專利名稱：蒸汽動力飛機(jī)彈射器縱向長槽密封系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
目前現(xiàn)役的航空母艦有兩種，即帶有上翹式助飛甲板的航空母艦和帶有蒸汽彈射器的航空母艦。目前有美 國、法國、德國、日本和我國共五個(gè)國家在開發(fā)、研究、試驗(yàn)新型飛機(jī)彈射器-磁懸浮飛行器彈射器，這
將是世界海軍航母技術(shù)的一次革命，使得航母彈射器技術(shù)由第二代的蒸汽彈射器，一F子跨入第三代磁懸 浮彈射器。據(jù)說美國的研制進(jìn)度是很快的，他們要將磁懸浮彈射器安裝在新一代的航母-CVNX航母上， 這種新型航母將是美國控制海洋的新型'巨無霸'，初步預(yù)計(jì)將在2015年后服役。但是對于我國來講， 第一次制造航母，采用磁懸浮飛行器彈射器這一最新技術(shù)， 一步跨越到世界最先進(jìn)的航母國家當(dāng)然最好， 但是涉足的新領(lǐng)域太多，技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)相對較大，而采用技術(shù)相對較為成熟的蒸汽彈射器應(yīng)該是一個(gè)不錯(cuò)的選 擇。蒸汽動力飛機(jī)彈射器是目前在役航空母艦使用的飛機(jī)彈射器，蒸汽動力飛機(jī)彈射器系統(tǒng)由海水淡化
設(shè)備、貯水池、高壓水泵、鍋爐、加熱裝置和彈射器構(gòu)成。彈射器包括縱向開槽的氣缸、活塞、穿梭車、
密封條、導(dǎo)氣管、模度氣動閥門、排氣閥、安全閥、測距儀及壓力傳感器和彈射器的控制系統(tǒng)等組成。而 在這些組成部分中，關(guān)鍵的技術(shù)是蒸汽動力飛機(jī)彈射器的縱向長槽的密封系統(tǒng)。
本發(fā)明涉及的是供活塞在其中工作的縱向開槽氣缸的動態(tài)密封系統(tǒng)。
2.
背景技術(shù)：
在役航空母艦的蒸汽動力飛機(jī)彈射器是采用縱向長槽開口的氣缸，而開口長槽的密封采用的是金屬密封條 (見美國專利4252285)。但這種金屬密封條的缺點(diǎn)是氣缸高壓腔處通過活塞頂部的蒸汽泄漏仍比較嚴(yán)
重，大大降低了發(fā)射的動力和效率，另一個(gè)缺點(diǎn)是金屬密封條與活塞相關(guān)部位的磨損仍然比較嚴(yán)重，仍是 困擾彈射器的最大心病，日常維護(hù)與檢修都比較麻煩，雖然一直在不斷改進(jìn)密封件的材質(zhì)，及采用新技術(shù)， 但至今仍不能令海軍們滿意。本發(fā)明沒有采用美國專利所說的用單一的彈簧金屬條的密封系統(tǒng)，而是利 用汽車輪胎的原理(即用外胎承載；用內(nèi)胎解決密封的問題)，來解決帶有縱向開槽的氣缸.在開槽處的 動態(tài)密封問題。使其達(dá)到在穿梭板快速運(yùn)動時(shí)對密封件的磨損少，而又使活塞高壓端的蒸汽泄漏盡可能減 少。
3.
發(fā)明內(nèi)容
目的
本發(fā)明目的是打算通過全新的密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來解決氣缸高壓腔端通過活塞頂部縫隙的蒸汽泄漏問題，從而 在同樣氣缸直徑和同樣蒸汽壓力下提高了發(fā)射的動力。并通過新的設(shè)計(jì)使穿梭車在快速向前運(yùn)動過程中不 與氣缸體縱向長槽中的密封件相接觸或只有輕微的接觸，從而降低了密封件的磨損，提高了密封件的使用 壽命。
方案
是在帶有縱向長槽的氣缸的上方設(shè)計(jì)了一系列的活動金屬檔板的組件，活動金屬檔板是成對的安裝，每一 塊活動金屬檔板上表面，裝有一個(gè)垂直的立軸，每個(gè)立軸上裝有一個(gè)滾動軸承。在每個(gè)活動檔板的下方，
各帶有一個(gè)下垂機(jī)械臂，與M型密封條的側(cè)面連接。在穿梭車的垂直穿梭板上，裝有一個(gè)呈梭子形的凸輪 板。當(dāng)活塞在蒸汽的推力下快速向前運(yùn)動時(shí)，首先由凸輪板與滾動軸承的外環(huán)接觸。通過力的傳遞，將活 動地板向遠(yuǎn)離長槽側(cè)壁的方向推，活動地板下方的下垂機(jī)械臂則擠壓M型密封條，將其壓扁一半，此時(shí)垂 直穿梭板在M型密封條壓扁的狀態(tài)下通過長槽。垂直穿梭板通過長槽后，凸輪板不再擠壓滾動軸承的外環(huán)， 活動地板和M型密封條復(fù)位。復(fù)位后，活塞體的承受高壓一端才通過，此時(shí)，閉合的活動檔板和閉合的M 型密封條開始承受氣缸內(nèi)的工作壓力。有益效果
在同樣氣缸直徑和同樣蒸汽壓力下，提高了發(fā)射的動力。穿梭車在快速向前運(yùn)動過程中不與氣缸體縱向長 槽中的密封件相接觸或只有輕微的接觸，從而降低了密封件的磨損，提高了密封件的使用壽命。
4.


圖1是氣缸縱向長槽密封結(jié)構(gòu)簡圖；圖2是彈射器氣缸橫截面圖；圖3是彈射器縱向長槽氣缸的縱向截面 圖；圖4是安裝在垂直穿梭板上的凸輪板及其靠凸輪板推動的滾動軸承輪。
圖中的1為往復(fù)車；2為往復(fù)車的車輪，共4個(gè)；3為往復(fù)車與活塞連接的垂直穿梭板；4為安裝在垂直 穿梭板上的凸輪板；5為活塞；6為縱向開槽的氣缸體；7為撞錐；8為活動檔板組件支撐體(氣缸頂蓋)； 9為活動檔板；10為'活動檔板'上表面處的垂直立軸；11為立軸上端的滾輪；12為活動檔板側(cè)彈簧-， 13為調(diào)解彈簧張力的無頭螺栓；14為M型橡膠密封條；15為活塞末端上方安裝的阻漏塊。
在帶有縱向長槽的氣缸6的上方設(shè)計(jì)了一個(gè)活動金屬檔板的組件(包含8、 9、 10、 11、 12、 13)，活 動金屬檔板9是成對的安裝，每一塊活動金屬檔板9的上表面，裝有一個(gè)垂直的立軸IO,每個(gè)立軸IO 上裝有一個(gè)滾動軸承輪11。在每個(gè)活動金屬檔板9的下方，帶有一個(gè)下垂機(jī)械臂，與活動地板成一體， 與M型密封條14的側(cè)面連接。在往復(fù)車的垂直穿梭板3上，裝有一個(gè)成梭子形的凸輪板4。當(dāng)活塞在蒸 汽的推力下快速向前運(yùn)動時(shí)，首先由凸輪板4與滾輪11的外環(huán)接觸。通過力的傳遞，將活動檔板9向遠(yuǎn) 離長槽側(cè)壁的方向推，活動檔板下方的下垂機(jī)械臂擠壓M型密封條14，將其壓扁一半，此時(shí)垂直穿梭板 3，在M型密封條14壓扁的狀態(tài)下通過氣缸體6上的長槽。垂直穿梭板3通過長槽后，凸輪板4不再擠 壓滾動軸承的外環(huán)11，活動檔板9和M型密封條14復(fù)位。復(fù)位后，活塞體5的高壓端才通過，從活塞 圓柱面露出的活動檔板9和露出的M型密封條14才開始承受氣缸內(nèi)的工作壓力。在活塞末端的上方裝有 一對阻漏塊15與M型密封條14的內(nèi)表面配合，阻止高壓腔的蒸汽泄漏。此設(shè)計(jì)方案解決了活塞通過金 屬密封條(美國專利4252285 Dynamic seal for slotted cylinder)時(shí)的壓力蒸汽泄漏和金屬密封條 與活塞之間快速運(yùn)動、摩擦造成的磨損問題。
5.
具體實(shí)施例方式
根據(jù)原理示意圖作機(jī)械圖設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行加工試制，進(jìn)行模擬試驗(yàn)，最后完成。
權(quán)利要求
航空母艦上使用的蒸汽動力飛機(jī)彈射器系統(tǒng)主要由提供高壓蒸汽的系統(tǒng)、發(fā)射閥、帶有縱向開槽的氣 缸、活塞、穿梭車、水制動器和返回機(jī)械系統(tǒng)等組成。
1. 用于推動'往復(fù)車'的活塞和縱向長槽的壓力氣缸和改進(jìn)動態(tài)密封系統(tǒng)，它包括 連接往復(fù)車的帶有凸輪板的穿梭板；該穿梭板固定在活塞的頂部，并與臥式縱向開槽氣缸的頂部的縱 向滑軌配合；允許上述的穿梭板不與密封條接觸就能通過的動態(tài)密封系統(tǒng)。
2. 權(quán)利要求1提及的作為'往復(fù)車'推動系統(tǒng)的一部分的穿梭板，呈垂直狀態(tài)固定在臥式活塞的 頂部，并在垂直穿梭板與往復(fù)車滾輪下緣的等高處，裝有凸輪板。凸輪板呈紡織梭子形，用于擠壓安 裝在活動檔板上的滾輪。
3. 權(quán)利要求1提及的作為推動'往復(fù)車'系統(tǒng)的一部分的縱向長槽的壓力氣缸上的動態(tài)密封系統(tǒng)是 本發(fā)明的核心。在臥式縱向開槽氣缸的頂部，供穿梭板通過的縱向滑軌的下方的兩側(cè)，各裝有數(shù)百個(gè)(依氣缸的長度而定)，左右對稱的活動擋板，活動擋板呈T字形。 一側(cè)的T型擋板的'一'部分用 于關(guān)閉氣缸長槽寬度的二分之一，并支撐一側(cè)的密封條。另一側(cè)的T型擋板的'一'部分用于關(guān)閉氣 缸長槽寬度的另外二分之一，并支撐另一側(cè)的密封條。T型擋板的'I'部分為活動擋板進(jìn)行運(yùn)動導(dǎo) 向和承受氣缸壓力的部分。在T型擋板的'I'型導(dǎo)向板的中軸線，靠近'一'部分的活動擋板的上 表面，裝有垂直的立軸，在立軸的上端裝有用滾動軸承做的滾輪。在穿梭板沿著縱向軌道高速運(yùn)動時(shí)， 這些滾輪與穿梭板上的凸輪板接觸，靠凸輪板擠壓，通過滾輪頂開活動檔板，從而將M型密封條壓扁， 讓穿梭板自由地快速通過。
4. 權(quán)利要求3提及的動態(tài)密封系統(tǒng)的活動擋板。每一側(cè)的每一個(gè)活動擋板的外側(cè)各有一個(gè)壓縮彈簧 和可調(diào)整彈簧張力大小的無頭螺栓。每一個(gè)活動擋板的內(nèi)側(cè)各有一個(gè)立軸，立軸立于臥室氣缸頂蓋的 橢圓槽中。當(dāng)立軸在彈簧的壓力下與橢圓槽頂部接觸時(shí)，活動擋板的內(nèi)邊棱正好位于氣缸長槽的中心 線處。立軸的上部裝有用滾動軸承做的滾輪。滾輪在凸輪板和彈簧組件的驅(qū)動下，通過立軸可帶動活 動擋板沿著垂直長槽的方向前后移動，或關(guān)閉長槽、或打開長槽。
5. 權(quán)利要求4提及的活動檔板，在緊挨著每一側(cè)活動擋板的一字部分下方，各有一條彼此對稱的， 與氣缸長槽等長度的M型密封條，M型密封條應(yīng)該用耐熱橡膠制作，M型密封條的內(nèi)表面與活塞末端 上方部安裝的阻漏檔塊配合，防止高壓腔氣體泄漏。M型密封條內(nèi)有彈簧鋼絲的骨架，縱向?yàn)榇謴椈?鋼絲，橫向?yàn)榧?xì)彈簧鋼絲。M型密封條的一側(cè)卡在氣缸長槽的側(cè)壁，M型密封條的另一側(cè)，靠凸緣， 卡在活動檔板的下垂機(jī)械臂上。
全文摘要
本發(fā)明為航空母艦上飛機(jī)蒸汽彈射器用的帶有縱向長槽的壓力氣缸的改進(jìn)動態(tài)密封系統(tǒng)，它能適合穿梭板高速通過氣缸長槽，而不與密封條過度接觸。該系統(tǒng)包括固定在穿梭板上的凸輪板，沿著氣缸長槽布置的一對M型密封條和支撐密封條的若干活動擋板。當(dāng)飛機(jī)發(fā)射時(shí)，活塞帶動穿梭板高速運(yùn)動通過氣缸長槽，而凸輪板預(yù)先通過滾輪頂開活動擋板，將密封條的寬度壓扁至寬度的二分之一，使穿梭板無障礙地通過，從而減少了密封條的磨損。另外密封條內(nèi)表面與活塞末端上方安裝的阻漏塊配合，阻止氣缸高壓腔的氣體大量泄漏到低壓腔，從而提高發(fā)射的動力和效率。
文檔編號B64F1/00GK101311072SQ20071010754
公開日2008年11月26日 申請日期2007年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月21日
發(fā)明者趙家瑞 申請人:趙家瑞