專利名稱：除冰器的制作方法
技術領域：
本發明涉及從飛機的機翼上除去冰膜的控制系統，具體來說，涉及在上述系統中使用控制閥以便利用未調節的渦輪機放氣實行膨脹目的。
在一定的大氣條件下，在飛機機翼前緣或翼面上會形成并積累冰膜，這會增加飛機的非需要重量，改變翼面形狀，從而減小升力和增加阻力和湍流度，帶來種種不利的影響。因此，有必要提供有效的裝置來除去在飛機翼面上形成和積累的冰膜。
本發明提供一種簡化的控制回路，具有新穎的控制閥裝置，在從翼面上除去形成和積累的冰膜時有效地控制氣動除冰件。本發明的獨特的控制閥利用未調節的渦輪機放氣以便有效地和高效率地對除冰件作用真空和壓力而無需壓力調節器來防止過量增壓，從而減少了維修工作，也減少了輔助設備的重量。
本發明涉及根據定時開關來控制除冰件的膨脹的系統，定時開關則利用一控制閥和一噴射閥，在該系統中，噴射閥接受高壓氣，高壓氣控制加在控制閥上的真空，即加在除冰件上的真空。高壓氣源和真空通過控制閥交替地作用在除冰件上，在工作條件下，控制閥將真空作用在除冰件上，而在受驅動時將高壓氣作用在除冰件上。控制閥具有一個補償器，補償器均衡其中的壓力，在膨脹條件下鎖住膨脹了的除冰裝置，同時堵住高壓氣源向系統的進一步氣流。這使除冰件迅速膨脹，高效地從機翼前緣除去積累的冰層，并迅速堵住高壓的渦輪機放氣，除冰件高效率地被膨脹而又防止了除冰件的過量增壓。
現在對照以下附圖對本發明作詳細描述。
圖1是具有除冰件的飛機機翼的一部分和在除冰件上抽取真空的控制回路設備的示意圖;
圖2是部分地剖過圖1所示控制閥的放大側剖視圖;
圖3是部分地剖過控制閥的側剖視圖，圖中控制閥處于使除冰件膨脹的狀態;
圖4是部分地剖過控制閥的側剖視圖，圖中控制閥處于將除冰件保持在膨脹狀態的狀態。
在各附圖中相同的件號表示相同或相應的零件。在圖1中，機翼10的一部分具有前緣，在前緣上裝有許多除冰件或稱可膨脹件12，圖中只畫出一個除冰件的一部分。可膨脹件12具有一種由纖維增強的橡膠或類似橡膠的材料做成的可擴張的撓性和彈性結構，其中也可具有可膨脹的管，或被縫制成內有若干可膨脹的通道以破碎積累在其上的冰膜。
控制除冰件或稱可膨脹件12的閥門裝置包括一控制閥15和一噴射閥16，兩者都連接于輸送來自渦輪機放氣的高壓流體的導管17。
支管18的一端連接于控制閥15的圓筒形外殼19。支管18通過通道21連接于電磁閥20，通道21穿過圓筒形外殼19的壁。電磁閥20安裝在圓筒形外殼19上，是控制閥15的一個整體部分以便減輕除冰器控制系統的重量。圓筒形外殼19上可具有一凸臺以便在其上安裝電磁閥20。在正常位置，電磁閥20受彈簧14偏壓，因此其滑閥22(圖1)堵住支管18和通道21與通道26的相互連接，通道26連接于控制閥15的一端。通道26在電磁閥20的正常位置通過滑閥22里的通道23及電磁閥20壁上的孔24與大氣連通。
第二條支管28與管道17相連接，通向電磁閥30，電磁閥30則具有與其相連的管道31通向噴射閥16。在電磁閥30的正常的未被驅動的位置上，其中的滑閥32受彈簧33的偏壓，從而使高壓管道28與管道31相連通以便將高壓流體送至噴射閥16的入口。噴射閥16如圖1所示具有一條中央通道34使高壓流體通過以便通過排氣口35排向大氣。在噴射閥16殼體中的許多窄通道36連接于中央通道34，由于高壓氣流通過中央通道34，從許多窄通道36抽取成真空。受現有技術中已知的，位于噴射閥16中一條通道內的一個真空開關38的作用，電磁閥30被驅動，使線圈39接通電源，使滑閥32向下移動，如圖1所示，堵住通向噴射閥16的高壓流體以便保存渦輪機的高壓放氣。每條有關的窄通道36可連接于各自的控制閥15，但是，為了便于說明，只討論一個控制閥15，這是由于其工作原理都是相同的。
控制閥15具有一圓筒形內殼40，一條中央孔41縱貫其中，孔41支承一對軸向間隔開來的可滑動地安裝在其中的滑閥42和43。滑閥43具有一對由減小直徑的部分46間隔開的臺肩44和45。臺肩45一端具有凹槽47，凹槽47中裝有彈簧48，彈簧48向左(在圖2中看)壓滑閥43。如圖2所示，圓筒形內殼40外面套有圓筒形外殼19，以便在其間形成一個窄的環形腔室。一端蓋49適當地固定在圓筒形內殼40和圓筒形外殼18的一端以便與凹槽47一道限定一個腔室50。孔41具有一對軸向間隔開來的環形肩51和52。肩51限制滑閥43由于彈簧48作用而產生的運動。滑閥42在其外端部有一環形肩55，工作時接合孔41中的環形肩52。滑閥42的一端具有一凹槽56，凹槽56與端蓋57一道限定了一個與端蓋57中的通道26相連通的腔室58。滑閥42的另一端具有一個直徑減小的部分60，其上套裝著一彈簧61，彈簧61的一端裝在滑閥43的臺肩44的凹槽62中。一般情況下，彈簧61偏壓滑閥42使其抵靠住端蓋57。圓筒形內殼40在其外周面有許多軸向間隔開來的環形座63-64-65，內裝O形環，與圓筒形外殼19的內表面一道分別限定了許多軸向間隔開來的環形腔室67-68-69-70。圓筒形內殼40具有許多周向間隔開來的孔71與環形座63緊密相鄰以便使環形腔室67與孔41相互連通。在臺肩43的正常狀態下(如圖2所示)，臺肩43堵住腔室67與中央孔41的連通，這是由于臺肩43蓋住了孔71。支管18通過孔66與腔室67連通以維持腔室67中渦輪機放氣所能允許的壓力程度。實際上，環形腔室67起著容器或儲壓器的作用，以提供形成快速反應時間使除冰器膨脹的裝置。圓筒形內殼40具有許多周向間隔開來的孔72，位于環形座63和64之間，以便使環形腔室68和腔室73相互連通，腔室73是由臺肩44，45之間的空間，滑閥43直徑減小的部分46和圓筒形內殼40的內壁所限定的。在滑閥42和43的正常位置(如圖2所示)，環形腔室68通過孔72直接與腔室73連通。環形腔室68通過圓筒形外殼19上的孔74及管道75與除冰墊的可膨脹件12相連接。環形腔室68也通過圓筒形外殼19壁內的通道76和端蓋49內的通道77與腔室50相連通，腔室50是由圓筒形內殼40的一個端部，端蓋49和臺肩45上的凹槽47形成的，其作用下文將要講到。
圓筒形內殼40具有許多周向間隔開的孔80，位于環形座64和65之間，用于使環形腔室69和腔室73相連通，如圖2所示，在控制閥15的該狀態下腔室68和69通過腔室73相連通，因而具有相同的壓力。環形腔室69通過孔81連通于管道82，管道82有兩條支管83和84。支管83通過一個單向止回閥85連接于大氣。支管84通過一個單向止回閥86連接于噴射閥16中的通道36之一。
為了控制電磁閥20及其電磁線圈的激勵和釋放，在操作者的驅動下，一個適當的定時器將以預定的時間間隔通過電線90激勵電磁閥20的線圈92使滑閥向上移動，如圖1所示。圖1中示意地畫出了用于多個除冰墊的一個定時器。圖1中示出的中央定時機構具有多個抽頭用于控制若干電磁閥的閥芯，而電磁閥則以一定的時間關系來控制若干除冰件，每個除冰件都連接于噴射閥16中的一條通道36。時間間隔的長短可以通過現有技術中已知的方法按照需要控制。
假定控制回路是斷開的，從渦輪機排放出來的連續高壓氣團進入管道17，取道支管28，經過常通的電磁閥30至管道31，進入噴射閥16的通道34。由于高壓氣通過通道34并從排氣孔35噴出，因而在通道36中抽成真空，再通過孔72在由氣缸40和滑閥43的減徑部分形成的腔室73中抽成真空。在滑閥42和43的這種狀態下，腔室73也通過孔72，腔室68和通道76連通于腔室50，因此真空也對彈簧48，控制滑閥43位置的唯一裝置，產生作用。在腔室73和68中的真空通過管道75也連通到除冰墊從而使除冰墊保持泄氣狀態。
當操作者驅動定時器開關時，在預定的時間，定時器將通過電線90傳送電流去激勵線圈92以向上拉動電磁閥20中的柱塞93，使高壓氣可以從管道17流向支管18，然后經通道21，通過滑閥22中的通道94，通過通道26，進入滑閥42中的腔室58，使滑閥42向右移動如圖2所示，以便壓縮彈簧61，彈簧61又使滑閥43向右移動如圖2所示，以便將彈簧48壓入凹槽47。滑閥43的上述運動使臺肩45移動打開孔71，使孔71與孔72連通，孔72則通過管道75與除冰墊連通。孔71與管道17中的高壓氣和腔室67中的高壓氣庫相連通，使高壓氣通向除冰墊，迅速地使除冰件12中的可膨脹管膨脹，因此使除冰器處于破碎積累在其上的冰膜的位置。滑閥43也移動以關閉孔80，該情況發生在打開孔71之前。在定時器中斷膨脹循環之前，高壓氣繼續通過管道76流向滑閥43一端的腔室50。由于腔室50中的壓力增加，彈簧61的力被抵銷，直到滑閥43向左移動(從圖2看去)，直到使其接觸滑閥42的突出部分或稱減徑端部60，以關閉孔71，從而隔斷管道18和高壓腔室67，從而保存高壓氣流，也防止了除冰件的過渡膨脹，同時保持了在除冰件12的擴張的管子中的壓力。孔80也保持關閉。
當定時器中斷電磁閥20的線圈82的電流時，電磁閥20的滑閥22將返回圖1和2所示位置，因而使高壓氣從腔室58通向大氣，這使滑閥42在彈簧61的偏壓作用下返回其正常位置，如圖4所示。這又造成了滑閥43的不平衡狀態，使滑閥左移，使孔80和72相互連通，從而通過管道75和82使除冰墊與大氣連通。大部分高壓氣通過止回閥85排入大氣。這樣形成快速泄氣而不會影響通過噴射閥向其余除冰器提供的真空狀態。當除冰件12的除冰器壓力接近大氣壓時，止回閥85閉合。在泄氣循環過程中，也有一些氣體經由支管84和通道36通過噴射閥16排放。這只是很小的一部分，因此，在所有通道36中可維持真空狀態。當止回閥85關閉時，剩余壓力通過噴射閥16排空，直到除冰件達到所需的真空度。這一動作由高壓氣經由止回閥86向噴射閥的運動而進一步促成，因此，真空開關探測到缺乏真空，并使電磁閥轉變成圖1所示狀態，使高壓氣流過電磁閥30和通道34，并通過止回閥86抽取真空，這有助于從除冰墊排放高壓氣，因此有助于泄氣的快速反應以及防止在正常的飛行操作過程中的自動膨脹。
由于只是詳細描述了一個推薦實施例，故本專業的技術人員可以構想并實施各種變化而并不超出本發明的范圍，本發明的保護范圍是在權利要求書中限定的。
權利要求
1.一種控制閥，用于調節氣動除冰器可膨脹件的膨脹和收縮，所述控制閥具有一個帶有縱向延伸的孔的內殼，在內殼的每個端部都有一個端蓋與所述孔的配合限定一個密封的腔室，一環形座位于所述密封腔室中，所述內殼具有一進口和一對與所述縱向孔連通的出口，所述進口工作中可與高壓流體源連通，所述出口之一工作中可與所述可膨脹件連通。另一個所述出口與一條真空管道連通，一對軸向間隔開來的滑閥可滑動地位于所述縱向孔中，第一彈簧裝置位于所述滑閥之間用于壓迫兩滑閥使其相互分開處于其第一位置，在第一位置上，所述滑閥之一堵住所述進口而相互連通所述一對出口，每個所述滑閥在其與所述端蓋配合工作的端部有一凹槽，形成第一腔室和第二腔室，第二彈簧裝置位于所述第一腔室中，在工作中與所述一個滑閥接合，使所述一個滑閥保持在第一位置上，通道裝置將所述第一腔室連接于所述一個出口以便使所述第一腔室的壓力均衡于所述可膨脹件中的壓力，在驅動時，一電磁閥使高壓流體流向所述第二腔室移動所述滑閥至第二位置，從而使高壓流體從所述進口流向所述一個出口，同時堵塞所述另一個出口，因而使所述可膨脹件膨脹。
2.如權利要求1所述的控制閥，其特征在于當所述第一腔室壓力與所述進口壓力均衡時，只移動所述一個滑閥至閉合所述進口的位置并將所述可膨脹件保持在膨脹狀態。
3.如權利要求1所述的控制閥，其特征在于一個在所述密封的腔室中的環形座限制所述一個滑閥向著所述另一滑閥運動。
4.如權利要求2所述的控制閥，其特征在于所述真空管道連接于一個噴射閥，一條管道裝置通過一電磁閥將所述壓力源連接于所述噴射閥，一個在所述噴射閥中的真空傳感器當測出其中的預定真空度時用于驅動所述電磁閥來阻止高壓流體流向所述噴射閥。
5.一種未調節流體除冰器控制系統具有一殼體，殼體帶有貫穿其中的中央孔，所述中央孔有一對軸向間隔開的滑閥可滑動地裝在其中，所述殼體各端分別裝有一端蓋，端蓋之一與所述滑閥之一共同形成第一腔室，另一端蓋與另一個所述滑閥共同形成第二腔室;一環形座位于所述中央孔內，位于所述第一腔室的一根彈簧將所述一滑閥定位于與所述環形座接合的第一位置;第二彈簧在所述中央孔中裝于所述軸向間隔開的滑閥之間將所述另一滑閥定位于第一位置。所述一滑閥具有一槽，該槽與所述殼體的中央孔共同形成第三腔室，所述殼體具有一對出口和一個進口與所述中央孔連通，所述進口連接于一個未調節流體壓力源，所述一滑閥的所述槽當所述一滑閥在其第一位置時連通所述殼體的所述一對出口，所述出口之一具有與其連通的真空源，另一個所述出口當所述一滑閥在其第一位置時與一條連接于可膨脹除冰件以便抽取真空的管道相連通，所述管道具有一支管使所述第一腔室與所述另一出口相互連通以便均衡其間的壓力，所述另一滑閥被驅動時可移至第二位置，在第二位置的所述另一滑閥通過所述第二彈簧使所述一滑閥移至第二位置，因而使所述進口連接于所述另一出口，并連接于所述管道使高壓氣流向所述可膨脹除冰件，當所述一滑閥在其第二位置時，所述兩出口被堵不能相互連通。
6.如權利要求5所述的未調節流體除冰器控制系統，其特征在于所述進口通過一流體庫與所述壓力源連通，所述流體庫總是被加壓至所述壓力源的最大壓力，所述流體庫通過許多周向間隔開來的孔與所述中央孔連通，以便當所述一滑閥移至所述第二位置時排入高壓流體。
7.如權利要求5所述的未調節流體除冰器控制系統，其特征在于所述第一腔室當其壓力與所述進口的壓力均衡時只移動所述一滑閥至第三位置，堵住所述進口和所述一出口并將所述可膨脹除冰件保持在膨脹的狀態。
8.如權利要求7所述的未調節流體除冰器控制系統，其特征在于第二環形座位于所述中央孔中，所述另一滑閥被驅動時移動而抵住所述第二環形座，以便限制其在所述中央孔中向著所述一滑閥的軸向運動。
9.除冰器的控制系統，用于通過一控制閥和真空閥調節氣動除冰器可膨脹件的膨脹和收縮，所述真空閥工作時通過連接裝置向所述控制閥提供真空，所述控制閥具有通過管道裝置總是與所述可膨脹件連接的中央腔室，所述控制閥具有通過通道與所述中央腔室和所述管道裝置連接的一壓力均衡室，所述控制閥工作時在非驅動狀態將所述連接裝置連接于所述管道，從而在所述可膨脹件上抽取真空并使所述可膨脹件處于未受驅動的狀態，未調節壓力的高壓氣源連接于所述控制閥，所述控制壓力的高壓氣源連接于所述控制閥，所述控制閥工作中受驅動時立即使所述高壓氣源連接于所述管道裝置以便使可膨脹件膨脹，同時使高壓氣流向所述均衡室，所述控制閥工作中當所述中央腔室與所述均衡腔室間壓力均衡時隔離所述增壓的可膨脹件，同時中斷所述高壓氣從所述高壓氣源向所述控制閥的流動。
10.一種控制閥，用于調節氣動除冰器的可膨脹件的膨脹和收縮，所述控制閥具有帶縱貫中央孔的圓筒形件;套住所述圓筒形件的殼體，兩者間有環形間隙;在所述殼體每端設置的一端蓋，抵住所述殼體和所述圓筒形件的每端，從而使所述環形間隙形成一個腔室，而使所述中央孔形成一中央腔室;三個軸向間隔開來的環形座位于所述環形間隙內，從而形成于第一環形腔室，第二環形腔室和第三環形腔室;所述第一環行腔室工作時連接于高壓流體源以維持其中的壓力;所述第二環形腔室具有第一孔，通過一條管道連接于所述可膨脹件，通過一條通道接于形成一均衡腔室的所述中央腔室的一端;所述第三環形腔室通過一孔和一條管道經單向止回閥連通于大氣，并經由一單向止回閥連接于一真空源以維持在所述第三環形腔室中的真空;所述圓筒形件具有第一組周向間隔開來的許多孔使所述第一環形腔室與所述中央孔相連接;所述圓筒形件具有第二組周向間隔開來的許多孔使所述第二環形腔室與所述中央孔相連接;第三組周向間隔開來的許多孔使第三環形腔室與所述中央孔相連接;一對滑閥安裝在所述中央孔中;一電磁閥與所述殼體連為整體并在工作時使所述滑閥定位以便有選擇地使所述可膨脹件膨脹和通過在可膨脹件上抽取真空而使所述可膨脹件收縮。
11.如權利要求10所述的控制閥，其特征在于第一彈簧裝置位于所述滑閥之間，迫使兩滑閥分開而各自處于其第一工作位置，此時所述一滑閥堵住所述第一組孔，而使第二組孔和第三組孔相互連通以便在所述可膨脹件上抽取真空，第二彈簧裝置位于所述均衡腔室中且工作時接合所述一滑閥以便將所述一滑閥保持在所述第一位置上;所述電磁閥的一出口裝置連接于所述中央腔室的另一端，與所述另一滑閥共同限定了一電磁閥操縱的高壓腔室，所述電磁閥工作中受驅動時使高壓流體流向所述電磁閥操縱的高壓腔室以便將所述兩滑閥移至第二位置，使高壓流體從所述第一環形腔室流向所述第二環形腔室，從而使所述可膨脹件膨脹并將高壓流體送至所述均衡腔室。
全文摘要
本發明涉及控制除冰件的膨脹和收縮以便破碎其上冰膜的系統。未調節的壓力源連接于一控制閥和一噴射閥，噴射閥根據需要向控制閥提供真空源，以便保持除冰件的收縮狀態。控制閥工作中受驅動時使高壓流體流向可膨脹除冰件，并在預定的壓力下中斷高壓流體從高壓源的流動，同時將可膨脹除冰件鎖定在其膨脹狀態，直到控制閥解除被驅動狀態，從而使除冰器與一真空源連通。
文檔編號B64D15/16GK1077171SQ92111678
公開日1993年10月13日 申請日期1992年10月17日 優先權日1991年10月28日
發明者肯尼思·阿蘭·索瓦克 申請人:B·F·谷德里奇公司