專利名稱：用于飛行器的排流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制流體從第一環(huán)境到第二環(huán)境的流動的閥，其具有設(shè)置在分隔件的開口的區(qū)域內(nèi)的底座，該分隔件將第一環(huán)境和第二環(huán)境分隔開，該閥還具有用于控制 流體流過第一環(huán)境和第二環(huán)境之間開口的第一閥瓣和第二閥瓣，所述兩個閥瓣在底座內(nèi)是 可移動的。
背景技術(shù)：
這種閥門通常被用來控制獨立環(huán)境中的壓力。這種獨立環(huán)境此時具有入口閥，流 體可通過入口閥流入該環(huán)境中。流體流進獨立環(huán)境中導(dǎo)致在該環(huán)境中形成壓力。借助本文 開頭類型的閥門，可以作為流出口地控制過流橫斷面，借助該流出口，可通過使流體流出來 降低壓力。此時，過流橫斷面越小，留在獨立環(huán)境中的壓力越高。這種壓力控制原理例如被用在壓力艙或飛行器中。現(xiàn)有技術(shù)中知道的相應(yīng)閥門有 各種各樣的。因此，美國專利US 3，426，984公開一種用于飛行器的排流閥。該排流閥布置在飛 行器外殼中的開口內(nèi)。兩個閥瓣可擺轉(zhuǎn)地支承在開口的邊緣并且通過一個機構(gòu)如此相互聯(lián) 接，從而使它們能夠共同擺轉(zhuǎn)。每個閥瓣均從開口邊緣起相向伸出并且在閥門關(guān)閉時在中 央?yún)^(qū)域交疊。在這種情況下，所述兩個閥瓣基本上在飛行器外殼的延長方向上延伸，因而空 氣動力學(xué)上的作用點較少。在閥門打開狀態(tài)下，一個閥瓣遮閉開口，以免受大致沿飛行器外 表面流過的氣流的影響。一般，在文章開頭類型的閥門打開時，因空氣逸出而會產(chǎn)生清晰可辨的噪音。因而 在現(xiàn)有技術(shù)種存在各種方式來減小這種噪音生成。例如，德國專利申請公開號DE 103 13729A1例如提出，當(dāng)閥門被打開時，通過閥 瓣形狀來仿照形成拉瓦爾噴管。這樣，空氣以超音速離開閥門并且使聲音遠(yuǎn)離閥門。美國專利US 6，116，541公開以下內(nèi)容，第二閥瓣的迎流邊形成有多個凹口。另 夕卜，在第一閥瓣上設(shè)有一個橫向于逸出空氣流向地延伸的橫隔結(jié)構(gòu)，該橫隔結(jié)構(gòu)應(yīng)減慢逸 出空氣的速度。此外，在流動側(cè)邊緣上設(shè)有多個凹口來減小噪音生成。另外，國際專利申請公開號WO 2005/023649A1公開一種本文開頭所述類型的閥 門，其中，在閥瓣邊緣處形成凹口以產(chǎn)生空氣渦流。還公開了使閥瓣區(qū)域的表面變粗糙，以 便減小逸出空氣的噪音生成。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是在本文開頭所述類型的閥門中減小噪音生成。根據(jù)權(quán)利要求1，此目的通過使閥瓣具有多個突起來實現(xiàn)，所述多個突起被構(gòu)造成 能減小在流體流動中產(chǎn)生的噪音。有利的實施方式是多個從屬權(quán)利要求的主題。根據(jù)本發(fā)明的解決方案確保通過由多個突起產(chǎn)生的無規(guī)律流體流布來防止形成干擾性噪音。這是如此做到的，即，由于突起的形狀而在這些突起處形成渦流，所述渦流本 身以尾渦旋形式在流向上分散開地傳播。這種散開式傳播造成渦流在下游發(fā)生交疊，因而 彼此干擾。由此防止可能形成會導(dǎo)致更強的噪音生成的有規(guī)律的或穩(wěn)定的渦流。還有利的是，在無需改變閥的基本結(jié)構(gòu)的情況下，通過改變突起的形狀和配置，可以使閥適應(yīng)不同的應(yīng)用狀況，例如適應(yīng)不同的流速或或者具有不同性質(zhì)的流體。有利的是，第一閥瓣優(yōu)選在內(nèi)表面在一個在流體借此流出的過流橫斷面處界定的 邊緣附近具有多個第一突起，所述第一突起具有輪廓、側(cè)面和頂面。流出的流體在其流經(jīng)過 流橫斷面前先沿第一閥瓣的內(nèi)表面流動。所述多個突起布置在流體流動路徑中確保了這些突起能發(fā)揮它們的最大作用。在一個有利的實施方式中，第一突起具有基本上呈三角形的輪廓，該輪廓的一個 角點限定出輪廓頂端，另兩個角點限定出輪廓底邊。這種三角形輪廓可以有利地影響流體 流動的壓力分布并形成具有有利直徑的尾渦。所述第一突起的頂面優(yōu)選成凹面結(jié)構(gòu)。由此能有利地影響流動。第一突起的頂面沿所述流向升高地形成是有利的。通過在流向上的升高，能確保 所述第一突起逐漸影響流體流動，不會形成不期望有的奇點。在一個尤其有利的實施方式中，所述第一突起的表面成圓柱面的一部分的形式， 其中圓柱的軸線基本平行于輪廓并且垂直于流向。第一突起的一個邊能以斷流邊形式構(gòu)成，用于有目的地引發(fā)渦流。另外，構(gòu)成第一突起輪廓的三角形的頂端優(yōu)選朝向所述流向。第一突起的底邊長度與從第一突起輪廓的頂端延伸到底邊的長度之比至少為0. 5 且最高未為0. 9，優(yōu)選為0. 69至0. 71。第一突起的高度與從第一突起輪廓的頂端延伸到底邊的長度之比為至少0且最 高為0. 4，優(yōu)選為0. 19至0. 21。限定出第一突起的頂面的圓柱體的直徑與從第一突起輪廓的頂端延伸到底邊的 長度之比為至少是2且最大為6，優(yōu)選為3. 9至4. 1。多個第一突起可按照橫向于所述流向延伸的行列方式排列。通過這種布置，可以 在流體流動的整個寬度范圍內(nèi)影響流體流動。另外，第一突起最好以橫向于所述流向的輪廓的方式布置。由此促成在所述行列 之間的尾渦相互作用。有利的是，第二閥瓣在外表面在一個在過流橫斷面處界定的邊緣附近具有多個第 一突起。這確保了以降低噪音方式影響在第二閥瓣外表面上沿分隔件流動的已流出的流 體。另外，第二閥瓣在內(nèi)表面可以在一個在過流橫斷面處界定的邊緣附近具有多個第 二突起，所述第二突起具有輪廓、側(cè)面和頂面。這樣，可以在流出之前對沿第二閥瓣內(nèi)表面流動的流體進行調(diào)節(jié)。所述多個第二突起優(yōu)選具有基本呈梯形的輪廓，其中該輪廓的平行邊中的短邊限 定出頂端，該輪廓的平行邊中的長邊形成底邊。該輪廓考慮了布置這些第二突起處的流動 情況。第二突起的頂面優(yōu)選在所述流向升高地形成。這樣一來，避免了在流體流動沖擊所述突起時的不連續(xù)點。第二突起的頂面優(yōu)選為平面構(gòu)造。另外，第二突起的頂端優(yōu)選處于底邊的上游。形成頂端和底邊的第二突起邊緣優(yōu)選橫向于所述流向布置。由此可以簡單地確定 第二突起對流體流動的影響。第二突起的底邊最好形成斷流邊。第二突起的斷流邊的長度與第二突起輪廓的頂端延伸到底邊的長度之比至少為 0. 5且最大為0. 9，優(yōu)選為0. 69至0. 71。第二突起的底邊長度和從第二突起輪廓的頂端延伸到底邊的長度之比至少為0. 7 且最大為1. 1，優(yōu)選為0. 89至0. 91。第二突起的頂端的長度和從第二突起輪廓的頂端延伸到底邊的長度之比至少為0 且最大為0. 4，優(yōu)選為0. 09至0. 11。第二突起的高度和從第二突起輪廓的頂端延伸到底邊的長度之比至少為0. 1且 最大為0. 5，優(yōu)選為0. 29至0. 31。在一個優(yōu)選實施方式中，所述多個第二突起按照基本橫向于所述流向的行列方式 排列，由此確保流體流動在流體流動的整個寬度范圍內(nèi)受到第二突起的影響。有利的是，第一突起的數(shù)目大于第二突起的數(shù)目。另外，第二突起的體積優(yōu)選大于第一突起的體積，借此考慮了在第一突起區(qū)域和 第二突起區(qū)域內(nèi)的不同流動情況。所述多個突起可以具有多個底部，所述底部具有倒圓的邊緣。由此可以實現(xiàn)渦流 目的明確地在就過流開口的高度而言的中心處形成。第二閥瓣的鄰近過流橫斷面的邊緣優(yōu)選具有倒圓結(jié)構(gòu)，從而盡可能少地阻礙流體流動。在另一個優(yōu)選實施方式中，各閥瓣上分別布置兩列第一突起。
以下將結(jié)合在所附的示意圖中示出的實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的閥的一個實施例的透視圖；圖2是沿流向剖的第一閥瓣和第二閥瓣的截面圖；圖3示出了圖2中用III表示的部分；圖4為流體流向打開狀態(tài)下的閥瓣的透視圖；圖5為在閥瓣上布置多個突起的示例性配置。圖6為第一突起的一個實施例的俯視圖；圖7表示沿圖6中的線VII-VII的截面；圖8為第二突起的一個實施例的俯視圖；和圖9表示沿圖8中的線IX-IX的截面。
具體實施例方式圖1所示的閥10用作飛行器中的排流閥。閥10具有底座12，在該底座內(nèi)設(shè)有第一閥瓣14和第二閥瓣16。在此，第一閥瓣14比第二閥瓣16大。另外，閥瓣14和16通過 軸承18可擺轉(zhuǎn)地連接到底座12。閥10的底座12被裝入飛行器機身的開口內(nèi)。 第一閥瓣14具有連接部20，第二閥瓣16具有連接部22。連接部20和22通過連 桿24相聯(lián)接，連桿限定出第一閥瓣14相對第二閥瓣16的相對位置。另外，第二閥瓣16具有控制部23，該控制部通過一個連桿連接到驅(qū)動裝置(未示 出)，以便能控制第二閥瓣16的擺轉(zhuǎn)位置。由于閥瓣14和16通過連桿24連接，因此兩個 閥瓣的位置和進而開口截面可以通過單獨的驅(qū)動裝置來控制。在閉合位置上，如圖2所示，閥瓣14和16在接觸區(qū)26相接觸。由此一來，可以確 保閥10的可靠關(guān)閉。第一閥瓣14在其內(nèi)表面28具有多個第一突起30。第二閥瓣16在其內(nèi)表面32具 有多個第二突起34并在其外表面36具有多個第一突起38。在圖3中詳細(xì)地示出了這種配置。第二閥瓣16的邊緣區(qū)域40具有倒圓結(jié)構(gòu)。朝向內(nèi)表面32地，所述多個第二突起 34緊鄰邊緣區(qū)域40布置并且從內(nèi)表面32的平坦表面突出，從而第二突起能突入空氣流24 中。多個第一突起38從邊緣區(qū)域40起朝向外表面36設(shè)置，但與倒圓的邊緣區(qū)域40隔開
一定距離。第一閥瓣14的內(nèi)表面28具有與接觸區(qū)26相鄰的接觸區(qū)46。在接觸區(qū)46的區(qū)域 內(nèi)，內(nèi)表面28平行于第一閥瓣14的外表面44延伸。斜面區(qū)48與接觸區(qū)46相鄰，在該斜 面區(qū)內(nèi)，與接觸區(qū)46隔開一定距離地如此布置所述多個第一突起30，即這些第一突起能突 入空氣流42中。從圖4和圖5中可以看出，突起30、34、38在橫向于空氣流42的流動方向上以行 列50和52方式排列。這些突起30、34、38相互分開并且相互間隔。此時，設(shè)有兩列第一突 起30、兩列第一突起38以及一列第二突起34。第一列50的突起30相對于第二列52的突 起在橫向54上交錯排列。多個第二突起34由一列三個突起34構(gòu)成。多個第一突起38按照與第一突起30相同的方式布置。在圖6和圖7中示出的多個第一突起30具有三角形輪廓56。空氣流42經(jīng)頂點 58流向底邊60。第一突起30的頂面62作為圓柱面一部分地成凹形結(jié)構(gòu)。上表面62在空 氣流42的方向升高并且在基本垂直于內(nèi)表面28的背面66終止于斷流邊64。背面66的最 下部處形成有倒圓的底部68。底邊60的寬度b與輪廓56的兩側(cè)邊的長度1之比為0. 7。另外，斷流邊64的高 度h為長度1的0. 2倍。用于形成頂面62的圓柱的直徑和長度1之比為4。多個第一突起38基本上以與第一突起30相同的方式形成。然而，它們的形狀適 應(yīng)于其布置處的流動環(huán)境。例如，第一突起38沒有底部68。第二突起34具有鮮明的底部74，如圖8和圖9所示。由此一來，第二突起34的 斷流邊76的寬度Id1和其梯形輪廓70的底邊78的寬度b2相差明顯。與在第一突起30和 38中不同，頂面72為平面結(jié)構(gòu)。第二突起34的斷流邊76的寬度Id1為輪廓70的長度1的 0. 7倍。寬度b2是長度1的1. 1倍，頂端80的寬度b3是長度1的0. 1倍。斷流邊76的高 度h為長度1的0.3倍。
具有高的長寬比突的起30、34、38的形狀產(chǎn)生渦流。由這些突起30、34、38形成的 尾渦的相互作用防止形成會引起高噪音生成的、均勻的或穩(wěn)定的渦流。如果閥10通過打開第一閥瓣14和第二閥瓣16而被打開，則空氣流42開始如圖3和圖4所示地流動。第一突起30、38和第二突起34突入空氣流42中并產(chǎn)生上述效果。必須注意的是，這些突起的布置和形狀必須匹配于相應(yīng)的底座狀況。因此，突起 30,34和38的配置和形狀且尤其是閥瓣的形狀、內(nèi)表面28、32和外表面36、44之間的壓差 以及空氣流42的速度對閥10的構(gòu)造是很關(guān)鍵的。帶有突起30、34、38的閥瓣14和16例如由鋁塊銑削制成。這提供了全自動加工 的可能性，例如在計算機數(shù)控銑床上進行加工。但本領(lǐng)域技術(shù)人員會認(rèn)識到也可以使用適 用于加工的其它方法，如手動方法和自動方法。本領(lǐng)技術(shù)人員還會認(rèn)識到，在閥10中也可 以使用其它合適的材料。閥10連同底座12被裝入飛行器機身的開口(未示出)中。通過閥瓣14和16的 位置來控制可從艙室中排出多少空氣。由此一來，艙內(nèi)壓力可借助改變閥瓣14的位置來控 制。突入空氣流42中的突起30、34、38對空氣流42產(chǎn)生明確的影響，這導(dǎo)致對飛行器乘員 的噪音負(fù)荷最小化。附圖標(biāo)記一覽表10-閥；12-底座；14-第一閥瓣；16-第二閥瓣；18-軸承；20-連接部；22-連接部； 24-液壓件；26-接觸區(qū)；28-內(nèi)表面；30-第一突起；32-內(nèi)表面；34-第二突起；36-外表 面；38-第一突起；40-邊緣區(qū)域；42-空氣流；44-外表面；46-接觸區(qū)；48-斜面區(qū)；50-第 一列；52-第二列；54-橫向；56-輪廓；58-頂端；60-底邊；62-頂面；64-導(dǎo)流邊；66-背面； 68-底部；70-輪廓；72-頂面；74-底部；76-斷流邊；78-底邊；80-頂端；b_寬度辦-寬度； b2-寬度；b3-寬度；h-高度；1-長度。
權(quán)利要求
一種用于控制流體從第一環(huán)境到第二環(huán)境的流動的閥(10)，尤其是用于飛行器的排流閥，其包括底座(12)，布置在將該第一環(huán)境與該第二環(huán)境分隔開的分隔件的開口的區(qū)域內(nèi)；第一閥瓣(14)和第二閥瓣(16)，用于控制經(jīng)過該第一環(huán)境和該第二環(huán)境之間的該開口的流體流動，其中所述兩個閥瓣(14，16)在該底座內(nèi)是可移動的，其特征是，所述兩個閥瓣(14，16)具有多個突起(30，34，38)，所述多個突起被構(gòu)造成減小在所述流體流動中產(chǎn)生的噪音。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥(10)，其特征是，該第一閥瓣(14)在內(nèi)表面(28)在一個 在過流橫斷面處界定的邊緣附近具有多個第一突起(30)，所述第一突起具有輪廓(56)、側(cè) 面以及頂面(62)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥(10)，其特征是，所述多個第一突起(30)具有大致為三角 形的輪廓(56)，其中該輪廓的一個角點限定出頂端(58)，另兩個角點限定出該輪廓的底邊 (60)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的閥(10)，其特征是，所述第一突起(30)的頂面(62)為凹面結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第一突起(30)的頂面 (62)在流向上升高地形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第一突起(30)的頂面 (62)呈圓柱面的一部分的形式，其中圓柱的軸線基本平行于該輪廓(56)并且垂直于該流向。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第一突起(30)的一個 邊緣構(gòu)形成斷流邊(64)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項所述的閥(10)，其特征是，構(gòu)成所述第一突起(30)的 輪廓(56)的三角形的頂端(58)朝向所述流向。
9.根據(jù)權(quán)利要求2至8中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第一突起(30)的輪廓 (56)的底邊(60)的長度(b)與從該頂端(58)延伸到該底邊(60)的長度(1)之比(b/1) 至少為0. 5且最大為0. 9，優(yōu)選為0. 69至0. 71。
10.根據(jù)權(quán)利要求2至9中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第一突起(30)的高 度(h)與所述第一突起(30)的輪廓(56)的從該頂端(58)延伸到該底邊(60)的長度(1) 之比(h/Ι)至少為0且最大為0. 5，優(yōu)選為0. 19至0. 21。
11.根據(jù)權(quán)利要求2至10中任一項所述的閥(10)，其特征是，限定出所述第一突起 (30)的頂面(62)的圓柱的直徑與所述第一突起(30)的輪廓(56)的從該頂端(58)延伸到 該底邊(60)的長度(1)之比至少為2且最大為6，優(yōu)選為3. 9至4.1。
12.根據(jù)權(quán)利要求2至11中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第一突起(30)以橫 向于該流向延伸的行列(50，52)的形式排列。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的閥(10)，其特征是，所述第一突起(30)以橫向于該流向的 行列交錯的方式布置。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的閥(10)，其特征是，該第二閥瓣(16)在外表 面(44)在一個在過流橫斷面處界定的邊緣附近具有多個第一突起(38)。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的閥(10)，其特征是，該第二閥瓣(16)在內(nèi)表 面(32)在一個在過流橫斷面處界定的邊緣附近具有多個第二突起(34)，所述第二突起具 有輪廓(70)、側(cè)面以及頂面(72)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的閥(10)，其特征是，所述第二突起(34)具有大致為梯形的 輪廓(70)，其中該輪廓(70)的平行邊中的短邊限定出頂端(80)，該輪廓(70)的平行邊中 的長邊限定出底邊(78)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的閥(10)，其特征是，所述第二突起(34)的頂面(72) 在流向上升高地構(gòu)成。
18.根據(jù)權(quán)利要求15至17中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第二突起(34)的 頂面(72)是平面構(gòu)造。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第二突起(34)的 頂端布置在該底邊(78)的上游。
20.根據(jù)權(quán)利要求15至19中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第二突起(34)的 構(gòu)成該頂端(80)和該底邊(78)的邊大致橫向于所述流向地布置。
21.根據(jù)權(quán)利要求15至20中任一項所述的閥(10)，其特征是，在所述第二突起(34) 的底邊(78)附近形成導(dǎo)流邊(76)。
22.根據(jù)權(quán)利要求15至21中任一項所述的閥(10)，其特征是，該斷流邊(76)的長度 (bD與從所述第二突起(34)的輪廓(70)的從頂端(80)延伸到該底邊(78)的長度(1)之 比(Vl)至少為0. 5且最大為0. 9，優(yōu)選為0. 69至0. 71。
23.根據(jù)權(quán)利要求15至22中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第二突起(34)的 輪廓(70)的該底邊(78)的長度(b2)與從該頂端(80)延伸到該底邊(78)的邊長度⑴之 比(b2/l)至少為0. 7且最大為1. 1，優(yōu)選為0. 89至0. 91。
24.根據(jù)權(quán)利要求15至23中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第二突起(34)的 輪廓(70)的頂端(80)的長度(b3)和從該頂端(80)延伸到該底邊(78)的長度(1)之比 (b3/l)至少為0且最大為0.4，優(yōu)選為0.09至0. 11。
25.根據(jù)權(quán)利要求15至24中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第二突起(34)的 高度(h)和從所述第二突起(34)的輪廓(70)的頂端(80)延伸到該底邊(78)的長度(1) 之比至少為0. 1且最大為0. 5，優(yōu)選為0. 29至0. 31。
26.根據(jù)權(quán)利要求15至25中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第二突起(34)以 基本橫向于所述流向的行列的方式排列。
27.根據(jù)權(quán)利要求15至26中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第一突起(30，38) 的數(shù)目大于所述第二突起(34)的數(shù)目。
28.根據(jù)權(quán)利要求15至27中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述第二突起(34)的 體積大于所述第一突起(30，38)的體積。
29.根據(jù)權(quán)利要求1至28中任一項所述的閥(10)，其特征是，所述突起(30，34，38)具 有提供倒圓的邊緣的底部(78)。
30.根據(jù)權(quán)利要求1至29中任一項所述的閥(10)，其特征是，該第二閥瓣(16)的與過 流橫斷面相鄰的邊緣區(qū)域(40)具有倒圓結(jié)構(gòu)。
31.根據(jù)權(quán)利要求1至30中任一項所述的閥(10)，其特征是，在所述每個閥瓣(14，16)上分別設(shè)有兩列(50，52)第一突起(30，38).
全文摘要
本發(fā)明涉及用于控制流體從第一環(huán)境到第二環(huán)境的流動的閥，其具有用于布置在分隔件的開口的區(qū)域內(nèi)的底座，所述分隔件將第一環(huán)境和第二環(huán)境分隔開，還具有第一閥瓣(14)和第二閥瓣(16)，用于控制經(jīng)過第一環(huán)境和第二環(huán)境之間開口的流體流動，兩個閥瓣在底座內(nèi)是可移動的。所述兩個閥瓣具有多個突起(30，34，38)，這些突起能減小在流體流動中產(chǎn)生的噪音。
文檔編號F16K1/22GK101801786SQ200880101870
公開日2010年8月11日 申請日期2008年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月6日
發(fā)明者D·弗蘭杰絲, F·卡梅爾, M·斯坦納特 申請人:北方微機股份公司