专利名称：防火减压板装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于隔离结构如隔板或壁的减压板装置，特别是这样一种减压板装置，具有在飞行器舱室快速减压过程中能够从设备中完全释放的减压板。
飞行器通常由如壁、隔板、地板等结构分隔成两个或多个舱室。飞行中，这些舱室相对于飞行器外部的大气压被施加正压。如果在一个舱室与外部大气之间设置一个开口，压力差将导致飞行器内部空气的突然外逸。当空气冲出开口时，几乎瞬间的压力差扩散也将导致其他舱室减压。
为适应压力差的这种链式反应，经常有必要在舱室之间提供减压板以快速使压力差平衡。在舱室间不快速缓解压力差将导致隔离结构和/或周围部件的变形。已知的减压板具有夹心形式结构，其中减压板被释放以完全暴露出穿过隔离结构的开口。这使空气能够快速从中穿过并快速缓解压力差。这些类型的减压板有时称为完全释放漏气板。
但在减压过程中使空气在舱室间穿过还必须考虑飞行器的其他要求。特别是一些飞行器舱室依靠窒息氧气来灭火。这要求隔离结构具有氧气密封火屏障的作用，不允许火或氧气从其中穿过。这种情况下，使用一种在快速减压时使舱室间压力快速平衡而又阻止舱室间火的扩散的减压板就很有好处了。本发明就是要提供这样一种板。
本发明提供一种用于隔离结构，在飞行器相邻两舱室间快速缓解压力差的防火减压板。根据本发明形成的减压板装置包括一个具有第一表面，一个开口，以及一个环绕开口周边通常从第一表面向外伸展的升起部分(如外圆角)的支承盘。减压板用来盖住支承盘开口，因此其尺寸略大于开口。保持环与支承盘相连，使减压板的外边缘位于并保持在升起部分和保持环之间。
保持环包括多个可以各自独立弯曲的分段或指状物。在根据本发明制成的板装置的一个实施例中，保持环是一个具有指状物的单独的矩形件，指状物由多个分离的细长槽形成，槽沿环的内圆周伸入保持环中。在槽的端部设有减压孔，以防止裂纹产生。
在正常使用(非减压)中，防火减压板被夹在保持环和升起部分之间。环、减压板和升起部分之间的接触基本上是气密接触，这样板装置可以防止氧气和烟在舱室间流动，从而防止了火和烟的扩散。在减压时，一个或多个保持环指状物向外稍稍弯曲，这样就减少了施加到防火减压板上的保持力。这样舱室间的压力差就会容易地和迅速地使整个板从装置上脱离。
根据本发明的另一些方面，减压板由防火玻璃纤维制成，保持环由镍铬不锈钢制成。板装置最好定向在竖直平面内，支承盘开口、减压板和保持环为矩形，并通过它们的纵轴向伸展而定向。
根据本发明的其他一些方面，可以包括一些可选择的特征来增强板性能的特定方面。为在装配中使减压板中央对齐，多个定位销将支承盘和保持环连接在一起。特别地，定位销从支承盘第一表面伸出并穿过在保持环内设置的间隙孔。定位销的位置使减压板边缘仅与销接触。因此销起着制动导向的作用。支承盘还可以包括一个围绕升起部分的凹槽。一个内密封件被定尺寸地安置于凹槽内，并在使用时装在支承盘和保持环之间。内密封件用作非显著(ablatant)散热件。
板装置还可以包括一个格栅，用来防止防火减压板与舱室内的物体接触。在一个实施例中，支承盘包括一个带有绕盘开口从周缘垂直延伸的第二表面。一些辅助减压孔延伸穿过格栅侧和凸缘，如果格栅表面被封闭，能够建立减压平衡。格栅连到凸缘上并大致覆盖整个支承盘开口。格栅最好由耐热材料如铝、钛、钴、钢等机加工或铸造而成。
通过结合附图参照下面的详细说明，本发明的上述方面及许多附带的优点将更容易体会和理解，其中
图1是根据本发明形成的安装于底部货舱前隔板中的防火减压板装置的透视图，图2是图1所示装置各部件的分解透视图，部件以拆卸的方式对齐放置；图3是图1中所示装置各部件相反一侧的分解透视图；图4是图1的侧视图；图5是沿图4中5-5线的剖视图；图6是沿图4中6-6线的剖视图。
图1是根据本发明形成的防火减压板装置1 2一个实施例的透视图。所示装置安装于分隔货仓和电子仓的隔板(更一般地，一种隔离结构14)中。选择这种特别的隔离结构及舱室间位置只是用于举例。装置可以固定在飞行器或航天器的其他隔离结构中在相邻舱室间需要突然减压的位置。
参照图2，减压板装置12一般包括保持环22，防火减压板24，及带有开口28的支承盘26。正常使用时，减压板24盖住支承盘开口28并由保持环22固定到位。减压板有效地在开口28周围形成气密封，防止从一个相邻舱室到另一个之间形成火焰和烟的通道。如果舱室间的压力差快速变化，保持环22稍稍弯曲，使减压板24快速和全部地从装置12中释放，暴露出支承盘开口28，这样使相邻舱室间压力迅速相等。板装置12可选择地包括格栅30，来禁止减压板被非有意地挪动(当货物或人在货仓中移动时很容易发生)。
更详细地，支承盘26是一个矩形平面件，具有第一面34和第二面36(见图3)。如图3所示，开口28一般位于盘的中央。最好也使用矩形或方形开口，并且，如果可能，将装置12在隔离结构中定位，如图1所示，使装置的平面竖直，装置的纵轴处在横向方向。这种定向使火焰扩散的垂直距离最小而帮助在舱室间进一步减少火的扩散。支承盘26最好由耐热材料如铝，钛，钴，钢等机加工或铸造而成。如果选择铝，应该增加标准厚度来抵消燃烧中的任何金属软化效应。已经表明，支承盘平均厚度约在0.15英寸至0.20英寸之间时能够很好地工作。
减压板12是一个单向减压板，即减压板24将在一个方向上完全释放。在图1-4中，支承盘第一表面34(如图2所示)是面对高压舱室39的一侧。支承盘第二表面36(如图3所示)是面对低压舱室41的一侧。如图1所示，支承盘26通过多个紧固件42安装在隔离结构24中。紧固件42穿过支承盘和边缘密封件46，穿过隔离结构14中的孔，进入低压舱室一侧共用的覆顶插孔中。边缘密封件46使减压装置与隔离结构保持气密接触。边缘密封件46最好由耐热不易燃的材料如硅制成。
支承盘紧固件42与隔离结构的部分相连，它们本身有足够强度，在快速减压时能够保持其形状和位置，这一点很重要。实施例的结构包括支承柱，周边轨，加强肋，地板梁等。优选的紧固件42包括具有销、卡环和配合垫圈的镉钢直角转弯双头螺栓。优选这些类型的紧固件，因为它们在需要时如维修或进入舱室时能够使减压板装置快速而容易地移走。
参照图3，本申请的减压板装置12另外还包括靠近支承盘26上和下侧边缘布置的覆顶插孔48。覆顶插孔48在减压板装置上部和下部与相邻的隔板50(见图1)相连。
参照图2，支承盘第一表面34包括一个通常向外伸展的周边凸缘54，用于连接格栅30和支承盘26。周边凸缘54由耐热不易燃材料与支承盘其他部分整体形成。优选的格栅材料是7050-T7451铝。格栅30的深度大约等于支承盘周边凸缘54的深度。格栅尺寸略小于由周边凸缘54限定的面积。因此格栅30插入凸缘54中，并由穿过周边凸缘54并进入格栅30侧表面35的多个格栅紧固件56固定。图2中所示紧固件56包括钛六角头螺栓、镀隔沉头垫圈及钢镀镉螺帽。螺帽铆接在格栅30中，是装置的一部分。周边凸缘54格栅侧表面35都有辅助减压孔58，当格栅表面被异物阻塞时使空气进入支承盘开口28。
参照图3，支承盘第二表面36包括一个绕盘开口28伸展的凹槽62，其宽度大于深度。参照图5，凹槽62被通常从凹槽表面向外伸展的升起部分64(示出了一个外圆角)限定在支承盘开口。圆形整体间隔机座66以一定间隔沿凹槽62分布，以比外圆角64向外伸展距离略小的距离从支承盘凹槽表面向外伸展。孔68在每一个整体分布机座66上穿过支承盘26。
仍然参照图5，由硅泡沫橡胶制成的不燃烧、不压缩的内密封件70位于凹槽62内用作非显著散热件，以进一步消除从支承盘26传到保持环22的热量。内密封件70的厚度大约等于凹槽的深度。沿内密封件70设有密封孔72，以容纳整体间隔机座66。使用时，内密封件70最好不受保持环和支承盘的压或夹。
支承盘26还包括一个环绕凹槽62的外环缘76。在凹槽62和外环缘76之间是阶梯状定位环平面78。保持环22是一个非成形的片状金属部件，外形尺寸略小于由外环缘76限定的区域。正常使用时，保持环22靠近支承盘26布置，使外环缘76定位保持环的外缘，保持环的成形的内缘靠近外圆角64布置。保持环与支承盘26在整体间隔机座66和阶梯平面78处接触。保持环22通过穿过联结安装孔68的常规的螺栓/螺母连接形式紧固件80而固定到位。
如图5和图6所示，减压板24位于支承盘开口28之上，由保持环22和支承盘外圆角64之间的夹持力固定在其圆周上。夹持力是当保持环22与整体间隔机座66紧密接触时产生的。由于机座66以比外圆角64略小的距离向外延伸，而保持环22又有一定刚度，保持环22推在外圆角64上，这样就有效地形成了夹持。由于多数减压板24圆周是这样固定的(下面的情况例外)，减压板装置12可以起到氧气和烟屏障的作用，帮助截断在各舱室间扩散的火的危害。
根据本发明制成的减压板装置12有在快速减压时迅速从夹持力中释放出来的能力是同样重要的。为确保一个满意的响应，保持环22被分成段(见图4)，这种分段是以为响应相邻舱室间压力差，允许环在弹性范围内弯曲和扭转的方式进行的。这样弯曲后，保持环的部分以足够减少保持环22和外圆角64之间在该位置的夹持力的量横向向外移动，这样就释放了减压板24的一部分。当即使是减压板的很小一部分被挪位后，整个板就会很容易地被吸出并进入低压舱室41中。当减压板24被全部释放后，支承盘开口28暴露出来并使相邻舱室间压力迅速达到平衡。可采用可选择的措施来减少或增加保持环22与外圆角64之间的夹持力的值，如磨光外圆角，改变保持环22的标准厚度，改变整体间隔机座66的高度。
在图1-6的实施例中，保持环22是一个单独的不易碎件，具有多个位于槽86之间的分段或指状物84，槽86沿保持环22内缘间隔分布。环的内缘包括在每个槽86处的弯角88，这样槽的边缘不会互相靠在一起。减力孔90建议做在槽的里端，以防止裂纹扩散。槽的各种尺寸依特定场合中所需响应特性而变化。
保持板22由防火材料制成，该材料的熔化温度远远高于预计的各相邻舱室中火的温度。已经表明镍铬不锈钢17-7PH很适合。减压板24由可弯曲的耐热和防火材料制成，如BMS8-223玻璃纤维等。优选的环是不易碎的，即在减压时不会断而只是弯曲。减压板24和保持环22的尺寸都应该提供适当的挠度和刚度。在一个测试装置中，0.021英寸的减压板中0.2英寸外圆周夹在支承盘外圆角和保持环之间，工作很好。厚0.016英寸的保持环产生一个0.032英寸的横向移动，这种移动使快速减压后减压板24在不到一秒钟的时间释放。
为在装配时帮助减压板24对中，如图4和6所示，在与减压板的外缘期望的位置对应的位置，在保持环22和支承盘26之间提供了多个定位销94，定位销94的数量和位置也必须允许多个保持环指状物84弯曲。否则，减压板24将不会正确释放。根据精确的部件尺寸，可以期望沿内密封件的内缘和减压板的外缘形成小的半环形的切口(未示出)以抵消保持环24作用于内密封件的任何压力。在任何设计中，定位销94不夹、抓，可粘住减压板24或保持环22都是很重要的。图1，4和6中所示定位销包括钛螺杆、镀镉钢防沉垫圈、自锁镀镉钢螺母和镀镉钢平垫圈。
减压板装置12按下列步骤制作。连接定位销94到支承盘。内密封件70置于支承盘凹槽62中。防火减压板24置于支承盘开口28之上与外圆角64接触。板外圆周用定位销94对齐。保持环22置于防火减压板24和内密封件上面，定位销94穿过保持环间隙孔95(见图4和6)。保持环位置在外环缘76范围内，与阶梯状定位环平面78接触。紧固件80装于各安装孔68中，将保持环22与支承盘26连接起来。格栅30插入支承盘圆周凸缘54中，由穿过凸缘54进入格栅30侧面35的格栅紧固件56固定。边缘密封件46、直角转弯双头螺栓42和覆顶插孔48与支承盘相连。减压装置位于隔离结构14中，并装有相邻板50。
本领域技术人员将理解，根据本发明制成的板装置提供了一个防火的快速、完全释放的减压系统。尽管对本发明的较佳实施例进行了描述，可以理解在不脱离本发明精神的前提下可以进行各种改变。
权利要求
1．一种在隔离结构中使用的减压板装置，所述板装置包括(a)一个带有第一表面、开口及绕开口圆周从第一表面向外延伸的升起部分的支承盘；(b)一个尺寸大于支承盘开口的减压板；和(c)一个与支承盘在开口处连接的保持环，减压板位于升起部分和保持环之间，保持环与支承盘之间的连接对减压板提供了一个夹持力；保持环包括多个指状物，在减压时允许保持环弯曲，从而允许减压板从装置上全部脱离。
2．如权利要求1所述的减压板装置，其特征在于，减压板由防火材料制成。
3．如权利要求1所述的减压板装置，其特征在于，保持环由镍铬不锈钢制成。
4．如权利要求1所述的减压板装置，其特征在于，保持环是不易碎的。
5．如权利要求1所述的减压板装置，其特征在于，支承盘开口、减压板和保持环分别为矩形和方形之一。
6．如权利要求1所述的减压板装置，其特征在于，支承盘包括一个与第一表面相对的第二表面，板装置还包括与支承第二表面相连的格栅，格栅覆盖住整个支承盘开口。
7．如权利要求6所述的减压板装置，其特征在于，格栅由铝经机加工制成。
8．如权利要求6所述的减压板装置，其特征在于，支承盘包括一个从第二表面垂直延伸的凸缘，格栅插入并连接到凸缘上。
9．如权利要求6所述的减压板装置，其特征在于，，格栅、支承盘开口、圆周凸缘、减压板和保持环的形状分别为矩形和方形之一。
10．如权利要求1所述的减压板装置，其特征在于，保持环、减压板及升起部分之间的接触基本上是气密接触。
11．如权利要求1所述的减压板装置，其特征在于，减压板尺寸略大于支承盘开口，减压板装置还包括多个定位销，连接在保持环和支承盘之间，用来将减压板对齐在保持环和升起部分形成的夹持部分中。
12．如权利要求1所述的减压板装置，其特征在于，升起部分具有截面弯曲的形状。
13．用于飞行器隔离结构中的减压板装置，所述板装置包括(a)一个带有第一表面、开口及绕开口圆周从第一表面向外延伸的升起部分的支承盘；(b)一个与支承盘开口形状相似的减压板；和(c)一个具有内圆周的不易碎的保持环，内圆周具有多个伸向保持环和外圆周的分开的槽；保持环与支承盘相连；减压板固定在支承盘升起部分和保持环之间；其特征在于，在快速减压时，槽允许保持环向外稍稍弯曲，以减少施加到减压板上的保持力。
14．如权利要求13所述的减压板装置，其特征在于，减压板尺寸略大于支承盘开口，减压板装置还包括多个穿过保持环并固定到支承盘上用来使减压板对齐的定位销。
15．如权利要求13所述的减压板装置，其特征在于，另外还包括一个内密封件，位于保持环和支承盘之间，内密封件用于形成非显著散热件。
16．如权利要求15所述的减压板装置，其特征在于，支承盘还包括一个环绕升起部分的凹槽，内密封件位于凹槽中。
17．如权利要求15所述的减压板装置，其特征在于，减压板尺寸略大于支承盘开口，减压板装置还包括多个连接在保持环和支承盘之间用来使减压板对齐的定位销。
18．如权利要求13所述的减压板装置，其特征在于，支承盘还包括一第二表面，板装置还包括一个与支承盘第二表面相连的格栅，格栅覆盖住支承盘开口。
19．如权利要求18所述的减压板装置，其特征在于，格栅包括多个辅助减压孔。
20．如权利要求18所述的减压板装置，其特征在于，支承盘包括一个从第二表面垂直延伸的凸缘，格栅与凸缘相连。
21．如权利要求20所述的减压板装置，其特征在于，减压板尺寸略大于支承盘开口，减压板装置还包括多个穿过保持环并固定到支承盘上用来在保持环和升起部分之间使减压板对齐的定位销。
22．如权利要求13所述的减压板装置，其特征在于，减压板由耐火玻璃纤维制成。
23．如权利要求13所述的减压板装置，其特征在于，保持环由镍铬不锈钢制成。
24．如权利要求13所述的减压板装置，其特征在于，升起部分的横截面形状为曲线。
25．在飞行器隔离结构中使用的减压板装置，板装置包括(a)一个带有第一表面、开口及绕开口圆周从第一表面向外延伸的升起部分的支承盘；(b)一个尺寸可覆盖支承盘开口的减压板；和(c)一个与支承盘在开口处连接的保持环，减压板位于升起部分和保持环之间，保持环形成一个具有多个分段的整体；和(d)一个位于支承盘和保持环之间的内密封件，内密封件起散热件的作用；其特征在于，在快速减压时，保持环向外弯曲，以使减压板从装置上全部脱离。
26．如权利要求25所述的减压板装置，其特征在于，支承盘第一表面包括一个环绕升起部分四周的凹槽，内密封件位于凹槽中。
27．如权利要求26所述的减压板装置，其特征在于，支承盘第一表面还包括一个环绕凹槽的定位环平面和一个环绕定位环平面的外环脊；保持环位于外环脊中的支承盘上并由定位环平面支承。
28．如权利要求25所述的减压板装置，其特征在于，保持环由多个分开的紧固件连接到支承盘上。
29．如权利要求25所述的减压板装置，其特征在于，减压板与支承盘之间的连接基本上是气密的。
30．如权利要求25所述的减压板装置，其特征在于，密封件由玻璃纤维制成。
31．如权利要求25所述的减压板装置，其特征在于，支承盘包括一个与第一表面相对的第二表面，板装置还包括一个与支承盘第二表面相连的格栅，格栅用来防止物体挪动减压板。
32．如权利要求31所述的减压板装置，其特征在于，格栅包括多个辅助减压孔。
全文摘要
用于飞行器隔离结构的减压板装置,它包括一个具有开口的支承盘,一圆角从支承盘向外延伸,凹槽环绕外圆角形成。内密封件安置于凹槽中。提供一个保持环,它包括多个由分离的槽形成的指状物,槽从环的内缘伸入保持环中。该装置还包括一个与支承盘开口形状相似的减压板,在保持环与支承盘之间连接有多个定位销。在快速减压时,指状物稍稍弯曲以减小施加到减压板上的夹持力,从而使减压板迅速而完全地从装置上脱离。
文档编号B64C1/18GK1215681SQ9811759
公开日1999年5月5日 申请日期1998年8月1日 优先权日1997年8月1日
发明者雷恩·P·霍尔曼, 罗伯特·W·多斯特, 詹姆斯·W·鲍德温 申请人:波音公司