一种包括释压装置的重力加油口的制作方法

1.本实用新型属于民用运输类飞机设计，涉及燃油系统,并且具体地涉及一种包括释压装置的重力加油口。


背景技术：

2.目前，为飞机添加燃油的方式包括重力加油。重力加油是一种依靠燃油自身重量将燃油从燃油箱上部加油口加注到飞机内的加油方式。
3.重力加油口由口座和和口盖组成，在无压力加油条件下，为飞机添加燃油。
4.目前，大型民用飞机多采用开式燃油箱布局，需要配置通气系统来保证燃油箱和外界大气环境相通，避免燃油箱内外压差超过结构承受要求。一般地，燃油箱内外压差通过燃油箱通气口(通常在外翼通气燃油箱下壁板上)保持平衡，保证燃油箱超压的事件发生概率最小化。
5.为了提高安全裕度以保证充足的安全裕度，燃油系统除设置正常的燃油箱通气口外，还需额外安装释压阀，并在通气能力不足情况下(如通气口被冰或异物堵塞)及时打开平衡燃油箱的内外压差。
6.目前，通气释压阀的安装主要由以下几种方案：在火焰抑制器上集成释压阀，火焰抑制器安装于燃油箱通气口上；以及在通气燃油箱下壁板安装释压阀或释压盘。
7.方案一：火焰抑制器集成释压阀
8.多个机型在火焰抑制器上集成负压旁通释压阀以及可选的正压释压阀。
9.然而，火焰抑制器集成释压阀存在以下不足：
10.a)释压阀集成在火焰抑制器上，仅能在火焰抑制器阻火芯被堵塞时，提供额外气路，发挥通气作用。若堵塞出现在燃油箱通气口，释压阀无法发挥冗余备份作用；
11.b)受燃油箱通气口气动环境影响，火焰抑制器腔体内存在明显压力脉动，可能导致旁通阀出现频繁开合，长期使用易出现损坏。
12.方案二：通气燃油箱下壁板安装释压阀或释压盘
13.多个机型在通气系统下壁板安装释压阀或释压盘。当燃油箱压力超过设计要求时，释压阀会主动打开或释压盘破损。
14.上述的在通气燃油箱下壁板设置释压阀的各种方案存在以下不足：
15.a)额外安装释压阀增加飞机整机重量；
16.b)在下壁板或口盖上开孔，不利于飞机机翼强度；
17.c)目前主流释压阀不可自动复位，需在落地后由机务重新复位。
18.此外，以上两种方案均将释压装置安装在通气燃油箱内，远离翼根位置，因在燃油或空气经由通气管路流至通气燃油箱时存在压损，导致燃油箱的压力分布不均匀，翼根附近压力更高，因此更不安全。
19.因此，期望涉及一种具有释压装置的部件的设计，其能够至少解决上述问题中的一些。


技术实现要素：

20.为了解决飞机燃油箱的释压问题，本实用新型设计了一种包括释压装置的重力加油口，在重力加油口盖上集成通气释压阀，有利于提高通气效率，大幅改善了飞机安全性水平，减小系统复杂程度。
21.具体地，这种重力加油口包括口座和口盖，口座安装在飞机的机翼壁面中，而口盖包括壳体，壳体安装在口座上，并具有空腔和端口，空腔具有侧壁；以及阀构件，阀构件设置在空腔中，阀构件具有运动件，运动件构造成能够根据压差运动，以使得阀构件打开或封闭端口。
22.在本发明的第一实施例中，阀构件具有本体和阀端部，其中，空腔的侧壁的至少一部分相对于端口沿水平方向凹陷，并且阀构件的本体的至少一部分相对于阀端部沿水平方向凹陷，以在本体和侧壁之间限定出空间，并且其中运动件是弹性运动件，其构造成能够延伸和收缩以抵接空腔的侧壁，从而沿着侧壁运动，使得阀构件能够相对于端口运动。
23.优选地，空腔的侧壁从端口朝向侧壁的中间位置凹陷，以形成侧壁的从端口到侧壁的中间位置的倾斜表面，并且其中阀构件的本体从阀端部朝向本体的中间位置凹陷，以形成阀构件的从阀端部到阀构件的中间位置的倾斜表面。
24.在该实施例中，运动件包括弹簧和滑块，弹簧沿水平方向设置在本体的内部，滑块的一端联接于弹簧，并且另一端抵接侧壁。
25.进一步地，本体具有通孔，运动件构造成沿水平方向贯穿通孔并使其端部抵接侧壁。
26.优选地，运动件的最小延伸长度大于壳体的端口的直径。
27.在本发明的第二实施例中，阀构件具有本体和联接件，本体设置在空腔中，并且运动件是枢转件，其可枢转地安装在空腔中或本体上，以打开或封闭端口。
28.进一步地，本体将空腔分隔成第一空腔和第二空腔，并且运动件包括第一枢转件以及第二枢转件，第一枢转件安装在端口处并搁置在本体上，使得第一枢转件能够向下枢转以打开或封闭第一空腔的端口，并且第二枢转件安装在端口处并搁置在本体上，使得第二枢转件能够向上枢转以打开或封闭第二空腔的端口
29.优选地，阀构件包括浮子阀，浮子阀在本体与侧壁之间安装在第一空腔或第二空腔中。
30.有利地，所述重力加油口安装在上述飞机的机翼的燃油箱的中间位置处。
31.所描述的重力加油口的额外特征和优点将在下文的详细描述中陈述，并且通过下文对于本领域技术人员显然或者从通过实践本文所描述的实施例而被本领域技术人员认识到，这些描述包括下文的详细描述以及附图说明。
附图说明
32.参考以上目的，本实用新型的技术特征在下面的权利要求中清楚地描述，并且其优点从以下参照附图的详细描述中显而易见，附图以示例方式示出了本实用新型的优选实施例，而不限制本实用新型构思的范围。
33.图1示出了根据本实用新型的第一实施例的重力加油口的示意图；
34.图2示出了当外界压力大于燃油箱内部压力且压差超过弹簧预紧力时图1的重力
加油口的示意图；
35.图3示出了当外界压力小于燃油箱内部压力且压差超过弹簧预紧力时图1的重力加油口的示意图；
36.图4示出了根据本实用新型的第二实施例的重力加油口的示意图；
37.图5示出了当外界压力大于燃油箱内部压力且压差超过弹簧预紧力时图4的重力加油口的示意图；以及
38.图6示出了当外界压力小于燃油箱内部压力且压差超过弹簧预紧力时图4的重力加油口的示意图。
39.附图标记
40.1机翼壁面
41.2口座
42.3口盖
43.10壳体
44.11空腔
45.12端口
46.13侧壁
47.14a、14b倾斜表面
48.20阀构件
49.21本体
50.22阀端部
51.23a、23b倾斜表面
52.24运动件
53.25弹簧
54.26滑块
55.27凸缘
56.30浮子阀
57.31底座
58.32浮子
59.33隘口
60.101第一空腔
61.102第二空腔
62.201第一枢转件
63.202第二枢转件
具体实施方式
64.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，但并不作为对本实用新型做任何限制的依据。
65.本文中使用的有关方位的术语“水平”以及“竖直”是以附图中的机为参照物进行描述的。具体地，“水平”是指大致平行于机翼的方向，而“竖直”是指大致竖直于机翼的方
向。注意，“水平”以及“竖直”并不一定需要严格沿着水平方向或者竖直方向，而是可以与水平方向或者竖直方向偏离一定角度，例如正负10度。
66.本文中使用的“中间位置”优选地是指沿某一部分或部件的长度方向在该部分或部件的正中间位置，但本领域技术人员可以理解，在其它情况下，“中间位置”不一定必须是恰好中间的位置，而是可以指一定程度地偏离正中间的位置。
67.本文中使用的“倾斜度”是指斜面的斜率的绝对值，即沿水平方向或沿竖直方向对称的两个倾斜表面被认为具有相同的倾斜度。
68.本文中使用的“压差”是指外部环境以及燃油箱内部的压力之差。
69.应当理解的是，在本文中使用的“第一”和“第二”可以进行互换而不影响对实施例的描述。
70.为方便理解，在以下描述中，相同的元件采用相同的附图标记。
71.图1示出了根据本实用新型的第一实施例的重力加油口的示意图，该重力加油口优选地在机翼壁面1处安装在机翼的燃油箱的中间位置，减少了翼根附近的燃油箱压力(在所示的附图中，机翼壁面1的上方空间是外部环境，而机翼壁面1的下方空间是燃油箱内部)。
72.重力加油口包括口座2和口盖3。口座2安装在飞机的机翼壁面1中，并且口盖3构造成安装在口座2上，使得工作人员在需要加油时可以打开口盖以完成加油的操作。
73.在所示的实施例中，重力加油口的口盖3包括中空结构的壳体10，该壳体10安装在口座2上，并且具有空腔11和端口12，其中空腔11在壳体10中沿竖直方向开设并贯穿壳体10，使得机翼的燃油箱与外部大气环境空气连通。应当理解的是，在其它情况下，壳体10中的空腔11可以偏离竖直方向开设。壳体10还包括阀构件20，该阀构件20设置在空腔11中。阀构件20可以由与壳体10相同的材料制成。
74.在本实施例中，阀构件20设计成具有本体21、阀端部22和运动件24，阀端部22与端口12对准并在通常情况下密封端口12，以将燃油箱与外部大气环境隔离，运动件24构造成抵接空腔11的侧壁13并允许沿着侧壁13运动，使得阀构件20能够相对于端口12运动，以打开和封闭端口12。优选地，运动件24是弹性运动件，其构造成能够延伸和收缩以沿着侧壁13运动，使得阀构件20压在侧壁上，从而始终受到侧壁13的侧向支撑而不至于从壳体10中脱落。运动件24可以是安装到阀构件20上的单独的构件，或者运动件24的一部分可以与阀构件20成一体。在本实施例中，运动件24由弹簧25和滑块26组成，弹簧25沿水平方向设置在本体21内部(例如设置在本体的钻孔中)，而滑块26的一端联接于弹簧25，并且另一端抵接侧壁13，由此，滑块26沿着侧壁的运动可以引起包括本体21的阀构件20的运动，从而实现阀的开关功能。
75.在本实施例中，本体21具有通孔，并且运动件24构造成沿水平方向贯穿通孔并使其两个端部抵接所述侧壁，换言之，运动件24包括对称地设置在本体21的内部中的两个弹簧25以及分别联接于两个弹簧25中的一个的两个滑块26，并且滑块26抵接侧壁13的两个对称部分。但是应当理解，本体21并不一定具有通孔，而是可以替代地具有盲孔和抵靠侧壁13的一部分的滑动部，运动件24也可以替代地仅包括一个弹簧25和一个滑块26，滑块26与滑动部相对地抵接侧壁13的一部分。
76.在运动件24构造成沿水平方向贯穿本体21的通孔的实施例中，当弹簧25被压缩至
最小长度时，运动件24的最小延伸长度(两个滑块26的最远端距离的最小值)大于重力加油口的口盖的壳体10的端口12直径，以发挥限位作用，防止阀构件20从壳体中脱落。在其它实施例中，本体21和侧壁13可以包括限位部分，以限制阀构件20脱落。
77.为了实现阀的释压功能，壳体10的空腔11的侧壁13的至少一部分相对于端口12沿水平方向凹陷，并且阀构件20的本体21的至少一部分相对于阀端部22沿水平方向凹陷，以在本体21和侧壁13之间限定出空间。侧壁13和本体21的凹陷形状是可选的，例如可以朝向中间位置渐进地凹陷成“沙漏形”(如下所述)，或者侧壁13和本体21可以凹陷成“哑铃形”。由此，参照图2和图3，当阀构件20相对于端口12移位时，本体21和侧壁13之间可以形成空气流动路径，以使燃油箱与外部大气环境空气连通，从而调节压差。
78.为了使阀构件20在没有外界压差的情况下保持封闭端口12，空腔11的侧壁13从端口12朝向侧壁13的中间位置凹陷，以形成侧壁13的从所述端口12到侧壁13的中间位置的倾斜表面14a、14b(为清楚起见，仅标记了一侧的倾斜表面)。进一步地，阀构件20的本体21从阀端部22朝向本体21的中间位置凹陷，以形成阀构件20的从阀端部22到所述阀构件20的中间位置的倾斜表面23a、23b(为清楚起见，仅标记了一侧的倾斜表面)。侧壁13的倾斜表面14a、14b构造使得运动件24的滑块26被弹簧25的预紧力压在侧壁13的两个倾斜表面14a、14b之间，即“夹在”倾斜表面之间，并且侧壁13的倾斜表面14a、14b对滑块26的支撑力沿竖直方向的分量抵消了阀构件20的重力，使得阀构件20在没有外界压差的情况下保持在中间位置，即保持封闭端口12。如图2所示，当外界压力大于燃油箱内部压力且压差超过弹簧25预紧力时，阀构件20被推动向下运动。此时，口盖3的阀构件20和壳体10的空腔11的侧壁13之间的距离减少，滑块26向内运动，弹簧25弹力增加。如图3所示，当外界压力小于燃油箱内部压力且压差超过弹簧预紧力时，阀构件20被推动向上运动。此时，口盖3的阀构件20和壳体10的空腔11的侧壁13之间的距离减少，滑块26向内运动，弹簧25弹力增加。
79.应当理解，虽然在本实施例中示出了倾斜表面14a、14b的构造，但是本领域技术人员可以设想其它的表面形状，比如弧形的凹面和位于中间位置处的用于保持运动件的凹穴的组合同样适用于本实用新型的重力加油口。此外，在本实施例中，侧壁13的倾斜表面14a、14b和阀构件20的倾斜表面23a、23b具有相同的倾斜度，但是在其它实施例中，侧壁13的倾斜表面14a、14b和阀构件20的倾斜表面23a、23b可以具有不同的倾斜度，只要不同的倾斜度不会影响空气流通即可。
80.图4示出了根据本实用新型的第二实施例的重力加油口的示意图，该重力加油口优选地在机翼壁面1处安装在机翼的燃油箱的中间位置，减少了翼根附近的燃油箱压力。
81.重力加油口包括口座2和口盖3。口座2安装在飞机的机翼壁面1中，并且口盖3构造成安装在口座2上，使得工作人员在需要加油时可以打开口盖以完成加油的操作。
82.在所示的实施例中，重力加油口的口盖3包括中空结构的壳体10，该壳体10安装在口座2上，并且具有空腔11和端口12，其中空腔11在壳体10中沿竖直方向开设并贯穿壳体10，使得机翼的燃油箱与外部大气环境空气连通。应当理解的是，在其它情况下，壳体10中的空腔11可以偏离竖直方向开设。壳体10还包括阀构件20，该阀构件20设置在空腔11中。阀构件20可以由与壳体10相同的材料制成。
83.在本实施例中，阀构件具有本体21和运动件24，本体21设置在空腔11中，例如，本体21可以经由联接件联接于空腔11的侧壁13，或者本体21与空腔11一体地形成。进一步地，
运动件24是枢转件，其可枢转地安装在空腔11中或本体21上，以根据压差打开或封闭端口12，从而实现阀的开关功能。值得注意的是，虽然枢转件如图所示安装在端口12处，但可以理解的是枢转件同样可以安装在空腔11的侧壁13上的任意位置处，或者安装在本体21的任意位置处，只要不影响绕枢转点枢转即可。
84.参照图4并且附加地参照图5-6，本体21将空腔11分隔成单独的第一空腔101和第二空腔102(并因此还将端口12一分为二)，并且运动件24包括第一枢转件201以及第二枢转件202，第一枢转件201安装，优选地铰接在端口12处并搁置在本体21上，使得第一枢转件201能够向下枢转以打开或封闭第一空腔101的端口，并且第二枢转件202同样地安装，优选地铰接在端口12处并搁置在本体上，使得第二枢转件202能够向上枢转以打开或封闭第二空腔的端口，即，第一空腔101和第一枢转件201起到正压释压阀的作用，而第二空腔102和第二枢转件202起到负压释压阀的作用。第一枢转件201以及第二枢转件202优选地采用单向片的形式，但是其它形状的枢转件也是允许的。第一枢转件201和第二枢转件202在铰接位置处安装扭转弹簧(未示出)，以提供预紧力，保证只有当燃油箱和大气环境的压差超过预定设计值时，枢转件才会枢转以打开端口进行通气。在第一枢转件201和第二枢转件202的搁置位置处设置有凸缘27，以限制第一枢转件201的不期望的向上枢转或者第二枢转件202的不期望的向下枢转。进一步地，第一枢转件201和第二枢转件202与凸缘27的接触部分设置有密封橡胶，优选地氟硅橡胶，以保证阀的密封性。
85.如图5所示，当外界压力小于燃油箱内部压力且压差超过弹簧预紧力时，第一枢转件201受到沿箭头方向的气流的压力而克服预紧力向下枢转。如图6所示，当外界压力大于燃油箱内部压力且压差超过弹簧预紧力时，第二枢转件202受到沿箭头方向的气流的压力而克服预紧力向上枢转。由此平衡外界压力凸缘燃油箱内部压力。
86.优选地，如图4所示，阀构件20还可以包括浮子阀30，浮子阀30在本体21与侧壁13之间安装在第一空腔101或第二空腔102中，防止燃油箱处于的高油位时，燃油从空腔11溢出。具体地，浮子阀30包括安装在第二空腔102中的底座31、浮子32和隘口33，浮子32位于底座31和隘口33之间。当燃油箱油位过高时，浮子阀30的浮子32被燃油的浮力抬升，顶住隘口33，从而保证燃油不会从重力加油口溢出。
87.本实用新型的重力加油口具有如下优点：
88.1：本实用新型的将燃油箱释压阀集成在重力加油口的口盖上的设计方案，能够在保留原有燃油添加功能同时，保证燃油箱内外压差满足设计要求。集成化的释压阀和口盖结构，避免在通气油箱下壁板或火焰抑制器上安装额外释压阀，减少了系统部件数量，降低飞机重量，提高系统安全性。
89.2：本实用新型的重力加油口安装在机翼的燃油箱中间位置处，减少了翼根附近空气流向释压阀位置处产生压降，这使得燃油箱内部各处压力值更为平均，减少了翼根附近的燃油箱压力。
90.3：本实用新型提出的空腔内部直径中间大两端小重力加油口盖壳体结构，结合阀体直径中间小两端大的结构，形成了滑块无论向那侧移动都将增加弹簧压缩量的释压阀结构。该释压阀结构能够同时承担正压释压阀和负压释压阀功能，具有结构简单，安全稳定的优势。
91.虽然以上结合了较佳实施例对本实用新型的结构和安装方法进行了说明，但是本
技术领域中的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本实用新型的限制。因此，可以对本实用新型进行修改和变型，这些修改和变型都将落在本技术所附权利要求书所限定的范围之内。

技术特征：
1.一种包括释压装置的重力加油口，所述包括释压装置的重力加油口用于飞机，并包括口座和口盖，所述口座安装在所述飞机的机翼壁面中，其特征在于，所述口盖包括：壳体，所述壳体安装在所述口座上，并具有空腔和端口，所述空腔具有侧壁；以及阀构件，所述阀构件设置在所述空腔中，所述阀构件具有运动件，所述运动件构造成能够根据压差运动，以使得所述阀构件打开或封闭所述端口。2.如权利要求1所述的包括释压装置的重力加油口，其特征在于，所述阀构件具有本体和阀端部，其中，所述空腔的所述侧壁的至少一部分相对于所述端口沿水平方向凹陷，并且所述阀构件的所述本体的至少一部分相对于所述阀端部沿水平方向凹陷，以在所述本体和所述侧壁之间限定出空间，以及其中，所述运动件是弹性运动件，其构造成能够延伸和收缩以抵接所述空腔的侧壁，从而沿着所述侧壁运动，使得所述阀构件能够相对于所述端口运动。3.如权利要求2所述的包括释压装置的重力加油口，其特征在于，所述空腔的所述侧壁从所述端口朝向所述侧壁的中间位置凹陷，以形成所述侧壁的从所述端口到所述侧壁的中间位置的倾斜表面，以及其中，所述阀构件的所述本体从所述阀端部朝向所述本体的中间位置凹陷，以形成所述阀构件的从所述阀端部到所述阀构件的中间位置的倾斜表面。4.如权利要求2所述的包括释压装置的重力加油口，其特征在于，所述运动件包括弹簧和滑块，所述弹簧沿水平方向设置在所述本体的内部，所述滑块的一端联接于弹簧，并且另一端抵接所述侧壁。5.如权利要求2所述的包括释压装置的重力加油口，其特征在于，所述本体具有通孔，所述运动件构造成沿水平方向贯穿所述通孔并使其端部抵接所述侧壁。6.如权利要求5所述的包括释压装置的重力加油口，其特征在于，所述运动件的最小延伸长度大于所述壳体的所述端口的直径。7.如权利要求1所述的包括释压装置的重力加油口，其特征在于，所述阀构件具有本体和联接件，所述本体设置在所述空腔中，以及其中，所述运动件是枢转件，其可枢转地安装在所述空腔中或所述本体上，以打开或封闭所述端口。8.如权利要求7所述的包括释压装置的重力加油口，其特征在于，所述本体将所述空腔分隔成第一空腔和第二空腔，并且所述运动件包括第一枢转件以及第二枢转件，所述第一枢转件安装在所述端口处并搁置在所述本体上，使得所述第一枢转件能够向下枢转以打开或封闭所述第一空腔的端口，并且所述第二枢转件安装在所述端口处并搁置在所述本体上，使得所述第二枢转件能够向上枢转以打开或封闭所述第二空腔的端口。9.如权利要求8所述的包括释压装置的重力加油口，其特征在于，所述阀构件包括浮子阀，所述浮子阀在所述本体与所述侧壁之间安装在所述第一空腔或所述第二空腔中。10.如权利要求1所述的包括释压装置的重力加油口，其特征在于，
所述重力加油口安装在上述飞机的机翼的燃油箱的中间位置处。

技术总结
一种包括释压装置的重力加油口，该重力加油口用于飞机，并包括重力加油口包括口座和口盖，口座安装在飞机的机翼壁面中，口盖包括：壳体，该壳体安装在所述口座上，并具有空腔和端口，空腔具有侧壁；以及阀构件，阀构件设置在空腔中，并具有运动件，该运动件构造成能够根据压差运动，以使得阀构件打开或封闭端口。以使得阀构件打开或封闭端口。以使得阀构件打开或封闭端口。


技术研发人员：叶柯华 何昌升 彭慧兰
受保护的技术使用者：中国商用飞机有限责任公司
技术研发日：2023.03.07
技术公布日：2023/6/20