瓣阀组件及其组装方法、燃料系统和带该燃料系统的飞机

摘要

瓣阀组件及其组装方法、燃料系统和带该燃料系统的飞机。所述瓣阀组件包括：包括开口的阀座；包括凹陷部的支撑件，所述凹陷部具有基座、口部、和位于所述基座和所述口部之间的一对侧壁；盖，所述盖包括盖板和轴，所述轴被接纳在所述支撑件的凹陷部中；和轴保持构件，所述轴保持构件封闭支撑件中的凹陷部的口部，从而将轴保持在所述凹陷部内。轴和盖板是单个部件的一体形成的元件。轴能够在凹陷部内转动，使得盖能够从闭合位置转动到打开位置，在所述闭合位置，盖结合阀座并且覆盖开口，在所述打开位置，盖提升离开阀座，从而使得流体能够流过阀座中的开口。

说明书

技术领域

本发明涉及一种瓣阀组件及其组装方法。本发明还涉及一种具有 该瓣阀组件的燃料系统和具有该燃料系统的飞机。

背景技术

瓣阀（也称作止回阀或挡板阀）通常用在飞机燃料系统中，用于 控制燃料在燃料系统内的不同隔室之间的流动。例如，瓣阀可以安装 到机翼中的分隔燃料系统的两个隔室的翼肋或另一个壁上，以控制燃 料在两个隔室之间的流动，并且具体地允许燃料沿着一个方向在两个 隔室之间流动，而不允许燃料沿着另一个方向流动。

瓣阀可以设计成安装在飞机燃料箱中，使得在正过载飞行 （positive g flight）条件下，燃料能够通过瓣阀组件从燃料箱流到集 流盒（collector box）中，而不会通过瓣阀组件回流。这种布置方案有 助于确保在所有引擎供给条件下（包括自重进料和当燃料箱中的燃料 数量较低时），充足的燃料流到集流盒中。

期望的是最小化瓣阀的部件数量，以降低成本、降低复杂性、减 轻重量以及缩减组装时间，并且提供坚固的机构。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种瓣阀组件，所述瓣阀组件包括：包 括开口的阀座；包括凹陷部的支撑件，所述凹陷部具有基座、口部以 及在基座和口部之间的一对侧壁；盖，所述盖包括盖板和轴，所述轴 被接纳在支撑件的凹陷部中；和轴保持构件，所述轴保持构件封闭支 撑件中的凹陷部的口部，从而将轴保持在凹陷部中。轴和盖板是单个 部件的一体形成的元件。轴能够在凹陷部内转动，使得盖能够从闭合 位置转动到打开位置，在所述闭合位置，盖接合阀座并且覆盖开口， 在所述打开位置，盖提升离开阀座，从而使得流体能够流过阀座中的 开口。

本发明的第二方面提供了一种组装根据第一方面的瓣阀组件的方 法，所述方法包括：通过凹陷部的口部将轴插入到凹陷部中；随后利 用保持构件闭合支撑件中的凹陷部的口部，从而将轴保持在凹陷部内。

轴和盖板是单个部件的一体形成的元件，与轴和盖板形成为单独 部件的替代性布置方案相比，这最小化了部件数量。

轴和盖板可以是单个金属部件的一体形成的元件。然而，这可能 产生绝缘的导体，所述绝缘的导体可能会导致静电放电或电磁危害， 并且容易发生腐蚀。因此，更优选地是，轴和盖板是非导电材料的单 个部件的一体形成的元件，这最小化了产生静电放电或电磁危害的风 险，并且也使腐蚀最小化。通常，轴和盖板是诸如尼龙66的聚合材料 的单个部件的一体形成的元件，所述聚合材料可以用诸如玻璃纤维的 非导电纤维加强。

轴保持构件可以包括止动部件，当盖打开超过止动角度时，所述 止动部件接合盖，以阻止盖打开超过所述止动角度。

瓣阀组件可以包括第一止动部件，所述第一止动部件在盖打开至 第一止动角度时接合盖，以阻碍盖打开超过第一止动角度；并且轴保 持构件可以包括第二止动部件，所述第二止动部件在第一止动部件未 能阻止盖打开超过第一止动角度并且盖达到第二止动角度的情况下接 合盖，以阻碍盖打开超过第二止动角度。阀座和第一止动部件可以是 阀体构件的一体形成的部件。

阀座和支撑件可以是阀体构件的一体形成的部件。轴保持构件可 以通过可移除的紧固件附接到阀体构件。阀体构件可以通过可移除的 紧固件附接到壁。用于将阀体构件附接到壁的紧固件中的一些或全部 还可以用于将轴保持构件附接到阀体构件，以最小化部件数量。

盖体可以包括盖板和一对盖臂，所述一对盖臂从盖板延伸，并且 轴可以在所述一对盖臂之间延伸。轴、盖板和盖臂可以是单个部件的 一体形成的元件。

支撑件可以包括第一支撑构件和第二支撑构件，第一和第二支撑 构件中的每一个均包括凹陷部，所述凹陷部具有基座、口部、位于基 座和开口之间的一对侧壁。轴可以被接纳在第一支撑构件和第二支撑 构件的凹陷部中，并且轴保持构件可以封闭第一和第二支撑构件中的 凹陷部的口部，从而将轴保持在凹陷部中，使得轴能够在凹陷部内转 动，以使盖能够从闭合位置转动到打开位置，在所述闭合位置，所述 盖接合阀座，在所述打开位置，所述盖提升离开阀座，从而使流体能 够流过阀座中的开口。

盖板可以直接接合阀座，或者更加优选地，盖包括弹性密封构件， 所述弹性密封构件附接到盖板，并且当盖处于其闭合位置时接合阀座。 密封构件可以包括连同盖板一起覆盖开口的板，或者所述密封构件可 以是不覆盖开口而是仅仅提供用于阀座的环形密封件的O型环或类似 物。

凹陷部的基座优选地是曲面的，通常具有恒定的曲率半径。

瓣阀组件可以安装在分隔两个区域的壁上，并且可以用于控制两 个区域之间的流体流动。壁可以是燃料系统的壁，或者可以是分隔流 体的任何两个部分的壁。

瓣阀组件可以安装在燃料系统中，例如安装分隔两个毗邻的燃料 隔室分开的壁或翼肋上，或者安装在收集箱的壁上。

瓣阀组件可以用于控制在飞机燃料系统中的两个隔室之间的流体 流动，例如控制在两个毗邻的燃料箱隔舱之间的流动或者流入和流出 用于在负过载飞行条件下向引擎供应燃料的集流盒，或者所述瓣阀组 件可以通常地安装到分隔流体的两个部分的任何壁上，以控制两个部 分之间的流动。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的实施例，在所述附图中：

图1图解了飞机；

图2图解了飞机燃料箱的布局；

图3图解了打开的根据本发明的实施例的瓣阀组件；

图4图解了阀基座；

图5图解了阀盖；

图6图解了轴保持构件；以及

图7图解了闭合的瓣阀组件；

图8是示出了隐藏的部件的侧视图，其示出了处于闭合位置和完 全打开位置的盖；

图9是安装在肋壁上的组件的侧视图；以及

图10图解了用于组装瓣阀组件的成套部件。

具体实施方式

图1图解了具有机身2和机翼3、4的飞机1的俯视图。飞机1 具有位于机翼3中的燃料箱。如图2所示，机翼具有前翼梁6和后翼 梁7，所述前翼梁6和后翼梁7形成燃料箱的前壁和后壁，而机翼的 上和下封盖形成顶壁和底壁。

燃料箱被翼肋8a-8e分隔成多个隔室5a-5d，所述翼肋8a-8e在前 翼梁6和后翼梁7之间并且在上封盖和下封盖之间伸展。翼肋8c具 有沿着其长度安装的若干瓣阀组件9，以控制燃料在燃料箱隔室5b和 5c之间流动。图3图解了瓣阀组件9。组件包括三个部件：图4示出 的阀基座构件10、图5示出的盖构件11、和图6示出的保持构件12。

参照图4，阀基座构件10包括基板40，所述基板40具有被带有 环形端面15的凸缘14所包围的开口。开口13与翼肋8c中的对应的 开口（未示出）对准。在开口13上方，阀基座构件10具有两个支撑 构件50，所述两个支撑构件50从基板40突出。每个支撑构件50均 具有凹陷部，所述凹陷部具有敞开的口部51、半圆柱形基座52、和位 于基座52和口部51之间的一对平行平面的竖直侧壁53。阀基座构件 10还设置有第一止动部件和第二止动部件18。

图4中示出的阀基座构件10的所有部件一体地形成为由诸如尼龙 66的聚合物制成的单个部件（例如通过注射模塑）。

图5中示出的盖组件11包括盖板22、轴23、一对臂24、图9和 图10中示出的丁腈橡胶密封构件25和密封保持板32。盖板22、臂 24和轴23由诸如由玻璃纤维加强的尼龙66的聚合物复合材料一体形 成的单个部件。使用这些非导电的材料最小化了静电放电或电磁危害 的风险，并且也最小化了腐蚀。

参照图9，通过保持板32将密封构件25保持在盖板22上，所述 保持板32通过金属铆钉33附接到盖组件，所述金属铆钉33穿过盖板 22、密封构件25和保持板32。通过顶封材料80将金属铆钉的头部封 装起来，所述顶封材料80减少了暴露于周围结构的绝缘的导体。

轴23具有如图8所示的环形横截面，并且坐落于支撑构件50中 的凹陷部51的半圆柱形的基座52上。因此，盖组件11能够相对于阀 基座构件10围绕轴23的纵向轴线枢转。

盖组件11能够在图7中示出的闭合位置和图3中示出的打开位置 之间枢转，在所述闭合位置，密封构件25结合阀座的端面15，从而 防止流体流过开口，在所述打开位置，盖提升离开阀座，使得流体能 够流过开口。在闭合位置中，密封构件25接合凸缘14的端面15，使 得端面15用作阀座。当盖组件处于其闭合位置时，盖板22和密封构 件25皆覆盖开口13。当垂直于开口13观察时，盖板22和密封构件 25具有大于开口13的面积。

如图9所示，端面15的平面与基板40的竖直平面成锐角。这确 保当安装在上反机翼（dihedral wing）中时盖组件11保持闭合。

图6中示出的保持构件12包括：顶板26；两个定位臂27，所述 两个定位臂具有螺栓孔28a和28b；两个止动部件29；以及保持元件 31。图6中示出的保持构件12的所有部件由诸如由玻璃纤维加强的尼 龙66的聚合物一体形成为单个部件。

参照图9，基板40在翼肋8c的面向隔室5c的侧部上，通过穿过 基板40中的孔20a-20d的螺栓（示出了21a和21d）附接到翼肋8c。 穿过孔20a、20b的螺栓还穿过保持构件12的定位臂27中的孔28a、 28b，从而将保持构件12附接到基座构件10。盖组件11通过以下步 骤安装到基座构件10上：将轴23定位在支撑构件50的凹陷部内，使 得轴23座落在半圆柱形的基座52上；安装保持构件12；以及插入螺 栓。

如图8中更加清晰示出的那样，保持构件的顶板26封闭凹陷部的 口部51，从而将轴23保持在凹陷部内。保持元件31也被推入到凹陷 部中，在保持元件31和轴23之间存在小间隙70。

通过使用所示的轴、支撑构件和保持构件将盖组件11附接到阀基 座构件10，使得不需要单独的金属心轴和开口销。因此，可以最小化 阀组件9的成本、复杂性、零件数量以及组装时间。另外，通过利用 非金属材料形成盖板22、轴23和臂24，最小化了燃料箱5中的绝缘 的（isolated）金属部件的数量。

盖组件11相对于阀基座构件10的运动通过燃料运动通过阀组件 9以及由燃料箱5内的流体施加在盖板22的面上的压力来控制。从隔 室5c流向隔室5b的燃料将通常使得阀运动到其闭合位置，而从隔室 5b通过开口13流到隔室5c中的燃料通常保持阀打开。

当盖在其闭合位置和其最大程度地打开的位置之间运动时，盖围 绕轴的轴线转动83°。图8示出了处于其闭合位置中和其完全打开位 置中盖。每条臂均具有突出件24′，所述突出件24′延伸越过轴23。 如图8所示，通过突出件24′与止动部件18接合，防止盖组件11转 动超过约83°的主止动角度，因此止动部件18用作主止动机构。

阀组件还具有保持构件12上的止动部件29形式的冗余止动机构。 如果主止动机构失效并且允许盖组件转动超过如图8所示的主止动角 度，则止动部件29与臂24相结合，以防止继续转动超过约90°的次 级止动角度。

图9和图10中示出的金属罩66在与阀基座10相对的侧部上通过 螺栓21a、21d等附接到翼肋8c。在负过载条件（negative g conditions） 下，罩66用于引导燃料从隔室5b通过阀组件。罩66结合到翼肋8c 的后部并且螺栓21a、21d结合到罩66的后部，以最小化静电放电的 风险。

尽管已经参照一个或多个优选实施例描述了本发明，但是应当理 解，在不背离本发明的如随附权利要求所限定的范围的前提下，可以 作出多种改变和修改。