一种集调压活门和安全活门为一体的活门结构
技术领域
本发明属于航空发动机滑油系统技术领域，具体涉及一种滑油系统滑油压力调节装置。
背景技术
航空发动机定压式滑油系统需将滑油泵供的滑油通过调压活门将部分滑油溢流到滑油泵进口或滑油箱，滑油系统管路和附件有一定的承压能力，当滑油系统供油路管路或附件堵塞或流组较大时需通过安全活门将压力卸压，防止滑油系统管路爆裂，保证滑油系统安全。此前滑油系统中均为单独设置调压活门和安全活门，滑油系统附件较多，系统结构较复杂，不利于减重和提高发动机功重比。
发明内容
本发明的目的是：发明一种调压活门和安全活门为一体的滑油压力调节装置；以解决发动机滑油系统复杂程度和减轻滑油系统重量的技术问题。
为解决此技术问题，本发明的技术方案是：通过将调压活门和和安全活门共用一个阀芯，设置两个感受压力工作腔，两个工作腔的受力面积不同，通过感受两个工作腔内的滑油压力，使阀芯移动适当的开度，从而实现调压活门作用和安全活门作用。
本发明的技术方案是：一种集调压活门和安全活门为一体的活门结构，包括挡圈1、活门堵头2、小弹簧3、主阀芯4，活门壳体5、副阀芯6、螺旋挡圈7、大弹簧8、弹簧压板9、压紧螺母10、调整垫片11、密封圈A12、密封圈B13、密封圈C14，其中挡圈1安装于活门壳体5左侧挡圈槽内，用于限制活门堵头2在活门壳体5中的轴向位置，主阀芯4安装于活门壳体5内孔，主阀芯4外圆与活门壳体5内孔小间隙配合；小弹簧3安装于活门堵头2和主阀芯4之间；大弹簧8套在主阀芯4右侧杆上，右侧靠安装于主阀芯4上的弹簧压板9和压紧螺母11限位。
密封圈A12安装于活门壳体5上，用于将C工作腔和D工作腔隔离，密封圈B13安装于活门壳体5上，用于将D工作腔和E工作腔隔离，密封圈C14安装于主阀芯4上，用于将D工作腔和E工作腔隔离。副阀芯6内孔与主阀芯4配合，副阀芯6外圆与活门壳体5内孔间隙配合，左侧靠主阀芯4限位，右侧靠安装于活门壳体5右侧挡圈槽内的螺旋挡圈7限位。调整垫片11安装在小弹簧和活门堵头2之间，用于调节小弹簧3作用于主阀芯4的初始安装力。通过调整压紧螺母11与主阀芯4的相对轴向位置，可以调节大弹簧8的初始安装高度。副阀芯6左侧端面受液压力将导致主阀芯4和副阀芯6相对轴向分离运动，并克服小弹簧3和大弹簧8的弹簧力。活门属于滑阀结构。
本发明的技术效果是：
通过采用该调压活门能够试验航空发动机滑油系统流量调节和压力保护的作用，减少了滑油系统调压活门和安全活门的滑油附件数量，减轻了总体重量，提高了发动机的功重比。
附图说明
图1为常规滑油系统中活门布置图
图2为采用本发明的调压-安全一体活门结构的滑油系统布置图
图3为本发明调压-安全一体活门结构图
其中，1—挡圈、2—活门堵头、3—小弹簧、4—主阀芯，5—活门壳体、6—副阀芯、7—螺旋挡圈、8—大弹簧、9—弹簧压板、10—压紧螺母、11—调整垫片、12—密封圈A、13—密封圈B、14—密封圈C
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
如图1为常规滑油系统中调压活门和安全活门布置图；如图2为采用本发明的调压-安全一体活门结构的滑油系统布置图；图3为本发明的调压-安全一体活门结构，包括挡圈1、活门堵头2、小弹簧3、主阀芯4，活门壳体5、副阀芯6、螺旋挡圈7、大弹簧8、弹簧压板9、压紧螺母10、调整垫片11、密封圈A12、密封圈B13、密封圈C14等组成，其中挡圈1安装于活门壳体5左侧挡圈槽内，用于限制活门堵头2在活门壳体5中的轴向位置，主阀芯4安装于活门壳体5内孔，主阀芯4外圆与活门壳体5内孔小间隙配合，小弹簧3安装于活门堵头2和主阀芯4之间，调整垫片11用于调节小弹簧3作用于主阀芯4的初始安装力，副阀芯6内孔与主阀芯4配合，副阀芯6外圆与活门壳体5内孔间隙配合，左侧靠主阀芯4限位，右侧靠安装于活门壳体5右侧挡圈槽内的螺旋挡圈7限位。大弹簧8套在主阀芯4右侧杆上，右侧靠安装于主阀芯4上的弹簧压板9和压紧螺母11限位，通过调整压紧螺母11与主阀芯4的相对轴向位置，可以调节大弹簧8的初始安装高度。密封圈A12安装于活门壳体5上，用于将C工作腔和D工作腔隔离，密封圈B13安装于活门壳体5上，用于将D工作腔和E工作腔隔离，密封圈C14安装于主阀芯(4)上，用于将D工作腔和E工作腔隔离。
该调压-安全一体活门的工作原理如下：
如图2，将本发明调压-安全一体活门布置于滑油系统中，C腔与滑油系统中滑油泵进口相通，D腔与供油路滑油泵出口相通，E腔与滑油系统供油路滑油滤和散热器等附件后相通。
1)正常工作状态下，起调压作用
正常工作时，滑油滤、散热器等附件流组较小。活门D腔和E腔均感受一定压力且两工作腔压差较小。此时，图中的小弹簧3和大弹簧8均为受压状态，滑油进入D腔后，大部分滑油从经滑油滤和散热器后供往各喷嘴，一部分通过溢流至C腔返回滑油泵前。具体受力情况如下
副阀芯6在受到D腔油作用在ΦA-ΦB面积差压向右的力(F油C)、E腔油压作用在ΦA-ΦB面积差向左的力(F油C1)、大弹簧向左的力(F大弹)下保持平衡，即F油C＝F油c1+F大弹；而主阀芯4在受到D腔油压向左的力(F油D)、E腔油压作用在ΦB面积向左的力(F油E2)，小弹簧向右的力(F小弹)、大弹簧向右的力(F大弹)下保持平衡，即F油D+F油E2＝F小弹+F大弹；
由此可以得出，F油D1+F油E2＝F小弹，所以，作为调压活门时阀芯开度只与小弹簧的压缩量有关。
2)滑油滤、散热器堵塞或流阻较大时，起安全活门作用
当D腔的油压远大于E腔时，副阀芯6在压差作用下往右移动至螺旋挡圈位置，而主阀芯4则往左移动。此时，副阀芯在受到D腔油压向右的力(F油D)、螺旋挡圈向左的力(F挡圈)、大弹簧向左的力(F大弹)、E腔油压作用在ΦA-ΦB面积差向左的力(F油E1)下保持平衡，即F油D＝F挡圈+F大弹+F油E1；而主阀芯(弹簧底座)在受到D腔油压向左的力(F油D)、E腔油压作用在ΦB面积向左的力(F油E2)，小弹簧向右的力(F小弹)、大弹簧向右的力(F大弹)下保持平衡，即F油D+F油E2＝F小弹+F大弹；
由于此时E腔的压力很小(极限情况下为0)，所以F油D＝F小弹+F大弹，安全泄压时时主阀芯开度和小弹簧和大弹簧共同作用有关。
对比图1和图2，采用本发明调压-安全一体活门，将图1中滑油系统中活门由两个简化为图2滑油系统中一个活门，减少活门数量，减轻系统重量，可减少系统故障率，提高可靠性。
