用于可抛式飞行器燃料油箱的阀门的制作方法
【专利摘要】用于连接外储箱与飞行器的阀门(100)，该阀门包括阀体(112)和在使用时被布置成弹性地接合飞行器上的密封面的密封组件。该密封组件包括在阀体(112)内从近端延伸至远端的伸缩密封件(114)。伸缩密封件(114)被限位在阀体(112)内以保持所述伸缩密封件和阀体轴向对准。该密封组件进一步包括设置在该伸缩密封件的远端(114)的密封承座(125)。密封承座(125)相对于伸缩密封件(114)是可枢转的以便在使用中与飞行器的密封面对准。
【专利说明】用于可抛式飞行器燃料油箱的阀门
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于连接外储箱与飞行器的阀门。尤其是但非排他性地，本发明涉及用于连接至飞行器燃料系统的阀门。
【背景技术】
[0002]已知的是提供副燃料油箱，它可以外挂在飞行器上(有时称为“可弃储箱”)。夕卜油箱一般通过双体阀门被连接至飞行器燃料系统，该双体阀门包括附接至飞行器上的飞行器阀门和在油箱上的互补的阀门。所述阀门必须在外油箱和飞行器系统之间提供连接并在该油箱和飞行器之间提供防漏密封。
【发明内容】
[0003]根据现有设计的燃料油箱阀门如图1所示(具有如图1b所示的横截面形状)。阀门10包括具有大体呈圆柱形外形的阀体12，从而限定出可让流体流过的中心孔。伸缩密封件14被收纳在阀体中并穿过该中心孔而超出阀体12的外表面24。伸缩密封件14被弹簧18偏压向伸展位置。在使用中，当伸缩密封件14至少部分被压回到阀体12中时，该弹簧打算处于压缩状态。于是，该弹簧在所述密封面提供密封力。伸缩密封件14的近端(即内端)在其外表面设置有支座22用于容纳O形环以对阀体12的内表面密封。伸缩密封件14的远端(即外端)设置有呈可压缩的弹性体密封20形式的弹性部，其在使用中打算形成与飞行器的平坦密封面的密封接合。伸缩件14被布置成它在阀体内具有侧向自由度。具体地说，在伸缩密封件14和阀体12 (例如在密封座22和阀体12内表面之间)以及在伸缩密封件和阀体外表面24上的孔26之间保持间隙。另外，该伸缩密封件具有朝向其远端小幅收敛的渐缩外轮廓。该伸缩密封件例如可被布置成它可以使其纵轴线倾斜达到5度。这种自由度旨在允许该密封既在安装至飞行器时与飞行器密封面对准，又在地面或天空的机动飞行时适应在油箱和飞行器之间的任何相对动态运动。
[0004]人们已经发现，在现有技术中泄漏的起因是密封面失去与飞行器密封面的全面接触而造成的。尤其在飞行器和储箱之间有侧向运动的情况下(这例如可能由快速机动飞行造成)，在弹性体密封20和密封面之间的强摩擦可能部分阻止了该弹性体密封滑动经过该表面，导致该密封倾斜。本发明的实施例试图提供一种具有改善的防漏性能的阀门布置结构，尤其是一种在飞行器机动飞行过程中具有增强的防漏性能的布置结构。
[0005]因此，本发明的第一方面提供一种用于连接外储箱与飞行器的阀门，该阀门包括:
[0006]阀体；和
[0007]密封组件，其在使用中被布置成弹性地接合飞行器的密封面，该密封组件包括:
[0008]在该阀体内从近端延伸至远端的伸缩密封件，该伸缩密封件被限位在该阀体内以保持所述伸缩密封件和阀体轴向对准；和
[0009]设置在该伸缩密封件的远端的密封承座，该密封承座相对于该伸缩密封件是可枢转的以便在使用中与飞行器的密封面对准。
[0010]有利地，可枢转的密封承座的设置保证了阀门的密封组件能够适应在仅离阀门配合面一段短距离的位置处在储箱和飞行器密封面之间的角运动。这起到了阻碍该密封在飞行器密封面上倾转的作用，否则这种倾转会导致局部密封打开。
[0011]该伸缩密封件的远端和该密封承座可设有互补的支承面，其能使密封承座相对于伸缩密封件枢转且提供在密封承座和伸缩密封件之间的密封面。优选地，该伸缩密封件的远端包括大体凸形的支承面，而该密封承座包括互补的凹形支承面。或者，人们将会认识到这些表面可以颠倒过来，从而该伸缩密封件的远端包括大体凹形的支承面，而该密封承座包括互补的凸形支承面。
[0012]该密封承座可具有单一自由度(例如通过提供径向支承面)，它一般在使用中与储箱的期望挠曲平面对准。优选地，在所述密封承座和伸缩密封件之间设置球形支承(从而密封件可对准储箱的任何角位移)。
[0013]有利地，可以设置球形支承，从而该密封承座可绕其纵轴线回转以使该密封承座适应储箱和飞行器之间的回转运动。相比于现有布置，这提供了进一步的优点，其中弹性体密封的密封面和在阀体和伸缩密封件之间的O形环都提供了对阻止密封回转起作用的摩擦力。
[0014]人们将会认识到，球形支承需要至少其中一个所述的互补支承面具有基本呈球形的表面轮廓。另一个所述的互补支承面可以基本呈球形、基本呈圆锥形(例如截头圆锥形)或仅仅是圆周边缘。
[0015]该阀体可包括外表面，外表面在使用中与飞行器表面相对，其中该表面设有孔，该伸缩密封件突出穿过该孔，所述孔的尺寸大小被设定成紧密配合伸缩密封件的外轮廓。因此，该孔可被布置成能使伸缩密封件轴向运动和/或绕其纵轴线回转，但将限制伸缩密封件轴线的倾转。
[0016]该阀体可包括大体呈圆柱形的主体，该伸缩密封件可以包括大体呈圆柱形的主体，其具有的外径小于阀体内径以便被容纳在阀体中。密封一般可以设置在阀体的内表面和伸缩密封件的外表面之间。例如伸缩密封件的外表面可设置有阀座，该阀座保持O形环密封接合该阀体。该阀座的尺寸大小被设定成紧密配合阀体内径。
[0017]偏压机构如弹簧一般安置在阀体和伸缩密封件之间并被布置成将该伸缩密封件偏压向伸展位置。
[0018]该密封承座可包括抵接面用于在使用中接合飞行器上的密封面。该抵接面可包括密封座。该抵接面基本是平坦的以允许密封承座在储箱和飞行器之间有相对侧向位移的情况下滑动经过该飞行器密封面。该抵接面可设置有部分嵌入该抵接面中的O形环。
[0019]该密封承座可大体呈环形。该密封承座可被布置成接触该伸缩密封件的远端。该密封承座可以弹性接合伸缩密封件，例如密封承座可通过卡扣配合布置被安装在伸缩密封件上。密封承座和伸缩密封件可设有相互配合结构以将密封承座保持在其上，例如该相互配合结构可包括互补的突部和凹槽。该相互配合结构可包括在密封承座的内表面上的周向凹槽和在伸缩密封件远端的外表面上的布置用于接合该凹槽的外伸突部。
[0020]可设置机械止挡来限制该密封承座相对于伸缩密封件的运动范围。该相互配合结构可进一步被构造成提供止挡来限制密封承座的运动范围。
[0021]所述阀体和密封组件可限定出中心孔(流体在使用中流过其中)，该中心孔可以大体沿着阀门的纵轴线延伸。阀门接合件可以延伸穿过该中心孔并被成型和构造成接合飞行器上的阀门的打开机构。
[0022]该密封承座可适应于在使用中与平坦的飞行器密封面或非平坦的飞行器密封面对准。
[0023]根据本发明的第二方面，提供一种用于飞行器的外储箱，其包括根据本发明的众实施例的阀门。该外储箱可以是飞行器燃料油箱。该外储箱可包括根据本发明的众实施例的多个阀门。
[0024]虽然上文已经描述了本发明，但它涵盖了如上文所述或在下文的说明或附图中所述的特征的任何有创造性的组合。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]现在将参照附图仅以举例的方式来详述本发明的具体实施例，其中:
[0026]图1a是用于外燃料油箱的现有阀门的立体示意图；
[0027]图1b是图1a的阀门的立体横剖示意图；
[0028]图2a是根据本发明实施例的用于外燃料油箱的阀门的立体示意图；
[0029]图2b是图2a的阀门的立体横剖示意图；
[0030]图3a和3b是图2的阀门的横剖细节示意图；
[0031]图4是根据本发明的实施例的可替代的密封组件局部横剖示意图；和
[0032]图5是根据本发明的另一个实施例的另一可替代的密封组件的局部横剖示意图。
【具体实施方式】
[0033]根据本发明实施例的阀门100如图2所示。该阀门包括铝制的阀体112，其具有基本呈圆柱形的并带有圆柱形内表面的主体，该内表面被布置成容纳伸缩密封件114。用于流体流动的中心孔沿着阀体112的纵轴线并沿着伸缩密封件114的纵轴线延伸。阀体112设有围绕该中心孔的外环形通道113用于容置伸缩密封件114，从而中心孔的直径可在整个阀门范围内保持基本恒定。
[0034]伸缩密封件114包括圆柱形铝管并被布置成从主体伸出并在使用中以密封布置方式接合飞行器上的密封面。钢弹簧118设置在伸缩密封件114和阀门112之间以将该伸缩密封件偏压出阀体112。
[0035]阀门100进一步包括阀门接合件116，其延伸穿过所述伸缩密封件和阀体两者的中心孔以接合安装在飞行器上的互补阀门部件上的阀门件。如图2b最佳所示，伴随弹簧118被压缩且伸缩密封件114部分缩回到阀体112内，接合件116延伸超出阀门100的密封面。
[0036]根据本发明，密封承座150安置在伸缩密封件114的远端上。球形支承160设置在密封承座150和伸缩密封件114之间，以致密封承座125相对于伸缩密封件114是可枢转的，从而允许与飞行器的密封面对准。以下将进一步详细解释密封承座的布置。
[0037]伸缩密封件114布置在阀门100内，从而它保持与阀体112轴向对准。尤其是，通过在阀体112的外表面124上设置孔126来防止伸缩密封件114的轴线的相对转动，该孔的尺寸大小被设定成紧密配合伸缩密封件114的外径。一般，孔126和伸缩密封件114能以间隙配合方式布置，以使伸缩密封件能在轴向上自由滑动或绕其纵轴线回转，但将会保持对准。另外，密封机构122设置在伸缩件114的近端(内端)上并且也被构造成帮助保持该伸缩密封件的轴向对准。该密封设置在伸缩密封件114的外表面和阀体112的内表面之间并且包括用于接纳O形环的密封座122。密封座由在伸缩密封件114的外表面上的一对径向延伸的圆周凸脊112A和112B形成。每个凸脊122A、122B的尺寸被设定成在伸缩密封件114和阀体112之间保持期望的间距。一般，可在密封座122和阀体112之间规定间隙配合，由此保持所述伸缩密封件和阀体的轴向对准。
[0038]如图3a和图3b最佳所示，密封承座150和伸缩密封件114的外远端具有互补的形状，其允许密封承座被保持在伸缩密封件114上，同时也允许密封承座相对于伸缩密封件114回转。密封承座150 —般由塑料材料如尼龙形成，因而它可以弹性接合伸缩密封件114。因此，密封承座是卡扣配合布置，其承受塑性变形以越过在伸缩密封件114上的相互配合结构来保持在其上。密封承座150具有大体呈环形的形状并且设置有基本平坦的抵接面154，该抵接面被布置成在使用中接合飞行器密封面。抵接面154—般包括凹陷的密封座156用于接纳和滞留O形环152。该密封座可具有随着凹槽朝向抵接面154延伸而收敛的形状，从而使O形环可以在被保持于其中之前通过塑性变形被嵌入该密封座中(如图3b所示)。抵接面154形成连通至阀门100的中心孔的嘴部172的外边界。靠近嘴部172，密封承座150的内表面设置有呈截头圆锥形支承面170形式的凸形表面。支承面170终止于外伸周向凹槽174，该外伸周向凹槽被形成密封承座150的近端的径向内突的周壁176局部封闭。
[0039]伸缩密封件114的远端设置有呈球形支承面180形式的凸形表面，其被布置成具有与密封承座150的圆锥形支承面170互补的形状。球形支承面180从伸缩密封件114的前端延伸出一小段距离并且终止于内伸周向凹槽184。在球形支承面180和外周向凹槽184之间的过渡形成突部182，该突部包括基本径向延伸的壁。伸缩密封件的凹槽184和突部182具有与密封承座150的壁176和凹槽174互补的形状以提供相互配合结构。
[0040]因此，当密封承座150的内突出壁176在其滑动经过伸缩密封件180的球形支承面180时在返回其在凹槽184内的不变形位置之前向外偏移时，密封承座150可以通过塑性变形被安装在伸缩密封件114上(如图3b所示)。突部182和壁176防止密封承座150的移除并且也起到提供物理止挡的作用，该物理止挡限制密封承座150可相对于伸缩密封件114回转的程度(这可以在图2b中的密封承座150的左侧看到，密封承座已经到达其运动范围的极限)。虽然密封承座150和伸缩密封件114的配合结构一般是周向连续的，但人们将会认识到它们可以由多个部段形成，例如突部182可以由围绕伸缩密封件114的周边的多个独立突起部段形成。
[0041]在使用中，如图2b最佳所示，阀门被安装到飞行器上，从而密封承座150的抵接面154接合飞行器的密封面。该飞行器的密封面基本是平坦的并且围绕弹簧加载阀门，该弹簧加载阀门被偏压向常闭位置。当外储箱就位在飞行器上时，在阀门100和飞行器之间的第一接触是在飞行器密封面和密封承座150之间，密封承座可相对于阀门100的轴线在任何方向上枢转以与飞行器密封面对准。当储箱被进一步移入就位时，阀门表面相互压靠以提供良好的密封接合，并且弹簧118在伸缩密封件114部分缩回到阀体112内(例如缩回至如图2b所示的位置)时被压缩。人们将会认识到伸缩密封件的缩回程度可能取决于外储箱所适于的特定安装座。当伸缩密封件114缩回时，阀门接合件116开始突出超过密封承座150的抵接面154的平面(它是飞行器密封面的平面)。因此，阀门接合件114可以接合飞行器上的弹簧加载阀门并将其移动至打开位置，从而该燃料油箱阀门和飞行器阀门被置于流体连通中。如果储箱和飞行器之间有运动(例如在飞行器机动飞行中)，则该密封能够保持密封接合，同时适应该运动。具体地说:通过伸缩密封件和阀体之间的运动适应轴向运动；通过密封承座和伸缩件之间的球形支承的运动适应回转或倾转运动；以及通过密封承座的平行对准密封面和飞行器密封面之间的滑动适应侧向运动。
[0042]图4示出了可被用在可替代实施例中的可替代的密封组件400。密封组件400等同于先前实施例的密封组件，但在密封承座450和伸缩密封件414之间使用了相反取向的球形支承结构460。因此，伸缩密封件460具有凹形支承面，而密封承座450具有凸形支承面。凸形表面一般将会是球形的，而凹形表面是截头圆锥形的。
[0043]图5示出了可被用在其它实施例中的可替代的密封组件500。在此实施例中的密封组件500设置有在密封承座550和伸缩密封件514之间的径向支承面560。这种布置将密封承座的运动限制为在单个平面内枢转。与利用球形支承的实施例相比，在此布置中的相对回转运动也受到限制，这是因为通过伸缩密封件514相对于阀体的回转适应回转运动。该回转运动必须克服密封的摩擦力(如在图5中的位置A和B处所示)和弹簧518的回转阻力。
[0044]应该注意，优选实施例的球形支承由球形支承面和截头圆锥形支承面的组合构成。这提供了支承面之间的线接触并且减小了表面加工所需要的容差(主要要求只有配合面有良好的表面质量)。截头圆锥形支承面也提供了比圆周边缘接触布置更耐磨的支承。
[0045]人们将会认识到，本发明打算与现有的飞行器阀门部件兼容而无需修改。人们也将会认识到，根据本发明实施例的阀体可以与现有设计的阀体基本相同。因而，根据本发明实施例的密封组件可以被改装到现有的阀体上以提供根据本发明的阀门。
【权利要求】
1.一种用于连接外储箱与飞行器的阀门，该阀门包括: 阀体；和 密封组件，该密封组件在使用时被布置成弹性地接合飞行器上的密封面，该密封组件包括: 伸缩密封件，该伸缩密封件在该阀体内从近端延伸至远端，该伸缩密封件被限位在该阀体内以保持该伸缩密封件和该阀体轴向对准；和 密封承座，该密封承座设置在该伸缩密封件的远端上，该密封承座相对于该伸缩密封件是可枢转的以便在使用中与该飞行器的密封面对准。
2.根据权利要求1所述的阀门，其中，该伸缩密封件的远端包括大体呈凸形的支承面，并且该密封承座包括互补的凹形支承面。
3.根据权利要求1或2所述的阀门，其中，球形支承被设置在该密封承座和该伸缩密封件之间。
4.根据任一前述权利要求所述的阀门，其中，该阀体进一步包括外表面，该外表面在使用中与该飞行器的表面相对，其中该表面设有该伸缩密封件突出穿过其中的孔，所述孔的尺寸大小被设定成紧密配合该伸缩密封件的外轮廓。
5.根据任一前述权利要求所述的阀门，其中，该阀体包括大体呈圆柱形的主体，该伸缩密封件包括大体呈圆柱形的主体，该伸缩密封件的主体的外径小于该阀体的内径以便被容纳在该阀体中。
6.根据权利要求6所述的阀门，其中，在该阀体的内表面和该伸缩密封件的外表面之间设有密封。
7.根据任一前述权利要求所述的阀门，进一步包括偏压机构，该偏压机构安置在该阀体和该伸缩密封件之间并被布置成将该伸缩密封件偏压向伸展位置。
8.根据任一前述权利要求所述的阀门，其中，该密封承座进一步包括用于在使用中接合该飞行器上的密封面的抵接面，该抵接面包括密封座。
9.根据任一前述权利要求所述的阀门，其中，该密封承座大体呈环形并且被布置成(弹性地)接合该伸缩密封件的远端。
10.根据权利要求9所述的阀门，其中，该密封承座和该伸缩密封件设置有相互配合结构以保持该密封承座。
11.根据权利要求10所述的阀门，其中，该相互配合结构包括在该密封承座的内表面上的周向凹槽和在该伸缩密封件的远端的外表面上的被布置用于接合所述凹槽的外伸突部。
12.根据权利要求10或11所述的阀门，其中，该相互配合结构进一步被构造成提供用于限制该密封承座的运动范围的止挡。
13.根据任一前述权利要求所述的阀门，进一步包括延伸穿过由该阀体和该密封组件限定的中心孔的阀门接合件，并且该阀门接合件被成型和构造成接合在飞行器上的阀门的打开机构。
14.一种用于飞行器的外储箱，包括根据任一前述权利要求所述的阀门。
【文档编号】B64D37/00GK104507811SQ201380040393
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2012年7月31日
【发明者】M·鲍威尔 申请人:伊顿有限公司