油封開關的設計與應用

朱光蔚

（洪都航空工業(yè)集團，南昌 330024）

0 引言

某型飛機燃油系統(tǒng)設計時，從供油泵的出口支路引出一路燃油供給空氣發(fā)生器使用。則當需要拆裝空氣發(fā)生器或者對空氣發(fā)生器進行機上油封時，只需將空氣發(fā)生器供油路上的自封活門直接脫開，即可實現燃油路關斷或從脫開的自封活門處加注滑油，從而對空氣發(fā)生器進行油封（圖1）。

圖1 自封活門安裝位置

根據該型飛機的使用特點，為了減少對空氣發(fā)生器進行油封時所做的工作，與空氣發(fā)生器連接的供油管路必須具備便于關閉、同時能將滑油從燃油導管加注至空氣發(fā)生器、以達到快速油封的功能。

根據上述要求，需設計一個帶注油口的油封開關代替目前供油路上的自封活門。當需要關斷供油路燃油時，將手柄旋轉90度即可；若需對空氣發(fā)生器進行機上油封，則可從開關的注油口處直接加注滑油（圖 2）。

圖2 油封開關安裝位置

1 油封開關的組成和工作原理

油封開關直接與供油路上的導管相連 （如圖2所示），通常情況下，油封開關手柄與管路平行，此時管路處于導通狀態(tài)；當手柄順時針旋轉90度時，導管處于關斷狀態(tài)，此時可以拆裝空氣發(fā)生器，燃油不會從油箱漏出；當將注油口的堵頭打開并接上導管，可從該處加注滑油至空氣發(fā)生器，加注的滑油不會回流至油箱。

1.1 油封開關組成（圖3）

圖3 油封開關組成

1.2 工作原理（圖4、圖5）

圖4 正常通路

圖5 手柄旋轉90°，注油時的通路

2 油封開關各零部件設計

2.1 閥芯設計

根據空氣發(fā)生器燃油流量Q=70kg/h,查試驗報告：打開供油泵的情況下，與油封開關相接的導管入口壓力P=60kPa,查設計手冊計算出理論通徑d=4mm；結合空氣發(fā)生器燃油入口情況，取通徑d0=8mm,即與空氣發(fā)生器入口管徑相同。

為了減少燃油通過閥芯時的阻力，避免閥芯旋轉時角度誤差和軸向誤差對通孔流通面積的影響，在圓柱型閥芯上鉆φ=9mm的通孔；初步確定閥芯的最大直徑D=17mm，閥芯與閥體之間的軸向密封方式為活動密封，查《飛機標準件手冊》可得密封圈號，根據密封圈號可以查得相關的密封圈安裝槽的尺寸。

因空氣發(fā)生器進行油封時，其油封壓力≯14MPa，閥芯與閥體圓柱面的間隙配合可保證其徑向密封要求，查《飛機基礎標準手冊》可得閥芯與閥體的配合公差為，閥芯外形如圖6所示。

圖6 閥芯外形

2.2 閥體設計

閥體供油路通徑d0=8mm,與供油管裝配時需有防差錯措施，所以一端設計成滾波形式，另外一段設計成74度錐角的螺紋連接。因目前無油封時滑油流量要求，所以注油口通徑取d01=6mm，閥體外形如圖7所示。

圖7 閥體外形圖

2.3 端蓋設計

端蓋的作用是給閥芯提供支撐，防止閥芯旋轉時產生過量的軸向運動，導致閥芯與閥體通孔錯位，減少燃油流通面積；同時端蓋上的擋塊具有限位功能，能保證閥芯只能按設定的角度和方向旋轉，以達到關斷燃油通路的同時能打開注油口與空氣發(fā)生器的通路。端蓋外形如圖8所示。

圖8 端蓋外形圖

2.4 手柄設計

手柄設計時需保證其旋轉力矩N＞密封圈與閥體內部摩擦時產生的力矩，同時手柄上開有限位槽，保證其旋轉90度后能被端蓋的擋塊制動。手柄外形如圖9所示。

圖9 手柄外形圖

3 結論

油封開關設計簡單，加工和裝配方便；安裝和操作均有防差錯功能，利用該開關能有效解決對空氣發(fā)生器進行油封時需拆裝管路的問題。該開關還可應用于工作壓力≯14MPa管路的快速關斷及放油領域。

[1]飛機標準件手冊.南昌飛機制造公司.

[2]飛機基礎標準手冊.南昌飛機制造公司.

[3]飛機設計手冊第13冊.航空工業(yè)出版社2006.

[4]飛機燃油系統(tǒng)設計.第三機械工業(yè)部第六零九研究所.