一种电控放气活门的制作方法

本发明涉及航空发动机附属部件，具体涉及一种电控放气活门。

背景技术：

1、放气活门的作用是当发动机启动或处于低转速时，把发动机轴流压气机出口的多余气体排放到大气中，目的是为了能顺利启动发动机，并且防止当ng低转速时压气机喘振，它是感受p3/p0压比来控制活门开启和关闭的。

2、目前，绝大部分放气活门的结构是由控制组件、通道组件、信号反馈组件组成，其中控制组件的核心关键部件是一个能精确感受p3/p0压比的真空膜盒，该结构的放气活门有以下几个特点：

3、1、蝶板与通道采用球面间隙配合的结构方式，为了保证通道泄漏量符合要求和蝶板顺畅转动，一般蝶板与通道的配合间隙控制在0.1～0.2mm。蝶板与轴杆为一体式，轴杆两端采用滑动摩擦的轴承套作支撑，由于蝶板与通道为球面配合，因此通道必须采用分体式结构才能保证蝶板与通道的装配。

4、2、膜盒作为活门开闭控制的核心关键部件，其由内外两层波纹管组成，波纹管之间抽真空，从而使膜盒内外层能感受高压压气机空气压力p3和环境压力p0的比值。波纹管由多层金属波片叠焊加工而成，焊接方式采用等离子焊或氩弧焊，每层波片一般由0.1～0.2mm厚的金属板冲压而成。

5、3、通道组件里的驱动结构为齿轮齿条机构，此结构为了保证齿轮和齿条能够正常啮合工作，齿形的加工要求高，且对齿条线性运动的同轴度要求高。为了保证经济性和加工性，一般采用齿条与导向套分别加工再组焊的方式。

6、但是，具有以上特点的放气活门在实际使用中存在以下诸多问题：

7、1、当发动机在砂尘环境中工作时，砂尘会通过压气机后再经放气活门排出发动机。对于现有结构的放气活门，由于没有阻隔砂尘的设计，因此在此过程中，较细的砂尘逐渐在轴杆与衬套配合的间隙中堆积，较粗的砂尘在蝶板与通道的间隙中堆积；当砂尘堆积到一定程度，轴杆与衬套的摩擦力以及蝶板与通道的摩擦力会越来越大，最终导致蝶板卡死，无法转动。情况严重时，压气机多余气体不能及时排出会导致发动机喘振，危及飞行员生命安全。

8、2、受限于通道和蝶板的结构及工作形式，通道和蝶板的加工以及装配的精度要求较高。若不能保证要求的加工和装配精度，放气活门工作的可靠性就会降低，甚至会导致放气活门在工作时，因为高温工况的影响，蝶板与通道受热尺寸发生变化，使得配合间隙减小，由于加工精度和装配精度不满足要求，最终导致蝶板卡死，无法转动。同时，砂尘易于堆积在蝶板和通道的间隙中，也会造成蝶板卡死。进而出现第一点所述的情况：多余气体不能及时排出压气机而导致发动机喘振，危及飞行员生命安全。

9、3、膜盒组件是由多个零件组焊而成，因此对焊接设备的性能、焊接工艺以及焊接过程的控制有非常高的要求，特别是波片的焊接。基于现有国内金属薄壁件焊接设备和工艺成熟度还不够高，使得国产化的膜盒组件成品率较低、可靠性不高，并且加工周期长、成本高，后期故障率也较高。其主要失效模式有：膜盒真空微渗漏导致的压比不合格；焊缝破裂导致的膜盒失效。

10、4、齿轮和齿条的加工精度要求高，成本高，经济性不好。而且由于发动机振动的原因，齿轮和齿条的啮合面会处于长期的磨损状态，同时活塞的复位弹簧在安装时会对活塞有一个周向的旋转预紧力，久而久之齿面会出现偏磨的现象。当磨损量达到一定值时，齿轮和齿条易出现啮合不顺畅的问题，严重时可能会卡滞，最终使得压气机多余气体不能及时排出而导致发动机喘振，危及飞行员生命安全。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种电控放气活门，通过电控的方式解决了膜盒式放气活门外场使用故障率高的问题，提高了放气活门整体的响应速度和可靠性，同时具有防砂能力，解决了现有结构放气活门在砂尘环境中使用易出现卡滞的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种电控放气活门，包括：

4、壳体，设有通道及位于通道外围的气道；

5、蝶板，转动连接于所述通道内，用于所述通道的开关；

6、支座，固定连接于所述通道上方的壳体，其设有可与所述气道一端连通的p3进气口；

7、电磁阀，固定安装于所述支座，用于控制所述p3进气口与气道的通断；及

8、传动机构，固定安装于所述通道下方的壳体且与所述蝶板相连接，其设有与所述气道另一端连通的聚气腔；

9、其中，所述电磁阀通电后，气体由所述p3进气口进入经所述气道充入所述聚气腔以增大其体积，使得所述蝶板转动而关闭所述通道；所述电磁阀断电后，所述聚气腔的气体经所述气道通过所述电磁阀的排气口排出以减小其体积，使得所述蝶板反向转动而开启所述通道。

10、在本技术公开的一个实施例中，所述通道下方的壳体设有轴线垂直于所述通道的腔室；

11、所述传动机构包括带封板的导向柱、活塞、连杆、摇臂、复位弹簧及封盖；

12、所述封板与所述封盖分别密封连接于所述腔室两端的壳体；

13、所述活塞内壁密封且滑动套接于所述导向柱、外壁与所述腔室密封且滑动配合以将所述腔室分隔为聚气腔和复位腔；

14、所述活塞、连杆及摇臂依次连接构成曲柄连杆机构；

15、所述摇臂远离所述曲柄连杆机构的一端与所述蝶板的轴杆固定连接；

16、所述复位弹簧位于所述复位腔、其抵触连接于所述活塞与封盖之间。

17、在本技术公开的一个实施例中，所述活塞具有大小端、其中部开设有自大端向小端延伸的盲孔，所述盲孔内壁密封且滑动套接于所述导向柱；

18、所述活塞大端外圆周面通过第一唇形密封圈与所述腔室内壁密封且滑动配合，所述活塞大端一侧面与所述封板之间的区域为所述聚气腔、另一侧面与所述封盖之间的区域为所述复位腔；

19、所述活塞小端背向所述活塞大端的侧面设有环形凹槽，所述封盖设有与所述环形凹槽对应的环形凸台，所述复位弹簧两端分别通过弹簧垫圈抵触连接于所述环形凹槽与环形凸台之间。

20、在本技术公开的一个实施例中，所述支座内置有滤芯和节流片；

21、所述滤芯和节流片依次设于所述p3进气口的下游。

22、在本技术公开的一个实施例中，所述通道与所述蝶板配合处的壳体内壁镶嵌有衬套，所述蝶板外圈设有弹性胀套；

23、当所述蝶板处于关闭状态时，所述弹性胀套与所述衬套紧密贴合而构成防砂结构。

24、在本技术公开的一个实施例中，所述轴杆两端通过轴承转动连接于所述壳体开设有的安装孔；

25、所述安装孔靠近所述通道的一端内壁嵌装有唇口朝向所述通道内的第二唇形密封圈；

26、所述第二唇形密封圈内壁与所述轴杆外壁转动且密封配合。

27、在本技术公开的一个实施例中，还包括用于反馈放气活门开关状态的信号反馈机构；

28、所述信号反馈机构连接于所述通道下方的壳体且位于所述传动机构一侧。

29、在本技术公开的一个实施例中，所述信号反馈机构包括微动开关、开关弹片、调节块、调节螺钉及防尘盖；

30、所述微动开关、防尘盖分别与所述壳体固定连接且所述微动开关置于所述防尘盖内，所述开关弹片与所述微动开关相连接，所述调节块与所述轴杆固定连接，所述调节螺钉与所述调节块螺纹连接；

31、所述调节螺钉跟随所述轴杆同步转动、其头部可按压所述开关弹片而使其变形。

32、在本技术公开的一个实施例中，所述轴杆远离所述信号反馈机构的一端固定连接有指针；

33、所述壳体上刻有与所述指针对应的“开”和“关”字样。

34、在本技术公开的一个实施例中，所述通道下方的壳体设有用于外接电源的电连接器插头；

35、所述电连接器插头通过内含数根第一导线的导管与所述电磁阀电性连接；

36、所述微动开关通过数根第二导线与所述电连接器插头电性连接。

37、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

38、1、利用电磁阀通断电改变复位腔的体积，并通过传动机构带动蝶板转动来控制通道（活门）开启和关闭，不会出现蝶板无法开启或关闭的情况，从而避免发动机喘振，有效保证了飞行员生命安全；相较于膜盒结构的放气活门，电控方式响应更快，控制更精准，大大提高了放气活门工作的可靠性。

39、2、在复位弹簧两端增加弹簧垫圈，可以有效减小因安装封盖带动复位弹簧旋转对活塞产生的旋转扭矩，减轻了曲柄连杆机构偏磨情况。

40、3、衬套可以提高采用铸造铝合金制作的壳体的耐磨性能，弹性胀套在蝶板关闭时通过自身弹性力的作用能够很好地跟衬套贴合而构成防砂结构，从而防止砂尘进入到蝶板与通道之间的缝隙，解决了现有放气活门无法在发动机处于砂尘环境的工况下正常工作的问题，大大提高了放气活门的环境适应性，从而提高发动机在恶劣环境下工作的可靠性。

41、4、第二唇形密封圈在自身弹性支撑圈的作用下能够很好地跟轴杆外壁和安装孔内壁紧密贴合，防止通道内的砂尘通过轴杆与安装孔之间的缝隙进入到轴承内部而造成轴承卡滞，并且在放气活门工作时，第二唇形密封圈的内外唇边在压力的作用下会相对扩张而与轴杆外壁和安装孔内壁贴合更紧密，进一步增强了放气活门的防砂能力和提高了其在砂尘环境中工作的可靠性。