BR102017001180A2

BR102017001180A2 - Control valve, control valve assembly, and, aircraft evacuation slider inflation system

Info

Publication number: BR102017001180A2
Application number: BR102017001180-1A
Authority: BR
Inventors: Purther John Poly; Shyam Sundar Iyer S.; Prabhudevaiah Manjunatha; Aruldasan Koilpillai Tamizhannban
Original assignee: Goodrich Corporation
Priority date: 2016-01-20
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2017-12-12
Also published as: US20170203849A1; FR3046825B1; US10293949B2; FR3046825A1

Abstract

“válvula de controle, conjunto de válvulas de controle, e, sistema de inflação de escorregador de evacuação de aeronave” uma válvula de controle inclui uma válvula de escorregador que possui um escorregador móvel dentro de um canal entre uma primeira posição e uma segunda posição. quando o escorregador se encontra na segunda posição, o canal está disposto em comunicação fluídica com uma linha de saída. um regulador de pressão está disposto a montante de bem como em comunicação fluídica com a válvula do escorregador e está operacionalmente acoplado a uma fonte de fluido. o regulador de pressão inclui um elemento de medição do fluxo móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada para regular o fluxo de fluido e pressão através da válvula de controle, em resposta a variações de pressão dentro da válvula de escorregador a jusante.

Description

“VÁLVULA DE CONTROLE, CONJUNTO DE VÁLVULAS DE CONTROLE, E, SISTEMA DE INFLAÇÃO DE ESCORREGADOR DE EVACUAÇÃO DE AERONAVE” FUNDAMENTOS

[001] As modalidades exemplificativas da presente divulgação referem-se a um equipamento de evacuação de emergência para uma aeronave e, em particular, a um dispositivo de inflação para inflar um escorregador de evacuação de aeronaves inflável ou outro dispositivo inflável.

[002] É bem conhecida a exigência de evacuação confiável de passageiros de companhias aéreas no caso de uma situação de emergência. Emergências na decolagem e aterrissagem muitas vezes exigem a remoção rápida dos passageiros da aeronave por causa do potencial de lesões provocadas por incêndio, explosão ou submersão na água. Um método convencional de evacuar rapidamente um grande número de passageiros de uma aeronave é proporcionar várias saídas de emergência, em que cada uma está equipada com um escorregador de evacuação inflável.

[003] Sistemas de escorregador de evacuação de emergência típicos compreendem um escorregador de evacuação inflável que é armazenado em um estado dobrado e sem estar inflado, juntamente com uma fonte de gás de inflação. A fonte de gás de inflação compreende, tipicamente, um gerador de gás e o gás comprimido armazenado, ou uma combinação dos mesmos. Geradores de gás pirotécnicos possuem uma, visto que são pequenos, leves e produzem um elevado volume de gás. No entanto, a alta temperatura do gás produzido pelo próprio gerador de gás pode causar vários problemas, incluindo a flacidez do escorregador de evacuação, pois o gás de inflação arrefece e, em alguns casos, ocorre o derretimento ou queima do tecido a partir do qual o escorregador de inflação é fabricado. O uso de gás comprimido armazenado por si só, apesar de simples, implica em uma desvantagem de peso que deve ser compensada por transportar um recipiente de pressão que possui capacidade suficiente (em termos de volume e pressão) para inflar o escorregador de evacuação através do amplo intervalo de temperatura operacional especificado para tais escorregadores. Além disso, onde apenas um gás comprimido é usado para inflar o escorregador de evacuação, ocorre uma grande queda na temperatura na medida em que os gases se expandem, muitas vezes causando a formação de gelo que pode bloquear o fluxo de gás.

[004] Sistemas modernos de inflação de escorregador de evacuação compreendem tipicamente um reservatório de pressão que contém um gás pressurizado armazenado, quer isoladamente ou em combinação com um gerador de gás pirotécnico, utilizado para fornecer o gás de fonte para a inflação do escorregador de evacuação de emergência. A fonte de gás está ligada a um sistema que tem uma ou mais válvulas de fluxo de alta pressão a montante e uma válvula de regulação de pressão a jusante. A posição de um elemento de medição da válvula de regulação de pressão é influenciada por uma força de polarização e pela pressão do fluxo que entra. Uma vez que a variação de pressão a jusante não afeta a posição do elemento de medição, o elemento de medição não forma uma vedação hermética aos fluidos quando fechado. Além disso, os sistemas convencionais podem ser suscetíveis a falhas de um disparador mecânico ou da válvula reguladora de pressão que podem resultar no fornecimento de um fluxo de alta pressão para o escorregador inflável.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[005] De acordo com uma modalidade da invenção, uma válvula de controle inclui uma válvula de escorregador que possui um escorregador móvel dentro de um canal entre uma primeira posição e uma segunda posição. Quando o escorregador se encontra na segunda posição, o canal está disposto em comunicação fluídica com uma linha de saída. Um regulador de pressão está disposto a montante de bem como em comunicação fluídica com a válvula de escorregador e está operacionalmente acoplado a uma fonte de fluido. O regulador de pressão inclui um elemento de medição do fluxo móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada para regular o fluxo de fluido e pressão através da válvula de controle, em resposta a variações de pressão dentro da válvula de escorregador a jusante.

[006] De acordo com outra modalidade da invenção, um sistema de inflação de escorregador de evacuação de aeronave inclui um escorregador de evacuação inflável armazenado em uma posição não inflada, uma fonte de gás de inflação para inflar o referido escorregador de evacuação inflável e uma válvula de controle. A válvula de controle inclui uma válvula de escorregador que possui um escorregador móvel dentro de um canal entre uma primeira posição e uma segunda posição. Quando o escorregador se encontra na segunda posição, o canal está disposto em comunicação de fluido com uma linha de saída. Um regulador de pressão está disposto a montante de bem como em comunicação fluídica com a válvula de escorregador e está operacionalmente acoplado a uma fonte de fluido. O regulador de pressão inclui um elemento de medição do fluxo móvel entre uma posição aberta e uma posição fechada para regular o fluxo de fluido e pressão através da válvula de controle, em resposta às variações de pressão dentro da válvula de escorregador a jusante.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[007] O assunto que é considerado como a invenção é particularmente salientado e distintamente reivindicado nas reivindicações na conclusão do relatório descritivo. Tanto os recursos precedentes quanto outros, bem como vantagens da invenção, são evidentes a partir da seguinte descrição detalhada tomada em conjunto com as figuras anexas, nas quais: A FIG. 1 é um diagrama esquemático do sistema de escorregador de evacuação de aeronave inflável; A FIG. 2 é uma vista em corte transversal da válvula de controle do sistema de escorregador de evacuação de aeronave inflável da FIG. 1 em uma posição fechada de acordo com uma modalidade; A FIG. 3 é uma vista em corte transversal da válvula de controle do sistema de escorregador de evacuação de aeronave inflável da FIG. 1 em uma posição aberta de acordo com uma modalidade; e A FIG. 4 é uma vista detalhada da abertura de medição de fluxo do conjunto de válvula de controle quando a válvula de controle está em uma posição aberta de acordo com uma modalidade.

[008] A descrição detalhada explica modalidades da invenção, juntamente com vantagens e características, a título de exemplo, tendo como referência os desenhos.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[009] Com referência agora à FIG. 1, um exemplo de um sistema de escorregador de evacuação de aeronaves inflável 10 é ilustrado. O sistema de escorregador de evacuação de aeronave inflável 10 inclui um ou vários recipientes de pressão 12 que contém gás de inflação pressurizado, uma válvula de controle 14 e um escorregador de evacuação inflável 16 armazenado em uma condição não inflada dentro de um compartimento de guarda 18.0 compartimento de guarda 18 é preso dentro de um recesso 20 no exterior do casco da aeronave 22 e é coberto por um painel de cobertura 24. O recipiente de pressão 12 inclui ainda um gerador de gás pirotécnico (não mostrado) que aquece e amplia o gás de inflação armazenado no interior do recipiente de pressão 12. Em funcionamento normal, a abertura da porta de saída de evacuação de emergência de aeronaves na condição armada faz com que a válvula de controle 14 abra, permitindo que o gás de inflação flua a partir do recipiente de pressão 12 para a linha de inflação 26 para operar as travas, permitindo que o painel de cobertura 24 caia e que o escorregador de evacuação inflável 16 se infle. Ao mesmo tempo, o gerador de gás é iniciado para aumentar e aquecer o gás de inflação armazenado que flui para fora de recipiente de pressão 12. Como observado anteriormente neste documento, quando o sistema de escorregador de evacuação 10 é iniciado em uma temperatura elevada, produz-se gás de inflação substancialmente em excesso, devido aos efeitos térmicos combinados da temperatura ambiente e do gerador de gás pirotécnico. Assim, além de funcionar como a válvula principal entre a fonte de gás de inflação e o escorregador de evacuação inflável, a válvula de controle 14 atua ainda para liberar a porção adequada do gás de inflação em excesso, como se descreve mais pormenorizadamente neste documento a seguir.

[0010] Referindo-nos agora às FIGS. 2 e 3, um exemplo da válvula de controle 14 de acordo com uma modalidade é ilustrado em mais detalhe. A válvula de controle 14 inclui um regulador de pressão 30 a montante disposto em comunicação fluídica com uma válvula de escorregador 60 a jusante. O regulador de pressão 30 inclui um compartimento 32 que tem pelo menos uma parede interna 34 configurada para definir uma pluralidade de câmaras 36 neste. Um elemento de medição de fluxo 38 que possui um bico 40, corpo 42 e cauda 44 está disposto dentro do compartimento 32 e prolonga-se, pelo menos parcialmente, através das paredes internas 34 para dentro de cada uma das pluralidades de câmaras 36. Na modalidade ilustrada, não limitativa, a cauda 44 do elemento de medição de fluxo 38 estende-se através de uma abertura complementar (não mostrada) em uma primeira parede interna 34a, de modo que pelo menos uma parte da cauda 44 esteja disposta dentro de uma primeira câmara 36a do compartimento 32. Uma vedação pode ser posicionada sobre a cauda 44 no interior da abertura para impedir a transmissão de pressão e/ou fluido para a primeira câmara 36a. O corpo 42 do elemento de medição de fluxo 38 é disposto dentro de uma segunda câmara 36b definida entre a primeira parede interna 34a e uma segunda parede interna 34b. Uma porção do elemento de medição de fluxo 38 estende-se através de uma abertura 46 mostrada na segunda parede interna 34b, de tal modo que o bico 40 estende-se através de uma abertura complementar (não mostrada) em uma terceira parede interna 34c e está posicionado dentro de uma terceira câmara 36c e quarta câmara 36d do compartimento 32.

[0011] Como mostrado, um diâmetro do corpo 42 do elemento de medição de fluxo 38 adjacente ao bico 40 aumenta em direção à cauda 44, de tal modo que uma porção do corpo 42 tem uma superfície, de forma geral, angular 48. Em uma modalidade, a abertura formada 46 na segunda parede interna 34b é maior do que um diâmetro do bico 40, mas menor do que o diâmetro máximo do corpo 42. Do mesmo modo, a abertura formada na primeira parede interna 34a é menor do que o diâmetro da porção adjacente do corpo 42. Como resultado, o movimento do elemento de medição do fluxo 38 dentro do compartimento 32 é restringido pelo engate do corpo 42 com a primeira parede interna 34a e com a segunda parede interna 34b e com a terceira parede interna 34c. Em uma modalidade, a câmara 36b no interior do qual o corpo 42 está posicionado é fluidicamente ligada ao recipiente de pressão 12.

[0012] Um primeiro mecanismo de polarização 50 é disposto em contato com a cauda do elemento de medição de fluxo 38. O primeiro mecanismo de polarização 50 está configurado para polarizar o elemento de medição do fluxo 38 em uma primeira direção para uma “posição fechada” em que a superfície angular 48 do corpo 42 está disposta em contato com a segunda parede interna 34b. Um segundo mecanismo de polarização 52 é disposto no interior da quarta câmara 36d e estende-se em uma direção para o bico 40 do elemento de medição de fluxo 38. Quando a válvula 14 está fechada, como mostrado na FIG. 2, o segundo mecanismo de polarização 52 é separado e, portanto, não está em contato com o bico 40. Na modalidade não limitativa ilustrada, o segundo mecanismo de polarização 52 inclui uma ou mais arruelas Belleville que possuem um pistão montado em uma extremidade livre da mesma. Uma vedação pode ser colocada entre uma periferia do pistão e do compartimento 32 para evitar fluido e fluxo de pressão atrás. No entanto, deve entender-se que qualquer tipo de mecanismo de polarização, tal como uma mola helicoidal ou mola de torção, por exemplo, está dentro do âmbito da divulgação.

[0013] Em uma modalidade, a terceira câmara 36c está ligada fluidicamente à válvula do escorregador 60. Um orifício 54 formado na terceira parede interna 34c está configurado para permitir a comunicação entre a terceira e a quarta câmara 36c, 36d. Como resultado deste orifício 54, a pressão no interior da terceira câmara 36c é transmitida para a quarta câmara 36d e, portanto, aplicada ao segundo mecanismo de polarização 52, em uma direção oposta à sua força de polarização.

[0014] A válvula do escorregador 60 inclui um compartimento 62 que possui um canal 64 dentro do qual um pistão 66 que se move entre uma primeira posição (Fig. 2) e uma segunda posição (Fig. 3) está localizado. O compartimento 62 da válvula de escorregador 60 pode ser formado integralmente por, ou altemativamente, pode ser acoplado ao compartimento 32 do regulador de pressão 30. Quando a válvula 14 está inativa, um pino de bloqueio 68 acoplado operacionalmente a um cabo 70 prolonga-se através do compartimento 62 para dentro do canal 64 para restringir o movimento do pistão 66. O pino de bloqueio 68 está disposto de modo a bloquear a comunicação entre o canal 64 e a linha de inflação 26 que se prolonga a partir do canal 64 para o escorregador de evacuação inflável 16. A operação do cabo 70, automaticamente ou manualmente, é configurada para mover o pino de bloqueio 68 para uma posição recuada (Fig. 3), permitindo assim que o pistão 66 mova-se para uma segunda posição e, tal como em contato com uma extremidade 72 do compartimento 62, por exemplo, de tal modo que o canal 64 e a linha de inflação 26 se tomem ligadas hidraulicamente. Uma vedação pode ser posicionada em tomo do pino de bloqueio como mostrado na (FIG. 3) para impedir o fluxo de gás de inflação a partir do canal 64 para a área do cabo.

[0015] Disposta em comunicação fluídica com a válvula do escorregador 60, a montante do canal 64 e a jusante da ligação com o regulador de pressão 30, se encontra uma válvula de alívio de pressão 80. Disposto dentro de um compartimento 82 está um membro móvel 84 ligado a um elemento fixo 86 através de um mecanismo de polarização 88. Formada dentro do compartimento 82 está pelo menos uma abertura de alívio 90. Quando o membro móvel 84 está em uma posição pré-definida, como mostrado na FIG. 2, o elemento móvel 84 fica posicionado de tal modo que a saída do regulador de pressão 30 e a abertura de alívio 90 não estão em comunicação fluídica. Quando a pressão no interior da válvula de controle 14 excede um limiar, a força exercida pela pressão sobre o membro móvel 84 faz com que o mecanismo de polarização 88 se comprima e o membro móvel 84 deslize em relação ao compartimento 82, dispondo, assim, a abertura de alívio 90 e a válvula de escorregador 60 em comunicação fluídica. Uma vedação pode ser posicionada sobre o componente móvel 84 para impedir que o fluxo de gás passe para dentro da cavidade que contém o mecanismo de polarização 88. A inclusão da válvula de alívio de pressão 80 destina-se a proporcionar uma saída para o aumento da pressão no canal quando a válvula está fechada 14, tal como devido a um vazamento de pelo menos um recipiente de pressão 12 ou devido ao mau funcionamento do regulador de pressão 30 para evitar um desdobramento não intencional do escorregador de evacuação 16 durante o voo.

[0016] Durante a configuração inicial ou reconfiguração da válvula 14, como após desdobramento de um escorregador de evacuação 16, por exemplo, o elemento de medição de fluxo 38 está em uma posição de abertura máxima com o corpo 42 disposto em contato com a primeira parede interna 34a e o escorregador 66 da válvula de escorregador 60 retido em uma primeira posição pelo bloqueio 68. Na medida em que uma carga inicial de pressão é fornecida à segunda câmara 36b a partir do recipiente de pressão 12, uma força é aplicada ao segundo mecanismo de polarização 52, oposta à sua polarização. Simultaneamente, a força de pressão do mecanismo de polarização 50 faz com que o elemento de medição de fluxo 38 se desloque para a posição fechada mostrada na FIG. 2, de tal modo que a superfície inclinada do corpo 42 fique disposta em contato com a parede interna 34b. Nesta posição fechada, a pressão é retida entre a parede interna 34b vedada pelo elemento de medição de fluxo 38 e segundo mecanismo de polarização 52. A pressão é adicionalmente retida no canal 64 da válvula de escorregador 60. As forças de pressão atuam sobre o escorregador 66 da válvula de escorregador e sobre o elemento móvel 84 da válvula de alívio de pressão 80. O movimento do escorregador 66 é impedido pelo pino de bloqueio 68 e o movimento do elemento móvel 84 é impedido pelo mecanismo de polarização 88.

[0017] Mediante o acionamento do cabo 70, a válvula de escorregador se move para a segunda posição, permitindo assim que a pressão retida flua através do canal 64 para a linha de inflação 26. Ao liberar esta pressão retida, a força de polarização do segundo mecanismo de polarização 52 faz com que o segundo mecanismo de polarização aplique uma força ao bico 40 do elemento de medição de fluxo 38, de modo que o corpo 42 se move para fora do contato com a parede interna 34b. Este movimento do elemento de medição de fluxo 38 cria uma passagem de fluido que permite a comunicação fluídica entre a segunda câmara 36b e o canal 64. Este pequeno tamanho da via de passagem fluídica entre a superfície inclinada 48 e a abertura 46 reduz a pressão do fluxo antes que esta seja fornecida para a linha de inflação 26.

[0018] A válvula de controle descrita neste documento proporciona controle de fluxo mais robusto em comparação com sistemas convencionais de inflação, porque o movimento do elemento de medição do fluxo 38 no interior do regulador de pressão 30 é dependente da variação da pressão a jusante no interior da válvula de escorregador 60 e a variação da pressão a montante no interior do recipiente de pressão 12. Além disso, a área de fluxo entre a superfície angular 48 e a abertura 46 e as forças de polarização do primeiro e segundo mecanismos de polarização 50, 52 pode ser ajustada para se obter uma taxa de fluxo desejada depende da aplicação.

[0019] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em conexão com apenas um número limitado de modalidades, deve ser prontamente entendido que a invenção não está limitada a tais modalidades divulgadas. Em vez disso, a invenção pode ser modificada para incorporar qualquer número de variações, alterações, substituições ou arranjos equivalentes, até agora não descritos, mas que são comensuráveis com o espírito e escopo da invenção. Adicionalmente, embora várias modalidades da invenção tenham sido descritas, deve ser entendido que os aspectos da invenção podem incluir apenas algumas das modalidades descritas. Por conseguinte, a invenção não deve ser vista como limitada pela descrição precedente, mas apenas limitando-se pelo escopo das reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Válvula de controle, caracterizada pelo fato de que compreende: uma válvula de escorregador que inclui um escorregador móvel dentro de um canal de comunicação entre uma primeira posição e uma segunda posição, em que, quando o escorregador está na segunda posição, o canal está disposto em comunicação fluídica com uma linha de saída; um regulador de pressão disposto a montante de bem como em comunicação fluídica com a válvula do escorregador e operativamente acoplado a uma fonte de fluido, o regulador de pressão inclui um elemento móvel de medição de fluxo entre uma posição aberta e uma posição fechada para regular o fluxo de fluido e a pressão através da válvula de controle em resposta a variações de pressão dentro da válvula de escorregador a jusante.

2. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um pino móvel se estende para o canal para restringir o movimento do escorregador da primeira posição.

3. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a operação da válvula de controle através do movimento do pino móvel é iniciada manualmente.

4. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que a operação da válvula de controle através do movimento do pino móvel é iniciada automaticamente.

5. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que um primeiro mecanismo de polarização polariza o elemento de medição de fluxo para a posição fechada.

6. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o movimento do escorregador da primeira posição para a segunda posição causa a redução da pressão no interior do regulador de pressão.

7. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um segundo mecanismo de polarização disposto adjacente a uma extremidade do elemento de medição de fluxo no interior do regulador de pressão, em que, quando o elemento de medição de fluxo está na posição fechada, o segundo mecanismo de polarização não está em contato com o elemento de medição de fluxo.

8. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que o segundo mecanismo de polarização está configurado para polarizar o elemento de medição de fluxo para a posição aberta em resposta a uma queda de pressão.

9. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a queda de pressão ocorre como resultado da comunicação fluídica entre o canal da válvula de escorregador e a linha de saída.

10. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o elemento de medição de fluxo se estende através de uma abertura formada em uma parede interna do regulador de pressão e uma folga entre o elemento de medição do fluxo e a parede interna regula um fluxo de pressão e fluido através da abertura.

11. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a porção do elemento de medição de fluxo adjacente à parede interna inclui uma superfície angular, de tal modo que o fluxo de fluido e pressão através da abertura varia de acordo com a posição do elemento de medição de fluxo.

12. Válvula de controle de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que, quando o elemento de medição do fluxo está na posição fechada, a parede angular está em contato com a parede interna para bloquear o fluxo de fluido e pressão através da abertura.

13. Conjunto de válvulas de controle como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma válvula de alívio disposta em comunicação fluídica com a válvula de escorregador.

14. Conjunto de válvulas de controle de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a válvula de alívio está configurada para descarregar fluido para manter uma pressão no interior da válvula de controle quando o elemento de medição de fluxo está na posição fechada.

15. Sistema de inflação de escorregador de evacuação de aeronave, caracterizado pelo fato de que compreende: um escorregador de evacuação inflável armazenado em uma posição recolhida; uma fonte de gás de inflação para inflar o referido escorregador de evacuação inflável; e uma válvula de controle que inclui: uma válvula de escorregador que inclui um escorregador móvel dentro de um canal de comunicação entre uma primeira posição e uma segunda posição, em que, quando o escorregador está na segunda posição, o canal está disposto em comunicação fluídica com uma linha de saída; um regulador de pressão disposto a montante de bem como em comunicação fluídica com a válvula do escorregador e operativamente acoplado a uma fonte de gás de inflação, o regulador de pressão inclui um elemento móvel de medição de fluxo entre uma posição aberta e uma posição fechada para regular o fluxo de fluido e a pressão através da válvula de controle em resposta a variações de pressão dentro da válvula de escorregador a jusante.