適應(yīng)極限氣候條件長壽命活塞式燃油貯箱的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航空航天飛行器動力設(shè)備，具體地，涉及一種適應(yīng)極限氣候條件長壽命活塞式燃油貯箱。
【背景技術(shù)】
[0002]目前航空飛行器動力系統(tǒng)中，燃油系統(tǒng)的主要功能是保證飛機在各種地面和飛行狀態(tài)下(包括極端條件和各種機動飛行情況)，不間斷地有效地向發(fā)動機供油，即滿足發(fā)動機燃油栗入口的流量、壓力、溫度、汽液比要求。航空器燃油貯箱與航天的空間飛行器貯箱相比，無需復(fù)雜液體管理裝置，僅依靠其飛行環(huán)境中地球重力和發(fā)動機中推力加速度即可保證燃油和氣體的分離，使得燃油栗入口的汽液比滿足要求。采用這種供油方式的燃油貯箱，其中的燃油排放需要渦輪栗抽送，即要求燃油輸送栗要求先于發(fā)動機工作，而航空動力系統(tǒng)中燃油輸送栗需要發(fā)動機轉(zhuǎn)動來驅(qū)動。這就造成了航空發(fā)動機主引擎不能自行啟動，而需要機場地勤服務(wù)輔助啟動，這大大限制了軍用飛機的機動性和應(yīng)急能力。以歐美第五代戰(zhàn)斗機為代表的新型戰(zhàn)機配套了燃氣發(fā)生分系統(tǒng)用于輔助發(fā)動機啟動，實現(xiàn)了發(fā)動機主引擎在無地勤服務(wù)的情況下多次啟動。燃氣發(fā)生分系統(tǒng)的任務(wù)要求貯箱在發(fā)動機主引擎啟動前具有自主排放能力和主引擎啟動后從主油箱內(nèi)補加燃油的能力。
[0003]由于非金屬囊袋的工作溫度和低溫環(huán)境下疲勞次數(shù)的限制，以及囊袋式貯箱難以滿足準(zhǔn)確空/滿指示功能和反復(fù)補加使用需求，本發(fā)明研制了新型活塞式結(jié)構(gòu)燃氣發(fā)生分系統(tǒng)燃油貯箱，目前尚無與本發(fā)明類似的航空動力系統(tǒng)燃油貯箱，未見能滿足極限氣候條件長壽命且具備空/滿指示能力的輕質(zhì)化活塞式貯箱的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種適應(yīng)極限氣候條件長壽命活塞式燃油貯箱。本發(fā)明可以很好的解決貯箱排放次數(shù)、工作環(huán)境溫度限制和準(zhǔn)確空/滿指示等問題。貯箱液端、氣端和活塞都為橢球體，氣端蓋為內(nèi)螺母連接，徑向靜密封結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的外包絡(luò)尺寸小、重量輕且維修性好。貯箱依靠壓力推動活塞使貯存在貯箱內(nèi)部的燃料排放或加注，工作時只有活塞單一的運動部件，排放效率高、重復(fù)使用率高、維護成本低，且活塞的移動速度隨壓力大小而變化，能夠使燃料獲得大流量輸送。
[0005]根據(jù)本發(fā)明提供的適應(yīng)極限氣候條件長壽命活塞式燃油貯箱，包括貯箱筒體、活塞、氣路端蓋、液路接頭、傳感器磁感應(yīng)座、氣路三通管和油位傳感器；
[0006]其中，所述貯箱筒體的一端設(shè)置有液路接頭，另一端設(shè)置有氣路端蓋；所述氣路端蓋的一側(cè)設(shè)置有凹形結(jié)構(gòu)，另一側(cè)設(shè)置有凸形結(jié)構(gòu)；所述油位傳感器設(shè)置在所述氣路端蓋的凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)；
[0007]所述活塞設(shè)置在所述貯箱筒體內(nèi)，能夠沿所述貯箱筒體的內(nèi)壁滑動；所述活塞的一側(cè)設(shè)置有凹形結(jié)構(gòu)，另一側(cè)設(shè)置有凸形結(jié)構(gòu)；所述傳感器磁感應(yīng)座設(shè)置在所述活塞的凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)；
[0008]所述油位傳感器用于通過與所述傳感器磁感應(yīng)座之間的響應(yīng)確定活塞移動，進而判斷貯箱筒體內(nèi)的燃油量；
[0009]所述活塞的凹形結(jié)構(gòu)與所述氣路端蓋的凸形結(jié)構(gòu)相對；所述氣路三通管設(shè)置在所述氣路端蓋上。
[0010]優(yōu)選地，所述活塞的側(cè)面設(shè)置有密封面；所述密封面的端面設(shè)置密封槽；所述密封槽內(nèi)設(shè)置有第一 0形密封圈；
[0011]所述密封面的兩側(cè)面分別設(shè)置有U型密封圈。
[0012]優(yōu)選地，所述U型密封圈采用以不銹鋼張力彈簧作為預(yù)壓力支撐環(huán)且以四氟聚合物樹脂和石墨碳纖維制成的唇口型U型密封圈；
[0013]所述第一 0形密封圈采用氟塑料包覆4751*膠料基體的密封圈。
[0014]優(yōu)選地，所述貯箱筒體的柱段上設(shè)置有多個沿軸向依次排列，沿周向方向延伸的等邊梯形加強筋。
[0015]優(yōu)選地，還包括緊固螺圈；
[0016]其中，所述氣路端蓋的側(cè)面設(shè)置有第二 0形密封圈；所述緊固螺圈用于將所述氣路端蓋壓緊固定在所述貯箱筒體上；
[0017]所述緊固螺與所述貯箱筒體螺紋連接。
[0018]優(yōu)選地，所述緊固螺圈采用雙螺圈對頂結(jié)構(gòu)的螺圈。
[0019]優(yōu)選地，所述活塞的凹形結(jié)構(gòu)和氣路端蓋的凸形結(jié)構(gòu)之間形成橢球面配合，配合后所述活塞和所述氣路端蓋之間的間隙不大于0.5mm。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0021]1、本發(fā)明中貯箱筒體與活塞結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計以及活塞的0形圈+雙U型密封圈結(jié)構(gòu)設(shè)計，PTFE四氟聚合物樹脂+石墨碳纖維的唇口型U型密封圈中的不銹鋼張力彈簧作為預(yù)壓力支撐環(huán)保證了活塞的往復(fù)運動過程中PTFE四氟聚合物樹脂+石墨碳纖維的密封唇口始終具有足夠的預(yù)壓力，以保證密封；
[0022]2、本發(fā)明采用氟塑料包覆4751*膠料基體的第一 0形密封圈8嵌于活塞的密封面中部，能夠大幅提高貯箱的內(nèi)漏率指標(biāo)，保證了貯箱的氣液的有效隔絕，第一 0形密封圈和U型密封圈的儲存環(huán)境溫度一 50°C?91 °C，工作溫度范圍一 40°C?70°C保證了貯箱以及飛行器動力系統(tǒng)可在熱帶至極地的廣大區(qū)域內(nèi)工作；
[0023]3、本發(fā)明中貯箱內(nèi)漏率不大于4.5X10 7Pa.m3/s，排放次數(shù)12000次以上，實現(xiàn)了燃油貯箱密封件能夠滿足首飛期3000飛行小時/10年使用壽命，更換密封件后可滿足總壽命8000飛行小時/30年的壽命要求。
[0024]4、本發(fā)明中貯箱筒體在薄壁筒體柱段上間隔110mm設(shè)置一道高0.5mm、頂寬2mm底寬6mm的等邊梯形加強筋，有效的保證貯箱殼體的強度和剛度并實現(xiàn)殼體的輕量化，滿足貯箱OMPa?3MPa的工作壓力要求，并保證活塞在滑動過程中不會因為貯箱筒體的變形導(dǎo)致活塞卡住或活塞漏液，輕量化貯箱筒體與活塞結(jié)構(gòu)保證了貯箱的干重與容積的比值不大于 1.lkg/L ；
[0025]5、本發(fā)明中中活塞在貯箱筒體內(nèi)靈活往復(fù)運動12000次以上保證了貯箱的排放次數(shù)，使得貯箱可以反復(fù)補加和排放，為動力系統(tǒng)的長壽命提供保障?；钊\動12000次內(nèi)，貯箱內(nèi)漏率不大于4.5X 10 7Pa.m3/s也保證貯箱的排放性能；
[0026]6、本發(fā)明中油位傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)了燃料注滿檢測和指示功能，保證了貯箱的燃油安全補加，活塞的凹形結(jié)構(gòu)和氣路端蓋的凸形結(jié)構(gòu)之間相互配合，既滿足了非接觸式磁感應(yīng)接近檢測方式對空間距離的需求，又有效的利用貯箱的結(jié)構(gòu)空間保證貯箱的排放效率達到97%以上，避免了因油位傳感器4的安裝導(dǎo)致貯箱排放效率的下降；
[0027]7、本發(fā)明能夠通過便捷拆卸緊固螺圈，取出氣路端蓋、活塞和油位傳感器進行檢查，實現(xiàn)了燃油貯箱活塞密封結(jié)構(gòu)的故障和油位傳感器的便捷檢修；
[0028]8、本發(fā)明中的機械接口均為可拆卸結(jié)構(gòu)，檢查、拆裝工作均簡便快捷，維修工具均為通用工具，適于維修人員人手握持，使得修理或更換產(chǎn)品及其零部件時拆裝方便，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式方便維修人員操作，完成所有維護維修工作項目都有合適的操作姿勢，符合人體工程和飛機維修性要求。
【附圖說明】
[0029]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0030]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0032]在本實施例中，本發(fā)明提供的適應(yīng)極限氣候條件長壽命活塞式燃油貯箱，包括貯箱筒體1、活塞11、氣路端蓋9、液路接頭13、傳感器磁感應(yīng)座12、氣路三通管和油位傳感器4 ;其中，所述貯箱筒體1的一端設(shè)置有液路接頭13，另一端設(shè)置有氣路端蓋9 ;所述氣路端蓋9的一側(cè)設(shè)置有凹形結(jié)構(gòu)，另一側(cè)設(shè)置有凸形結(jié)構(gòu)；所述油位傳感器4設(shè)置在所述氣路端蓋9的凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)；所述活塞11設(shè)置在所述貯箱筒體1內(nèi)，能夠沿所述貯箱筒體1的內(nèi)壁滑動；所述活塞11的一側(cè)設(shè)置有凹形結(jié)構(gòu)，另一側(cè)設(shè)置有凸形結(jié)構(gòu)；所述傳感器磁感應(yīng)座12設(shè)置在所述活塞11的凹形結(jié)構(gòu)內(nèi)；所述油位傳感器4用于通過與所述傳感器磁感應(yīng)座12之間的響應(yīng)確定活塞11移動，進而判斷貯箱筒體1內(nèi)的燃油量；所述活塞11的凹形結(jié)構(gòu)與所述氣路端蓋9的凸形結(jié)構(gòu)相對；所述氣路三通管設(shè)置在所述氣路端蓋9上，通過所述氣路端蓋9連通所述貯箱筒體1。
[0033]所述活塞11的側(cè)面設(shè)置有密封面；所述密封面的端面設(shè)置密封槽；所述密封槽內(nèi)設(shè)置有第一 0形密封圈8 ;所述密封面的兩側(cè)面分別設(shè)置有U型密封圈