CN103890321A - 飞机液压放气阀系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种飞机液压放气阀系统（10），其具有连接至电子控制器（14，18）的放气阀（32），其中仅当飞机处于预定的飞行模式时才允许打开所述放气阀，其中所述飞行模式由连接至控制器（14，18）的陀螺仪（16）进行确定。

Description

飞机液压放气阀系统

技术领域

示例性的飞机/飞行器液压放气阀系统一般地涉及放气阀并且特别地涉及飞机液压放气阀系统，该系统利用陀螺仪以用于确定飞机处于有利于排放来自液压系统的空气的飞行模式的时刻，然后允许放气阀的触发。

背景技术

在飞机液压系统中采用放气阀以用于在高压液压系统运行之前从液压回路移除不希望存在的空气，由此预防意外的和不希望发生的运行异常。由于特定的飞行状态，常规的放气阀不能用于某些高性能的飞机，主要是用于军事用途的那些飞机。高G负荷和倒飞模式不允许在经历这些飞行状态时排放液压系统中的空气。因此，在飞机以适当的飞行模式飞行时，有必要采用传感器以用于确定在液压系统中存在空气的时刻并然后电子地打开放气阀来排出空气。常规的放气阀通常是在飞行员手动地触发放气阀回路的时候排气。可在放气阀中采用例如发光二极管和光电二极管的传感器，以用于指示在液压系统中存在空气并然后向飞行员发送需要触发放气阀中的排气的信号。在Dirkin等人名下的专利公开文献No.US2010/0319791A1公开了这样的系统。在Dirkin的系统中，两个LED和一光电晶体管及三个透明窗用于感测空气的存在。当与光电晶体管和LED连接的电路检测到空气时，将信号发送至驾驶舱以使得放气阀可被触发。此系统受到一些操作方面的限制，这些限制包括透明窗起雾/变模糊和光电晶体管的故障。

在所属领域中已知的其他放气系统包括Silverwater等人名下的美国专利No.4,524,793和4,813,446中所示出的放气系统。这些现有技术的装置规定在液压泵启动时自动排放空气，其中采用空气和液压油之间的压差移动活塞以控制放气过程。由于这种系统是自触发的并且不受机组人员或电子控制系统控制，因此在存在空气的任意时刻自动排放空气，而未顾及飞机的飞行模式。这在高性能飞机中会产生问题，因为不可以在某些飞行状态中排放空气。同样，在用于高性能飞机的工业中，这种类型的放气阀不如所需要的那样可靠或可信赖。

发明内容

示例性的电子控制的放气阀系统提供了用于从液压系统中排放空气的稳健的解决方案，其中，每当储槽中的空气的程度/水平超过设定程度并且安装有该液压系统的飞机处于有助于将空气从蓄集器或壳体中的流体储槽中排出的飞行模式，则从液压系统中排放空气。借助于一些类型的流体液位传感器（例如采用发光二极管的传感器和光电传感器）测量壳体中的过量空气的量。

包括陀螺仪控制系统的陀螺仪被用于确定飞机处于合适的方向和飞行状态的时刻，以用于放气阀的触发，该放气阀与壳体中的储槽连接并且在接收到电子指令信号时打开，并且将过量气体排出壳体和飞机液压系统。示例性的放气阀系统特别地适于在飞机中使用，因为可感测过量空气并且在飞机处于适当的飞行状态时排放空气，而不受飞机飞行仪表支配。示例性的系统安装在收集液压系统中的空气所在的最高点处，并且甚至于是在飞行期间、只要飞机处于适当的飞行状态或模式就会将过量空气排出。因此，该系统会在适当的时间排放空气并且不会导致飞行期间液压油从储槽中泄露。

在示例性的放气阀系统中采用的陀螺仪可以是单独的单元并且电气地连接至放气阀控制器，或者其可与放气控制器物理地集成在一个套件/组件上。陀螺仪可以是任何类型的已知的陀螺仪，包括作为激光环陀螺仪已知的陀螺仪，只要其可确定飞机方向或飞行模式以用于确定飞机是否处于适于从飞机液压系统中排放过量空气的方向或飞行模式即可。陀螺仪控制系统在可以排出飞机过量空气时产生电子信号，并且将其传送至系统的另一部分，例如传送至放气阀控制器。替代地，陀螺仪控制系统可仅仅将表示飞机的方向或飞行模式的信号发送至另一回路或控制器，那个单元可确定飞机是否处于适于排放过量空气的方向和飞行模式。除了电气地连接至陀螺仪控制系统，放气阀控制器还连接至放气阀和液位传感器。液位传感器产生表示壳体中的液压油的液位的电信号，因此可计算存在于液压油上方的过量空气的量。一旦过量空气达到给定量并且飞机处于由陀螺仪所确定的适当的方向和飞行模式，则可触发放气阀并且将过量空气从飞机液压系统中排出。

附图说明

图1为示例性的飞机放气阀系统的截面图。

图2为示例性的飞机放气阀系统的可选择的原理框图；以及

图3为示例性的飞机放气阀系统的第二可选择的原理框图。

具体实施方式

现参照下文的讨论和附图，详细地示出了本发明的系统和方法的说明性方案。虽然附图示出了某些可能的方案，但是不一定按比例绘制附图，并且可能放大、移除、或局部地切开了某些特征以用于更好的示出和解释本发明。此外，本文中所做的描述并不应被认为是穷举性的或者以其它方式将权利要求限制于或约束于附图中所示和下文详细描述中所公开的精确的形式和构型。

此外，在下文的讨论中可能引入了一些常数。在某些情况下提供了常数的说明性的值。在其他情况下，并未给出特定值。常数的值将取决于相关硬件的特性和这些特性彼此之间的相互关系以及与本发明的系统相关的环境条件和运行条件。

现参照附图的图1，示出了示例性的飞机放气阀系统10的截面图。放气阀系统10包括蓄集器壳体12，该蓄集器壳体具有用于容纳一定量的液压油22和变化量的过量空气30的储槽24。安装至壳体12的是液位传感器20，其定位成用于感测储槽24中的液压油22的液位并且电气地连接至放气阀控制器14。放气阀32将空气排放至壳体12的外部并且可响应于触发信号而被打开和关闭。放气阀32还电气地连接至放气阀控制器14。

放气阀控制器14可以是独立的电子电路，或者其可与液位传感器20集成在一起。液位传感器20可采用例如光电晶体管和发光二极管LED的光电传感器，以用于测量储槽24中的液压油22的液位。在替代方案中，可采用其他类型的液位感测系统，例如使用诸如声波传感器的液体接触传感器。由于储槽24的体积是已知的，于是就可基于壳体12中的液压油22的测量液位来确定过量空气30的量。

所示的一定量的过量空气30存在于液压油22的上方。以电气方式被触发的放气阀32安装在储槽24的顶部，其保持关闭直至放气阀控制器14产生信号以使其打开。一经打开，放气阀32就将过量空气30排放至壳体12的外部。放气阀32可以是螺线管或步进马达或其他类型的开闭阀，该开闭阀的状态是以电气方式控制的。

示出了陀螺仪16，其操作由陀螺仪控制系统18以电气方式控制。陀螺仪16可以是任何类型的已知的陀螺仪系统，例如激光环陀螺仪。陀螺仪16用于确定其所在的飞机的飞行状态和方向，陀螺仪控制系统18产生这些信息并然后将其传递至放气阀控制器14或处理这些信息并产生飞机模式信号，此时可通过打开放气阀32从飞机排出过量空气。陀螺仪控制系统18和放气阀控制器14及液位传感器20电子器件可集成到各种不同的套件中或其可全部集成至一个套件中并且连接至飞机电源。

因此，根据由陀螺仪控制系统18和液位传感器20产生的信号以电气方式控制示例性的飞机放气阀系统10的操作，其中所述陀螺仪控制系统18产生飞行模式信号，所述液位传感器20产生液位信号。放气阀控制器14处理这些信号并且产生被发送至放气阀32的触发信号，此时如果存在充足量的过量空气，则可将过量空气排放出储槽24。

陀螺仪控制系统18处理由陀螺仪16产生的信号并且产生单独的飞机模式信号，该飞机模式信号被传送至放气阀控制器14。飞机模式信号可表示飞机的方向和飞行模式，或者其可表示飞机处在飞机的适于排放过量空气30的方向和飞行模式中，并且如果在放气阀控制器14中采用软件算法确定储槽24中存在足够多的过量空气30，则可打开放气阀32。

过量空气30的量在液位传感器20内或在放气阀控制器14内被确定。因此，示例性的放气系统10规定在飞机液压系统中自动地确定过量空气30的量，并且然后仅当飞机处于适当的方向和飞行模式时自动地排放该过量空气30。

现参照附图的图2，示出了示例性的放气阀系统10的可选择的原理框图。此原理框图示出了电子软件如何在放气阀系统10内运行。此放气阀系统10’安装在飞机结构内，并且控制来自飞机液压系统的过量空气的移除。飞机电源40通过陀螺仪控制系统18连接至陀螺仪16，并且还供电至例如液位传感器20和放气阀控制器14的其他回路。陀螺仪16可以是作为激光环陀螺仪或任何其他类型的电动或以其他方式驱动的装置已知的，其可检测飞机处于允许将过量空气30从储槽24排出的飞行状态的时刻。陀螺仪控制系统18处理陀螺仪16产生的信号，并然后产生表示飞机的方向和/或飞行模式的飞机信号，该飞机信号被发送至属于液位传感器20的一部分的放气阀控制器，或者陀螺仪控制系统18可产生表示飞机处于有利于排放过量空气30的方向和飞行模式的时刻的飞机信号。

液位传感器20产生液位信号，该液位信号20被传送至放气阀控制器14。通过知晓储槽24中的液压流体22的液位，可计算过量空气30的量。如果过量空气30的量超出预定程度持续预定长度的时间，并且确定飞机处于适当的方向和飞行模式，则液位传感器20产生被发送至放气阀32的触发信号，以用于打开放气阀32并且允许将过量空气排出至飞机液压系统的外部。

陀螺仪控制系统18可物理地附连至陀螺仪16，或者其可位于飞机的别处并且仅与陀螺仪16电气地连接。同样地，如图1中所示，放气阀控制器14可与液位传感器20分开并且构成独立的单元，或者其可构成陀螺仪控制器18的物理部分。电子器件的物理封装取决于设计者并且提供了极大的灵活性。

现参照附图的图3，示出了示例性的飞机放气系统10的第二可选择的原理框图。此原理框图示出了电子软件如何在放气阀系统10内运行。飞机电源40向液位传感器20、陀螺仪16、陀螺仪控制系统18和集成在液位传感器20中的放气阀控制系统供电。由液位传感器20测量储槽24中的液压油22的液位。所示出的液位传感器20具有一个或多个LED，这些LED反射离开液压油的顶端并且由光检测器测量反射光的振幅。将光检测器的输出发送至一回路，该回路基于液压油的液位和储槽24的容积来计算过量空气的量。然后将此液位信号发送至陀螺仪系统控制器18。陀螺仪系统控制器18与陀螺仪16交互作用并且处理陀螺仪16的输出以用于确定飞机的方向和飞行模式。与陀螺仪控制系统18协同运行的陀螺仪16确定飞机处于适当的方向和飞行模式的时刻，以允许将过量空气通过放气阀32安全地排放出储槽24。每逢飞机处于此方向和飞行模式并且同时来自液位传感器20的液位信号表明需要排出过量空气30，则陀螺仪控制系统18将触发信号发送至放气阀32，以使其打开并且将过量空气30排放出空气液压系统。

已经特别地示出了并且结合前面的示例描述了本发明，但是，这些示例仅说明性地示出了用于实施本发明的最佳方式。所属领域的技术人员应当理解的是，在实施本发明的过程中，可采用本文所描述的本发明的示例的各种替代方式，而不背离由随附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应理解，随附权利要求限定了本发明的范围，并且涵盖了这些权利要求的范围内的方法和装置及其等同方案。本发明的描述应当理解为包括本文所描述的特征元素的所有新颖的并且非显而易见的组合，并且可在此申请或后续申请中针对这些特征元素的任何新颖的并且非显而易见的组合提出权利要求。此外，前面的示例是说明性的，并且没有一个特征或特征元素对于可能会在此申请或后续申请中要求权益的所有可能的组合而言是必要的。

Claims (12)

1.一种用于飞机液压系统的放气阀系统10，包括：

陀螺仪16，其用于测量飞机的方向和飞行模式；

陀螺仪控制系统18，其用于分析来自陀螺仪16的信号并且在飞机处于适于从飞机液压系统中排放过量空气的飞行方向和飞行模式时产生飞机信号；

液位传感器20，其安装在壳体12中以用于测量所述壳体12内的液压油的液位，当所述过量空气足够多而需要排放时，所述液位传感器20产生液位信号；

放气阀控制器14，其电子连接至所述液位传感器20并且连接至所述陀螺仪控制系统18，当所述飞机信号和所述液位信号表明所述过量空气需要排放时，所述放气阀控制器14产生触发信号；

放气阀32，其安装在所述壳体12中，所述放气阀32响应于所述触发信号而打开并且将所述过量空气排放出所述壳体12。

2.根据权利要求1所述的放气阀系统，其中，所述液位传感器20包括至少一个发光二极管。

3.根据权利要求1所述的放气阀系统，其中，所述液位传感器20包括至少一个声波传感器。

4.根据权利要求1所述的放气阀系统，其中，所述放气阀控制器20与所述陀螺仪控制系统18集成在一起。

5.根据权利要求1所述的放气阀系统，其中，所述放气阀控制器20与所述液位传感器20集成在一起。

6.一种用于飞机的放气阀系统10，包括：

壳体12，其具有储槽24以用于容纳液压油和一定程度的过量空气；

液位传感器20，其安装至所述壳体20以用于测量所述储槽24内的所述液压油的液位、以及然后计算过量空气的量和当所述过量空气的量超过预定程度时产生液位信号；

放气阀32，其安装在所述壳体12中并且延伸至所述储槽24中，所述放气阀32响应于触发信号而打开；

陀螺仪16，其配置成用于检测飞机的方向和飞行模式，当所述飞机处于有利于所述过量空气的排放的方向和飞行模式时，所述陀螺仪16产生飞机信号；

其中，在接收到所述飞机信号和所述液位信号时将所述触发信号传送至所述放气阀32。

7.根据权利要求6所述的放气阀系统10，其中，所述液位传感器20包括至少一个发光二极管。

8.根据权利要求6所述的放气阀系统10，其中，所述液位传感器20包括至少一个声波传感器。

9.一种排放来自飞机液压系统的过量空气的方法，包括：

提供具有储槽24的液压壳体12；

提供安装至所述壳体12并且接近所述储槽24的放气阀32；

提供安装至所述壳体12并且定位成用于感测存在于所述储槽24中的液压油的液位的液位传感器20，所述液位传感器20产生液位信号；

提供用于感测飞机的方向和飞行模式的陀螺仪16和陀螺仪控制系统18，所述陀螺仪控制系统18产生飞行信号；

当所述飞行信号和所述液位信号表明过量空气需要通过所述放气阀32而被排出时，对所述放气阀32产生触发信号。

10.根据权利要求9所述的排放来自飞机液压系统的过量空气的方法，还包括：提供放气阀控制器14以用于产生所述触发信号。

11.根据权利要求9所述的排放来自飞机液压系统的过量空气的方法，其中，所述陀螺仪控制系统18产生所述触发信号。

12.根据权利要求9所述的排放来自飞机液压系统的过量空气的方法，其中，所述液位传感器20产生所述触发信号。

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