[发明专利]液体多通道转换器

说明书

本发明涉及一种对来自一个公共源的几个液体管路的每一管路可以供给不同的流体压力和流量的装置，此外该装置还能够在任何选定的管路内迅速地改变其压力和流量。

图1是显示一个燃气涡轮发动机3。几个不同的液压执行元件，如活塞6a至6d所示，都是用以操纵发动机内的各部件的。例如执行元件6a是打开和关闭一个用于排放来自增压器14压缩空气11的排气门9。增压器14是一种低压压气机，为了使该增压器在部位16处的空气输出与高压压气机18的输入需要相匹配有时需要进行放气。排气门9通常称为可变旁路阀（VBV）。

一个第二执行元件6b是操纵各可变定子叶片（VSV）的，该可变定子叶片在图2A中进行了更详细地表示。通过沿着图形箭头21所指示的方向进行转动来改变定子叶片的角度能够使该定子叶片控制进入压气机叶片27的空气流24的方向，由此来控制压气机叶片27的攻角。可变定子叶片是用以改进压气机在加速度条件下的性能的。

在图1中的一个第三执行元件6c控制着一个向着涡轮外环36上吹热（或冷）空气33的阀30，以便将该涡轮外环36进行膨胀（或收缩）由此来控制涡轮叶片41与该外环36之间的间隙39。通常空气是由高压压气机18进行排放的，如图中所示。为了减少通过间隙39的泄漏，最好是将该间隙保持越小越好。泄漏表示一种损失，因为泄漏的空气实际上对涡轮叶片41不提供动量，而在泄漏的空气中的能量被浪费掉了。

在图1中的一个第四执行元件6d控制着一个燃油阀43，该燃油阀用以控制送入燃烧室44的燃油量。

对四种类型的执行元件已描述，而其它类型的执行元件也都是用于航空燃气涡轮发动机的。例如，属于反推力系统的执行元件，可变面积的尾喷口内的执行元件以及用于垂直起落（VTOL）飞机的推力转向系统的执行元件。此外，可以预见，随着燃气涡轮技术的发展，更大量的液压执行元件将投入使用。

对于执行元件6a至6d的每一种都需要一个控制器，通常该控制器是采用伺服阀的形式。该伺服阀控制着施加于该执行元件的液体的流量和速度，以便控制执行元件的位置，由此控制，例如，在图1所示的通过燃油阀43发送的燃油量。对刚刚描述的每个执行元件进行单个控制会造成增加成本，重量和机械的复杂性。

本发明的目的是利用一个单一的分配器或者多通道转换器对几个液压执行元件提供一种压力的分配系统。

在本发明的一种结构形式中，将一个选定的液体压力施加于一个腔体中。然后将该腔体连接到用来导入几个液压执行元件中相对应的几个液压管路中的一个管路上。紧跟着这一步骤将该连通切断，对管路进行密封，并以一个不同的压力作用于该腔体内，然后再将该腔体连接到第二个管路上，以此类推。其循环过程进行得非常迅速，从而使每个管路连通到腔体的次数达每秒十次或更多。

图1是显示一个燃气涡轮发动机，连同用于驱动发动机各部件的液压活塞;

图2是显示本发明的一种结构形式;

图2A是显示在一种燃气涡轮发动机中的可变定子叶片（VSV）;

图4是显示用于本发明的液压活塞的一种结构形式;

图3和图5是显示本发明的另外两种结构形式;

图6是显示沿着图5中的6-6线切取的一个视图;

图7是显示图5中的阀芯110的一个立体示图;

图8是显示导管和出口的替换型截面形状;

图9和图10分别显示导管和出口的替换型构形，该构形能够使各导管与出口之间的连通时间增加。

图11A至图11C是显示各导管和出口的公共截面2D1的变化的一个顺序;

图12A和图12B是显示一个柱塞阀;

图13是显示一种改进的柱塞阀;

图14和图15是显示图5所示实施方案的工作过程;

图16是显示图15中所示缸体112的一种构形;

图17和图18分别显示对于圆形出口和矩形出口的在图11A至图11C内的公共截面201的变化情况。

图2是显示本发明的一种结构形式，并可以看作由虚线50分离开的两个组成部分。上部部分53包括一个用于对位于下部部分的腔体56内的压力进行控制的控制器。一种这样的控制器可以在位于纽约市的东朝霞区的模格公司（Moog    Corporation    Locatedin    East    Aurora，New    York）买到，这种控制器通常称为伺服阀，其特征是该阀具有迅速改变腔体56内的压力（例如以每秒改变200次）的能力。