弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置及燃油系统的制作方法

本发明涉及飞行器燃油系统技术领域，尤其涉及一种弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置及燃油系统。

背景技术：

飞行器燃油系统设计追求尽可能的提高装油量，但由于燃油热胀冷缩的性质，在进行燃油系统设计时必须考虑温度变化导致的系统内压力变化。一方面需保证燃油系统在温度极高值时燃油体积的增大量不至于使油箱结构破坏，另一方面在温度较低时油箱内压力不至过低导致供油压力过低或油箱受负压损坏。

燃油系统及油箱为密封性设计，通常情况下为保证燃油系统温度升高时燃油膨胀不使油箱结构破坏，在燃油加满后需根据加注温度排出一定的燃油，使油箱内有一定的空腔作为气垫，利用气体的可压缩性进行缓冲防止油箱内压力过高。气垫量的计算一般应用燃油的体积膨胀系数，在密闭容器下考虑全温度范围内燃油体积变化造成的压力变化不至于损坏油箱结构，该条件计算出的气垫量一般比较大，影响燃油系统装油量。燃油系统温度较低时会导致系统内压力过低，一方面可能会导致油箱受负压发生结构损坏，另一方面燃油系统供油压力是满足发动机使用的重要指标，当处于低温边界时，供油压力的大小对发动机的起动可靠性有重要影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供了一种弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置及燃油系统，能够解决上述现有技术中的问题。

本发明的技术解决方案：一种弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置，其中，该装置包括弹性袋、呼吸阀和连接件，所述弹性袋设置在油箱壳体内用于对所述油箱壳体内的燃油进行油气隔离，所述呼吸阀设置在所述连接件上，所述连接件与所述油箱壳体共壁面，所述弹性袋的开口部分通过所述连接件与所述油箱壳体压紧密封，且所述呼吸阀的进口位于所述油箱壳体外部并用于在打开时将外部环境中的气体吸入所述弹性袋内，所述呼吸阀的出口位于所述弹性袋的内部并用于在打开时将所述弹性袋内的气体呼出到外部环境中。

优选地，所述弹性袋为柔性材料的袋体。

优选地，所述柔性材料包括橡胶和胶布。

优选地，所述连接件为法兰。

优选地，所述法兰的材料为金属。

本发明还提供了一种燃油系统，其中，包括上述的弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置。

通过上述技术方案，采用弹性袋和呼吸阀组合的方式进行温度补偿，可最大程度的减少预留气垫量进而提高燃油系统的燃油装填比。相比于全密封结构的油箱，采用了弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置的油箱可减少气垫量35％以上(常温20℃)，且随着加注油温进一步降低，本发明减少气垫量的比例会进一步提高；并且，本发明所述的补偿装置可以通过呼吸阀的“呼吸”功能平衡油箱与外部环境压力，保证油箱结构安全的同时确保发动机低温起动可靠性；同时其组合式的设计可以确保油气隔离，保证呼吸阀工作介质为气体的同时避免燃油接触空气氧化，进而确保燃油系统贮存、密封及工作可靠性。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。

在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与根据本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。

图1为本发明实施例提供的一种弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置的结构示意图。

如图1所示，本发明实施例提供了一种弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置，其中，该装置包括弹性袋1、呼吸阀2和连接件3，所述弹性袋1设置在油箱壳体4内用于对所述油箱壳体4内的燃油进行油气隔离，所述呼吸阀2设置在所述连接件3上，所述连接件3与所述油箱壳体4共壁面，所述弹性袋1的开口部分通过所述连接件3与所述油箱壳体4压紧密封，且所述呼吸阀2的进口位于所述油箱壳体4外部并用于在打开时将外部环境中的气体吸入所述弹性袋1内，所述呼吸阀2的出口位于所述弹性袋1的内部并用于在打开时将所述弹性袋1内的气体呼出到外部环境中。

在本发明中，弹性袋储气，油箱壳体内储油。

其中，呼吸阀的进口和出口均是可以在一定的内外压差下开启导通的机械活门，根据内外压差执行开启操作实现“呼吸”功能，从而根据油箱内压力变化来平衡油箱与外部环境压力。

举例来讲，呼吸阀的“呼”功能对应其出口开启，其设计压力主要考虑油箱长期密封可靠性的压力上限、发动机低温起动时所需的温度下限，并主要考虑设计开启压力下密封可靠性；呼吸阀的“吸”功能对应其进口开启，其设计压力在工程可实现条件下应尽可能小，设计开启压力一般选取5kpa。其中，呼吸阀的“呼吸”和“吸”功能独立，不相互干扰。

当环境温度升高时，燃油膨胀，体积增加，弹性袋受挤压其内部气体体积减小、压力升高，当内外压差达到呼吸阀“呼”功能设计压力时，呼吸阀向外部环境排气，降低弹性袋内压力，进而降低油箱内压力，避免油箱压力升高对油箱结构造成破坏；当环境温度下降时，燃油收缩，体积减小，弹性袋膨胀，其内部气体体积增大，压力降低，当内外压差达到呼吸阀“吸”功能的设计压力值时，呼吸阀从外部环境吸气，提高弹性袋内压力，进而提高油箱内压力，确保初始供油压力，即确保发动机起动段供油压力。

通过上述技术方案，采用弹性袋和呼吸阀组合的方式进行温度补偿，可最大程度的减少预留气垫量进而提高燃油系统的燃油装填比(即，利用呼吸阀 弹性袋组合减少气垫量，提高燃油装填比)。相比于全密封结构的油箱，采用了弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置的油箱可减少气垫量35％以上(常温20℃)，且随着加注油温进一步降低，本发明减少气垫量的比例会进一步提高；并且，本发明所述的补偿装置可以通过呼吸阀的“呼吸”功能平衡油箱与外部环境压力，保证油箱结构安全的同时确保发动机低温起动可靠性(即，利用呼吸阀提高油箱初始压力、确保初始供油压力)；同时其组合式的设计可以确保油气隔离，保证呼吸阀工作介质为气体的同时避免燃油接触空气氧化，进而确保燃油系统贮存、密封及工作可靠性(即，利用弹性袋进行油气隔离，防止燃油氧化、吸水，确保呼吸阀工作介质仅是气体，大幅提高燃油系统贮存、密封及工作可靠性)。

在本发明中，油箱壳体4的空间可以为相对规则的空间，以便于弹性袋1的收缩或膨胀变形。

举例来讲，油箱壳体4可以为立方体、长方体或柱体。

根据本发明一种实施例，所述弹性袋1为柔性材料的袋体。

也就是，弹性袋1可以为柔性袋体，在燃油系统全温度范围内具有一定的柔韧性并通过连接件进行压紧密封，用于将油箱内燃油和油箱外部气体进行隔离，确保呼吸阀工作介质仅是气体，避免燃油和气体接触造成氧化；并且，在确保油气隔离的同时能够在压力变化下进行收缩或膨胀。

其中，弹性袋1的容腔大小只考虑燃油系统全温度范围内其体积膨胀不超出油箱容积即可，不用考虑气垫量变化造成的压力变化。

根据本发明一种实施例，所述柔性材料包括橡胶和胶布。

举例来讲，可以采用橡胶加胶布的方式制作弹性袋。

本领域技术人员应当理解，上述材料的描述仅仅是示例性的，并非用于限定本发明，只要是能够满足极限低温快速挤压变形后的柔韧性、经过低温工作和贮存试验能够保证-40℃情况下强度和气密性良好、满足燃油长期贮存时的相容性以及确保全温度范围内密封、柔韧性满足要求的柔性材料均可以应用于本发明。

根据本发明一种实施例，所述连接件3为法兰。

根据本发明一种实施例，所述法兰的材料为金属。

本发明实施例还提供了一种燃油系统，其中，包括上述实施例中所述的弹性袋和呼吸阀组合式燃油系统温度补偿装置。

飞行器燃油系统采用弹性袋和呼吸阀组合式温度补偿装置，可有效减小气垫量，提升飞行器油箱燃油装填比；平衡油箱内外压力，在避免高压力造成油箱损伤的同时保证一定的初始压力，确保发动机起动段的初始供油压力；油气隔离设计，简化初始供油压力方案设计，提高燃油系统贮存、密封及工作可靠性。

如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。

本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、dvd、flash存储器等。

这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。

本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。