本技术属于橡胶金属复合制品领域,具体涉及一种飞机用除冰气囊气嘴。
背景技术:
1、飞机在高空飞行过程中,受水滴积冰、干结冰、升华结冰等结冰现象的影响,机身尤其是机身迎风表面会快速凝结较厚的冰层,导致飞机升力急剧下降,空气动力性能被破坏,使飞行进入不稳定状态,对飞行安全造成重大影响。为解决机身结冰问题,目前有化学液体防冰技术、气热防冰技术,电热防冰技术和机械除冰技术。
2、飞机除冰气囊属于一种机械除冰装置,具有结构精简、能耗低、可靠性高、除冰面积大等特点,广泛应用于多个机型上。其工作原理是将压缩空气充入气囊的膨胀管中,通过膨胀管往复地充气膨胀和卸压收缩,使积附于表面上的冰层破裂,利用气动力、离心力或机身震动使冰层脱离机体表面,达到除去表面积冰的作用。飞机除冰气囊在整个寿命周期内需经历数万次充气膨胀和卸压收缩,且使用环境恶劣,因此除冰气囊整体需要有足够的的强度、耐机械老化性能和耐寒性。除冰气囊的气嘴是由气嘴金属管体、气嘴橡胶基座经高温硫化成型制得,后与气囊囊体通过冷粘的方式结合在一起,是连接气囊囊体与空气泵的唯一部件,一旦失效会导致除冰气囊整体失去作用,因此除冰气囊的气嘴在材料上应具有良好的耐寒性、橡胶-橡胶粘合性、金属-橡胶粘合性,从结构上设计上要求气嘴与空气泵应易安装且安装完成后防拔脱。目前,飞机除冰气囊均为进口产品。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供一种高强度、耐低温、易安装和防拔脱的飞机除冰气囊气嘴设计及制造方法。
2、本实用新型的目的是通过以下方案实现的:
3、一种飞机除冰气囊气嘴,由气嘴金属管体2和气嘴橡胶基座1组成,结构示意图见图1所述的气嘴金属管体壁厚为1-2mm;外形为一段光滑的钝角管路,角度为110-150°;气嘴金属管体端口与外部气泵软管相连接部位设计外滚波结构,距离端口为1mm,最大外径为12-26mm,半径为r3-r6,气嘴金属管体端口与气嘴橡胶基座链接部位设计喇叭口形状,喇叭口角度为50-40°。气嘴金属管体结构示意图见图2。
4、所述的气嘴金属管体和气嘴橡胶基座为一体硫化成型。
5、本实用新型的优点与效果是:
6、本实用新型采用铝合金作为气嘴金属管体材料,具有质量轻、成本低、强度高、易加工和耐腐蚀等优点。
7、本实用新型采用铝管冷煨、胀口成型法制备气嘴金属管体,可制备无缝气嘴金属管体,具有精度高、加工成本低等特点,可满足气嘴金属管体复杂的结构设计要求。
8、本实用新型对气嘴金属管体局部表面进行喷砂处理,增加气嘴金属管体与气嘴橡胶基座的接触面积,加强气嘴橡胶基座与气嘴金属管体的粘接性能,防止气嘴橡胶基座与气嘴金属管体产生拔脱。
9、本实用新型中气嘴金属管体外形为钝角管路,气体可流畅通过,同时钝角占用空间更小,可将其置于相对较狭小的空间内。
10、本实用新型中气嘴金属管体端口与外部气泵软管相连接部位设计外滚波结构,外滚波为半径为r4的圆弧状与气嘴金属管体过度圆滑,便于外部气泵软管安装,外滚波最大外径大于管通体最大外径,在软管安装在气嘴金属管体后利用外接软管形变增加紧固力,不易在使用过程中出现拔脱。
11、本实用新型中气嘴金属管体端口与气嘴橡胶基座链接部位设计喇叭口形状,过渡圆滑,在充气和卸压过程中,避免金属接口对气嘴橡胶基座产生的应力集中,防止气嘴橡胶基座破坏与气嘴金属管体出现拔脱。
12、本实用新型采用cr、nr为主体橡胶材料,与其他助剂共混制备飞机除冰气囊气嘴基座材料,经试验最终可得到具有良好的粘接性能、耐屈挠疲劳性能、耐低温性能及耐老化性能的飞机除冰气囊气嘴橡胶基座材料。
13、本实用新型采用的主体橡胶材料cr为cr3221,nr为scr20cv65,其中cr3221由氯乙烯单体和丁二烯单体组成,可提供良好的粘接性能、耐老化性能,且为结晶橡胶材料,具有优异的拉伸性能;scr20cv65为恒粘天然橡胶,具有稳定的门尼粘度,不用经过塑炼便可直接使用,在提高气嘴橡胶基座耐寒性能的同时简化了加工程序。
14、本实用新型采用氧化锌和氧化镁作为活性剂,其中氧化镁可作为cr组分的硫化剂和活性剂,提高橡胶的硬度和强度,氧化锌作为活性剂,可促进橡胶硫化,并提供一定的耐撕裂性和耐磨性,二者复合使用能够更好的提高cr组分的硫化效果,提高交联程度,同时可优化交联的焦烧性能,提高加工安全性。
15、本实用新型采用n,n-二正丁基二硫代氨基甲酸镍(nbc)、2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉(rd)和9,9-二甲基吖啶(ble)中的一种或几种作为防老剂,其中防老剂nbc在cr中有明显的抗臭氧作用,并提高胶料的耐热老化性能;防老剂rd由优异的防热氧老化性能;防老剂ble对热、氧、臭氧、气候和屈挠等有良好的防护性能,利用不同防老剂协同使用,可大幅度优化气嘴橡胶基座的耐老化性能,延长使用寿命。
16、本实用新型采用s-80和is-60中的一种作为交联剂,可实现cr/nr体系的共硫化,根据胶料性能要求进行灵活调整,在完善交联网络的同时节约生产成本。
17、本实用新型采用所采用的促进剂为二硫化四甲基秋兰姆(tmtd)、二硫化四苄基秋兰姆(tbztd)、2,2'-二硫代二苯并噻唑(dm)中的一种或两种作为促进剂,其中促进剂tmtd和促进剂tbztd组分为cr的防焦剂,延长混炼胶的焦烧时间,提高产品工艺稳定性,tbztd为环保促进剂,可用于对环保要求更高的除冰气囊气嘴基座配方中;促进剂dm为nr组分的促进剂,可提高硫化速率且具有良好的焦烧性能。
18、本实用新型采用的补强剂为炭黑n660、炭黑n326、纳米碳酸钙中的一种或几种,其中n660,在胶料中易分散,有良好的补强效果;n326为新工艺炭黑,粒径小结构度高,比表面积大,可提供气嘴橡胶基座良好的定伸应力、硬度、撕裂强度和耐磨性;纳米碳酸钙可在小幅度提高硬度的同时提高填充量,优化胶料的加工性能和硫化后气嘴橡胶基座的表面光泽度。
19、本实用新型采用的增塑剂为癸二酸二丁酯、己二酸二辛酯中的一种,其可在混炼时增加橡胶的可塑性,降低混炼温度增加混炼时间,使各组分配合剂能更好的分散在橡胶基体中,同时癸二酸二丁酯和己二酸二辛酯也是一种耐寒剂,可提高cr组分的耐寒性。
20、本实用新型通过对气嘴橡胶基座配方中各组分的选用和配比,可制备不同硬度的气嘴橡胶基座材料,以适配不同型号、性能特征的除冰气囊囊体。
21、本实用新型气嘴橡胶基座用胶所采用的制备方法简化了传统混炼中的塑炼、母胶制备等过程,混炼效果好,加工安全性高,生产效率高。
22、本实用新型除冰气囊气嘴的制备方法为一体硫化成型,可提高气嘴金属管体与气嘴橡胶基座的粘合强度,减少原材料的浪费,提生产效率。
23、本实用新型制备的飞机除冰气囊气嘴性能指标见表1。
24、表1
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1.一种飞机除冰气囊气嘴,其特征在于,所述的除冰气囊气嘴由气嘴金属管体和气嘴橡胶基座组成,气嘴金属管体壁厚为1-2mm;外形为一段光滑的钝角管路,角度为110-150°;气嘴金属管体端口与外部气泵软管相连接部位设计外滚波结构,距离端口为1mm,最大外径为12-26mm,半径为r3-r,气嘴金属管体端口与气嘴橡胶基座链接部位设计喇叭口形状,喇叭口角度为50-40°,气嘴金属管体和气嘴橡胶基座一体硫化成型。
