[发明专利]一种机载用电控气动装置

说明书

本发明公开了一种机载用电控气动装置，属于空气分离制备氧氮技术，包括底座(1)和上盖(2)，其特征在于，电控气动装置由安装在底座(1)和上盖(2)内的进气活门和排气活门、两位三通电磁阀(9)、第一限流孔(10)和第二限流孔(11)组成；本发明提出了一种机载用电控气动装置，具有了结构简单、体积小、重量轻、功耗小、效率高、满足了多个吸附塔的机载氧氮分离系统使用要求。

技术领域

本发明属于空气分离制备氧氮技术，涉及对一种机载用电控气动装置的改进。

背景技术

飞机上空气分离制备氧氮设计技术中采用的原理为变压吸附原理分离氧气和氮气，采用硅酸盐分子筛吸附空气中氮气分离出氧气，提供给飞行员呼吸，用于防护救生；采用碳分子筛吸附空气中氧气分离出氮气供给燃油箱，用于飞机防火防爆，吸附原理中不论采用哪种吸附剂，都需要采用电控气动装置，目前，装有分子筛的吸附塔一般为两个，变压吸附过程中，一个吸附塔在吸附生成需要的气体，另一个吸附塔在降压解吸，两个吸附塔交替工作；采用的电控气动装置为电机带动旋转阀。参见美国专利U.S.P3.948.286，其缺点是：结构复杂、体积大、重量重，要求转动力矩大，电动机效率低、功耗大。而且这种旋转阀不适用于多个吸附塔的机载氧氮分离系统使用。

发明内容

本发明的目的是：提出一种机载用电控气动装置，具有结构简单、体积小、重量轻、功耗小、效率高、适用于多个吸附塔的分子筛机载氧氮分离系统使用。

本发明的技术方案是：一种机载电控气动装置，包括底座1和上盖2，底座1和上盖2通过螺钉连接为整体，在底座1上有进气口1a、吸附塔口1b和排气口1c；其特征在于，电控气动装置由安装在底座1和上盖2内的进气活门和排气活门、两位三通电磁阀9、第一限流孔10和第二限流孔11组成；底座1和上盖2均为矩形板，进气活门位于底座1和上盖2的右侧内腔中，排气活门位于底座1和上盖2的左侧内腔中，进气活门和排气活门的结构左右对称；进气活门由底座1和上盖2的右半部以及安装在右侧内腔中的进气组件组成；在底座1右侧有一个由呈现直角折线形状的圆孔构成的第一进气腔1n，第一进气腔1n的垂直段开口于底座1右半部上表面的板面中心，第一进气腔1n的水平段开口于底座1的右端面，第一进气腔1n的水平段开口即进气口1a，第一进气腔1n的垂直段和水平段在底座1的内部连通，在底座1的上表面、第一进气腔1n垂直段的上端口外面有一个与该上端口同轴的进气活门环形槽1d，第一进气腔1n垂直段的上端口与进气活门环形槽1d之间的圆环构成进气活门的活门座1e，在进气活门环形槽1d靠近底座1中心部分的槽底上有一个与进气活门环形槽1d内外半径相同的圆弧槽，该圆弧槽为进气活门的第二进气腔1m；在上盖2的下表面右侧、与底座1进气活门环形槽1d对应的位置有一个圆形槽构成的进气活门控制腔2e，进气活门控制腔2e的内径与进气活门环形槽1d的最大内径相同，上盖2上的进气活门控制腔2e以及底座1上的第一进气腔1n、进气活门环形槽1d和第二进气腔1m共同构成底座1和上盖2的右侧内腔；进气组件由进气膜片3、进气活门弹簧4和进气限位环5组成，进气膜片3是周边部分带有圆环形凸起、中心部分带有硬芯的橡胶圆片，圆环形凸起的截面形状为倒U字形，进气膜片3的圆形边缘被夹紧在底座1的进气台阶凹槽的台阶端面和上盖2进气环形凸台的下端面之间，进气活门弹簧4位于进气活门控制腔2e内，进气活门弹簧4的大直径的上端顶住进气活门控制腔2e的槽底的凹型弹簧座内，进气活门弹簧4的小直径的下端顶住进气膜片3上表面的中心部分，进气限位环5为上面的圆形截面的上环5b的下部与下面的矩形截面的下环5a的上表面相贯连接形成的构件，下环5a的外径大于上环5b的外径，下环5a的外径与底座1的进气台阶凹槽的中段孔过盈配合，进气限位环5的上环5b位于进气膜片3圆环形凸起的内腔中；在上盖2上有与进气活门控制腔2e连通的进气活门控制腔进气口2a，进气活门控制腔进气口2a通过管路与第一限流孔10的一端连通，第一限流孔10的另一端通过管路与底座1上的进气口1a连通，在上盖2上有与进气活门控制腔2e连通的进气活门控制腔排气口2c，进气活门控制腔排气口2c通过管路与两位三通电磁阀9的第一进气口9a连通，两位三通电磁阀9的排气口9c通大气，第一限流孔10的通径小于两位三通电磁阀9第一进气口9a与排气口9c之间的通径；排气活门由底座1和上盖2的左半部以及安装在左侧内腔中的排气组件组成；在底座1左侧有一个由呈现直角折线形状的圆孔构成的第二排气腔1h，第二排气腔1h的垂直段开口于底座1左半部上表面的板面中心，第二排气腔1h的水平段开口于底座1的左端面，第二排气腔1h的水平段开口即排气口1c，第二排气腔1h的垂直段和水平段在底座1的内部连通，在底座1的上表面、第二排气腔1h垂直段的上端口外面有一个与该上端口同轴的排气活门环形槽1f，第二排气腔1h垂直段的上端口与排气活门环形槽1f之间的圆环构成排气活门的活门座1g，在排气活门环形槽1f靠近底座1中心部分的槽底上有一个与排气活门环形槽1f内外半径相同的圆弧槽，该圆弧槽为排气活门的第一排气腔1j；在上盖2的下表面左侧、与底座1排气活门环形槽1f对应的位置有一个圆形槽构成的排气活门控制腔2f，排气活门控制腔2f的内径与排气活门环形槽1f的最大内径相同，上盖2上的排气活门控制腔2f以及底座1上的第二排气腔1h、排气活门环形槽1f和第一排气腔1j共同构成底座1和上盖2的左侧内腔；排气组件由排气膜片6、排气活门弹簧7和排气限位环8组成，排气膜片6是周边部分带有圆环形凸起、中心部分带有硬芯的橡胶圆片，圆环形凸起的截面形状为倒U字形，排气膜片6的圆形边缘被夹紧在底座1排气台阶凹槽的台阶端面和上盖2排气环形凸台的下端面之间，排气活门弹簧7位于排气活门控制腔2f内，排气活门弹簧7的大直径的上端顶住排气活门控制腔2f的槽底的凹型弹簧座内，排气活门弹簧7的小直径的下端顶住排气膜片6上表面的中心部分，排气限位环8为上面的圆形截面的上环8b的下部与下面的矩形截面的下环8a的上表面相贯连接形成的构件，下环8a的外径大于上环8b的外径，下环8a的外径与底座1的排气台阶凹槽的中段孔过盈配合，排气限位环8的上环8b位于排气膜片6圆环形凸起的内腔中；在上盖2上有与排气活门控制腔2f连通的排气活门控制腔进气口2b，排气活门控制腔进气口2b通过管路与第二限流孔11的一端连通，第二限流孔11的另一端通过管路与底座1上的进气口1a连通，在上盖2上有与排气活门控制腔2f连通的排气活门控制腔排气口2d，排气活门控制腔排气口2d通过管路与两位三通电磁阀9的第二进气口9b连通，第二限流孔11的通径小于两位三通电磁阀9第二进气口9b与排气口9c之间的通径；在底座1上有连通第二进气腔1m和第一排气腔1j的通道1k，吸附塔口1b位于底座1的下表面中心，吸附塔口1b与通道1k连通。