[0001] 本申请属于超低压安全阀技术领域，特别涉及一种飞机油箱气密试验用的超低压安全阀及其使用方法。

[0002] 飞机油箱气密试验一般在35KPa‑40KPa，安装的安全阀开启压力不能大于45KPa，试验时间1小时，对安全阀的精度要求很高。普遍使用的安全阀一般由调节螺帽、锁紧螺母、阀座、胶垫、阀芯、弹簧等构成，胶垫通过硫化固定到阀芯上。普遍使用的安全阀采用弹簧力顶住阀芯封住阀口，这种安全阀通过调节弹簧的压缩量来改变对阀芯的压紧力，进而调节
安全阀的开启压力。当气体压力高于弹簧力时，阀芯向上移动，安全阀开启，但开启后，流量很小，很难及时排出空气，保证油箱不被高压力损坏。此外，普遍使用的安全阀密封处采用胶垫等软材料，由于需对阀芯上的胶垫与阀座接触处进行研磨，保证气密性，对研磨后的精度要求极高。而且，调节弹簧力使普遍使用的安全阀在43KPa开启，由于试验压力为35KPa‑
40KPa，开启压力和试验压力很接近，很难保证多次使用后，阀芯与阀座接触处不漏气。

[0003] 因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

[0017] 为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请
一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下
面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

[0018] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护
范围的限制。

[0019] 下面结合附图1至图10对本申请做进一步详细说明。

[0020] 本申请的第一个方面提供了一种飞机油箱气密试验用的超低压安全阀，包括：活塞组件、壳体组件以及活塞杆组件。

[0021] 具体的，活塞组件包括：活塞1、推力弹簧4、第一口盖5、第一压紧弹簧7、活门座8、钢球14、调节螺母25等。

[0022] 如图3所示，活塞1为筒型钢制零件，表面采用镀镍处理，活塞1包括上活塞段以及下活塞段，下活塞段的径向尺寸大于上活塞段的径向尺寸，本实施例中，上活塞段的内腔为圆柱腔，直径Φ33mm；下活塞段的外壁面为圆柱面，直径Φ50mm，公差f8，下活塞段的内腔为圆柱面，直径Φ44.6mm，公差H9。上活塞段包括外螺纹段以及光杆段，外螺纹段的外壁面设置外螺纹M39×1.5，外螺纹段的上端通过外螺纹与飞机油箱转接头的内螺纹配合连接，进
行气密试验；下活塞段的上端侧壁开设有导向槽以及方形孔，本实施例中，距下活塞段下端
8.5mm到38mm处，在左侧壁开设有宽度3.5mm的导向槽，距下活塞段下端8.5mm到38mm处，在侧壁开设有沿周向均匀分布的多个方形孔，用于在超低压安全阀开启时，释放气体。下活塞段的下端侧壁沿周向开设有多个圆孔，每个圆孔中均安装有钢球14，本实施例中，在下活塞段的侧壁上设置有成90°分布的4个用于安装钢球14的Φ3mm圆孔，钢球14数量为4个，直径
3mm。

[0023] 如图4所示，第一口盖5的上端面设置有螺纹孔，通过螺纹安装在上活塞段的外螺纹段上，第一口盖5为筒型结构，与上活塞段之间形成环形容纳腔。在本申请的优选实施方式中，第一锁紧螺母2安装在上活塞段的外螺纹段上，且位于第一口盖5的上面，通过双螺纹锁紧第一口盖5的位置。有利的是，本实施例中，第一锁紧螺母2与第一口盖5之间设置有第一铅封3，第一铅封3通过第一口盖5和第一锁紧螺母2上的保险孔将第一口盖5和第一锁紧
螺母2锁住，起保险作用。

[0024] 推力弹簧4设置在环形容纳腔中，且上端与第一口盖5的上端面抵接，下端与壳体11的环形凸台抵接。推力弹簧4的一端弹性作用于第一口盖5，另一端弹性作用于壳体11，能够对壳体11起到向下的推力，用于超低压安全阀开启时提供推力。另外，通过旋转第一口盖
5来调节推力弹簧4的弹力大小。

[0025] 第一调节螺母25螺纹安装在上活塞段的外螺纹段上，活门座8为环形结构钢制件，活门座8套设在上活塞段的光杆段上，第一压紧弹簧7套设在上活塞段上，且上端与第一调
节螺母25抵接，下端与活门座8抵接。活门座8在第一压紧弹簧7的弹力作用下，向下移动，通过旋转第一调节螺母25可以调节第一压紧弹簧7的弹力大小，该力应调整到不影响调试超
低压安全阀开启和关闭，同时在超低压安全阀关闭状态，保证活门座8的下端面和壳体11的环形凸起接触处密封。在本申请的优选实施方式中，如图5所示，活门座8的内壁面上开设有第一活门座环形槽，第一活门座环形槽中设置有第一O型圈9，保证活门座8与活塞1外壁面
接触处密封；活门座8的下端面上开设有第二活门座环形槽，第二活门座环形槽中设置有胶垫10，能够与壳体11的环形凸起接触。本实施例中，第一压紧弹簧7的两端均设置有第一垫圈6，第一压紧弹簧7配合第一垫圈6分别与第一调节螺母25和活门座8接触连接。

[0026] 壳体组件包括：壳体11、导向件12、第二口盖21等。

[0027] 如图6所示，壳体11为筒型钢制零件，表面采用镀镍处理，壳体11包括上壳体以及下壳体，上壳体的径向尺寸大于下壳体的径向尺寸，上壳体与下壳体的连接处形成环形凸
台，环形凸台与推力弹簧4的下端抵接，使得推力弹簧4产生的推力能够作用在壳体11上。壳体11套设在活塞1上，上壳体与第一口盖5间隙配合，上壳体上开设有沿周向均匀分布的方
形孔。下壳体的内腔为圆柱腔，直径Φ50mm，公差H9，下壳体与下活塞段按H9/f8公差，形成间隙配合，下壳体的上端侧壁距上端12mm的左侧沿水平方向开设有螺纹孔，用于安装导向
件12。下壳体的中部侧壁设置有用于与钢球14配合的壳体环形槽，下端侧壁设置有外螺纹
M56×1.5。

[0028] 如图7所示，导向件12结构形式为螺栓，螺纹安装在下壳体的螺纹孔中，导向件12的头部依次穿过活塞1和活塞杆15的导向槽，由于活塞1与飞机油箱转接头连接，处于静止
状态，所以导向件12对壳体组件和活塞杆组件在超低压安全阀开启和关闭过程起导向和限
制作用。有利的是，密封垫13安装在导向件12和壳体11左侧端面接触处，保证密封。

[0029] 如图8所示，第二口盖21的上端内部为螺纹孔M56×1.5，螺纹安装在下壳体的下端，第二口盖21的下端面开设有Φ13mm开口。在本申请的优选实施方式中，第二锁紧螺母17安装在下壳体上，且位于第二口盖21的上方，对第二口盖21有锁紧作用，通过第二锁紧螺母
17和导向件12上的保险孔安装第二铅封16，第二铅封16起保险作用。

[0030] 进一步，活塞杆组件包括：活塞杆15、密封圈19、第二调节螺母27、第二压紧弹簧20、校准弹簧23、手柄24等。

[0031] 如图9所示，活塞杆15为筒型钢制零件，表面采用镀镍处理，活塞杆15包括上活塞杆段、中活塞杆段以及下活塞杆段。其中，上活塞杆段的外径为Φ44.6mm，公差f8，上活塞杆段嵌套活塞1中，且与下活塞段成H9/f8间隙配合。活塞杆15的内部设置有封闭面A，封闭面A上端形成与活塞1连通的腔体，由活塞1进入的气体能够对封闭面A产生压力。上活塞杆段开设有导向槽以及方形孔，还设置有用于与钢球14配合的活塞杆环形槽。本实施例中，距上活塞杆段上端1.5mm到29mm处，在左侧壁面开设有宽度3.5mm的导向槽；距上活塞杆段上端
1.5mm到29mm处，在侧壁面沿周向开设有均匀分布的方形孔，用于超低压安全阀开启时，释放气体；距上活塞杆段上端35mm处在外壁面设置有活塞杆环形槽，用于卡住钢球14。中活塞杆段的外径为Φ50m，公差f8，与壳体11的下壳体成H9/f8间隙配合。下活塞杆段设置有用于第二调节螺母27装配的外螺纹M39×1.5，还设置有用于转接头22装配的内螺纹M33×2。

[0032] 如图10所示，密封圈19材质为氟塑料，结构为环形件，密封圈19套设在下活塞杆段的上端，其内侧抵接下活塞杆段的外壁面，外侧抵接下壳体的内壁面。有利的是，本实施例中，密封圈19的上端面以及下端面均开设有密封圈环形槽，两个密封圈环形槽中均安装有第二O型圈18。

[0033] 第二调节螺母27螺纹安装在下活塞杆段上；第二压紧弹簧20套设在下活塞杆段上，且上端与密封圈19抵接，下端与第二调节螺母27抵接，优选在第二压紧弹簧20的两端均设置有第二垫圈26。第二压紧弹簧20通过第二垫圈26，一端弹性作用于安装在密封圈19下
端面的第二O型圈18，另一端弹性作用于通过螺纹安装在活塞杆15下端的第二调节螺母27。

[0034] 可以理解的是，通过旋转第二调节螺母27，调节第二压紧弹簧20的压缩量，进而对第二O型圈18压紧，使密封圈19的内侧紧贴活塞杆15的外壁面，外侧紧贴壳体11内壁面，保证接触处的密封性。为保证滑动性，在密封圈19的外侧涂润滑脂。

[0035] 校准弹簧23套设在下活塞杆段上，位于第二口盖21的内部，且上端与第二调节螺母27抵接，下端与第二口盖21的下端面抵接，校准弹簧23对活塞杆15有向上的推力。通过旋转第二口盖21，能够控制校准弹簧23的压缩量，进而控制超低压安全阀开启时的压力。

[0036] 转接头22上端通过螺纹安装在下活塞杆端下端的内螺纹上。手柄24穿过第二口盖21的下端面上的开口，与转接头22的下端螺纹连接。

[0037] 本申请的飞机油箱气密试验用的超低压安全阀，校准弹簧23在设计时，需要满足一定的使用要求，判断校准弹簧23是否满足使用要求的过程包括：
飞机油箱内的气体有活塞1进入超低压安全阀，计算气体对封闭面A产生的推力F
为：
；
其中，P为超低压安全阀开启时的压力，S为封闭面A的面积；
计算校准弹簧23旋绕比C为：
；
计算校准弹簧23应力修正系数K为：
；
计算校准弹簧23最大许用载荷P为：
；
其中，D0为弹簧中径，d为弹簧钢丝直径，t2为弹簧材料工作应力；
当校准弹簧23最大许用载荷P大于推力F时，判定校准弹簧23满足使用要求。

[0038] 在本申请的一个实施方式中，假设超低压安全阀开启时的压力为43KPa。

[0039] 则飞机油箱内的气体有活塞1进入超低压安全阀，计算得到气体对封闭面A产生的推力F为：
；
对校准弹簧23进行设计，选择弹簧节距t=14mm，高度h=50mm，弹簧钢丝直径d=3mm，
弹簧材料50CrVA工作应力t2=607MPa；
则校准弹簧23旋绕比C为：
；
校准弹簧23应力修正系数K为：
；
校准弹簧23最大许用载荷P为：
；
因为最大许用载荷大于气体的推力，该校准弹簧23满足使用要求。

[0040] 本申请的飞机油箱气密试验用的超低压安全阀，通过活塞1与飞机油箱转接头连接，通过导向件12将壳体11、活塞1、活塞杆15连接在一起，同时活塞1、壳体11、活塞杆15相互接触处均为间隙配合，保证在超低压安全阀开启和关闭过程中能够自由滑动。通过活门
座8上的第一O型圈9、胶垫10，密封垫13，第二O型圈18以及密封圈19，保证超低压安全阀在关闭状态时的密封性。利用钢球14的移动和锁紧完成超低压安全阀的开启和关闭，钢球共4个，成90°分布，保证滑动时受力均匀。

[0041] 本申请的飞机油箱气密试验用的超低压安全阀，工作原理为：超低压安全阀关闭时，钢球14进入壳体11的壳体环形槽，卡住活塞1和壳体11，使活塞1和壳体11保持静止。当飞机油箱压力逐渐升高时，活塞杆15向下移动，由于推力弹簧4对壳体11向下推动，使钢球
14有向内侧运动的趋势，当活塞杆15的活塞杆环形槽进入钢球14所在水平面时，钢球14进
入活塞杆环形槽，此时，活塞1与壳体11脱开，超低压安全阀开启，钢球14卡住活塞1和活塞杆15。复位时，直接推动第二口盖21和手柄24，即可使超低压安全阀回到关闭状态。

[0042] 本申请的第二个方面提供了一种飞机油箱气密试验用的超低压安全阀使用方法，包括：
步骤一、检测超低压安全阀的工作性能是否正常，包括：
将活塞1的上端与气密试验台的连接管固定连接，将气密试验台的压力从0KPa逐
渐增加直至超低压安全阀开启；
若超低压安全阀开启时的压力小于预设压力值，则顺时针旋转第二口盖21，增加
超低压安全阀开启时的压力；
若超低压安全阀开启时的压力大于预设压力值，则逆时针旋转第二口盖21，减小
超低压安全阀开启时的压力；
直至超低压安全阀开启时的压力等于预设压力值；
步骤二、当超低压安全阀的工作性能正常后，安装第二铅封16，打保险；
步骤三、上机使用超低压安全阀，包括：
将活塞1的上端与飞机油箱转接头固定连接，将飞机油箱上的充气嘴与充气设备
连接，给飞机油箱增压；
当飞机油箱压力到达预设压力值时，超低压安全阀开启，释放飞机油箱内的气体；
复位时，向上推动第二口盖21和手柄24，使得超低压安全阀回到关闭状态。

[0043] 本申请的飞机油箱气密试验用的超低压安全阀使用方法，通过调整第二口盖21，使得超低压安全阀开启时的压力等于预设压力值，例如43KPa。在使用超低压安全阀时，当飞机油箱压力小于43KPa时，超低压安全阀关闭，当飞机油箱压力大于43KPa时，超低压安全阀打开，释放飞机油箱内气体，保护飞机油箱不被高压损坏，超低压安全阀工作性能正常。

[0044] 本申请的飞机油箱气密试验用的超低压安全阀及其使用方法，解决了飞机油箱气密试验时的难题。超低压安全阀开启压力准确可靠，密封性好，使用寿命高，开启后流量大，满足盐雾试验和霉菌试验要求，能够在零下50度到零上60度之间使用，保护飞机油箱不被
高压力损伤。本申请也可应用于其他空气低压容器的气密试验。

[0045] 以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为
准。