專利名稱：用于封閉式液壓系統的自動空氣放泄閥的制作方法
技術領域：
本發明總體而言涉及一種空氣放泄閥，并且特別地涉及一種電子設備，基于閥增 壓室(plenum chamber)的照射以及在預設時間段內感應到的光電晶體管的狀態，該電子設 備促動或者不促動自動放泄閥的排氣電磁線圈。
背景技術：
自動放泄閥的一個問題涉及系統中的瞬時氣泡。瞬時氣泡能夠通過增壓室，當被 感應到時，引起排氣電磁線圈繼電器響應被感應到的氣泡而快速激活開啟和關閉。這會導 致無用的短暫的繼電器和閥的促動，其會縮短壽命并降低可靠性。
發明內容
本發明的至少一個實施例提供一種自動放泄閥，其包括增壓室；空氣探測系統， 其包括發光二極管(LED)和光電二極管，該LED構造成當在增壓室中探測到空氣時照射光 電二極管；第一比較器電路，其接收光電二極管的輸出電壓，當光電二極管的輸出電壓對應 于表示在增壓室中探測到空氣的電壓時，第一比較器電路提供大體上恒定的輸出電壓；與 第一比較器電路串聯的積分器電路，該積分器電路提供輸出電壓至第二比較器電路，第二 比較器電路接收積分器電路的輸出；排氣電磁線圈，當積分器電路的輸出電壓滿足第二比 較器電路的預設臨界電壓時，其能夠被促動以從閥中放泄氣體。本發明的至少一個實施例提供一種自動放泄閥，其包括增壓室；傳感器，其用于 確定在增壓室中是否存在空氣；第一模擬比較器電路，其接收傳感器的輸出電壓，當傳感器 的輸出電壓對應于表示在增壓室中探測到空氣的電壓時，第一比較器電路提供大體上恒定 的輸出電壓；與第一比較器電路串聯的模擬積分器電路，該積分器電路提供輸出電壓至第 二模擬比較器電路，第二比較器電路接收積分器電路的輸出；排氣電磁線圈，當積分器電路 的輸出電壓滿足第二比較器電路的預設臨界電壓時，其能夠被促動以從閥中放泄氣體。本發明的至少一個實施例提供一種為飛機的液壓系統排氣的方法，其包括步驟 使用LED照射放泄閥的增壓室，該LED的方位設置成當在增壓室中存在空氣時其照射光電 晶體管；在光電晶體管的輸出上使用比較器電路，使得預設的電壓輸出對應于在增壓室中 探測到的空氣；使用積分器電路和與第一比較器電路串聯的第二比較器確定是否滿足在增 壓室中持續地探測到空氣的預設時間段；在達到預設時間段后促動空氣放泄電磁線圈。本發明的至少一個實施例提供為飛機的液壓系統排氣的方法，其包括步驟照射 放泄閥的增壓室；使用光電晶體管以感應被照射的增壓室，并對應于存在氣體的情況，提供 相應的輸出至第一比較器電路；使用積分器電路以提供輸出至第二比較器；當第二比較器被促動時發送信號至飛機飛行電腦；按來自飛機飛行電腦的命令通過促動電磁線圈使閥排氣。
現在參考附圖描述本發明實施例的進一步的細節，其中圖1是本發明的自動放泄閥的實施例的截面圖；而圖2是根據本發明的實施例所述的自動放泄閥電路的功能方框圖。
具體實施例方式參考圖1，其中顯示了自動放泄閥10的實施例的截面圖。自動放泄閥10包括位于 液壓蓄能器系統(未示出)高點的增壓室12，這使得液壓系統中任何殘存的空氣可以升高 并收集在自動放泄閥增壓室12中。在增壓室12中有空氣/油探測器系統，其包括對給定 頻帶的光敏感的光電晶體管(PT) 20，以及發光二極管(LED) 30，當給該LED加載電壓時其發 出前述頻帶的光。PT 20和LED 30各自在充滿空氣的艙室22、32中，分別在透明窗口 24、 34后面，該窗口與光束傾斜成合適的角度，該角度關于增壓室中心線對稱。透明窗口 24、34 將充滿空氣的LED和PT艙室22、32與可能包含空氣或者油的增壓室12分開。LED的發射 軸線和PT的敏感軸線指向對方，使得LED 30通過傾斜的窗口 34照射PT 20。如果傾斜的窗口之間的物質的折射率與傾斜的窗口和PT 20和LED 30之間的空 氣的折射率基本相同，則LED和PT的光的傳播方向沒有改變。在這種情況下，LED 30(如果 開啟)將照射PT 20使其電阻下降，這是一種可以用相對簡單的電子設備感應的情況。如 果傾斜的窗口之間的物質(例如液體)的折射率高于傾斜的窗口和PT 20和LED 30之間 的空氣的折射率，則光的傳播方向改變，使得LED 30的光不能傳播到PT 20，PT 20保持高 電阻。因此，該布置可以區分空氣或者油占據傾斜的窗口之間的體積的情況。現在參考圖2，其中顯示了自動放泄閥的電氣示意圖。自動放泄電路110的示意圖 包括光探測器50，當LED發光時，該光探測器感應PT的狀態。光探測器50的輸出被送至 比較器電路52，該比較器電路確定在自動放泄閥10的增壓室12中是否有空氣。比較器電 路的輸出歸于其兩個可能狀態中的一個，取決于輸入電壓大于還是小于預設臨界電壓—— 在這種情況下為這樣的電壓，其位于顯示在增壓室中存在空氣的水平。比較器電路52的輸 出送至積分器電路54，積分器電路54延遲電磁線圈的促動，直到比較器電路52顯示在預 設時間段中增壓室12中存在氣體。(積分器電路對于恒定的輸入電壓產生穩定變化的輸 出電壓)。積分器電路54的輸出通過第二比較器56或者臨界值比較器，以設定促動電磁 線圈60之前必須經過的時間的長度。當積分器的輸出電壓54達到預設水平，第二比較器 的輸出從無電流躍升至全電流以促動電磁線圈60并發送"存在氣體"信號至飛機界面電 路。所使用的比較器和積分器電路相對簡單，是完全模擬的，能夠容易地用適合環境的元件 實現，并且不需要軟件編程。盡管如此，自動放泄閥的實現為與其他的飛機功能的緊密協同 提供了高度的可靠性，并且提供了故障診斷手段。為了保證可靠性，自動放泄電路110與飛機邏輯電路聯合工作。來自第二比較器 56的電壓輸出被送至緩沖器58。通過飛機的繼電器(其在自動放泄閥繼電器62和電磁閥 60能夠被加載電壓之前必須是關閉的)中斷至電磁閥60的能量。因此，飛機必須首先通過飛機邏輯電路命令排氣操作。自動放泄閥的感應電路110用信號告知飛機在增壓室中存在 空氣，使得飛機邏輯電路能夠響應并基于其他參數在合適的時間排出空氣。進一步，在自動放泄閥電路110中，獨立于飛機邏輯電路，僅當自動放泄電路110 感應到空氣存在時才能夠給自動放泄閥繼電器62加載電壓。當沒有空氣存在時，電磁閥60 卸載電壓并關閉。因此，排氣操作僅當飛機邏輯電路要求，且自動放泄閥感應到空氣存在需 要放泄時才發生。這將閥的控制交給飛機邏輯電路，但保證當不適合放泄的時候，飛機界面 不能保持閥開啟。這種方案也提供在飛機邏輯電路中進行自動放泄閥診斷的可能性。飛機計算機可 以被編程以感應自動放泄閥過久地被保持開啟——這顯示排氣或者自動放泄感應電路有 問題。飛機計算機也可以被編程以感應自動放泄閥在希望的時候未被促動，或者太長時間 未被促動，提示進行維護以確定氣體感應電路是否工作。本發明相對現有系統提供若干優點。本發明的系統不需要單板(on-board)可編 程邏輯電路，因此允許使用非定制的、普通的模擬元件。用于所公開的自動放泄閥的軟件完 全在飛機軟件套裝(其無論如何都必須存在)內，因此避免認證用于閥本身的軟件的需要。 相對簡單的元件和簡單的閥裝儀器(on-valve implementation)增強了帶有內裝試驗和可 編程邏輯元件的雙通道系統的可靠性。此外，通過執行所需的冗余的飛機和閥排氣命令實 現失效安全要求。無需使用多個傳感器和傳感器仲裁邏輯電路就消除了不希望有的排氣的 可能性。內裝延遲電路消除了偽排氣和短暫的、麻煩的增壓室中存在氣體的顯示。與飛機 的氣體感應排出交互作用允許在飛機邏輯電路中標示潛在的失效模式。盡管此處詳述了本發明的原理、實施例和操作，這不應解釋為本發明限于所公開 的特別的、說明性的形式。因此對本領域技術人員來說，可以對此處的實施例進行各種各樣 的修改而不脫離本發明的本質或者范圍是顯而易見的。因此，本發明的范圍和內容僅由所 附的權利要求的條款限定。
權利要求
一種自動放泄閥，其包括增壓室；空氣探測系統，其包括LED和光電二極管，所述LED構造成當在增壓室中探測到空氣時照射所述光電二極管；第一比較器電路，其接收所述光電二極管的輸出電壓，當所述光電二極管的輸出電壓對應于表示在增壓室中探測到空氣的電壓時，所述第一比較器電路提供大體上恒定的輸出電壓；與第一比較器電路串聯的積分器電路，所述積分器電路提供輸出電壓至第二比較器電路，所述第二比較器電路接收所述積分器電路的輸出；以及排氣電磁線圈，當積分器電路的輸出電壓滿足第二比較器電路的預設臨界電壓時，其能夠被促動以從閥中放泄氣體。
2.根據權利要求1所述的放泄閥，其特征在于，還包括緩沖器電路，其在所述第二比較 器接收到顯示在增壓室中存在空氣的所述預設臨界電壓時被激活。
3.根據權利要求1所述的放泄閥，其特征在于，還包括自動放泄閥繼電器，其防止電磁 線圈被促動，直到接收到外部源的信號。
4.根據權利要求3所述的放泄閥，其特征在于，所述外部源的信號由飛機控制邏輯電 路提供。
5.根據權利要求1所述的自動放泄閥，其特征在于，所述閥使用單一的光電晶體管。
6.根據權利要求1所述的自動放泄閥，其特征在于，所述第一比較器電路是完全模擬的。
7.根據權利要求1所述的自動放泄閥，其特征在于，所述積分器電路是完全模擬的。
8.根據權利要求1所述的自動放泄閥，其特征在于，所述第二比較器電路是完全模擬的。
9.根據權利要求1所述的自動放泄閥，其特征在于，所述第二比較器電路的臨界電壓 是可調的，以提供更大的或者更小的時間延遲，用于確定在增壓室中是否存在空氣。
10.一種自動放泄閥，其包括增壓室；傳感器，其用于確定在增壓室中是否存在空氣；第一模擬比較器電路，其接收傳感器的輸出電壓，當傳感器的輸出電壓對應于表示在 增壓室中探測到空氣的電壓時，所述第一比較器電路提供大體上恒定的輸出電壓；與第一比較器電路串聯的模擬積分器電路，所述積分器電路提供輸出電壓至第二模擬 比較器電路，所述第二模擬比較器電路接收所述積分器電路的輸出；排氣電磁線圈，當所述積分器電路的輸出電壓滿足所述第二比較器電路的預設臨界電 壓時，其能夠被促動以從閥中放泄氣體。
11.根據權利要求10所述的放泄閥，其特征在于，還包括緩沖器電路，其在第二比較器 接收到顯示在增壓室中存在空氣的預設臨界電壓時被激活。
12.根據權利要求10所述的放泄閥，其特征在于，還包括自動放泄閥繼電器，其防止電 磁線圈被促動，直到接收來自外部源的信號。
13.根據權利要求11所述的放泄閥，其特征在于，來自外部源的信號由飛機控制邏輯電路提供。
14.根據權利要求10所述的放泄閥，其特征在于，所述傳感器為光電晶體管和LED，其 構造成當增壓室中存在空氣時，所述LED照射所述光電晶體管。
15.一種為飛機的液壓系統排氣的方法，包括步驟使用LED照射放泄閥的增壓室，該LED的方位設置成當在增壓室中存在空氣時其照射 光電晶體管；在光電晶體管的輸出上使用比較器電路，使得預設的電壓輸出對應于在增壓室中探測 到的空氣；使用積分器電路和與第一比較器電路串聯的第二比較器確定是否滿足在增壓室中持 續地探測到空氣的預設時間段；在達到預設時間段后，促動空氣放泄電磁線圈。
16.根據權利要求15所述的方法，其特征在于，還包括發送在增壓室中存在空氣的信 號至飛機飛行電腦的步驟。
17.根據權利要求16所述的方法，其特征在于，所述放氣電磁線圈僅根據飛機飛行電 腦的命令被促動。
18.一種為飛機的液壓系統排氣的方法，其包括步驟照射放泄閥的增壓室；使用光電晶體管以感應被照射的增壓室，并對應于存在氣體的情況提供相應的輸出至 第一比較器電路；使用積分器電路提供輸出至第二比較器；當第二比較器被促動時，發送信號至飛機飛行電腦；根據來自飛機飛行電腦的命令通過促動電磁線圈而使所述閥排氣。
全文摘要
通過使用LED照射放泄閥的增壓室實現一種自動放泄閥和一種為飛機液壓系統排氣的方法，該LED的方位設置成當增壓室中存在空氣時其照射光電晶體管。在光電晶體管的輸出上使用比較器電路，使得預設的電壓輸出對應于在增壓室中探測到的空氣。使用積分器電路和與第一比較器電路串聯的第二比較器，以確定何時滿足在增壓室中持續探測到空氣的預設時間段。此后可以使用空氣放泄電磁線圈，以根據飛機計算機邏輯系統的信號排出空氣。
文檔編號F16K24/04GK101981326SQ200980112359
公開日2011年2月23日 申請日期2009年3月31日 優先權日2008年3月31日
發明者F·C·李, W·勒伊, W·德金 申請人:帕克-漢尼芬公司