JPH06505324A - 計量バルブ用シール構成 - 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】 計量バルブ用シール構成 技術分野 本発明は、Ｊ１量バルブ用ソール構成に関ｆる。シール構成は、円筒部材の面の 上部に延びる凸部を有するエラストマ部材を位置させる溝の付いた前記円筒部材 を有している。保持リングは、出１１ボートに接続した複数の開口部を存するセ ラミックのスリーブによって、弾性によりエラストマ部材に対して付勢されてい る。

セラミック・ピストンは、凹部によって分離された第１リブおよび第２リブの付 いたフランジを有する。ピストンは、アクチュエータによって閉鎖位置に移動さ れ、この位置で第１リブは凸部と係合し、一方第２リブはシＴ＋−と係合し、入 すロボ−１・と出口ボートとの間で流体が流れるのを防止する。ピストンが閉止 位置にある場合、凹部によって、エラストマ材料は損傷することなく流れること ができる。

背景技術 航空機のタービン・エンジンに燃料を供給する際に使用する燃料システムでは、 タービンが動作していない場合、すなわち停止Ｊ−，シている場合に、燃料の供 給を終了することが重要である。米国特許第４．８７６、８５７号は、タービン ・エンジン用の閉止／圧力調整バルブを開示し、この場合、シール構成によって 、実質的に摩擦のない動作が可能になるどともに、タービンが閉止状態にあると きに、燃料の流れか終了される。

燃料制御システＩ、を簡単にするために、ｆｆｔ１バルブ内に閉１１バルブを内 蔵することが考えられた。不幸にも、この閉止バルブを計量バルブに内蔵した後 、エラストマのシールが動作ピストンと繰り返し係合することによって損傷する 可能性のあることか観察された。

発明の開示 本発明は、一体化した閉止バルブの付いた計量バルブ用のシール構成を提供し、 ここにエラストマ部材に対する損傷の可能性は少なくなり実質的に除去される。

このシール構成では、計量バルブのハウジングが、流体源に接続された入りロボ ートとタービンに接続された出口ボートの付いたボアを有する。円筒部材は、エ ンド・キャップによってボア内の肩部に対向して位置させられる。このシリンダ 部材はシートの近傍に位置する第１溝の付いた面を有する。ベースを有し、該ベ ースから延びる凸部の付いているエラストマ部材が、このソートの近傍の溝の中 に位置する。エラストマ部材の凸部は、前記面を通って延びる。保持リングが、 スリーブの端部によって、エラストマ部材のベースに対して弾性によって付勢さ れる。この端部の近傍のスリーブ内の複数の開口部によって、シートと出口ボー トとの間に流路が画定される。前記スリーブの中に位置して作動部材に連結され たピストンはフランジを有し、このフランジには、凹部によって分離された第１ リブおよび第２リブが設けられている。作動部材が、ピストンを閉止位置に向か って移動させると、第２リブがシートと係合して第１リブがリングと係合する前 に、第１リブが凸部と係合してエラストマ部材を押圧することによって、入りロ ボートと出口ボートとの間の流体の連通を終了する。この閉止位置で、エラスト マ部材はピストンのフランジの凹部に流入し、前記ピストンと円筒部材との間に 静止ソールを生成し、これによって流体の連通が完全に終了することを保証する 。

本発明の目的は、シール構成を備えた一体化された閉止バルブを有する計量バル ブを提供することであり、この場合、エラストマ部材が動作ピストンと繰り返し 係合することによって生ずる損傷から保護される。

本発明の他の目的は、第１シール面および第２シール面を有する、ピストン付き の計量バルブを提供することであり、これらシール面が、シートおよびエラスト マ部材に、それぞれ係合し、計量バルブが閉止位置にある場合、入りロポートと 出口ボートとの間の流体の連通を防止する。

入力アクチュエータに応答して、人力ボートと出口ボートとの間の流体の流れを 制御し、弾性部材とシートとを順に係合させることによって、入力ボートから出 力ボートへの流体の連通を完全に終了させる動作ピストンの付いた計量バルブの 一体化を簡略化することにより、本発明の利点を得ることができる。

これらの利点と目的は、図面を参照しつつ、本明細書を読むことによって明らか にすべきである。

図面の簡単な説明 第１図は、本発明の原理にしたがって作られたシール構成を備えた一体化閉止バ ルブを有する計量バルブを示す図である。

第２図は、第１図のシール構成の部分略拡大図である。

第３図は、計量バルブのボア内に最初に位置した場合の第１図のシール構成のピ ストンの略拡大図である。

第４図は、計量バルブの入りロボートと出口ボートとの間で流体が連通可能であ る位置にピストンがある場合の第１図のシール構成のピストンの略拡大図である 。

発明を実施する最良の実施例 第１図に示す計量バルブ１０は、航空機で使用されるタービン・エンジン用の燃 料システムの一部として設計されている。計量バルブ１０は作動ソレノイド１２ を有し、これは、電子制御装置１５からの信号によって制御され、タービンの燃 焼室に供給される燃料を計量する。

計量バルブ１０は、段差のあるボア１８の付いたハウジング１６を有し、このハ ウジングＩ８は、入口ボート２０を介して燃料源２４に接続されるとともに、ア ウトレットすなわち出口ポート２２を介してタービンの燃焼室に接続されている 。ボア１８内の肩部２６によって、入口ボート２０と出口ボート２２が分離され ている。ボア１８内には環状のシールド２８が肩部２６と対向して位置し、円筒 部材３０をボア１８内に載置する前に燃料を出口ボート２２に導く、すなわち、 この方向に向ける。この円筒部材３０は、計量バルブ用の閉止シートと、燃料の 流れを入口ボート２０から出口ボート２２に導く、すなわち、この方向に向ける 出口円錐部とを形成する。

第２図、第３図および第４図に最もよく示すように、円筒部材３０は、ボア１８ とこのボア１８に対して垂直な面内に位置している第１面３２および第２面３４ とを係合させる周面３６を有している。面３２はその上に溝３８とリブすなわち 突起部４０を有している。

エラストマ部材料４２は、溝３８内に位置するベースと、円筒部材３０上の面３ ２を通って延びる凸部４４とを有している。テフロンのような硬質プラスチック 材料から作られた保持リング４６は、第３図に示すように、最初、溝３８内に位 置する部分と面３２を通って延びる部分とを有している。エンド・キャップ４８ は、ボア１８内に延びる円筒部材５０を有し、円筒部材３０上の面３４と係合し て肩部２６と対向する環状のシールド２８を保持する。円筒部材５０は、一連の 開口部すなわちスロット５２．５２′　・・・５２″を有し、これら開口部を介 して、流体か人口ポート２０から円筒部材３０の内部の円錐部材の表面３１に連 通ずる。エンｌ’・ギャップ４８の頭部５４は、ねじ５６によってハウジング１ ６に取り付けられ、ハウジング１６内の溝に位置するシール５８は、入口ポート ２０からの流体がボアＩ８内に保持されることを保証する。

ボア１８内に位置するセラミック・スリーブ６０は、ボア１８内に延びて円筒部 ト第３０の面３２上の突起部すなわちリブ４０に当接する第１端部６２と、第２ 端部６４とを有する。波形座金（ｗａｖｅ　ｗａｓｈｅｒ）の形をした弾性部材 ６６が、スリーブ６０の第２端部６４に近接してボア１８内に位置している。ハ ウジング１６に連結されたスナップ・リング６８はスリーブ６０をボアＩ８内に 保持する一方、弾性部材６６によって十分な力が与えられ、その結果、第１端部 ６２は、第４図に示すように保持リング４６を溝４６内に付勢し、リング４６、 端部６２およびエラストマ部材４２の間に静止シールを形成する。スリーブ６０ は、ボアＩ８をアウトレソ１〜すなわち出口ボート２２に接続する複数の開口部 ６１　（１つのみ示す）を有している。

作動ソレノイドＩ２から延びるシャフト７０は、ボア１８内に位置する端部７６ を有している。端部７６に取り付けられたナラ１−７８は弾性部材すなわち波形 座金（ｗａｖｅ　ｗａｓｈｅｒ）　８０上に作用し、ピストン７２上のハブ８６ をシャツ１−フ０上の停止リング７４に対向して位置させる。

これちまたセラミック材料で作られたピストン７２は、セラミック・スリーブ６ ０内に位置する円筒部材８８を存している。円筒部材８８は、第２図に更に明示 するように、環状の四部すなわち溝９４によって第２リブ９２に連結され或いは これから切り離される第１リブ９０の付いたフランジを有する。ノ）ブ８６は複 数の開口部８２．８４を有し、これによって、入口ボート２０とスリーブ６０の 内部との間で流体の連通が可能になり、ピストン７２の両端の力を均衡させる。

作動ソレノイド１２のハウジング１４内に保持されているシール９４は、シャフ ト７０を取り囲み、螺合連結部１１によってハウジング１４をハウジング１６に 連結した後、ハウジング１６のボアＩ８に供給された流体すなわち燃料を保持す る。

第１図に示す計量バルブ！０は閉止状態にあり、この場合、ピストン７２のフラ ンジのリブ９２が円筒部材３０の面３２上に着座し、一方このフランジのリブ９ ０がエラストマ部材４２の凸部４４とリング４６とを押圧してボアＩ８を出口ボ ート２２から静止シールする。

作動ソレノイド１２が電子制御装置１５から入力信号を受け取ると、シャフト７ ０によってピストン７２を動かす作動力が加えられ、流体すなわち燃料が入口ポ ート２０から出口ボート２２に流れることが可能になる。シャフト７０から入力 された力は、波形座金すなわち弾性部材８０を介して滑らかな力を与え、これに よってピストン７２のリブ９０，９２が円筒部材３０上の面３２から離れ、図４ に示すように、エンド・キャップ４８内の開口部５２．５２′　・・・５２１、 円筒部材３０内の環状の開口部３３を介し、面３２上のシートを通りスリーブ６ ０内の開口部６１を介して、流体すなわち燃料が入口ボート２０から出口ボート ２２に流れることか可能になる。乱流が発生することなく燃料の流れを開口部３ １を通る方向に向ける場合、ナツト７８の球面とガイド２８が役立つ。燃料すな わち流体か開口部３３を介して流れるのにしたがって発生し、エラストマ部材４ ２を溝３８から変位させようとする燃料の引っ張り力すなわちギヤビテーション 力は、保持リングとスリーブ６０の端部６２との不断の弾性による係合によって 解消される。

電子制御装置１５が作動ソレノイド１２に終了信号を供給すると、閉止スプリン グによって力が与えられ、この力によって、シャフト７０およびピストン７２が 、ボア！８内の円筒部材３０上のシートすなわち面３２に対して移動される。

ピストン７２か面３２に接近すると、フランジのリブ９０が、スリーブ６０内の 開［１部３１を通って移動し、ボア１８を介して入［］ボート２０から出口ボー ト２２に流れる燃料の流れの終了させ始める。その後、リブ９０がエラストマ部 材４２１、の凸部４４と接触１７、リング４６と係合する前に、このエラストマ 部Ｈ４２を溝３８内に押圧する。その後、リブ９２は面３２上に着座Ｉ７、開口 部３３を介してなされるボア１８から出目ボート２２への燃料の連通を完全に終 了させる静止シールを形成する。閉止中、リブ９０を介して十分な力がエラスト マ部材４２に加えられると、このエラストマ部材４２の一部が凹部９４に流入し 、このエラストマ部材４２に対する損傷を防止し、−：ｊｉ同時に静止シールを 形成し、燃料が面３２上のン・−１・を通って流れるのを防止する。

ＦＩ６．２ 国際調査報告

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．ボアをその中に設けたハウジングを有し、入力された力に応答して前記ボア 内でピストンが移動して前記ハウジング内の入口ポートと出口ポートとの間の流 体の流れを制御する計量バルブ用のシール構成であって、前記ボア内に位置し、 シートの近傍で第１溝を備えた第１面を有する円筒部材と、 ベースを有し、前記ベースから凸部が延びているエラストマ部材であって、前記 ベースが前記第１溝内に位置し、一方前記凸部が前記円筒部材上の前記シートを 通って延びるエラストマ部材と、前記エラストマ部材の前記ベース近傍の前記溝 内に最初に位置する第１部分を有するリングであって、第２部分が前記円筒部材 の前記面を通って延びるリングと、 前記ボア内に位置し、第１端部と第２端部を有するスリーブであって、前記第１ 端部の近傍に複数の開口部を有し、前記第１端部が前記リングと係合するスリー ブと、 前記ボア内に位置し、前記スリーブの前記第２端部と係合して、前記第１端部を 付勢して前記面と係合させる弾性部材であって、前記第１端部が、前記リングの 前記第２部分を前記溝内に移動させ、前記リング、第１端部および前記エラスト マ部材のベースの間に静止シールを生成する弾性部材と、前記スリーブ内に位置 し、その上にリブを設けたフランジを有するピストンであって、前記リブが環状 の溝を有し、前記環状の溝が前記円筒部材内の前記第１溝からオフセットしてい るピストンと、前記ピストンを前記ボア内で移動させ、前記シートと前記スリー ブ内の複数の開口部とを通り前記円筒部材を介して、液体を前記入口ポートから 前記出口ポートに流すことを可能にし、前記ピストンを移動して閉止位置で前記 シートと係合させることによって前記入口ポートから前記出口ポートヘの流体の 流れを終了すさせるアクチュエータ手段であって、前記ピストンが前記閉止位置 に向かって移動するのに従って、前記ピストンの前記リブが、前記エラストマ材 料の前記凸部と最初に係合して該凸部を押圧し、前記エラストマ部材が前記フラ ンジの前記環状の溝に流入し、前記閉止位置で前記ピストンと前記円筒部材との 間に静止シールを生成するアクチュエータ手段とを傭えたことを特徴とするシー ル構成。
2. ２．さらに、前記ハウジングの肩部と前記円筒部材との間に位置する環状のシー ルドであって、前記流体の流れを、前記複数の開口部と前記出口ポートとの間の 方向に向けて、前記流体内の乱流の発生を少なくする環状のシールドと備えたこ とを特徴とする請求の範囲第１項に記載のシール構成。
3. ３．前記リングが、前記入口ポートと出口ポートとの間に流体が流れている間、 前記エラストマ部材を前記溝の中に保持することを特徴とする請求の範囲第２項 に記載のシール構成。
4. ４．前記スリーブ内の前記複数の開口部が、前記環状のシールドと整合し、流体 が前記エラストマ部材を通って円滑に流れるように役立つことを特徴とする請求 の範囲第３項に記載のシール構成。
5. ５．さらに、前記ボアの中に延びて前記第１円筒部材と係合することによって前 記環状のシールドを前記肩部に対向して位置させる第２円筒部材を有するエンド ・キャップであって、前記第２円筒部材が、一連の開口部を有し、該開口部を介 して前記流体が前記入口ポートから前記第１円筒部材の内部に連通するエンド・ キャップを傭えたことを特徴とする請求の範囲第４項に記載のシール構成。
6. ６．前記アクチュエータ手段が、 前記ピストンと係合する停止部材を存するシャフトと、前記シャフトに取り付け られたナット構成と、前記ナットとピストンとの間に位置して入力した力を前記 ピストンに円滑に伝達するスプリングとを有することを特徴とする請求の範囲第 ５項に記載のシール構成。
7. ７．前記ピストンが複数の通路を有し、これによって前記流体が連通されて前記 ピストンの両端の流体圧を均衡させることを特徴とする請求の範囲第６項に記載 のシール構成。
8. ８．前記シャフト上の前記ナットが球面を有し、乱流を発生することなく前記流 体を前記シートを通る方向に向けるように役立つことを特徴とする請求の範囲第 ７項に記載のシール構成。