一種飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥的製作方法
2023-06-14 21:16:21 1
一種飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，特別適用於飛機貨艙滅火管路中作為滅火劑的分流元件，所述流動控制裝置包括閥體(1)、高速入口(2)、低速入口(3)，所述閥體內設有滑動式閥芯(4)、閥腔(5)、閥座(6)、彈力控制開關(7)，滑動式閥芯(4)外周設有滑塊(8)，且閥座(6)靠近低速入口(3)的一端為錐形角面(9)，閥腔(5)設有乾燥過濾腔(10)、節流腔(11)。本發明滿足不同的流速需求，滿足飛機發生火情時對滅火劑的不同需求，減少了飛機中管道的使用數量，保障飛機滅火系統的穩定性和高效性，可去除滅火劑中的水分、固體微粒等雜質，避免結冰和阻塞。
【專利說明】一種飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥
【技術領域】
[0001]本發明涉及滅火劑流動方式控制領域，具體涉及一種飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥。
【背景技術】
[0002]當貨艙煙霧探測器探測到火情時，機組人員啟動貨艙滅火系統。一般情況下，飛機貨艙配備有兩套滅火系統:高速滅火系統，用於「撲滅貨艙內發生的火災」，滅火時貨艙內哈龍滅火劑濃度應保證不低於6% ;低速滅火系統，用於「穩定滅火後貨艙內的滅火劑濃度」，防止貨艙內發生復燃現象，保障至少195min內滅火劑濃度維持在3%以上。在現有系統中，為滿足兩種滅火系統不同的滅火劑流量要求，一定數量的滅火瓶出口直接連接滅火管道組成高速滅火系統，另有一定數量的滅火瓶出口端則首先裝配一個流量控制裝置，組成低速滅火系統，而後通過管道與高速滅火系統的管道匯聚相連。現有的設計儘管滿足了高低速滅火系統中滅火劑不同流動狀態的要求，但在實際應用中存在以下幾點不足:
[0003]首先，現有設計通過貨艙滅火系統中是否安裝有流量控制裝置，對系統屬於高速滅火、低速滅火進行了嚴格的區分，使得貨艙滅火系統無法實現「撲滅火災」和「穩定滅火劑濃度」兩種撲救行為之間自由的切換。裝配在高速滅火系統中的滅火瓶數量是有限的，因此撲滅火災時，僅有高速滅火系統中的滅火瓶可參與動作。當火情較大、不受控或有意外情況發生，以至於艙內高速滅火系統中全部滅火劑釋放後仍無法撲滅火災時，低速滅火通道中的滅火劑由於流量控制裝置的存在而無法快速釋放滅火劑，因而無法參與撲滅火災的動作，致使滅火系統中滅火劑的後備量不足，給控制火情的行為帶來不安全隱患。特別是在哈龍由於自身對臭氧層的破壞作用而逐漸退出歷史舞臺，新型滅火劑逐漸興起的大環境下，學者對於新型滅火劑在飛機貨艙滅火系統中的設計用量尚未能給出準確定量的判斷。該發明應用於飛機貨艙滅火系統中，可靈活改變滅火狀態，降低新型滅火劑設計用量的限制影響，降低滅火劑設計用量的誤判帶來的風險。
[0004]其次,現有設計中，兩套滅火系統的滅火瓶延伸出的管道為並聯分布，這種分布方式加長了系統中滅火管道的長度，材料消耗量大，飛機承重大，帶來不必要的能量損失。
[0005]最後，現有的流量控制裝置中外殼為一體殼。使用過程中，易出現乾燥部件吸水逐漸趨於飽和而無法繼續工作，或者內部元件受損的情況。發生以上情況時，整套流量控制裝置即為報廢，循環使用能力差。
[0006]為彌補飛機貨艙滅火系統的上述缺陷，進一步優化貨艙滅火系統，降低因誤判滅火劑設計用量而帶來的風險，實現滅火劑安全穩定的釋放，故而需要一種高效的裝置對貨艙滅火系統進行合理的優化。
【發明內容】
[0007]本發明的目的提供是一種在飛機貨艙中，能調控高速滅火和低速滅火兩種滅火狀態，能保證滅火系統高效穩定工作的雙向控制閥。[0008]本發明的技術方案是:一種飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，包括閥體、高速入口、低速入口，所述閥體內設有滑動式閥芯、閥腔、閥座、彈力控制開關，滑動式閥芯外周設有滑塊，且閥座靠近低速入口的一端為錐形角面，閥腔設有乾燥過濾腔、節流腔。所述的高速入口的一端通過高速入口電磁閥與滅火瓶的釋放口相連接,通過低速出口電磁閥與滅火管道相連。所述的低速入口的一端通過低速入口電磁閥與滅火瓶的釋放口相連接，通過聞速出口電磁閥與滅火管道相連。
[0009]其中，所述的滑動式閥芯四周設有滑塊，且靠近低速入口的一端設有凸起結構。
[0010]其中，所述的乾燥過濾腔裝有「工」字型不鏽鋼管，「工」字型不鏽鋼管靠近低速入口的一端截面設有不鏽鋼過濾網A，另一端截面為PET過濾棉和不鏽鋼過濾網B，內部填充有乾燥劑。
[0011]其中，所述的不鏽鋼過濾網A和不鏽鋼過濾網B完全相同，表面均設有孔徑為Imm的圓孔，圓孔數目52個。
[0012]其中，所述的節流腔設有球形過濾器和微孔車削件，並採用雷射焊接工藝密封。
[0013]其中，所述的球形過濾器採用厚度為0.05mm的不鏽鋼片為原材料，表面均布孔徑為0.1mm的微孔，左右兩個半球殼的中心截面設有厚度為0.3mm的整流片，整流片中心均布有四個孔徑為0.5mm的微孔；上述各部分採用雷射焊接工藝密封連接。
[0014]其中，所述的微孔車削件的中心設有孔徑為0.15mm的微型整流孔，且一端與球形過濾器的整流片外周緊密銜接，並採用雷射焊接。
[0015]其中，所述的彈力控制開關由控制鋼球、控制彈簧和彈簧底座構成。
[0016]其中，所述的控制彈簧為拉伸彈簧，一端與控制鋼球相連，一端焊接在彈簧底座處；在2.5MPa的壓強下，至少可以產生拉伸長度U。
[0017]其中，所述的彈簧底座內徑應大於高速入口口徑，且依靠四隻加強筋固定在高速入口端。所述的控制鋼球的球徑大於微型整流孔的孔徑。所述的控制鋼球與微型整流孔的水平間距L2小於控制彈簧的拉伸長度U。所述的控制鋼球與微型整流孔的水平間距L2大於錐形倒角與凸起結構的水平間距L3。所述的閥座設有一段凹槽，凹槽的水平長度等於錐形倒角與凸起結構的水平間距L3，等於滑動式閥芯的左端與閥體內壁面的水平距離。所述的閥座為可拆卸的結構，左右兩部分通過螺紋進行連接，並用密封圈密封。
[0018]本發明的有益效果是:本發明利用滑動式閥芯的水平滑動，改變控制鋼球與微型整流孔的相對位置，同時改變錐形角面與凸起結構的相對位置，實現滅火劑在控制閥內部流動路徑的改變，決定滅火系統所屬的工作狀態；快速有效調控滅火系統所處狀態，使其在「撲滅火災」和「穩定滅火劑濃度」兩種撲救行為之間自由切換。當火情較大、不受控或有意外情況發生時，若一定數目的滅火瓶完全釋放後仍無法撲滅火災時，可有更多數量的備用滅火瓶實現替補使用，使滅火安全性得到保障。
[0019]利用電磁閥連接滅火瓶與控制閥，縮短了飛機貨艙滅火系統中滅火管道的使用長度，減輕飛機承重量；利用分子篩乾燥劑的「工」字型設計，延長了滅火劑在乾燥劑中的流動路徑，增大了滅火劑與乾燥劑的接觸面積，增強了乾燥效果；利用球形過濾器，使得流量控制更嚴格，提高了流量調節等級；利用可拆卸的閥座，提高了整體部件的循環使用率。
[0020]本發明用於飛機貨艙滅火通道內，通過控制不同電磁閥的開閉，決定滅火劑在高速滅火系統或低速滅火系統中通行，通過內部滑動式閥芯的滑動為滅火劑提供不同的流動路徑，滿足不同的流速需求。通過控制滅火劑流向確定所選的滅火類型，滿足飛機發生火情時對滅火劑的不同需求，減少了飛機中管道的使用數量，保障飛機滅火系統的穩定性和高效性。通過該裝置可去除滅火劑中的水分、固體微粒等雜質，避免結冰和阻塞，調節滅火劑流量使流量不至於過高，有利於低速滅火狀態時滅火劑的快速安全釋放。同時，本發明的外殼可拆卸，可更換內部乾燥劑及其他部件，實現重複循環使用。
[0021]本發明的其他優點、目標和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究本發明對本領域技術人員而言將是非顯而易見的，是具備創造性的。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書和權利要求書來實現和獲得。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022]附圖為本發明結構示意圖。
[0023]圖1是飛機貨艙高速滅火系統狀態轉換控制閥的工作狀態圖。
[0024]圖2是飛機貨艙低速滅火系統狀態轉換控制閥的工作狀態圖。
[0025]圖3是滑動式閥芯的剖視圖。
[0026]圖4是不鏽鋼過濾網的剖視圖。
[0027]圖5是整流片的剖視圖。
[0028]圖6是彈簧底座的剖視圖。
[0029]圖7是轉換控制閥所處的飛機貨艙滅火系統布局示意圖。
[0030]附圖中標號說明:
[0031]1、閥體，2、高速入口，3、低速入口，4、滑動式閥芯，5、閥腔，6、閥座，7、彈力控制開關，8、滑塊，9、錐形角面，10、乾燥過濾腔，11、節流腔，12、「工」字型不鏽鋼管，13、不鏽鋼過濾網A，14、PET過濾棉，15、不鏽鋼過濾網B，16、3A分子篩乾燥劑，17、球形過濾器，18、微孔車削件，19、控制鋼球，20、控制彈簧，21、彈簧底座，22、凸起結構，23、整流片，24、微型整流孔，25、凹槽，26、螺紋，27、高速入口電磁閥，28、低速出口電磁閥，29、低速入口電磁閥，30、高速出口電磁閥，31、滅火瓶，32、滅火管道，33、加強筋。
【具體實施方式】
[0032]以下將對本發明的優選實施例進行詳細的描述。應當理解，優選實施例僅為了說明本發明，而不是為了限制本發明的保護範圍。
[0033]如圖1、2所示，一種飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，包括閥體1、高速入口
2、低速入口 3，所述閥體內設有滑動式閥芯4、閥腔5、閥座6、彈力控制開關7，滑動式閥芯4外周設有滑塊8，且閥座6靠近低速入口 3的一端為錐形角面9，閥腔5設有乾燥過濾腔10、節流腔11。
[0034]所述的高速入口 2的一端通過高速入口電磁閥27與滅火瓶31的釋放口相連接，通過低速出口電磁閥28與滅火管道32相連。
[0035]所述的低速入口 3的一端通過低速入口電磁閥29與滅火瓶31的釋放口相連接，通過高速出口電磁閥30與滅火管道32相連。
[0036]所述的閥座6靠近低速入口 3的一端為錐形角面9。[0037]所述的滑動式閥芯4四周設有滑塊8，數目為4個，且靠近低速入口 3的一端設有凸起結構22。
[0038]所述的乾燥過濾腔10裝有「工」字型不鏽鋼管12，「工」字型不鏽鋼管12靠近低速入口 3的一端截面設有不鏽鋼過濾網A13，另一端截面為PET過濾棉14和不鏽鋼過濾網B15,內部填充有3A分子篩乾燥劑16。
[0039]所述的不鏽鋼過濾網A13和不鏽鋼過濾網B15完全相同，表面均設有孔徑為Imm的圓孔，圓孔數目52個。
[0040]所述的節流腔11設有球形過濾器17和微孔車削件18，並採用雷射焊接工藝密封連接。
[0041]所述的球形過濾器17採用厚度為0.05mm的不鏽鋼片為原材料，表面均布孔徑為
0.1mm的微孔，左右兩個半球殼的中心截面設有厚度為0.3mm的整流片23，整流片23中心均布有四個孔徑為0.5mm的微孔。上述各部分採用雷射焊接工藝密封連接。
[0042]所述的微孔車削件18的中心設有孔徑為0.15mm的微型整流孔24，且一端與球形過濾器17的整流片23外周緊密銜接，並採用雷射焊接。
[0043]所述的彈力控制開關7由控制鋼球19、控制彈簧20和彈簧底座21構成。
[0044]所述的控制彈簧20為拉伸彈簧，一端與控制鋼球19相連，一端焊接在彈簧底座21處。在2.5MPa的壓強下，至少可以產生拉伸長度U。
[0045]所述的彈簧底座21內徑應大於高速入口 2的口徑，且依靠四隻加強筋33固定在高速入口 2端。
[0046]所述的控制鋼球19的球徑大於微型整流孔24的孔徑。
[0047]所述的控制鋼球19與微型整流孔24的水平間距L2小於控制彈簧20的拉伸長度
Li ο
[0048]所述的控制鋼球19與微型整流孔24的水平間距L2大於錐形倒角9與凸起結構22的水平間距L3。
[0049]所述的閥座6設有一段凹槽25，凹槽25的水平長度等於錐形倒角9與凸起結構22的水平間距L3。
[0050]所述的滑動式閥芯4的左端與閥體I內壁面的水平距離等於凹槽25的水平長度
L30
[0051]所述的閥座6為可拆卸的結構，左右兩部分通過螺紋進行連接，並用密封圈密封。
[0052]為進一步了解飛機貨艙滅火系統狀態轉換控制閥的結構和工作原理，下面結合附圖對工作過程做進一步說明。
[0053]參見附圖1，當飛機貨艙發現火災需要立即撲滅火災時，高速入口電磁閥27、高速出口電磁閥30處於打開狀態，低速入口電磁閥29和低速出口電磁閥28處於關閉狀態。滅火瓶31釋放滅火劑，流經高速入口電磁閥27，從高速入口 2的一端進入閥體I。在滅火劑的衝力作用下，滑動式閥芯4沿水平方向滑動至凹槽25的最右端，同時控制彈簧20在衝力作用下產生拉伸形變。其中，設計應滿足以下要求，在2.5MPa的作用力下控制彈簧至少可產生拉伸長度L1，應大於控制鋼球19與微型整流孔24的水平間距。因此，控制鋼球19堵死微孔車削件18的微型整流孔24，從而改變滅火劑流通路徑，使其沿閥腔5內滑動式閥芯4以外的旁通通路繼續向前運動。到達低速入口 3附近時，滅火劑從閥座6的錐形角面9與凸起結構22之間的旁通通路流過，流經高速出口電磁閥30，進入滅火管道32，實現飛機貨艙滅火系統的高速滅火。
[0054]參見附圖2，當飛機貨艙火情得以撲滅，需要穩定滅火劑濃度在一定範圍內時，低速入口電磁閥29、低速出口電磁閥28處於打開狀態，高速入口電磁閥27和高速出口電磁閥30處於關閉狀態。滅火瓶31釋放滅火劑，流經低速入口電磁閥29，從低速入口 3的一端進入閥體I。在滅火劑的瞬間衝力作用下，滑動式閥芯4沿水平方向滑動至凹槽25的最左端。一方面凸起結構22緊貼於閥座6的錐形角面9，使閥腔5閉合；另一方面，滑動式閥芯4整體結構緊貼於高速入口 2—端的閥體I內壁面，同樣使得閥腔閉合。其中，設計應滿足以下要求，錐形倒角9與凸起結構22的水平間距L3等於凹槽25的水平長度，等於滑動式閥芯4的左端與閥體I內壁面的水平距離，同時L3小於控制鋼球19與微型整流孔24的水平間距L2。滅火劑從低速入口進入後，首先經過一層不鏽鋼過濾網A13，進入「工」字形不鏽鋼管12圍繞的3A分子篩乾燥劑16，充分與滅火劑接觸，除去流體中攜帶的水分。之後到達乾燥過濾腔10尾端的PET過濾棉14和不鏽鋼過濾網B15，進一步除去滅火劑中夾雜的固體微粒雜質，防止阻塞後端節流腔11。滅火劑繼續運動至節流腔11，首先鑽入球形過濾器17表面均布的孔徑100 μ m的小孔，到達球體內部腔室，而後在整流片23中心均布的四個孔徑為0.5mm的微孔處匯聚，之後又在球形過濾器17的另一半腔室匯聚，繼續經過孔徑100 μ m的小孔流出球形過濾器17結構。經過上述不斷的匯流、分流過程使滅火劑的流量得以控制。滅火劑繼續運動經過微孔車削件18的微型整流孔24結構，該微型整流孔24的孔徑為150 μ m。滅火劑繼續流經控制鋼球19、控制彈簧20和彈簧底座21，抵達高速入口 2，流經低速出口電磁閥28，最終進入滅火管道32，實現飛機貨艙滅火系統的高速滅火。
[0055]圖3為滑動式閥芯4的剖視圖，四周設有4個滑塊8。
[0056]圖4為不鏽鋼過濾網A13的剖視圖，表面設有孔徑為Imm的圓孔，圓孔數目52個。
[0057]圖5為整流片23的剖視圖，整流片23中心均布有四個孔徑為0.5mm的微孔。
[0058]圖6為彈簧底座21的剖視圖，設有4隻加強筋33，用於將彈簧底座21固定在高速入口 2端。
[0059]圖7為轉換控制閥所處的飛機貨艙滅火系統布局示意圖。當飛機貨艙發現火災需要立即撲滅火災時，貨艙滅火系統啟動高速滅火模式，此時高速入口電磁閥27、高速出口電磁閥30處於打開狀態，低速入口電磁閥29和低速出口電磁閥28處於關閉狀態，滅火瓶31釋放滅火劑，流經高速入口電磁閥27，從高速入口 2的一端流入閥體1，從低速入口 3的一端流出閥體1，流經高速出口電磁閥30，進入滅火管道32 ;當飛機貨艙火情得以撲滅，需要穩定滅火劑濃度在一定範圍內時，貨艙滅火系統啟動低速滅火模式，此時低速入口電磁閥29、低速出口電磁閥28處於打開狀態，高速入口電磁閥27和高速出口電磁閥30處於關閉狀態，滅火瓶31釋放滅火劑，流經低速入口電磁閥29，從低速入口 3的一端流入閥體1，從高速入口 2的一端流出閥體1，流經低速出口電磁閥28，最終進入滅火管道32。
[0060]上述實施例僅是用來說明解釋本發明的用途，而並非是對本發明的限制，本【技術領域】的普通技術人員，在本發明的實質範圍內，做出各種變化或替代，也應屬於本發明的保護範疇。
【權利要求】
1.一種飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，包括閥體(1)、高速入口(2)、低速入口⑶，其特徵在於所述閥體內設有滑動式閥芯⑷、閥腔(5)、閥座(6)、彈力控制開關(7)，滑動式閥芯(4)外周設有滑塊(8)，且閥座(6)靠近低速入口(3)的一端為錐形角面(9)，閥腔(5)設有乾燥過濾腔(10)、節流腔(11)； 所述的高速入口(2)的一端通過高速入口電磁閥(27)與滅火瓶(31)的釋放口相連接，通過低速出口電磁閥(28)與滅火管道(32)相連； 所述的低速入口(3)的一端通過低速入口電磁閥(29)與滅火瓶(31)的釋放口相連接，通過高速出口電磁閥(30)與滅火管道(32)相連。
2.根據權利要求1所述的飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，其特徵在於所述的滑動式閥芯(4)四周設有滑塊(8)，數目為4個，且靠近低速入口(3)的一端設有凸起結構(22)。
3.根據權利要求1所述的飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，其特徵在於所述的乾燥過濾腔(10)裝有「工」字型不鏽鋼管(12)，「工」字型不鏽鋼管(12)靠近低速入口(3)的一端截面設有不鏽鋼過濾網A (13)，另一端截面為PET過濾棉(14)和不鏽鋼過濾網B (15)，內部填充有3A分子篩乾燥劑(16)。
4.根據權利要求1所述的飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，其特徵在於所述的不鏽鋼過濾網A(13)和不鏽鋼過濾網B(15)完全相同，表面均設有孔徑為1mm的圓孔，圓孔數目52個。
5.根據權利要求1所述的飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，其特徵在於所述的節流腔(11)設有球形過濾器(17)和微孔車削件(18)，並採用雷射焊接工藝密封連接。
6.根據權利要求1所述的飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，其特徵在於所述的球形過濾器(17)採用厚度為0.05mm的不鏽鋼片為原材料，表面均布孔徑為0.1mm的微孔，左右兩個半球殼的中心截面設有厚度為0.3_的整流片(23)，整流片(23)中心均布有四個孔徑為0.5mm的微孔；上述各部分採用雷射焊接工藝密封連接。
7.根據權利要求1所述的飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，其特徵在於所述的微孔車削件(18)的中心設有孔徑為0.15mm的微型整流孔(24)，且一端與球形過濾器(17)的整流片(23)外周緊密銜接，並採用雷射焊接。
8.根據權利要求1所述的飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，其特徵在於所述的彈力控制開關(7)由控制鋼球(19)、控制彈簧(20)和彈簧底座(21)構成。
9.根據權利要求1所述的飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，其特徵在於所述的控制彈黃(20)為拉伸彈黃，一端與控制鋼球(19)相連，一端焊接在彈黃底座(21)處；在2.5MPa的壓強下，至少可以產生拉伸長度U。
10.根據權利要求1所述的飛機貨艙滅火系統狀態的轉換控制閥，其特徵在於所述的彈簧底座(21)內徑應大於高速入口(2)的口徑，且依靠四隻加強筋(33)固定在高速入口(2)端；所述的控制鋼球(19)的球徑大於微型整流孔(24)的孔徑；所述的控制鋼球(19)與微型整流孔(24)的水平間距L2小於控制彈簧(20)的拉伸長度L1 ;所述的控制鋼球(19)與微型整流孔(24)的水平間距L2大於錐形倒角(9)與凸起結構(22)的水平間距L3;所述的閥座(6)設有一段凹槽(25)，凹槽(25)的水平長度等於錐形倒角(9)與凸起結構(22)的水平間距L3;所述的滑動式閥芯(4)的左端與閥體(1)內壁面的水平距離等於凹槽(25)的水平長度L3 ;所述的閥座(6)為可拆卸的結構，左右兩部分通過螺紋(26)進行連接，並用密封圈 密封。
【文檔編號】F16K11/10GK103968107SQ201410187208
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年5月5日 優先權日:2014年5月5日
【發明者】張和平, 張丹, 陸松, 管雨 申請人:中國科學技術大學