专利名称：蒸汽动力飞机弹射器纵向长槽密封系统的制作方法
技术领域：
目前现役的航空母舰有两种，即带有上翘式助飞甲板的航空母舰和带有蒸汽弹射器的航空母舰。目前有美 国、法国、德国、日本和我国共五个国家在开发、研究、试验新型飞机弹射器-磁悬浮飞行器弹射器，这
将是世界海军航母技术的一次革命，使得航母弹射器技术由第二代的蒸汽弹射器，一F子跨入第三代磁悬 浮弹射器。据说美国的研制进度是很快的，他们要将磁悬浮弹射器安装在新一代的航母-CVNX航母上， 这种新型航母将是美国控制海洋的新型'巨无霸'，初步预计将在2015年后服役。但是对于我国来讲， 第一次制造航母，采用磁悬浮飞行器弹射器这一最新技术， 一步跨越到世界最先进的航母国家当然最好， 但是涉足的新领域太多，技术风险相对较大，而采用技术相对较为成熟的蒸汽弹射器应该是一个不错的选 择。蒸汽动力飞机弹射器是目前在役航空母舰使用的飞机弹射器，蒸汽动力飞机弹射器系统由海水淡化
设备、贮水池、高压水泵、锅炉、加热装置和弹射器构成。弹射器包括纵向开槽的气缸、活塞、穿梭车、
密封条、导气管、模度气动阀门、排气阀、安全阀、测距仪及压力传感器和弹射器的控制系统等组成。而 在这些组成部分中，关键的技术是蒸汽动力飞机弹射器的纵向长槽的密封系统。
本发明涉及的是供活塞在其中工作的纵向开槽气缸的动态密封系统。
2.
背景技术：
在役航空母舰的蒸汽动力飞机弹射器是采用纵向长槽开口的气缸，而开口长槽的密封采用的是金属密封条 (见美国专利4252285)。但这种金属密封条的缺点是气缸高压腔处通过活塞顶部的蒸汽泄漏仍比较严
重，大大降低了发射的动力和效率，另一个缺点是金属密封条与活塞相关部位的磨损仍然比较严重，仍是 困扰弹射器的最大心病，日常维护与检修都比较麻烦，虽然一直在不断改进密封件的材质，及采用新技术， 但至今仍不能令海军们满意。本发明没有采用美国专利所说的用单一的弹簧金属条的密封系统，而是利 用汽车轮胎的原理(即用外胎承载；用内胎解决密封的问题)，来解决带有纵向开槽的气缸.在开槽处的 动态密封问题。使其达到在穿梭板快速运动时对密封件的磨损少，而又使活塞高压端的蒸汽泄漏尽可能减 少。
3.
发明内容
目的
本发明目的是打算通过全新的密封结构设计来解决气缸高压腔端通过活塞顶部缝隙的蒸汽泄漏问题，从而 在同样气缸直径和同样蒸汽压力下提高了发射的动力。并通过新的设计使穿梭车在快速向前运动过程中不 与气缸体纵向长槽中的密封件相接触或只有轻微的接触，从而降低了密封件的磨损，提高了密封件的使用 寿命。
方案
是在带有纵向长槽的气缸的上方设计了一系列的活动金属档板的组件，活动金属档板是成对的安装，每一 块活动金属档板上表面，装有一个垂直的立轴，每个立轴上装有一个滚动轴承。在每个活动档板的下方，
各带有一个下垂机械臂，与M型密封条的侧面连接。在穿梭车的垂直穿梭板上，装有一个呈梭子形的凸轮 板。当活塞在蒸汽的推力下快速向前运动时，首先由凸轮板与滚动轴承的外环接触。通过力的传递，将活 动地板向远离长槽侧壁的方向推，活动地板下方的下垂机械臂则挤压M型密封条，将其压扁一半，此时垂 直穿梭板在M型密封条压扁的状态下通过长槽。垂直穿梭板通过长槽后，凸轮板不再挤压滚动轴承的外环， 活动地板和M型密封条复位。复位后，活塞体的承受高压一端才通过，此时，闭合的活动档板和闭合的M 型密封条开始承受气缸内的工作压力。有益效果
在同样气缸直径和同样蒸汽压力下，提高了发射的动力。穿梭车在快速向前运动过程中不与气缸体纵向长 槽中的密封件相接触或只有轻微的接触，从而降低了密封件的磨损，提高了密封件的使用寿命。
4.
图1是气缸纵向长槽密封结构简图；图2是弹射器气缸横截面图；图3是弹射器纵向长槽气缸的纵向截面 图；图4是安装在垂直穿梭板上的凸轮板及其靠凸轮板推动的滚动轴承轮。
图中的1为往复车；2为往复车的车轮，共4个；3为往复车与活塞连接的垂直穿梭板；4为安装在垂直 穿梭板上的凸轮板；5为活塞；6为纵向开槽的气缸体；7为撞锥；8为活动档板组件支撑体(气缸顶盖)； 9为活动档板；10为'活动档板'上表面处的垂直立轴；11为立轴上端的滚轮；12为活动档板侧弹簧-， 13为调解弹簧张力的无头螺栓；14为M型橡胶密封条；15为活塞末端上方安装的阻漏块。
在带有纵向长槽的气缸6的上方设计了一个活动金属档板的组件(包含8、 9、 10、 11、 12、 13)，活 动金属档板9是成对的安装，每一块活动金属档板9的上表面，装有一个垂直的立轴IO,每个立轴IO 上装有一个滚动轴承轮11。在每个活动金属档板9的下方，带有一个下垂机械臂，与活动地板成一体， 与M型密封条14的侧面连接。在往复车的垂直穿梭板3上，装有一个成梭子形的凸轮板4。当活塞在蒸 汽的推力下快速向前运动时，首先由凸轮板4与滚轮11的外环接触。通过力的传递，将活动档板9向远 离长槽侧壁的方向推，活动档板下方的下垂机械臂挤压M型密封条14，将其压扁一半，此时垂直穿梭板 3，在M型密封条14压扁的状态下通过气缸体6上的长槽。垂直穿梭板3通过长槽后，凸轮板4不再挤 压滚动轴承的外环11，活动档板9和M型密封条14复位。复位后，活塞体5的高压端才通过，从活塞 圆柱面露出的活动档板9和露出的M型密封条14才开始承受气缸内的工作压力。在活塞末端的上方装有 一对阻漏块15与M型密封条14的内表面配合，阻止高压腔的蒸汽泄漏。此设计方案解决了活塞通过金 属密封条(美国专利4252285 Dynamic seal for slotted cylinder)时的压力蒸汽泄漏和金属密封条 与活塞之间快速运动、摩擦造成的磨损问题。
5.
具体实施例方式
根据原理示意图作机械图设计，然后进行加工试制，进行模拟试验，最后完成。
权利要求
航空母舰上使用的蒸汽动力飞机弹射器系统主要由提供高压蒸汽的系统、发射阀、带有纵向开槽的气 缸、活塞、穿梭车、水制动器和返回机械系统等组成。
1. 用于推动'往复车'的活塞和纵向长槽的压力气缸和改进动态密封系统，它包括 连接往复车的带有凸轮板的穿梭板；该穿梭板固定在活塞的顶部，并与卧式纵向开槽气缸的顶部的纵 向滑轨配合；允许上述的穿梭板不与密封条接触就能通过的动态密封系统。
2. 权利要求1提及的作为'往复车'推动系统的一部分的穿梭板，呈垂直状态固定在卧式活塞的 顶部，并在垂直穿梭板与往复车滚轮下缘的等高处，装有凸轮板。凸轮板呈纺织梭子形，用于挤压安 装在活动档板上的滚轮。
3. 权利要求1提及的作为推动'往复车'系统的一部分的纵向长槽的压力气缸上的动态密封系统是 本发明的核心。在卧式纵向开槽气缸的顶部，供穿梭板通过的纵向滑轨的下方的两侧，各装有数百个(依气缸的长度而定)，左右对称的活动挡板，活动挡板呈T字形。 一侧的T型挡板的'一'部分用 于关闭气缸长槽宽度的二分之一，并支撑一侧的密封条。另一侧的T型挡板的'一'部分用于关闭气 缸长槽宽度的另外二分之一，并支撑另一侧的密封条。T型挡板的'I'部分为活动挡板进行运动导 向和承受气缸压力的部分。在T型挡板的'I'型导向板的中轴线，靠近'一'部分的活动挡板的上 表面，装有垂直的立轴，在立轴的上端装有用滚动轴承做的滚轮。在穿梭板沿着纵向轨道高速运动时， 这些滚轮与穿梭板上的凸轮板接触，靠凸轮板挤压，通过滚轮顶开活动档板，从而将M型密封条压扁， 让穿梭板自由地快速通过。
4. 权利要求3提及的动态密封系统的活动挡板。每一侧的每一个活动挡板的外侧各有一个压縮弹簧 和可调整弹簧张力大小的无头螺栓。每一个活动挡板的内侧各有一个立轴，立轴立于卧室气缸顶盖的 椭圆槽中。当立轴在弹簧的压力下与椭圆槽顶部接触时，活动挡板的内边棱正好位于气缸长槽的中心 线处。立轴的上部装有用滚动轴承做的滚轮。滚轮在凸轮板和弹簧组件的驱动下，通过立轴可带动活 动挡板沿着垂直长槽的方向前后移动，或关闭长槽、或打开长槽。
5. 权利要求4提及的活动档板，在紧挨着每一侧活动挡板的一字部分下方，各有一条彼此对称的， 与气缸长槽等长度的M型密封条，M型密封条应该用耐热橡胶制作，M型密封条的内表面与活塞末端 上方部安装的阻漏档块配合，防止高压腔气体泄漏。M型密封条内有弹簧钢丝的骨架，纵向为粗弹簧 钢丝，横向为细弹簧钢丝。M型密封条的一侧卡在气缸长槽的侧壁，M型密封条的另一侧，靠凸缘， 卡在活动档板的下垂机械臂上。
全文摘要
本发明为航空母舰上飞机蒸汽弹射器用的带有纵向长槽的压力气缸的改进动态密封系统，它能适合穿梭板高速通过气缸长槽，而不与密封条过度接触。该系统包括固定在穿梭板上的凸轮板，沿着气缸长槽布置的一对M型密封条和支撑密封条的若干活动挡板。当飞机发射时，活塞带动穿梭板高速运动通过气缸长槽，而凸轮板预先通过滚轮顶开活动挡板，将密封条的宽度压扁至宽度的二分之一，使穿梭板无障碍地通过，从而减少了密封条的磨损。另外密封条内表面与活塞末端上方安装的阻漏块配合，阻止气缸高压腔的气体大量泄漏到低压腔，从而提高发射的动力和效率。
文档编号B64F1/00GK101311072SQ20071010754
公开日2008年11月26日 申请日期2007年5月21日 优先权日2007年5月21日
发明者赵家瑞 申请人:赵家瑞