飛機(jī)液壓放氣閥系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種飛機(jī)液壓放氣閥系統(tǒng)（10），其具有連接至電子控制器（14，18）的放氣閥（32），其中僅當(dāng)飛機(jī)處于預(yù)定的飛行模式時(shí)才允許打開所述放氣閥，其中所述飛行模式由連接至控制器（14，18）的陀螺儀（16）進(jìn)行確定。
【專利說明】飛機(jī)液壓放氣閥系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]示例性的飛機(jī)/飛行器液壓放氣閥系統(tǒng)一般地涉及放氣閥并且特別地涉及飛機(jī)液壓放氣閥系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用陀螺儀以用于確定飛機(jī)處于有利于排放來自液壓系統(tǒng)的空氣的飛行模式的時(shí)刻，然后允許放氣閥的觸發(fā)。
【背景技術(shù)】
[0002]在飛機(jī)液壓系統(tǒng)中采用放氣閥以用于在高壓液壓系統(tǒng)運(yùn)行之前從液壓回路移除不希望存在的空氣，由此預(yù)防意外的和不希望發(fā)生的運(yùn)行異常。由于特定的飛行狀態(tài)，常規(guī)的放氣閥不能用于某些高性能的飛機(jī)，主要是用于軍事用途的那些飛機(jī)。高G負(fù)荷和倒飛模式不允許在經(jīng)歷這些飛行狀態(tài)時(shí)排放液壓系統(tǒng)中的空氣。因此，在飛機(jī)以適當(dāng)?shù)娘w行模式飛行時(shí)，有必要采用傳感器以用于確定在液壓系統(tǒng)中存在空氣的時(shí)刻并然后電子地打開放氣閥來排出空氣。常規(guī)的放氣閥通常是在飛行員手動(dòng)地觸發(fā)放氣閥回路的時(shí)候排氣?？稍诜艢忾y中采用例如發(fā)光二極管和光電二極管的傳感器，以用于指示在液壓系統(tǒng)中存在空氣并然后向飛行員發(fā)送需要觸發(fā)放氣閥中的排氣的信號(hào)。在Dirkin等人名下的專利公開文獻(xiàn)N0.US2010/031979IAl公開了這樣的系統(tǒng)。在Dirkin的系統(tǒng)中，兩個(gè)LED和一光電晶體管及三個(gè)透明窗用于感測(cè)空氣的存在。當(dāng)與光電晶體管和LED連接的電路檢測(cè)到空氣時(shí)，將信號(hào)發(fā)送至駕駛艙以使得放氣閥可被觸發(fā)。此系統(tǒng)受到一些操作方面的限制，這些限制包括透明窗起霧/變模糊和光電晶體管的故障。
[0003]在所屬領(lǐng)域中已知的其他放氣系統(tǒng)包括Silverwater等人名下的美國(guó)專利N0.4，524，793和4，813，446中所示出的放氣系統(tǒng)。這些現(xiàn)有技術(shù)的裝置規(guī)定在液壓泵啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)排放空氣，其中采用空氣和液壓油之間的壓差移動(dòng)活塞以控制放氣過程。由于這種系統(tǒng)是自觸發(fā)的并且不受機(jī)組人員或電子控制系統(tǒng)控制，因此在存在空氣的任意時(shí)刻自動(dòng)排放空氣，而未顧及飛機(jī)的飛行模式。這在高性能飛機(jī)中會(huì)產(chǎn)生問題，因?yàn)椴豢梢栽谀承╋w行狀態(tài)中排放空氣。同樣，在用于高性能飛機(jī)的工業(yè)中，這種類型的放氣閥不如所需要的那樣可靠或可信賴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]示例性的電子控制的放氣閥系統(tǒng)提供了用于從液壓系統(tǒng)中排放空氣的穩(wěn)健的解決方案，其中，每當(dāng)儲(chǔ)槽中的空氣的程度/水平超過設(shè)定程度并且安裝有該液壓系統(tǒng)的飛機(jī)處于有助于將空氣從蓄集器或殼體中的流體儲(chǔ)槽中排出的飛行模式，則從液壓系統(tǒng)中排放空氣。借助于一些類型的流體液位傳感器(例如采用發(fā)光二極管的傳感器和光電傳感器)測(cè)量殼體中的過量空氣的量。
[0005]包括陀螺儀控制系統(tǒng)的陀螺儀被用于確定飛機(jī)處于合適的方向和飛行狀態(tài)的時(shí)亥|J，以用于放氣閥的觸發(fā)，該放氣閥與殼體中的儲(chǔ)槽連接并且在接收到電子指令信號(hào)時(shí)打開，并且將過量氣體排出殼體和飛機(jī)液壓系統(tǒng)。示例性的放氣閥系統(tǒng)特別地適于在飛機(jī)中使用，因?yàn)榭筛袦y(cè)過量空氣并且在飛機(jī)處于適當(dāng)?shù)娘w行狀態(tài)時(shí)排放空氣，而不受飛機(jī)飛行儀表支配。示例性的系統(tǒng)安裝在收集液壓系統(tǒng)中的空氣所在的最高點(diǎn)處，并且甚至于是在飛行期間、只要飛機(jī)處于適當(dāng)?shù)娘w行狀態(tài)或模式就會(huì)將過量空氣排出。因此，該系統(tǒng)會(huì)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間排放空氣并且不會(huì)導(dǎo)致飛行期間液壓油從儲(chǔ)槽中泄露。
[0006]在示例性的放氣閥系統(tǒng)中采用的陀螺儀可以是單獨(dú)的單元并且電氣地連接至放氣閥控制器，或者其可與放氣控制器物理地集成在一個(gè)套件/組件上。陀螺儀可以是任何類型的已知的陀螺儀，包括作為激光環(huán)陀螺儀已知的陀螺儀，只要其可確定飛機(jī)方向或飛行模式以用于確定飛機(jī)是否處于適于從飛機(jī)液壓系統(tǒng)中排放過量空氣的方向或飛行模式即可。陀螺儀控制系統(tǒng)在可以排出飛機(jī)過量空氣時(shí)產(chǎn)生電子信號(hào)，并且將其傳送至系統(tǒng)的另一部分，例如傳送至放氣閥控制器。替代地，陀螺儀控制系統(tǒng)可僅僅將表示飛機(jī)的方向或飛行模式的信號(hào)發(fā)送至另一回路或控制器，那個(gè)單元可確定飛機(jī)是否處于適于排放過量空氣的方向和飛行模式。除了電氣地連接至陀螺儀控制系統(tǒng)，放氣閥控制器還連接至放氣閥和液位傳感器。液位傳感器產(chǎn)生表不殼體中的液壓油的液位的電信號(hào)，因此可計(jì)算存在于液壓油上方的過量空氣的量。一旦過量空氣達(dá)到給定量并且飛機(jī)處于由陀螺儀所確定的適當(dāng)?shù)姆较蚝惋w行模式，則可觸發(fā)放氣閥并且將過量空氣從飛機(jī)液壓系統(tǒng)中排出。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1為示例性的飛機(jī)放氣閥系統(tǒng)的截面圖。
[0008]圖2為示例性的飛機(jī)放氣閥系統(tǒng)的可選擇的原理框圖；以及
[0009]圖3為示例性的飛機(jī)放氣閥系統(tǒng)的第二可選擇的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]現(xiàn)參照下文的討論和附圖，詳細(xì)地示出了本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的說明性方案。雖然附圖示出了某些可能的方案，但是不一定按比例繪制附圖，并且可能放大、移除、或局部地切開了某些特征以用于更好的示出和解釋本發(fā)明。此外，本文中所做的描述并不應(yīng)被認(rèn)為是窮舉性的或者以其它方式將權(quán)利要求限制于或約束于附圖中所示和下文詳細(xì)描述中所公開的精確的形式和構(gòu)型。
[0011]此外，在下文的討論中可能引入了一些常數(shù)。在某些情況下提供了常數(shù)的說明性的值。在其他情況下，并未給出特定值。常數(shù)的值將取決于相關(guān)硬件的特性和這些特性彼此之間的相互關(guān)系以及與本發(fā)明的系統(tǒng)相關(guān)的環(huán)境條件和運(yùn)行條件。
[0012]現(xiàn)參照附圖的圖1,示出了示例性的飛機(jī)放氣閥系統(tǒng)10的截面圖。放氣閥系統(tǒng)10包括蓄集器殼體12，該蓄集器殼體具有用于容納一定量的液壓油22和變化量的過量空氣30的儲(chǔ)槽24。安裝至殼體12的是液位傳感器20，其定位成用于感測(cè)儲(chǔ)槽24中的液壓油22的液位并且電氣地連接至放氣閥控制器14。放氣閥32將空氣排放至殼體12的外部并且可響應(yīng)于觸發(fā)信號(hào)而被打開和關(guān)閉。放氣閥32還電氣地連接至放氣閥控制器14。
[0013]放氣閥控制器14可以是獨(dú)立的電子電路，或者其可與液位傳感器20集成在一起。液位傳感器20可采用例如光電晶體管和發(fā)光二極管LED的光電傳感器，以用于測(cè)量?jī)?chǔ)槽24中的液壓油22的液位。在替代方案中，可采用其他類型的液位感測(cè)系統(tǒng)，例如使用諸如聲波傳感器的液體接觸傳感器。由于儲(chǔ)槽24的體積是已知的，于是就可基于殼體12中的液壓油22的測(cè)量液位來確定過量空氣30的量。[0014]所示的一定量的過量空氣30存在于液壓油22的上方。以電氣方式被觸發(fā)的放氣閥32安裝在儲(chǔ)槽24的頂部，其保持關(guān)閉直至放氣閥控制器14產(chǎn)生信號(hào)以使其打開。一經(jīng)打開，放氣閥32就將過量空氣30排放至殼體12的外部。放氣閥32可以是螺線管或步進(jìn)馬達(dá)或其他類型的開閉閥，該開閉閥的狀態(tài)是以電氣方式控制的。
[0015]示出了陀螺儀16，其操作由陀螺儀控制系統(tǒng)18以電氣方式控制。陀螺儀16可以是任何類型的已知的陀螺儀系統(tǒng)，例如激光環(huán)陀螺儀。陀螺儀16用于確定其所在的飛機(jī)的飛行狀態(tài)和方向，陀螺儀控制系統(tǒng)18產(chǎn)生這些信息并然后將其傳遞至放氣閥控制器14或處理這些信息并產(chǎn)生飛機(jī)模式信號(hào)，此時(shí)可通過打開放氣閥32從飛機(jī)排出過量空氣。陀螺儀控制系統(tǒng)18和放氣閥控制器14及液位傳感器20電子器件可集成到各種不同的套件中或其可全部集成至一個(gè)套件中并且連接至飛機(jī)電源。
[0016]因此，根據(jù)由陀螺儀控制系統(tǒng)18和液位傳感器20產(chǎn)生的信號(hào)以電氣方式控制示例性的飛機(jī)放氣閥系統(tǒng)10的操作，其中所述陀螺儀控制系統(tǒng)18產(chǎn)生飛行模式信號(hào)，所述液位傳感器20產(chǎn)生液位信號(hào)。放氣閥控制器14處理這些信號(hào)并且產(chǎn)生被發(fā)送至放氣閥32的觸發(fā)信號(hào)，此時(shí)如果存在充足量的過量空氣，則可將過量空氣排放出儲(chǔ)槽24。
[0017]陀螺儀控制系統(tǒng)18處理由陀螺儀16產(chǎn)生的信號(hào)并且產(chǎn)生單獨(dú)的飛機(jī)模式信號(hào)，該飛機(jī)模式信號(hào)被傳送至放氣閥控制器14。飛機(jī)模式信號(hào)可表飛機(jī)的方向和飛行模式，或者其可表不飛機(jī)處在飛機(jī)的適于排放過量空氣30的方向和飛行模式中，并且如果在放氣閥控制器14中采用軟件算法確定儲(chǔ)槽24中存在足夠多的過量空氣30，則可打開放氣閥32。
[0018]過量空氣30的量在液位傳感器20內(nèi)或在放氣閥控制器14內(nèi)被確定。因此，示例性的放氣系統(tǒng)10規(guī)定在飛機(jī)液壓系統(tǒng)中自動(dòng)地確定過量空氣30的量，并且然后僅當(dāng)飛機(jī)處于適當(dāng)?shù)姆较蚝惋w行模式時(shí)自動(dòng)地排放該過量空氣30。
[0019]現(xiàn)參照附圖的圖2，示出了示例性的放氣閥系統(tǒng)10的可選擇的原理框圖。此原理框圖示出了電子軟件如何在放氣閥系統(tǒng)10內(nèi)運(yùn)行。此放氣閥系統(tǒng)10’安裝在飛機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)，并且控制來自飛機(jī)液壓系統(tǒng)的過量空氣的移除。飛機(jī)電源40通過陀螺儀控制系統(tǒng)18連接至陀螺儀16，并且還供電至例如液位傳感器20和放氣閥控制器14的其他回路。陀螺儀16可以是作為激光環(huán)陀螺儀或任何其他類型的電動(dòng)或以其他方式驅(qū)動(dòng)的裝置已知的，其可檢測(cè)飛機(jī)處于允許將過量空氣30從儲(chǔ)槽24排出的飛行狀態(tài)的時(shí)刻。陀螺儀控制系統(tǒng)18處理陀螺儀16產(chǎn)生的信號(hào)，并然后產(chǎn)生表不飛機(jī)的方向和/或飛行模式的飛機(jī)信號(hào)，該飛機(jī)信號(hào)被發(fā)送至屬于液位傳感器20的一部分的放氣閥控制器，或者陀螺儀控制系統(tǒng)18可產(chǎn)生表不飛機(jī)處于有利于排放過量空氣30的方向和飛行模式的時(shí)刻的飛機(jī)信號(hào)。
[0020]液位傳感器20產(chǎn)生液位信號(hào)，該液位信號(hào)20被傳送至放氣閥控制器14。通過知曉儲(chǔ)槽24中的液壓流體22的液位，可計(jì)算過量空氣30的量。如果過量空氣30的量超出預(yù)定程度持續(xù)預(yù)定長(zhǎng)度的時(shí)間，并且確定飛機(jī)處于適當(dāng)?shù)姆较蚝惋w行模式，則液位傳感器20產(chǎn)生被發(fā)送至放氣閥32的觸發(fā)信號(hào)，以用于打開放氣閥32并且允許將過量空氣排出至飛機(jī)液壓系統(tǒng)的外部。
[0021]陀螺儀控制系統(tǒng)18可物理地附連至陀螺儀16，或者其可位于飛機(jī)的別處并且僅與陀螺儀16電氣地連接。同樣地，如圖1中所示，放氣閥控制器14可與液位傳感器20分開并且構(gòu)成獨(dú)立的單元，或者其可構(gòu)成陀螺儀控制器18的物理部分。電子器件的物理封裝取決于設(shè)計(jì)者并且提供了極大的靈活性。
[0022]現(xiàn)參照附圖的圖3，示出了示例性的飛機(jī)放氣系統(tǒng)10的第二可選擇的原理框圖。此原理框圖示出了電子軟件如何在放氣閥系統(tǒng)10內(nèi)運(yùn)行。飛機(jī)電源40向液位傳感器20、陀螺儀16、陀螺儀控制系統(tǒng)18和集成在液位傳感器20中的放氣閥控制系統(tǒng)供電。由液位傳感器20測(cè)量?jī)?chǔ)槽24中的液壓油22的液位。所示出的液位傳感器20具有一個(gè)或多個(gè)LED，這些LED反射離開液壓油的頂端并且由光檢測(cè)器測(cè)量反射光的振幅。將光檢測(cè)器的輸出發(fā)送至一回路，該回路基于液壓油的液位和儲(chǔ)槽24的容積來計(jì)算過量空氣的量。然后將此液位信號(hào)發(fā)送至陀螺儀系統(tǒng)控制器18。陀螺儀系統(tǒng)控制器18與陀螺儀16交互作用并且處理陀螺儀16的輸出以用于確定飛機(jī)的方向和飛行模式。與陀螺儀控制系統(tǒng)18協(xié)同運(yùn)行的陀螺儀16確定飛機(jī)處于適當(dāng)?shù)姆较蚝惋w行模式的時(shí)刻，以允許將過量空氣通過放氣閥32安全地排放出儲(chǔ)槽24。每逢飛機(jī)處于此方向和飛行模式并且同時(shí)來自液位傳感器20的液位信號(hào)表明需要排出過量空氣30，則陀螺儀控制系統(tǒng)18將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至放氣閥32，以使其打開并且將過量空氣30排放出空氣液壓系統(tǒng)。
[0023]已經(jīng)特別地示出了并且結(jié)合前面的示例描述了本發(fā)明，但是，這些示例僅說明性地示出了用于實(shí)施本發(fā)明的最佳方式。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，在實(shí)施本發(fā)明的過程中，可采用本文所描述的本發(fā)明的示例的各種替代方式，而不背離由隨附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。應(yīng)理解，隨附權(quán)利要求限定了本發(fā)明的范圍，并且涵蓋了這些權(quán)利要求的范圍內(nèi)的方法和裝置及其等同方案。本發(fā)明的描述應(yīng)當(dāng)理解為包括本文所描述的特征元素的所有新穎的并且非顯而易見的組合，并且可在此申請(qǐng)或后續(xù)申請(qǐng)中針對(duì)這些特征元素的任何新穎的并且非顯而易見的組合提出權(quán)利要求。此外，前面的示例是說明性的，并且沒有一個(gè)特征或特征元素對(duì)于可能會(huì)在此申請(qǐng)或后續(xù)申請(qǐng)中要求權(quán)益的所有可能的組合而言是必要的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于飛機(jī)液壓系統(tǒng)的放氣閥系統(tǒng)10,包括: 陀螺儀16，其用于測(cè)量飛機(jī)的方向和飛行模式； 陀螺儀控制系統(tǒng)18，其用于分析來自陀螺儀16的信號(hào)并且在飛機(jī)處于適于從飛機(jī)液壓系統(tǒng)中排放過量空氣的飛行方向和飛行模式時(shí)產(chǎn)生飛機(jī)信號(hào)； 液位傳感器20，其安裝在殼體12中以用于測(cè)量所述殼體12內(nèi)的液壓油的液位，當(dāng)所述過量空氣足夠多而需要排放時(shí)，所述液位傳感器20產(chǎn)生液位信號(hào)； 放氣閥控制器14，其電子連接至所述液位傳感器20并且連接至所述陀螺儀控制系統(tǒng)18，當(dāng)所述飛機(jī)信號(hào)和所述液位信號(hào)表明所述過量空氣需要排放時(shí)，所述放氣閥控制器14產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)； 放氣閥32，其安裝在所述殼體12中，所述放氣閥32響應(yīng)于所述觸發(fā)信號(hào)而打開并且將所述過量空氣排放出所述殼體12。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放氣閥系統(tǒng)，其中，所述液位傳感器20包括至少一個(gè)發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放氣閥系統(tǒng)，其中，所述液位傳感器20包括至少一個(gè)聲波傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放氣閥系統(tǒng)，其中，所述放氣閥控制器20與所述陀螺儀控制系統(tǒng)18集成在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放氣閥系統(tǒng)，其中，所述放氣閥控制器20與所述液位傳感器20集成在一起。`
6.一種用于飛機(jī)的放氣閥系統(tǒng)10,包括: 殼體12，其具有儲(chǔ)槽24以用于容納液壓油和一定程度的過量空氣； 液位傳感器20，其安裝至所述殼體20以用于測(cè)量所述儲(chǔ)槽24內(nèi)的所述液壓油的液位、以及然后計(jì)算過量空氣的量和當(dāng)所述過量空氣的量超過預(yù)定程度時(shí)產(chǎn)生液位信號(hào)； 放氣閥32，其安裝在所述殼體12中并且延伸至所述儲(chǔ)槽24中，所述放氣閥32響應(yīng)于觸發(fā)信號(hào)而打開； 陀螺儀16，其配置成用于檢測(cè)飛機(jī)的方向和飛行模式，當(dāng)所述飛機(jī)處于有利于所述過量空氣的排放的方向和飛行模式時(shí)，所述陀螺儀16產(chǎn)生飛機(jī)信號(hào)； 其中，在接收到所述飛機(jī)信號(hào)和所述液位信號(hào)時(shí)將所述觸發(fā)信號(hào)傳送至所述放氣閥32。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放氣閥系統(tǒng)10，其中，所述液位傳感器20包括至少一個(gè)發(fā)光二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放氣閥系統(tǒng)10，其中，所述液位傳感器20包括至少一個(gè)聲波傳感器。
9.一種排放來自飛機(jī)液壓系統(tǒng)的過量空氣的方法，包括: 提供具有儲(chǔ)槽24的液壓殼體12 ； 提供安裝至所述殼體12并且接近所述儲(chǔ)槽24的放氣閥32 ； 提供安裝至所述殼體12并且定位成用于感測(cè)存在于所述儲(chǔ)槽24中的液壓油的液位的液位傳感器20,所述液位傳感器20產(chǎn)生液位信號(hào)； 提供用于感測(cè)飛機(jī)的方向和飛行模式的陀螺儀16和陀螺儀控制系統(tǒng)18，所述陀螺儀控制系統(tǒng)18產(chǎn)生飛行信號(hào)； 當(dāng)所述飛行信號(hào)和所述液位信號(hào)表明過量空氣需要通過所述放氣閥32而被排出時(shí)，對(duì)所述放氣閥32產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的排放來自飛機(jī)液壓系統(tǒng)的過量空氣的方法，還包括:提供放氣閥控制器14以用于產(chǎn)生所述觸發(fā)信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的排放來自飛機(jī)液壓系統(tǒng)的過量空氣的方法，其中，所述陀螺儀控制系統(tǒng)18產(chǎn)生所述觸發(fā) 信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的排放來自飛機(jī)液壓系統(tǒng)的過量空氣的方法，其中，所述液位傳感器20產(chǎn)生所述觸發(fā)信號(hào)。
【文檔編號(hào)】F16K24/00GK103890321SQ201280050840
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月17日
【發(fā)明者】S·N·杜里, R·班加 申請(qǐng)人:伊頓公司