zum Anheben einer flachen Glas- oder Metallscheibe mittels Vakuumnäpfen verwendet werden. Die Unterdruckpumpe wird nur bei Bedarf in Betrieb genommen und sie erfordert lediglich einen relativ kleinen Luftvorrat, der von einer Person in einem Lufttank leicht transportiert werden kann. Es besteht jedoch nicht die Absicht, diese Unterdruckpumpe in einem Flugzeug zu verwenden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Unterdruckerzeugungseinrichtung zum Aufrechterhalten eines Unterdrucks in den aufblasbaren Rohren eines Enteiserbelages eines Flugzeugs zu schaffen, die sich in Selbstregulierung automatisch auf die Erzeugung eines vorgegebenen Unterdruckniveaus einstellt, was den Vorteil des Betriebes mit einem Minimum an Druckluft ungeachtet des Drucks hat und daher weniger Leistung benötigt, wenn ein geringerer Zustrom zum Aufrechterhalten des Unterdrucks benötigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Die erfindungsgemäße Unterdruckerzeugungseinrichtung weist zum Aufrechterhalten eines Unterdrucks an den aufblasbaren Rohren eines Enteiserbelages ein selbstregulierendes Unterdruckventil auf, welches sich automatisch mit einem Minimum an Druckluftzufuhr ungeachtet ihres Drucks auf die Erzeugung eines gewissen Unterdrucks einstellt. In dem Regelventil hält ein Druckluftstrom durch die zu einem Hohlraum und einem Enteiserbelag führenden Bohrungen den Unterdruck darin konstant, da ein Nadelventil diesen Druckluftstrom über seine Verbindung zu einer Membraneinrichtung steuert, deren einander gegenüberliegende Kammern mit dem Hohlraum zum Ausüben eines Unterdrucks und mit der Atmosphäre in Verbindung stehen. An einer einstellbaren Federvorspanneinrichtung ist die Nadelventilsteuerung voreinstellbar.

FIGURENKURZBESCHREIBUNG

In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Flugzeugteils, wobei eine pneumatische Enteisungsanlage auf der Vorderseite einer Tragfläche angebracht ist, wobei der Luftstrom von der Turbine zu einem Regelventil, welches die Unterdruckausübung auf den Enteiserbelag reguliert, schematisch dargestellt ist;
Fig. 2 einen Querschnitt des Regelventils zur Regulierung des Unterdrucks entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 einen Querschnitt des Regelventils entlang der Linie 3-3 von Fig. 1.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG

Jiezug nehmend auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen durchgängig bei allen Ansichten gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen, zeigt Fig. 1 einen Teil eines Flugzeugrumpfs 10 mit einer Tragfläche 11, einem Heckflügel 11 mit einem horizontalen Stabilisator 12 und einem vertikalen Stabilisator 13. Die Tragfläche 11 weist einen aufblasbaren Enteiserbelag 14 auf, der an ihrer Vorderkante angeordnet und mittels einer Leitung 15 mit einer Enteisungsteuerventileinrichtung 16 in geeigneter Weise verbunden ist. Eine Turbine 17 (nur eine ist dargestellt) ist in geeigneter Weise an dem Rumpf 10 angeordnet und weist eine damit verbundene Leitung 18 auf, mit der ein kleiner Anteil der Druckluft zu einem selbstregulierenden Regelventil 20 abgezweigt werden kann.
Der Enteiserbelag 14 besteht aus einem elastischen gummiähnlichen Material, das in geeigneter Weise verstärkt und in bekannter Weise an der Vorderseite der Tragfläche 11 befestigt werden kann. Ein solcher Enteiserbelag weist mehrere aufblasbare Rohre auf, die über ein Sammelrohr mit der Leitung 15 verbunden sind, über die der Enteiser ausgedehnt oder mit dem Unterdruck verbunden wird, wodurch der Enteiserbelag in entleertem Zustand gehalten werden kann, um eine glatte Luftströmung am Enteiserbelag zu ermöglichen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist das Regelventil 20 ein längliches zylindrisches Gehäuse 21 mit einer zentralen Bohrung 22 auf, die mit einer koaxial dazu angeordneten Bohrung 23 großen Durchmessers in Verbindung steht. Das eine Ende des Gehäuses 21 weist ein Flanschteil 25 auf, welches mit einem Flanschteil 26 eines zweiten Gehäuses 27 zur Bildung einer Kammer zusammenwirkt, welche durch das Zusammendrücken dieser Flansche in eine erste Kammer 29 und eine zweite Kammer 30 geteilt wird, wenn eine kreisförmige Membran 37 dazwischen eingeführt wird. Die Membran 37 ist in geeigneter Weise an einem starren ringförmigen Kolben 38 angebracht, dessen zentrale Bohrung in geeigneter Weise eine Hülse 40 aufnimmt, die die Membran 37 und den Kolben 38 zwecks Bewegung unverlierbar festhält. Die Hülse 40 weist eine abgestufte zentrale Bohrung mit einem mit einem Gewinde versehenen Zwischenteil 41, eine erweiterte Bohrung 42 an einem Ende und eine enge Bohrung 43 an dem anderen Ende auf. Ein Gewindestopfen 45 ist in geeigneter Weise in die Zwischenbohrung 41 in der Hülse 40 eingeschraubt. Das eine Ende des Stopf ens 45 ist in anliegendem Eingriff mit einer Nadel 46 eines Nadelventils 47, das in der zentralen Bohrung 22 des Gehäuses 21 aufgenommen ist.
Gemäß Fig. 2 umschließt eine Druckfeder 48 die Nadel 46 des Nadelventils 47 unverlierbar und drückt das Nadelventil 47 nach rechts, damit es an dem Stopfen 45 zu einem noch zu beschreibenden Zweck angreifen kann. Ein Ende der Feder 48 greift an der Seitenwand In der ersten Kammer 29 an dem Flansch 25 an, während das andere Ende der Feder 48 an einer Scheibe an der Nadel 46 angreift. Der Stopfen 45 hat einen Schlitz 49, der eine Einrichtung zum Einstellen des Drucks an der Feder 48 durch axiales Bewegen des Stopfens in seiner Gewindeverbindung in der Hülse 40 bildet. Das äußere eine Ende der Hülse 40 weist eine Ringscheibe 51 auf, die aufgeschraubt ist, so daß sie an einem Ende einer Druckfeder 52 angreift, die das Zwischenstück der Hülse 40 umschließt. Gemäß Fig. 2 befindet sich das andere Ende der Druckfeder 52 an dem Flanschteil 26 und drückt so die Membran 37 und den Kolben 38 zusammen mit dem Stopfen 45 nach rechts. Die Kammer 30 steht über einen Zwischenraum hinter der Hülse 40 und einem Zwischenraum um den Umfang der Ringscheibe 51 in der Zentralbohrung des Gehäuses 27 mit der Atmosphäre in Verbindung.
Das Zwischenstück des zylindrischen Gehäuses 21 weist eine Bohrung 60 auf, die mit der an das Nadelventil 47 angrenzenden Zentralbohrung 22 in Verbindung steht. Der obere Bereich der Bohrung 60 ist mit einem Gewinde versehen, um das eine Ende der Leitung 18 aufzunehmen, die, wie zuvor beschrieben, mit einer Hochdruckluftquelle verbunden ist, wenn ein geringer Teil der Druckluft von der Turbine 17 abgezweigt wird.
Am anderen Ende des Gehäuses 21 ist ein ringförmiges Gehäuse 70 angeordnet, das durch einen Gewindekragen 71 befestigt ist. Der Kragen 71 wird auf das Außengewinde des anderen Endbereichs des Gehäuses 21 geschraubt. In ähnlicher Weise kann ein Halter 73 durch die Klemmbewegung des ringförmigen Kragens 71 festgehalten werden. Das ringförmige Gehäuse 70 weist eine ringförmige Kammer 75 auf, die mit dem zylindrischen Gehäuse 21 in Verbindung steht, diese ist über mehrere umfangsmäßig beabstandete Bohrungen 76 mit der erweiterten Zentralbohrung 23 verbunden. Der untere Endbereich des ringförmigen Gehäuses 70 weist einen herabhängenden rohrförmigen Bereich 78 auf, der zur Verbindung mit einer Leitung 79 (Fig. 1) mit einem Außengewinde versehen ist und eine zentrale Bohrung 80 zur Verbindung mit einer der umfangsmäßig beabstandeten Bohrungen 76 aufweist. Das längliche zylindrische Gehäuse 21 weist parallel zu der Zentralbohrung 22 einen Durchlaß 83 auf, der die Kammer 29 mit einer der Bohrungen 76 der umfangsmäßig beabstandeten Bohrungen 76 in dem zylindrischen Gehäuse 21 verbindet.
Beim Betrieb des oben beschriebenen selbstregulierenden Regelventils 20 wird ein geringer Hochdruckluftstrom von der Turbine 17 abgeleitet und über die Leitung 18 durch die Bohrung 60 in das Zwischenstück des Gehäuses 70 an dem Nadelventil 47 vorbei in die zentrale Bohrung 22 geleitet und von dort in den Durchlaß oder die Bohrung 23, wo er in die Atmosphäre strömt. Wenn der Hochdruckluftstrom die Bohrungen 76 in dem zylindrischen Gehäuse 21 passiert, wird auf die mehrfach vorhandenen Bohrungen 76 sowie auf den Durchlaß 83 und die Bohrung 80 ein unterdruck ausgeübt. Die Bohrung 80 ist über eine Leitung 79 und ein Steuerventil 16 verbunden, um einen gewünschten unterdruck auf den Enteiserbelägen oder geeigneten Unterdruckgeräten aufrechtzuerhalten. Der Durchlaß 83 steht mit der Kammer 29 in Verbindung und übt dadurch eine Unterdruckkraft auf den Kolben 38 und die Membran 37 aus, welcher die Federn 52 und 48 entgegenwirken. Wenn der Unterdruck proportional zu den Gegenkräften der Federn 52 und 48 steigt und diese Federkräfte übersteigt, bewegt sich das Nadelventil 47 gemäß Fig. 2 nach links, um die von der Hochdruckleitung 18 in die Zentralbohrung 22 strömende Druckluftmenge zu verringern, was zu einer Verringerung der an den Bohrungen 76 vorbeiströmenden Druckluftmenge führt, was wiederum den auf die Bohrungen 76 ausgeübten Unterdruck verringert, was wiederum zu einer Verringerung des Unterdrucks in der Kammer 29 führt. Dies führt dazu, daß gemäß Fig. 2 die Kraft der Federn 52 und 48 die Membran 37 nach rechts bewegt, wodurch wiederum das Nadelventil 47 von seinem Einschnüreffekt auf den von der Bohrung 60 kommenden Hochdruckluftstrom fortbewegt wird, so daß die Kräfte an der Membran 37 sich ausgleichen. Die Höhe der Vakuumkraft kann auf einen vorgegebenen Wert eingestellt werden durch Drehung des Stoptens 45 in der Hülse 40, um die Feder 48 einzustellen oder die Scheibe 51 zur Einstellung der Hülse 40 und der Membran 37 auf die entsprechende Position des Nentilsadelv in der Zentralbohrung 22 einzustellen.
Der Fachmann kann verschiedene Änderungen erwägen und auswählen, ohne von der beschriebenen Erfindung, wie sie nun von den beigefügten Ansprüchen definiert wird, abzuweichen, da nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung offenbart wurde.

Claims

1. Unterdruckerzeugungseinrichtung mit

einem Gehäuse (21) mit einer durch dieses verlaufenden Bohrung (22,23),

einem ersten Durchlaß (60), der sich in das Gehäuse erstreckt und mit der Bohrung (22,23) verbunden ist,

wobei die Bohrung (22,23) eine Auslaßöffnung aufweist, durch die Luft von dem ersten Durchlaß (60), die durch die Bohrung (22,23) tritt, in die Atmosphäre ausgegeben wird,

wobei der erste Durchlaß (60) mit einer Hochdruckluftquelle verbunden ist,

wobei das Gehäuse (21) einen Hohlraum (75) aufweist, der über eine Öffnung (76) derart mit der Bohrung (22,23) verbunden ist, daß als Reaktion auf den Druckluftstrom durch die Bohrung die Öffnung (76) und der Hohlraum (75) einem Unterdruck ausgesetzt werden,

wobei das Gehäuse (21) eine Kammer (29,30) zur Aufnahme einer Einrichtung (37,38) aufweist, die die Kammer in einen ersten Raum (29) und einen zweiten Raum (30) teilt,

wobei die Einrichtung (37,38) mit einem Stößel verbunden ist, der an der Verbindung des ersten Durchlasses (60) mit der Bohrung (22,23) arbeitet, um den von dem Durchlaß (60) durch die Bohrung (22,23) in die Auslaßöffnung zur Atmosphäre tretenden Druckluftstrom zu steuern,

wobei der zweite Raum (30) mit der Atmosphäre verbunden ist,

wobei der Hohlraum (75) zum Ausüben einer Unterdruckkraft auf die Einrichtung (37,38) über einen zweiten Durchlaß (83) mit dem ersten Raum (29) verbunden ist,

wobei eine Federeinrichtung (48,52) zur Gegenwirkung gegen die Unterdruckkraft mit der Einrichtung (37,38) verbunden ist,

wobei dIe Einrichtung (37,38) einen Kolben (38) aufweist,

wobei die Bohrung (22,23) erweiterte Endbereiche aufweist und ein Endbereich der abgestuften Bohrung (22,23) direkt mit der Auslaßöffnung verbunden ist,

wobei die Federeinrichtung (48,52) eine in dem anderen der erweiterten Bohrungsbereiche montierte erste Feder (52) aufweist, die die Einrichtung (37,38) in einer derartigen Richtung vorspannt, daß der Druckluftstrom in den engen Bohrungsbereich (22) vergrößert wird, und

wobei sich die erste jeder (52) mit dem anderen Ende an einer Schulter des Gehäuses (21) abstützt,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Unterdruckerzeugungseinrichtung zum Aufrechterhalten eines Unterdrucks an den aufblasbaren Rohren eines Enteiserbelages (14) eines Flugzeugs (10) dient, indem sie einen kontinuierlichen selbstregulierenden Druckluftstrom durch die Bohrung (22,23) erzeugt,

daß der Stößel eine Nadel (46) eines Nadelventils (47) ist,

daß das Gehäuse (21) mehrere Öffnungen (76) aufweist, die die Bohrung (22,23) mit dem Hohlraum (75) verbinden,

daß die Einrichtung (37,38) eine Membran (37) aufweist und mit einer Hülse (40) verbunden ist, die linear in dem anderen der erweiterten Endbereiche bewegbar ist,

daß die Hülse (40) eine einstellbare Scheibe (51) aufweist, die an dem von der Verbindung der Hülse mit der Membraneinrichtung entfernten Ende montiert ist,

daß die erste Feder (52) die Hülse (40) umgibt und ein Ende der ersten Feder (52) auf der Scheibe (51) sitzt und das andere Ende der ersten Feder (52) in der Nähe der Membran (37) sitzt,

daß die Hülse (40) eine zentrale Bohrung (41) aufweist, in die ein Stopten (45) eingeschraubt und in Eingriff mit dem Nadelventil (47) vorgespannt ist,

daß an dem dem Stopfen (45) benachbarten Ende des Nadelventils (47) eine Unterlegscheibe befestigt ist, und

daß die Federeinrichtung (48,52) eine zweite Feder (48) aufweist, die das Nadelventil (47) umgibt, wobei das eine Ende der zweiten Feder (48) auf der Unterlegscheibe und das andere Ende der zweiten Feder (48) auf einer Schulter abgestützt sind, welche am Übergang des engen Bohrungsbereiches (22) zu dem anderen der erweiterten Bohrungsbereiche ausgebildet ist, zum Vorspannen des Nadelventils (47) derart, daß zur Vergrößerung des auf die Öffnungen (76) und den Hohlraum (75) ausgeübten Unterdrucks der Druckluftstrom in die enge Bohrung gesteigert wird.

2. Unterdruckerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Hochdruckquelle ein Ausstrom von einer Turbinenausgangseinrichtung ist.

3. Unterdruckerzeugungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Bohrung (22,23) eine abgestufte Bohrung ist, die einen engen Zwischenbohrungsbereich (22) aufweist, der mit erweiterten Bohrungsendbereichen (23) verbunden ist, und daß das Nadelventil (47) von dem engen Zwischenbereich (22) aufgenommen ist und das Nadelventil einen verjüngten Endbereich aufweist, der zum Regulieren des Hochdruckstroms von dem ersten Durchlaß (60) in den engen Zwischenbohrungsbereich (22) wirksam ist.