專利名稱：流體傳送系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及用于儲存和傳送揮發(fā)性的和/或有潛在危險的流體的裝置和系統(tǒng)，該流體例如飛機的燃料輸送系統(tǒng)中的飛機燃料。尤其是，本發(fā)明涉及一種改進的、用于儲存和分配選定流體如飛機燃料或類似物的可變?nèi)莘e儲箱或儲罐，其中，當燃料從該儲箱中分配時，基本不會在該儲箱內(nèi)形成殘留的空氣空間或蒸汽空間，而且，該儲箱提供有外部安裝的液位傳感器裝置，以便監(jiān)測罐內(nèi)剩余燃料的液位或容積。該可變?nèi)莘e儲箱可以用于各種流體傳送用途，例如傳送有潛在危險的流體或在外層空間環(huán)境中傳送流體。
現(xiàn)代飛機通常裝備有多個沿機身和機翼安裝在不同位置的燃料箱，其中，該多個燃料箱設計為攜帶大量的燃料，從而使飛機有較大的可能飛行距離。這些燃料箱通常彼此相互連接，以便進行油箱之間的相互燃料傳送，從而可以基本均勻或平衡地分配整個飛機的燃料負載，尤其是當燃料在飛行操作過程中由于輸送到一個或多個飛機發(fā)動機而耗盡時。而且，對于相當短距離的飛行，通常飛機起飛時只裝載部分燃料，有時一個或多個燃料箱是空的，以便減小飛機總重，從而提高燃油效率。內(nèi)部燃料傳送泵通常安裝在不同燃料箱內(nèi)，并能在地面或在飛行時工作，以便將燃料從一個燃料箱傳送到另一燃料箱，或者將一個或多個燃料箱抽空，以便準備進行短距離飛行工作。此外，飛機燃料箱通常裝備有在各油箱內(nèi)安裝的油位傳感器，以便向空勤人員提供各油箱的剩余燃料量指示。
近年來，多起飛機事故是由于燃料箱和將燃料輸送給飛機發(fā)動機的相關系統(tǒng)的故障引起的。尤其是，飛機燃料箱通常是固定容積結構，以便在基本滿載的狀態(tài)下容納規(guī)定的最大量燃料。當在燃料使用過程中燃料從燃料箱傳送出去時或者由于燃料傳送給另一燃料箱，在燃料箱內(nèi)剩余的燃料上方生成較大的空氣或蒸汽空間。該空氣或蒸汽空間非所希望地提供了形成和積累高濃度的揮發(fā)性燃料蒸汽的場所。該蒸汽形式的燃料的積累不僅浪費了燃料和提供了空氣污染源，還在有空氣和點火源時產(chǎn)生了安全隱患。潛在的點火源包括直接安裝在飛機燃料箱內(nèi)的電動的和/或產(chǎn)生摩擦的燃料傳送泵。另一潛在的點火源包括其它電動裝置，例如直接安裝在燃料箱內(nèi)的油位傳感器。
本發(fā)明的目的是通過提供一種改進的、可變?nèi)莘e的燃料儲箱或儲罐來克服這些問題和缺點，從而當該儲箱處于排空或部分排空狀態(tài)時基本消除殘留的空氣或蒸汽空間，而且，通過外部安裝的燃料傳感器監(jiān)測該儲箱內(nèi)的油位。本發(fā)明的改進的可變?nèi)莘e儲箱可以在飛機或其它流體傳送環(huán)境中以多個儲箱系統(tǒng)連接在一起，以便能將流體安全高效地從一個位置傳送到另一位置。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種改進的流體儲箱或儲罐，其中，該儲箱尤其適于在例如飛機燃料供給系統(tǒng)或類似物中進行安全高效的流體傳送。該改進的儲箱具有可變?nèi)莘e結構，當流體從其中輸送出去時基本沒有殘留的空氣或蒸汽空間，而且，該儲箱通過安裝在儲箱外部的傳感器單元進行液位監(jiān)測。本發(fā)明的可變?nèi)莘e流體儲箱適于以多個儲箱系統(tǒng)相互連接的方式使用，以便安全高效地將燃料輸送給飛機發(fā)動機或類似物和安全高效地將燃料從一個儲箱傳送到另一儲箱。該儲箱還用于在各種不同的流體處理環(huán)境中以可控制的方式安全高效地將流體從一處傳送到另一處。
在一種優(yōu)選形式中，改進的流體儲箱或儲罐包括一箱體，該箱體在其一端有一出口或分配孔；以及一活動基壁，該活動基壁通過柔性波紋狀膜片通常安裝在箱體的相對端。該箱體與活動基壁配合，以便限定一個用于容納和儲存流體如燃料或類似物的可變?nèi)莘e的內(nèi)部腔體。當燃料從該儲箱傳送時，基壁逐漸移到箱體內(nèi)，以便使該內(nèi)部腔體內(nèi)基本不會有空氣或蒸汽空間。液位傳感器單元包括安裝在該內(nèi)部腔體外部的裝置，用于探測基壁的移動，從而提供儲箱內(nèi)剩余流體的液位或容積的指示。
多個本發(fā)明的流體儲箱可以在多個儲箱的系統(tǒng)中連接起來，例如在飛機燃料供給系統(tǒng)中，同時各儲箱包括至少一個傳送孔，以便允許流體在儲箱之間傳送。在正常的工作過程中，燃料可以按比例從系統(tǒng)的各儲箱中輸送給一個或多個飛機發(fā)動機，同時各儲箱內(nèi)的活動基壁隨儲箱內(nèi)的油位移動，從而基本不會有任何空氣或蒸汽空間，否則揮發(fā)的燃料蒸汽將會在該空氣或蒸汽空間內(nèi)積累。當多個飛機發(fā)動機中的一個發(fā)生故障時，向該發(fā)動機的相關燃料供給被切斷，燃料繼續(xù)按比例從系統(tǒng)的多個儲箱中向剩余的可工作發(fā)動機輸送。當一個儲箱損壞時，通過使損壞的儲箱內(nèi)的基壁適當前進和使燃料將傳送過去的一個或多個儲箱內(nèi)的基壁相應退回，該損壞的儲箱內(nèi)的殘余燃料可以安全高效地傳送給輔助備用儲箱或傳送給系統(tǒng)的其它儲箱。這樣的燃料傳送將以在系統(tǒng)內(nèi)不產(chǎn)生任何明顯的空氣或蒸汽空間的方式完成。
在一個優(yōu)選的多儲箱結構中，該多個儲箱包括一系列儲箱，該系列儲箱以首尾相連的方式安裝，當其中的流體供給完時，一個儲箱嵌套裝在另一個儲箱內(nèi)。例如，在飛機燃料供給系統(tǒng)中，第一儲箱的分配孔與燃料總管或類似物相連，以便將燃料輸送給飛機發(fā)動機。較小尺寸的第二儲箱的分配孔與第一儲箱的活動基壁相連，以便將該第二儲箱內(nèi)的燃料輸送給所述第一儲箱。尺寸漸進更小的第三儲箱和隨后的儲箱可以分別以簡單串聯(lián)的方式與第二儲箱和隨后的儲箱的活動基壁相連。當燃料排空后，該第二儲箱和隨后的儲箱將跟著它所安裝的基壁的移動而移動，導致儲箱彼此嵌套。
通過下面的詳細說明并結合附圖，可以更好地了解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，該附圖通過實例闡明本發(fā)明的原理。
附解說明了本發(fā)明。附圖中

圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的新穎特征構成的可變?nèi)莘e儲箱或儲罐的局部垂直剖視圖；圖2是圖1中的儲箱的局部垂直剖視圖，表示流體如燃料從該儲箱中的分配；圖3是圖2中的儲箱的一部分的局部放大垂直剖視圖，表示流量控制器調(diào)節(jié)從儲箱中分配的流體的操作；
圖4是沿圖1中的線4-4的局部放大水平剖視圖；圖5是沿圖2中的線5-5的局部放大水平剖視圖；圖6是表示采用多個圖1-5所示類型的儲箱的示意圖，這些儲箱布置在用于向一對飛機發(fā)動機或類似物供油的系統(tǒng)中；圖7是類似于圖6的示意圖，但是表示當一個飛機發(fā)動機發(fā)生故障時該多個燃料儲箱的工作；圖8是類似于圖6的示意圖，但是表示用多個圖1-5所示類型的儲箱布置在向四個飛機發(fā)動機或類似物供油的系統(tǒng)中；圖9是類似于圖6的示意圖，表示多個圖1-5所示類型的儲箱，這些儲箱布置在用于向一對飛機發(fā)動機或類似物供油的系統(tǒng)中，而且還包括一個輔助或備用的燃料儲箱；圖10所示為一對圖1-5所示類型的可變?nèi)莘e流體儲箱或儲罐的垂直剖視圖，表示流體從一個儲箱傳送到另一儲箱；圖11表示將流體從一個可折疊的一次性供給容器向本發(fā)明的可變?nèi)莘e的流體儲箱或儲罐傳送；圖12表示多個圖1-5所示類型的可變?nèi)莘e的流體儲箱或儲罐，這些儲箱或儲罐有不同尺寸并相互連接，以便當流體從其中分配時通過使儲箱嵌套而高效利用空間；圖13所示為圖12的多個儲箱基本成嵌套結構；圖14所示為裝備有圖12和13所示類型的、可嵌套且可變?nèi)莘e的燃料箱的軍用噴氣飛機；圖15所示為本發(fā)明的可變?nèi)莘e的流體儲箱或儲罐的網(wǎng)絡，這些儲箱或儲罐與一公共配給管道相互連接；以及圖16所示為一對圖1-5所示類型的可變?nèi)莘e的流體儲箱或儲罐的垂直剖視圖，表示流體從一個儲箱傳送給另一儲箱，用于空間飛行器或類似物的可控制對接。
如附圖所示，改進的儲箱或儲罐總體以參考標號10表示，它用于儲存和輸送流體12，例如飛機或汽車燃料供給系統(tǒng)中的燃料或類似物。該流體儲箱10確定了一個可變?nèi)莘e的腔體14，選定的流體12可以從該腔體14中分配，且基本不會產(chǎn)生任何殘留的空氣或蒸汽空間。而且，提供有用于指示儲箱10內(nèi)剩余流體容量的液位傳感器單元16，其中，該傳感器單元16安裝在裝流體的腔體14的外部，因此不與流體12直接接觸。多個根據(jù)本發(fā)明構成的儲箱10可以在流體供給系統(tǒng)中連接起來，例如在飛機或類似物的燃料供給系統(tǒng)中?；蛘?，該儲箱10可以在各種流體的輸送中使用，以便安全高效地傳送有潛在危險的材料。
如圖1-5所示，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選形式，流體儲箱或儲罐10包括一相對剛性的空心箱體18，該箱體18有選定的物理尺寸和形狀，并在其下端形成有開口的出口或分配孔20。箱體18的上端開口，以便可滑動容納一基壁22，為了可相對緊密地滑動，該基壁22的橫截面形狀與箱體18的橫截面幾何形狀一致。該基壁22通常在其周邊與一柔性的波紋狀環(huán)形膜片24相連，該膜片24再在其上端或靠近上端處固定在箱體18上。對于該結構，基壁22構成一可活動壁，該可活動壁與箱體18配合以便確定可變?nèi)莘e的腔體14，流體12裝于該腔體14內(nèi)。圖1表示基壁22處于基本退回位置，儲箱10處于基本裝滿的狀態(tài)。而圖2表示基壁22處于部分前進的位置，而儲箱10處于部分排空的狀態(tài)。儲箱10可以安裝在合適的支架26上，例如，在燃料系統(tǒng)環(huán)境等等中用于將儲箱支承在飛機內(nèi)或飛機上的支架。
流體12通過分配孔20以可控制的方式輸送，以便于使用。尤其是，圖1-3表示了一種形式的流量控制器28，該流量控制器28與分配孔20相連，以便調(diào)節(jié)流體12的輸送，例如，在飛機燃料供給系統(tǒng)應用中，液體燃料向燃料總管30的輸送，通過該總管，燃料傳送給一個或多個飛機發(fā)動機(未示出)。所示流量控制器28包括帶有氣門的彈性接嘴32，該接嘴32通過帽體裝配件34或類似物安裝在箱體18的分配孔20處，優(yōu)選是，該流量控制器還包括合適的、位于分配孔20內(nèi)的燃料過濾器36。流過接嘴32的流體可以通過有活動調(diào)節(jié)夾鉗38和40的夾子而進行調(diào)節(jié)，該夾鉗38和40在接嘴的兩側與接嘴配合且稍微在接嘴孔42之上或在接嘴孔42的上游，該接嘴孔42可以有通常為X形的狹槽結構，如圖4和5所示?？刂撇考?3(圖1)用于可調(diào)節(jié)地設定夾鉗38、40，以便局部壓縮或擠壓接嘴32，從而擴大由接嘴孔42限定的開口流通面積，如圖2、3和5所示，或者使接嘴32返回到基本沒有變形的狀態(tài)，同時孔42關閉，如圖1和4所示。或者，夾鉗38、40可以彼此充分對向移動，從而緊夾住接嘴32，并使該接嘴32確實對于從其中流過的流體關閉。當接嘴孔42打開時，流體從該儲箱10的分配可以通過重力流進行，或者在一個或多個燃料泵44的輔助下進行，該燃料泵44通常設在飛機燃料系統(tǒng)中，或者通過文式管型流體壓差而抽吸儲箱10內(nèi)的流體。也可選擇采用有可變設定的流出孔的流體流動調(diào)節(jié)裝置，例如美國申請No.09/129715所述的一對可調(diào)節(jié)設定的覆蓋流孔，該美國申請No.09/129715的申請日為1998年8月5日，并被本文參引。
從儲箱10流出的流體流量由液位傳感器單元16監(jiān)測。圖1和2所示的傳感器單元16包括一傳感器殼體46，該傳感器殼體46通過安裝環(huán)或類似物安裝在箱體18的上端。傳感器殼體46中裝入一傳感器探測臂50，該探測臂50活動安裝，以便隨儲箱腔體14內(nèi)的流體12的液位變化而移動。
尤其是，傳感器探測臂50包括一垂直朝向的元件，該元件的下端與加重塊52或類似物相連，該加重塊52或類似物靠在活動基壁22的上端外側面上，優(yōu)選是與活動基壁22的上端外側面相連。如圖1所示，當儲箱10處于基本裝滿的狀態(tài)時，傳感器探測臂50在傳感器殼體46內(nèi)向上延伸，其終止的上端處位于殼體46的上端處或靠近殼體46的上端。不過，當流體從儲箱10分配時，傳感器的臂50隨著或跟著基壁22降低，因此，傳感器的臂50的上端也在傳感器殼體46內(nèi)向下運動。重要的是，傳感器的臂50的上端帶有的導電接頭54經(jīng)過在傳感器殼體46上垂直間隔的一連串導電墊片56，產(chǎn)生一系列能由監(jiān)測器58探測的電信號。該監(jiān)測器58可以編有對傳感器臂50的這一運動進行轉(zhuǎn)換的程序，以便確定和指示儲箱10內(nèi)剩余的流體容積。
此外，優(yōu)選是該傳感器探測臂50與監(jiān)測器58或其它合適的機械傳動裝置相連，以便確實使傳感器臂50相對于相應的流體儲罐10而前進或退回。探測臂50的向前移動使得活動基壁22在箱體18內(nèi)前進或降低，導致腔體14內(nèi)裝有的流體確實通過分配孔20或者通過一個或多個流體傳送孔62而從該儲罐運動或傳送到其它地方，該流體傳送孔62形成于箱體18上并通?？拷峙淇?0。相反，探測臂50的退回運動使得活動基壁22在箱體18內(nèi)退回或向上運動，以便將另外的流體通過分配孔20或者通過一個或多個傳送孔62從其它地方抽吸到該儲罐的腔體14內(nèi)。重要的是，在流體從該相應儲罐10中傳送出去或傳送到該儲罐10中的過程中，流體的移動基本不會在儲罐腔體14內(nèi)生成任何空氣或蒸汽空間。而且，如果需要，該儲罐外面的部分如傳感器單元16可以包括惰性的或相對防火的材料或涂層，以便進一步減小起火的危險。
當然，也可以采用其它類型的傳感器，例如超聲波液位傳感器。
圖6和7表示了多個如圖1-5所示類型的儲箱10，用于向飛機的一對發(fā)動機60供給燃料的系統(tǒng)布置中。由于該系統(tǒng)布置，多個儲罐10通過傳送孔62很方便地彼此相互連接，該傳送孔62位于靠近各箱體18下端的相應分配孔20附近，如圖1-3所示。這些傳送孔62通常關閉和密封，但是它們可以使多個儲罐10快速相互連接，圖6和7所示為三個儲罐10的實施例。特別是，這三個儲罐10串聯(lián)式互連，一個儲罐裝在另兩個儲罐的中間，并通過在相應傳送孔62之間連接的流體傳送管道64而與另兩個儲罐流通連接。流體傳送管道64可以包括彈性管，且在該彈性管上裝有夾式控制閥66，其結構如圖3-5所示，以便根據(jù)需要可選擇地關閉相應的流體傳送管道64。也可選擇采用其它的流體管道材料和其它類型的控制閥，例如流量控制器28。
如圖6和7所示，外側的一對燃料儲箱10的分配孔20分別與一對相應的燃料總管30相連，圖中各燃料總管30都包括一個燃料泵44。在正常的操作中，全部三個互連的燃料儲箱10都向發(fā)動機60輸送燃料。也就是，燃料儲箱10是打開的，以便燃料在它們之間流動，因此，實際上構成向發(fā)動機60供給的公共燃料箱。在各儲箱10中，當燃料從其中分配時，相應的基壁22在箱體18內(nèi)降低，以便保持在剩余的燃料容積上方?jīng)]有任何明顯的空氣或蒸汽空間。因此，實際上不會有大量的、可能爆炸的燃料蒸汽。此外，與該多個儲箱10的每一個相連的傳感器單元16提供了未使用燃料的容積的當前指示，而傳感器單元16的任何部分都不需要直接安裝在裝燃料的腔體14內(nèi)。通過該結構，由于積累的燃料蒸汽和/或在燃料腔體14內(nèi)有作為點火源的電子元件而可能導致的火災或爆炸都基本可以避免。
在系統(tǒng)發(fā)生故障時，例如發(fā)動機失效或燃料泵失效時，本發(fā)明的儲箱10繼續(xù)起到用于飛機剩余的全部可工作發(fā)動機60的公共燃料箱的作用。如圖7所示，失效的發(fā)動機60和/或失效的燃料泵44以虛線表示。這時，向失效發(fā)動機60的燃料供給或從失效燃料泵44的燃料供給通常簡單地通過斷開選定的燃料泵44而終止。或者，需要時，可以通過啟動相應的流量控制器28以確實使燃料停止流過與不能工作的泵或發(fā)動機相連的儲箱10分配孔20，從而終止該燃料供給。然后，傳送孔62和相應的傳送管道64將一排儲箱10相互連接，從而不會限制燃料流過一系列儲箱和再流向總管30，以便向可工作的發(fā)動機供給。
圖8說明圖6和7所示系統(tǒng)概念的進一步變化的形式，其中，在向四個飛機發(fā)動機60供給的燃料系統(tǒng)中，串聯(lián)的5個儲箱10通過燃料傳送孔62和相應的傳送管道64而相互連接。在該實施例中，當任意一個飛機發(fā)動機60發(fā)生故障時，或任意一個向各發(fā)動機輸送燃料的燃料泵發(fā)生故障時，停止向失效部件輸送燃料會導致一排儲箱10成為向全部剩余的可工作發(fā)動機供給燃料的公共燃料箱。
圖9說明另一種系統(tǒng)變化形式，表示了一個輔助或備用燃料儲箱10′，該燃料儲箱10′的結構和工作方式與前面所述的儲箱10一致。如圖所示，備用儲箱10′通過多個傳送孔62和相應的傳送管道64與多個主儲箱10的每一個相連，圖中所示為三個主儲箱10，這三個主儲箱10的系統(tǒng)結構與圖6-7相同。當一個主儲箱10發(fā)生故障或損壞時，沿相應傳送管道64而安裝的控制閥66能適當關閉，以便斷開損壞的儲箱與相鄰主儲箱的連接，同時使損壞的儲箱與備用儲箱10′相連。備用儲箱10′內(nèi)的傳感器臂50和相應基壁22適當退回，優(yōu)選是，這同時伴隨著使損壞的主儲箱10內(nèi)的傳感器臂50和相應的基壁22向前運動，從而能快速和高效地將剩余的燃料從損壞的主儲箱10向備用儲箱10′傳送。該燃料傳送一結束，安裝在使備用儲箱10′與損壞的主儲箱10相互連接的傳送管道64上的控制閥66就可以關閉，從而使損壞的儲箱與燃料供給系統(tǒng)的剩余部分隔離開。當該損壞儲箱的隔離可能導致一個飛機發(fā)動機60失效時，該備用儲箱10′和剩余的主儲箱10成為繼續(xù)向飛機上剩余的全部可工作發(fā)動機供給燃料的公共燃料箱。
備用儲箱10′和主儲箱10之間的流體傳送在圖10中更詳細地表示，其中，可以知道，該流體傳送可以發(fā)生在圖9所示類型的飛機燃料供給系統(tǒng)中，或者在其它任何流體傳送應用中，尤其是例如該流體傳送中包括有潛在危險的液體試劑。如圖所示，主儲箱10部分裝有流體12，并可以通過前述類型的流量控制器28與燃料總管30或其它選定處相連，該流量控制器28用于以可調(diào)節(jié)的流量而輸送流體12。通過在一對儲箱上的傳送孔62之間適當連接，包括夾式控制閥66的傳送管道64使主儲箱10與輔助或備用儲箱10′相互連接。如圖所示，備用儲箱10′的分配孔20由帽體裝配件34′關閉。與備用儲箱10′的基壁22相連的傳感器臂50在監(jiān)測器58的控制下退回，與主儲箱10的基壁22相連的傳感器臂50在監(jiān)測器的控制下前進，從而快速方便地將流體12從主儲箱10輸送到備用儲箱10′。該流體傳送一結束，控制閥66就可以關閉和/或傳送管道64就可以與兩儲罐斷開。重要的是，該流體傳送是流體以連續(xù)流或密實流的形式流過，基本沒有能使揮發(fā)性蒸汽在其中積累的間隙或空間。當輸送某種危險的燃料和類似物時，例如在航天器環(huán)境中傳送高揮發(fā)性燃料如肼時，特別希望能進行不產(chǎn)生間隙或空間的流體傳送。而且，該方式的流體傳送的進行可以與兩儲箱的朝向和/或是否有重力無關，因此，該流體傳送可以快速方便地在外層空間環(huán)境中進行。
一種采用了本發(fā)明的改進的儲箱10的相關流體傳送用途如圖11所示，其中，儲箱10用于從可折疊的普通一次性供給容器70中裝入或重新裝入流體。該供給容器70裝有選定的流體，例如燃料或其它有潛在危險的材料，并包括一彈性的有開口瓶頸74的可折疊容器體72，一個通常關閉的帽76裝在該開口瓶頸74上。該帽76設計成能快速方便地如圖11所示直接與儲箱10上的傳送孔62相連，或者通過前述類型的傳送管道64間接與儲箱10上的傳送孔62相連。當帽76與傳送孔62相連時，可折疊容器70內(nèi)的流體12自由流入儲箱10的可變?nèi)莘e腔體14中。在一優(yōu)選傳送過程中，通過使儲箱10的傳感器臂50和相應基壁22退回以將流體12吸入腔體14中，可以很方便地使流體從供給容器70流入儲箱10。這樣的流體傳送可以以任何方向進行，而不管有無重力，因此，該傳送過程可以在地面上、在飛行的飛機上或在外層空間環(huán)境中的宇宙飛船中進行。當流體傳送結束時，該可折疊供給容器70可以與儲箱分開并丟棄。另外，應當知道，需要時該流體傳送也可以反向進行，即，使流體12從儲箱10傳送到供給容器70。
圖12-14所示為利用多個根據(jù)本發(fā)明構成的儲箱形成飛機80(圖14)的燃料箱系統(tǒng)的一種系統(tǒng)結構，其中，當燃料從儲箱中分配時，該多個儲箱以大大減小外形幾何尺寸的形式嵌套在一起。尤其是，如圖12和13所示，相對較大尺寸的第一儲箱110的分配孔20通過流量控制器28或類似物與合適的燃料總管30相連，以便向飛機發(fā)動機(未示出)或類似物供給燃料，這些都與本文前面所述相同。第一儲箱110的活動基壁22在其中形成有流入孔112，并與較小的第二儲箱210相連，以便使燃料通過該較小儲箱的分配孔20流入該較大儲箱110。該第二儲箱210的活動基壁22也在其中形成有流入孔212，并與漸進更小的第三儲箱310相連，以便使燃料通過該第三儲箱的分配孔20流入該第二儲箱210。選定數(shù)量的這樣漸進更小的儲箱可以以串聯(lián)方式組裝起來，圖12-13中表示了三個儲箱110、210和310，其中，該系列的最后一個儲箱包括未開孔的基壁22，該基壁22有一個裝有液位傳感器單元的傳感器臂50。
圖12表示該系列儲箱110、210和310處于基本裝滿的狀態(tài)并定向為細長且首尾相連的幾何形狀。當燃料從該串聯(lián)的儲箱中分配時，其中的活動基壁各自在相應的、裝燃料的腔體14內(nèi)前進，從而減小該腔體的容積尺寸，同時使儲箱連續(xù)地一個嵌套到另一個內(nèi)。圖13表示該系列儲箱110、210和310處于基本排空的狀態(tài)，并基本成嵌套結構。還可以有合適的導引裝置(未示出)如支承各儲箱的導軌或類似物，以便使各儲箱線性滑動。圖14表示該系列儲箱處于伸展和基本裝滿的狀態(tài)，并懸掛在飛機80的下面。
圖15所示為四個根據(jù)本發(fā)明構成的儲箱10與一公共供給總管30相連。各儲箱10設計為以可通過流量控制器28或類似物控制的流量將選定的流體輸送給公共總管，且儲箱10上的各液位傳感器單元16與監(jiān)測器58相連，以便監(jiān)測和指示各儲箱內(nèi)的液位。當一個或多個儲箱10損壞或發(fā)生故障時，儲箱內(nèi)的剩余流體可以通過儲箱基壁22的適當前進和退回而快速方便地傳送到一個或多個剩余的儲箱內(nèi)。尤其是，如圖15所示，剩余的流體可以通過一對儲箱10內(nèi)的傳感器臂50和相應基壁22的合適前進(如參考箭頭82所示)而從該對儲箱10排出，并通過另一對儲箱內(nèi)的傳感器臂50和相應基壁22的合適退回(如參考箭頭84所示)而吸入該另一對儲箱10中。再有，該傳送的進行可以與儲箱的朝向和是否有重力場無關，因此，該系統(tǒng)可以在太空環(huán)境中充分發(fā)揮作用。
本發(fā)明的儲箱有多種用途，其中，流體傳送可以用于控制機械運動。例如，如圖16所示，根據(jù)本發(fā)明構成的第一流體儲箱410包括一個與傳感器臂50相連的活動基壁22，以便使該活動基壁能相對于箱體18內(nèi)的裝流體的腔體14而可控制地前進或退回。圖中，該儲箱410通過在一對傳送孔62之間連接的傳送管道64而與第二儲箱510相連，以便在兩儲箱410和510之間進行流體傳送交換。這時，圖16表示兩儲箱410、510的分配孔20都由帽體86關閉，但是應當知道，該儲箱可以以通過分配孔20連接代替通過傳送孔62連接。
第二儲箱510(圖16)內(nèi)的活動基壁22帶有變化了的傳感器臂150，該臂150包括用于機械安裝在另一物體上的對接臂或元件，例如在太空環(huán)境中的宇宙飛船88上的對接件87。這時，兩個儲箱410、510和相應的對接臂150將安裝在一個太空飛行器上，而宇宙飛船88將對接在該太空飛行器上。第一儲箱410內(nèi)的傳感器臂50適當退回，導致流體從第二儲箱510傳送到第一儲箱410，而對接臂150在第二儲箱510內(nèi)以參考箭頭89所示方向相應前進。該移動起到使宇宙飛船88可靠地對接配合的作用。重要的是，由于流體在儲箱410、510之間的平穩(wěn)傳送，該對接過程可以是平穩(wěn)的過程并能精確控制。
本領域技術人員顯然能夠?qū)Ρ景l(fā)明的改進的流體傳送系統(tǒng)和相應的可變?nèi)莘e儲箱進行各種進一步的變化和改進。因此，除非在附加的權利要求中提出，前面的說明和附圖并不是對本發(fā)明的限定。
權利要求
1.一種可變?nèi)莘e的流體儲箱，包括一空心箱體，該空心箱體有開口的第一端，并在通常布置成與所述第一端相對的第二端形成有分配孔；一基壁，該基壁活動安裝在所述箱體的所述開口的第一端內(nèi)，所述基壁和所述箱體配合限定了用于容納選定流體的內(nèi)部腔體，所述基壁根據(jù)所述腔體內(nèi)的流體容積而在所述箱體內(nèi)移動，以便改變所述腔體的容積大小；以及一液位傳感器單元，該液位傳感器單元與所述基壁相連，并布置于所述腔體的外部，所述傳感器單元包括用于探測所述基壁相對于所述箱體的位置的裝置，以便指示所述腔體內(nèi)的流體容積。
2.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，還包括用于使所述基壁與所述箱體相互密封連接的裝置。
3.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，還包括一個基本為環(huán)形的密封膜片，該密封膜片使所述基壁與所述箱體通常在所述第一端頭處相互連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，其中所述腔體內(nèi)的流體是液體，所述基壁根據(jù)所述腔體內(nèi)流體的容積而在所述箱體內(nèi)移動，且在所述腔體內(nèi)基本沒有任何殘留的空氣或蒸汽空間。
5.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，還包括一流量控制器，該流量控制器與所述分配孔相連，以便調(diào)節(jié)通過所述分配孔從所述腔體中流出的流體流量。
6.根據(jù)權利要求5所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，其中所述流量控制器包括一彈性接嘴，該接嘴內(nèi)形成有接嘴孔；以及夾緊閥裝置，該夾緊閥裝置用于壓縮所述接嘴以調(diào)節(jié)由所述接嘴孔限定的開口流通面積，從而調(diào)節(jié)通過所述接嘴孔的流體流量。
7.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，其中所述液位傳感器單元包括一傳感器殼體，該傳感器殼體內(nèi)活動地裝有一傳感器臂，所述傳感器臂的一端用于探測所述基壁相對于所述箱體的位置；以及監(jiān)測器裝置，該監(jiān)測器裝置感應所述傳感器臂的位置，以便指示所述腔體內(nèi)剩余的流體容積。
8.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，還包括用于可控制和可選擇地使所述基壁以朝著所述分配孔的方向前進以便從所述腔體分配流體的裝置。
9.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，還包括用于使所述基壁以離開所述分配孔的方向退回以便將流體吸入所述腔體的裝置。
10.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，還包括用于可控制和可選擇地使所述基壁以朝著所述分配孔的方向前進，以便從所述腔體分配流體和用于使所述基壁以離開所述分配孔的方向退回以便將流體吸入所述腔體的裝置。
11.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，還包括至少一個通常關閉的傳送孔，該傳送孔裝在所述箱體的通?？拷龇峙淇椎奈恢?，所述至少一個傳送孔用于與其它流體容器相連，以便可選擇地在所述腔體和所述其它流體容器之間傳送流體。
12.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，還包括一過濾器元件，該過濾器元件安裝在所述分配孔內(nèi)。
13.根據(jù)權利要求1所述的可變?nèi)莘e的流體儲箱，還包括一個泵，該泵以與所述分配孔流體連通的形式安裝，以便通過所述分配孔從所述腔體抽吸流體。
14.一種流體傳送系統(tǒng)，包括多個流體儲箱，該流體儲箱各包括一空心箱體，該空心箱體有開口的第一端，并在通常布置成與所述第一端相對的第二端形成有分配孔；一基壁，該基壁活動安裝在所述箱體的所述開口的第一端內(nèi)，所述基壁和所述箱體配合限定了用于容納選定流體的內(nèi)部腔體，所述基壁根據(jù)所述腔體內(nèi)的流體容積而在所述箱體內(nèi)移動，以便改變所述腔體的容積大小；以及一液位傳感器單元，該液位傳感器單元與所述基壁相連，并布置于所述腔體的外部，所述傳感器單元包括用于探測所述基壁相對于所述箱體的位置的裝置，以便指示所述腔體內(nèi)的流體容積；以及使所述多個儲箱的所述內(nèi)部腔體相互連接的裝置，從而可以在它們之間進行流體傳送。
15.根據(jù)權利要求14所述的流體傳送系統(tǒng)，其中所述儲箱腔體內(nèi)的流體是液體，各所述儲箱的所述基壁根據(jù)所述腔體內(nèi)流體的容積而在所述箱體內(nèi)移動，且在所述腔體內(nèi)基本沒有任何殘留的空氣或蒸汽空間。
16.根據(jù)權利要求14所述的流體傳送系統(tǒng)，其中各所述儲箱還包括一流量控制器，該流量控制器與所述分配孔相連，以便調(diào)節(jié)通過所述分配孔從所述腔體中流出的流體流量。
17.根據(jù)權利要求14所述的流體傳送系統(tǒng)，其中各所述儲箱的所述液位傳感器單元包括一傳感器殼體，該傳感器殼體內(nèi)活動地裝有一傳感器臂，所述傳感器臂的一端用于探測所述基壁相對于所述箱體的位置；以及監(jiān)測器裝置，該監(jiān)測器裝置感應所述傳感器臂的位置，以便指示所述腔體內(nèi)剩余的流體容積。
18.根據(jù)權利要求14所述的流體傳送系統(tǒng)，其中，各所述儲箱還包括用于可控制和可選擇地使所述基壁以朝著所述分配孔的方向前進以便從所述腔體分配流體的裝置。
19.根據(jù)權利要求14所述的流體傳送系統(tǒng)，其中，各所述儲箱還包括用于使所述基壁以離開所述分配孔的方向退回以便將流體吸入所述腔體的裝置。
20.根據(jù)權利要求14所述的流體傳送系統(tǒng)，其中，各所述儲箱還包括用于可控制和可選擇地使所述基壁以朝著所述分配孔的方向前進以便從所述腔體分配流體和用于使所述基壁以離開所述分配孔的方向退回以便將流體吸入所述腔體的裝置。
21.根據(jù)權利要求14所述的流體傳送系統(tǒng)，其中，各所述儲箱還包括至少一個通常關閉的傳送孔，該傳送孔裝在所述箱體的通常靠近所述分配孔的位置，所述至少一個傳送孔用于與另一個所述儲箱相連，以便可選擇地在它們之間傳送流體。
22.一種流體傳送系統(tǒng)，包括多個流體儲箱，該流體儲箱各包括一空心箱體，該空心箱體有開口的第一端，并在通常布置成與所述第一端相對的第二端形成有分配孔；一基壁，該基壁活動安裝在所述箱體的所述開口的第一端內(nèi)，所述基壁和所述箱體配合限定了用于容納選定流體的內(nèi)部腔體，所述基壁根據(jù)所述腔體內(nèi)的流體容積而在所述箱體內(nèi)移動，以便改變所述腔體的容積大??；以及用于可控制和可選擇地使所述基壁以朝著所述分配孔的方向前進以便從所述腔體分配流體和用于使所述基壁以離開所述分配孔的方向退回以便將流體吸入所述腔體的裝置；以及使所述多個儲箱的所述內(nèi)部腔體相互連接的裝置，從而可以在它們之間進行流體傳送。
23.根據(jù)權利要求22所述的流體傳送系統(tǒng)，其中所述儲箱腔體內(nèi)的流體是液體，各所述儲箱的所述基壁根據(jù)所述腔體內(nèi)流體的容積而在所述箱體內(nèi)移動，且在所述腔體內(nèi)基本沒有任何殘留的空氣或蒸汽空間。
24.根據(jù)權利要求22所述的流體傳送系統(tǒng)，其中各所述儲箱還包括一流量控制器，該流量控制器與所述分配孔相連，以便調(diào)節(jié)通過所述分配孔從所述腔體中流出的流體流量。
25.根據(jù)權利要求22所述的流體傳送系統(tǒng)，其中，各所述儲箱還包括至少一個通常關閉的傳送孔，該傳送孔裝在所述箱體的通常靠近所述分配孔的位置，所述至少一個傳送孔用于與另一個所述儲箱相連，以便可選擇地在它們之間傳送流體。
26.一種流體傳送系統(tǒng)，包括多個流體儲箱，該多個流體儲箱包括至少第一和第二儲箱，各儲箱包括一空心箱體，該空心箱體有開口的第一端，并在通常布置成與所述第一端相對的第二端形成有分配孔；一基壁，該基壁活動安裝在所述箱體的所述開口的第一端內(nèi)，所述基壁和所述箱體配合限定了用于容納選定流體的內(nèi)部腔體，所述基壁根據(jù)所述腔體內(nèi)的流體容積而在所述箱體內(nèi)移動，以便改變所述腔體的容積大??；所述第一儲箱的所述基壁內(nèi)形成有一流入孔，所述第二儲箱與所述第一儲箱的所述基壁相連，且所述第二儲箱的分配孔與所述流入孔流體連通，因此，流體從所述第二儲箱內(nèi)分配到所述第一儲箱，以便再通過第一儲箱的分配孔分配；當流體從所述第一和第二儲箱分配時，所述第二儲箱的尺寸適于嵌套容納于所述第一儲箱的所述箱體內(nèi)。
27.根據(jù)權利要求26所述的流體傳送系統(tǒng)，其中所述儲箱腔體內(nèi)的流體是液體，各所述儲箱的所述基壁根據(jù)所述腔體內(nèi)流體的容積而在所述箱體內(nèi)移動，且基本沒有任何殘留的空氣或蒸汽空間。
28.根據(jù)權利要求26所述的流體傳送系統(tǒng)，還包括液位傳感器單元，該液位傳感器與所述第二儲箱的所述基壁相連，并布置于第二儲箱的所述腔體的外部，所述傳感器單元包括用于探測所述基壁相對于所述箱體的位置的裝置，以便指示所述腔體內(nèi)的流體容積。
29.根據(jù)權利要求26所述的流體傳送系統(tǒng)，還包括用于可控制和可選擇地使所述第二儲箱的所述基壁以朝著所述分配孔的方向前進以便從所述腔體分配流體和用于使所述基壁以離開所述分配孔的方向退回以便將流體吸入所述腔體的裝置。
30.根據(jù)權利要求26所述的流體傳送系統(tǒng)，還包括流量控制器，該流量控制器與所述第一儲箱的所述分配孔相連，以便調(diào)節(jié)通過所述分配孔從所述腔體中流出的流體流量。
31.一種流體傳動對接系統(tǒng)，包括一個第一流體儲箱，它包括一空心箱體，該空心箱體有開口的第一端，并在通常布置成與所述第一端相對的第二端形成有流動孔；一基壁，該基壁活動安裝在所述箱體的所述開口的第一端內(nèi)，所述基壁和所述箱體配合限定了用于容納選定流體的內(nèi)部腔體；以及用于可控制和可選擇地使所述基壁以朝著所述流動孔的方向前進，以便從所述腔體分配流體和用于使所述基壁以離開所述流動孔的方向退回以便將流體吸入所述腔體的裝置；一個第二流體儲箱，它包括一空心箱體，該空心箱體有開口的第一端，并在通常布置成與所述第一端相對的第二端形成有流動孔；一基壁，該基壁活動安裝在所述箱體的所述開口的第一端內(nèi)，所述基壁和所述箱體配合限定了用于容納選定流體的內(nèi)部腔體；使所述第一和第二儲箱的所述流動孔相互連接的裝置，以便使流體在所述第一和第二儲箱之間進行傳送；以及一對接元件，該對接元件裝在所述第二儲箱的所述基壁上，因此，所述第一儲箱的所述基壁的向前運動將會使流體從所述第一儲箱傳送給所述第二儲箱，從而使所述第二儲箱的所述基壁以使所述對接元件伸長的方向移動，而所述第一儲箱的所述基壁的退回運動將會使流體從所述第二儲箱傳送給所述第一儲箱，從而使所述第二儲箱的所述基壁以使所述對接元件退回的方向移動。
全文摘要
一種可變?nèi)莘e的儲箱(10)或儲罐以及相關的流體(12)傳送系統(tǒng)用于儲存和傳送揮發(fā)性或有危險的流體,尤其是飛機的燃料供給系統(tǒng)內(nèi)的燃料。各流體儲箱(10)包括一箱體(18),該箱體(18)與一活動基壁(22)組合限定了一個可變?nèi)莘e的、用于容納和儲存流體(12)的內(nèi)部腔體(14)。
文檔編號B64D37/16GK1330598SQ99814514
公開日2002年1月9日 申請日期1999年11月29日 優(yōu)先權日1998年12月16日
發(fā)明者卡爾·長東·江 申請人:卡爾·長東·江