JPH05503754A - 二重ポペット弁用のタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 二重ポペット弁用のタイミング制御装置本発明は、流体制御装置用のつりあい二 重ポペット弁のタイミングに関する。

二次ポペットのスリーブ部材が、円筒状本体によって支えられ、−次ポペットの 係合に先立って弾力性部材によって押されて弁のハウジングのシートと係合させ 、円筒状本体の中を通る流体連通が、流体系統の流入口から流出口への一次流路 を通る流体連通に先立って確実に終わるようにする。

航空機燃料系統の作動において、制御装置に供給される作動流体の温度及び圧力 が変わることは普通である。流体の流れによって引き起こされる磨耗から密封面 を保護する努力において、種々の着座面保護対策が採用されてきた。米国特許第 ３．９３４．６１２号には、かかる燃料バルブの寿命を長くするために、セラミ ックおよびカーボンパッドか開示されており、一方米国特許第３．１９８．４８ １号には、シールの特別な面が、シールの浸食を減少させるように位置決めされ ている。閉じた弁に漏れか起こらないようにするために、一連のポペット弁を続 けて閉じて、流れをセロまで減少させ内部漏れを除去することが米国特許第４． ２３３．６９５号に開示されていた。弁の物理的大きさが比較的小さいとき、従 来技術の弁は満足すべき方法で作動する。しかしながら多量の作動流体が必要と されるとき、弁の操作は安定性を維持するためにかなりの作動力を必要とする。

米国特許出願（１４０−８９−００９）では、筒状部材を作動部材に連結したつ りあい二重ポペット弁が開示されている。円筒状本体は、周面から延びる放物曲 線の扇形部を有する第一ポペットを備えた第一端と、周面から延びる放物曲線の 扇形部を有する第二ボペｙトを備えた第二端とを有している。弁の本体は、流体 源に連結された流入口および流体系統に連結された流出口を備えたキャビティ又 はボアを有している。円筒状本体はキャビティ又はボア内に配置され、流入口と 流出口の間の流体の連通を制御するために作動部材によって移動される。第一ポ ペットと第一シートとの空間関係および第二ポペットと第二シートとの間の空間 関係は、流体が流出口へ流れる流量を定める。円筒状本体の第二端に隣接するボ アの内部は、第二ポペットからの流体流れの通路を逆転させ、円筒状本体の中心 を通って差し向けるように、放物線形状を有していた。第二のシートを通って流 れる流体の量は、第一のノートを通って流れる流体の量と組み合わされて、作動 部材による円筒状本体の位置決めによって流体の要求を満たす。ボアの中の流体 の流体圧力は、休止状態と作動状態の両方で第−及び第二のポペットに作用して 、つりあい弁を作るのに実質的に等しい力を確立し、その結果、円筒状本体を移 動させ、かつ流入口から流出口へ必要な流体流れを確立するのに最小の作動力を 必要とするに過ぎない。

本発明は米国特許出願（１４０−８９−００９）に開示されたつりあい二重ポペ ット弁を含むが、第二のポペットは、第一のシートを通る流体の流れの中断に先 立って、第二のシートを通る流体の流れを中断することが望まれていた。円筒状 本体と同心のスリーブ部材が、円筒状本体の第二端に隣接する溝の中に配置され たベアリング部分を有する。スリーブ部材は、フランジから延び、円筒状本体の 第二端から延びる放物曲線の扇形部の延長部を形成する彎曲面を有する。円筒状 本体の溝に配置された可撓性部材は、スリーブ部材のベアリング部分に作用して 、円筒状本体の溝のストップ又は壁に向ってスリーブ部材を付勢する。作動部材 が流入口から流出口への流れを開始させるべく円筒状本体を移動させるとき、ス リーブ部材のベアリングは、溝のストップ又は底部と係合して、スリーブの彎曲 部分が円筒状本体の第二端に放物面の扇形部の連続部を形成する。スリーブは可 撓性部材を包囲し、流体が放物面と第二シートとの間を流れるとき浸食及び損傷 から可撓性部材を保護する。作動部材が流れを流入口と流出口との間で終わらせ 休止位置に向って円筒状本体を移動させるとき、スリーブの彎曲部分は、先ず第 二シートに接触して第二ポペットを通る流れを中断する。作動部材は休止位置に より近く円筒状本体を移動させると、弾力性部材は、スリーブと円筒状本体との 間で圧縮され、流体源からボアの中へ内部漏れを防ぐシールを形成する。第一ポ ペットが第一シートに係合するとき、第二ポペットは既に着座されており、圧力 流体源から流体系統のすべての流れは終わる。

本発明の目的は、平行な流路を通して流入口と流出口との間の流体の流れを続け て中断させるタイミング機構を備えたつりあい二重ポペット弁を提供することに ある。

本発明の他の目的は、二重ポペット装置において第二のポペット岨立体の一部を 形成する可動スリーブによって浸食から保護されるシールを備えた弁を提供する ことにある。

本発明か既知の弁に比して提供する利点は、作動部材に連結された円筒状本体に よって支えられた第一ポペットとともにつり合い状態を維持させる可動の第二ポ ペットにある。

これらの目的および利点は、添付図面を参照して明細書を読めば明らかとなる。

図面の簡単な説明 図１は、本発明の原理に従って作られた弁の概略的断面図である。

図２は、流体を流入口から流出口へ流れさせる作動位置にある第−及び第二のポ ペット部材の位置を示す図１の弁の図である。

図３は、図１の円で囲んだ領域３の拡大図である。

図４は、図１の線４−４に沿う断面図である。

実施例 図１に示す燃料流れ制御装置１０は、弁部分１４に連結された作動部分１２を含 んでいる。作動部分１２は、シャフトシール２０、作動シャフト又はロッド１６ およびアクチュエータ（図示せず）を含む。作動シャフト又はロッド１６は、弁 部分１４のハウジング２２のボア１８内に配置されたベアリング部材２０を通っ て延びる。アクチュエータからの入力に応答して、流体源からの圧力流体は流入 口２４を通って流体系統に連結された流出口２６へ流れる。

一層詳細には、弁部分は、キャビティー又はボア２８を備えたハウシング２２を 有している。ハウジング２２は第一環状シート３０および第二環状シート３２を 有している。流入口２４は、第一環状シート３０と第二環状シートとの間に配置 されている。ハウジング２２は、第二のシート３２からボア１８を包囲する環状 部分３６へ延びる彎曲面３４を有している。彎曲面３４は、実質的に放物線であ り、流体の流れを逆転させるように選択される。か（して、流体は乱流を作りだ すことなくシート３２を通過して流出口２６へ向かって流れる。

第一部分４０および第二部分４２で作られた円筒状本体３８はボア２８内に配置 されている。作動ロッド１６は、第一部分４０の中央ハブ４４および第二部分４ ２の中央ハブ４６を通過し、ナツト４８が作動ロートに取り付けられている。

面６７から延びる案内ピン４１が、第一部分４０および第二の部分４２の内部流 路を整列させる。ナツト４８を締めつけて、ハブ４６を作動ロッド１６の肩部５ ０と接触させ、単一の構造物が作られる。成る条件下では、作動部材が円筒状本 体３８を休止位置へ移動させる前に、第−及び第二のポペットを確実に着座させ るために、肩部５０とハブ４６との間にシム５１を加えることが必要である。

更に第一の部分４０は、キャビティー又はボア２８の軸線方向中心に円筒状本体 ３８を維持する為に面２１に係合する複数のガイドベアリング５７（一つのみ図 示）を有している。中央ハブ４４および４６は、円筒状本体３８の内部へ放射状 に延びる一連のラジアルスポーク５０．５２および５４　（図４参照）を有して いる。円筒状本体３８は第一の端部５６及び第二の端部５８を有している。円筒 状本体３８は、第一の端部５６と隣接した環状拡開部分５５を備えた滑らかなボ ア３９を有している。円筒状本体３８の外周面は、比較的一定の直径面６１から 肩部６２まで延びる第一の彎曲面６０を含んでいる。肩部６２の外周面６４は、 第一のポペットおよびシートシールを形成するようにシート３０に係合する面を 形成する。円筒状本体３８の第一部分４０は、又第一部分４０の端面６７まで延 びる外周面に溝６６を有している。第二部分４２の端面４３は溝６６のための端 壁を形成する。第二部分４２は、端部５８から面４３まで延びる外周彎曲面４５ 及び端部５８からスポーク５０．５２および５４まで延びる内部彎曲面４７を存 している。彎曲面４５は本質的に放物線の形状であり、彎曲面４７はハウジング ２２の放物面３４と同心的である。かくてハウジング２２の内部及び円筒状本体 ３８の第二端部５８は、第二のポペットのまわりを通る流体の流れにおける乱流 を減少させるように形作られている。

第一部分４０と第二部分４２を接合するのに先立って、可撓性部材７０（図３参 照）がｌｌ６６に配置されている。可撓性部材７０は、供給流体に起りかつ密封 しかつ弾力性を有する意図した（仕様）で機能する多様な温度変化に耐えること ができなければならない。多くの材料がこの操作に対してこれらの特性を支配す ることができるけれども、積層黒鉛が最も良く機能する事がわかった。

スリーブ部材７２が図３に最も良く示されている通り、円筒状本体３８の第一の 部分４０の外周面７４と同心である本体部分を有している。スリーブ部材７２は 、可撓性部材を包囲し、流入口２４からボア２８に供給される流体との直接接触 から可撓性部材７０を保護する。溝６６内へ延びるスリーブ部材７２のフランジ ７６は、フランジ７６の端面から半径方向へ延びる彎曲面７８を有している。

彎曲面７８は、第二ポペットおよびシートシールを形成するためにシート３２に 係合する面を形成する。

作動の際、アクチュエータからの人力は作動ブツシュロッドＩ６を移動させ、こ のロッド１６は円筒状本体３８を移動させ、第一のポペットの面６４をシート３ ０から遠ざけ、図２に示す（仕様）流体を流入口２４から流出０２６へ直接流れ させる。彎曲面６０とシート３０との間の空間関係は、第一のシート３０を通っ て流出０２＆まで直接流れる流体の第一の容積即ち量を定める。同時に第二の容 積即ち量の流体が第二のポペットを通って円筒状本体３８の内部へ流れる。円筒 状本体３８を図２に示す如き作動位置へ移動させると、弾力性部材７０は、フラ ンジ７６に作用してフランジ７６を第二の部分４２のストップ又は面４３と係合 させる。円筒状本体３８の第二部分の彎曲面４５は、ボア２８から円筒状本体３ ８の内部へ流体を流れさせるために滑らかな移行部を形成する。彎曲面４５と面 ３２との間の空間関係は、第二のシート３２を通って円筒状本体３８の内部へ流 れる流体の容積即ち量を定める。ハウジング２２の彎曲面３４及び円筒状本体３ ８の第二部分４２の彎曲面４７は、実質的に乱流を作りだすことなく内部ボア３ ９へ流体の第二の量の流体を差し向ける。第二の量の流体がボア３９から流れる と、フレア５５により、乱流をつくりだすことなく、第二の量の流体を第一の量 と合流させる。しかる後、第−及び第二の量の流体は流出口２６に供給され、ア クチュエータの位置で指示された如き要求量を満すように流体系統に分配する。

流体か第二のシート３２を通って流れる間、スリーブ部材７２は、万一流体が可 撓性部材７０に直接接触したら起こるであろう浸食及び劣化から可撓性部材７０ を保護する。流入口２４からの流体のこの流れは、ボア２８内での円筒状本体３ ８の位置にしたがって継続する。流体の容積は、シート３０と彎曲面６０および シート３２と彎曲面４５の関係のために、円筒状本体３８の移動量で線形的に変 えられ、新たに入力された信号がアクチュエータに供給されるとき、新たな又は 異なる流体の要求を満す。

アクチュエータに入力された如き流体の要求が終わるとき、アクチュエータは作 動シャフト又はロッド１６および円筒状本体３８を移動させ、これは、図１に示 すように、第一および第２のポペットを閉鎖即休止位置に向は移動させる。流体 圧力は第−及び第二ポペットの実質的に同一の領域に作用するので、円筒状本体 ３８を移動させる力は比較的小さい。円筒状本体３８が休止位置に近づくとき、 第二ポペットのスリーブ部材７２の彎曲面７８はシート３２に係合して、シート ３２を通り過ぎてボア３９を通る内部流路の流体の流れを終わらせ、一方法出口 ２Ｇへの直接的な少量の流れのシート３０を通って起り続ける。更に休止位置に 向かう円筒状本体３８の移動により、スリーブ７２を円筒状本体３８の面７４上 を摺動させ、可撓性部材７０を圧縮し、スリーブ７２と溝６６との間に密封か生 じ、流体が円筒状本体３８の内部へ漏れるのを防ぐ。可撓性部材７０は、第一ポ ペットの面６４がシート３０に係合して、流入口２４から流出口２６への流れが 終わるまで圧縮され続ける。

ここに開示した二重ポペット弁は、流体系統の構成部品に流体を正確に供給しな がら、安定性をもち作動力の小さい流体系統用の制御を提供する。この二重ポペ ット弁は、変化する温度及び多量の流体が比較的短い時間内に供給されなければ ならない流体系統の従来技術の弁の既知の状態に比して重量減少をもたらす。

平成　年　月　日

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．キャビティを備えたハウジングを有する弁において、前記ハウジングは流体 源に連結された流入口および流体系統に連結された流出口を有し、前記ハウジン グは第一のシートおよび第二のシートを有し、前記弁は、流入口から流出口への 流体の流れを制御するために、第一および第二のポペットを前記第一および第二 のシートに関して移動させるための作動部材に連結された第一及び第二のポペッ トを有する弁において、 円筒状本体は、第一ポペットを構成するために、第一端に隣接して第一の彎曲部 分を備えた周面、及び第二端に近接して溝を有し、前記円筒状本体は、一連の放 射状スポークによって該周面に連結された中央ハブを有し、前記作動部材は中央 ハブに連結され、 スリーブ部材が、円筒状本体の前記周面と同心である本体部分と、円筒状本体の 前記溝の中へ延びるフランジ部分と、フランジ部分から半径方向へ延びる第二の 衝曲面とを有し、前記第二の彎曲面は前記第二のポペット部材を構成し、前記溝 の中に可撓性部材が配置され、前記可撓性部材は円筒状本体のストップに向って スリーブ部材を付勢し、流体を前記キャビティから前記第一シートと第一ポペッ トとの間および前記第二シートと第二ポペットとの間を通り、前記第二端部のま わり、前記円筒状本体の内部を通って直接流れさせ、第一シートおよび第一ポペ ットを通り過ぎる流体と合流させて前記流出口に分配するために、前記作動部材 は前記円筒状本体を移動させ、前記第二湾曲面が先ず前記第二面に係合して前記 円筒状本体を通る流れを中断させ、しかる後、前記スリーブ部材が前記可撓性部 材を圧縮し、ついには、前記第一湾曲面か第一面に係合して流出口への流体の直 接的な流れを中断させるように、前記作動部材は前記円筒状本体を移動させて流 出口への流体の流れを終らせ、前記圧縮された可撓性部材は、前記キャビティか ら前記流体系統への流体の漏れを防ぐように前記溝を密封することを特徴とする 弁。
2. ２．前記第一および第二の湾曲面は、定めた予定を満すように滑らかな制御され た流れを定めるために、流入口から流出口ヘの流体の流れを差し向ける放物線輪 郭であることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の弁。
3. ３．前記放物線輪郭は、円筒状本体の位置の変化で流体の流れの線形的な変化を 可能にすることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の弁。
4. ４．前記可撓性部材は、作動の間スリーブを前記ストップに押しつけるようにフ ランジに作用する広い範囲の作動温度にわたって十分な弾力性を有し、流れの終 わりが望まれるときキャビティを密封するために十分な圧縮性を有する積層黒鉛 のリングであることを特徴とする請求の範囲第３項に記載の弁。
5. ５．前記第一面と前記第一輪郭面の係合は、前記可撓性部材が圧縮された後まで 起こらないことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の弁。
6. ６．前記スリーブ部材の前記本体部分は、可撓性部材を突出から護り、かつ前記 可撓性部材の劣化を防ぐ為に流体の流れとの直接的な接触から可撓性部材を護る ことを特徴とする請求の範囲第５項に記載の弁。
7. ７．前記キャビティの中の流体は、キャビティからの流体流れが終わるとき、及 び円筒状本体の任意の作動位置の間実質的に等しい力で第一および第二のポペッ トに作用することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の弁。
8. ８．前記円筒状部材の前記第一端は拡開面を有し、それによって該円筒状部材の 中心を通る流体の流れは、実質的に乱流を作りだすことなく第一シートを通過す る流体の流れに加えられることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の弁。