CN105268288B - 一种航天器包装箱空气净化控湿装置 - Google Patents

Abstract

本发明创造提供了一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其包括气密壳体和处理单元；处理单元包括过滤器和除湿器；气密壳体固定在所述包装箱的箱壁上，所述气密壳体的中部设有处理腔室，且该气密壳体上开有外通孔，处理腔室通过该外通孔与包装箱外部连通；在气密壳体上还开有内通孔以及进风孔，在该进风孔上安有风机，处理腔室通过内通孔和风机与包装箱内部连通，所述内通孔和进风孔之间设有过滤器和除湿器。本发明创造在满足包装箱内对空气湿度和洁净度要求的同时，还使得包装箱同外界大气压为近似等压差结构，从而可以改变传统的铝合金框架式承压结构，使箱体可以选用别的复合材料，达到箱体轻量化，简单化，制造周期和成本将大大缩短。

Description

一种航天器包装箱空气净化控湿装置

技术领域

本发明创造属于空气处理领域，尤其是涉及一种航天器包装箱空气净化控湿装置。

背景技术

航天器包装箱承担着航天器从装配厂房至发射基地的保驾护航任务，为航天器提供适宜的洁净、湿度、温度和振动环境。随着航天器功能和性能的不断提升，对运输环境的要求也不断提高，尤其是光学卫星，对环境的洁净度和湿度等参数尤为敏感。

包装箱一般需要适应陆运(公路和铁路)、海运和空运三种方式。在传统的运输过程中，箱体为气密结构，为了使箱体免受大气压变化而引起损坏，通过温控系统和压控系统调节箱内环境，在保证箱内洁净度和湿度达标的同时，也保证了包装箱和产品的安全。然而，传统的压控系统受电源、气源和振动环境等外界因素影响较大，并且箱体需设计成承压结构，箱体越大，耗费的金属材料也就越多，成本会大大增加。同时用于箱内除湿的干燥剂一直和箱内空气接触，容易造成箱内湿度过低的现象。而箱内的洁净度需要反复氮气置换来保证，加上运输过程中充补气，会消耗大量的氮气，耗时耗力。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种航天器包装箱空气净化控湿装置，以解决保证运输过程中对产品保存环境的洁净度及湿度的要求同时，减少整个运输包装箱的生产成本。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其包括气密壳体和处理单元；

所述处理单元包括过滤器和除湿器；

所述气密壳体固定在所述包装箱的箱壁上，所述气密壳体的中部设有处理腔室，且该气密壳体上开有外通孔，处理腔室通过该外通孔与包装箱外部连通；

在所述气密壳体上还开有内通孔以及进风孔，在该进风孔上安有风机，所述处理腔室通过内通孔和风机与包装箱内部连通，所述内通孔和进风孔之间设有过滤器和除湿器。

进一步的，所述处理腔室通过隔离板被分隔成多层空间结构，所述隔离板上开有通风口，相邻两层空间结构之间均通过所述通风口连通，多层空间结构通过该连通方式而形成一蛇形的流通通道；

所述内通孔设在所述流通通道的头部且与其连通，所述进风孔设在所述流通通道的尾部且与其连通，所述除湿器设在所述流通通道内且与该流通通道路径垂直。

进一步的，所述除湿器包括多个平行排列的空心的除湿导柱，多个除湿导柱的排列方向与所述流通通道路径垂直，所述除湿导柱均通过过滤网制成，所述除湿导柱内放置有吸附剂。

进一步的，所述除湿器包括多个平行排列的空心的除湿导柱，所述除湿导柱均通过过滤网制成，所述除湿导柱内放置有吸附剂。

进一步的，所述除湿器由过滤网构成，且其包括多个平行排列的除湿导柱，所述除湿导柱为空心柱，该除湿导柱内放置有吸附剂。

进一步的，所述内通孔与外通孔对应设立。

进一步的，所述气密壳体的一端面为开口结构，覆盖该端面的气密壳体盖上开有外通孔。

进一步的，所述外通孔的一端与处理腔室连通，其另一端覆盖有外通孔盖板。

进一步的，还包括控制器和湿度传感器，所述湿度传感器至于包装箱内部且与所述控制器电连接，所述控制器控制所述风机运行。

进一步的，所述内通孔的一端与包装箱内部连通，其另一端覆盖有过滤器，该过滤器可为初效过滤器。

进一步的，所述风机的一端与包装箱内部连通，其另一端覆盖有所述过滤器，该过滤器可为高效过滤器。

进一步的，所述内通孔与风机之间设有多层除湿器。

进一步的，所述内通孔与进风孔开于气密壳体的同侧端，且该端面与开设外通孔的端面对应设立。

进一步的，在所述气密壳体一端上开有外通孔，该端与气密壳体的其他部分可拆卸连接。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种航天器包装箱空气净化控湿装置具有以下优势：

(1)本发明创造所述的气密壳体和处理单元的配合结构，在满足包装箱内对空气湿度和洁净度要求的同时，还使得包装箱同外界大气压为近似等压差结构，从而可以改变传统的铝合金框架式承压结构，使箱体可以选用别的复合材料，达到箱体轻量化，简单化，制造周期和成本将大大缩短；

同时，省去了传统配气台和氮气瓶的高压管路操作，在节省费用的同时，降低操作复杂度，增加安全性。

(2)本发明创造所述的除湿导柱以及吸附剂的位置关系，相对传统的空调除湿和散放干燥剂除湿相结合的方式来说，可以使得湿度的范围可控，进而达到40％～60％之间，同时使包装箱具备了自净化的功能，能使箱内洁净度达到十万级以上。

附图说明

构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：

图1为本发明创造实施例所述的一种航天器包装箱空气净化控湿装置整体结构示意图；

图2为本发明创造实施例所述的除湿器的结构示意图。

附图标记说明：

1-气密壳体，2-内通孔法兰，3-内通孔，4-过滤器，5-密封圈，6-除湿器，61-除湿导柱，611-过滤孔，7-风机，8-气密壳体盖，9-外通孔，10-外通孔盖板，11-通风层空间，12-过滤层空间，13、出风层空间，14-隔离板，141-通风口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。

如图1所示，一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其包括气密壳体1和处理单元。

所述处理单元包括过滤器4和除湿器6。

所述气密壳体1固定在所述包装箱的箱壁上，所述气密壳体1的中部设有处理腔室，且在所述气密壳体1一端上开有外通孔9，该端与气密壳体1的其他部分可拆卸连接，此端可视为气密壳体1的气密壳体盖8，所述外通孔9的一端与处理腔室连通，其另一端覆盖有外通孔盖板10。

在所述气密壳体1上还开有内通孔3以及进风孔，所述内通孔3与进风孔开于气密壳体1的同侧端，且该端面与开设外通孔9的端面对应设立，同时所述内通孔3与外通孔9对应设立，将外通孔9的设立位置置于该处是为了外部进入的空气充分得到过滤和除湿；

所述内通孔3的一端与包装箱内部连通，其另一端通过内通孔法兰2而覆盖有过滤器4，在该进风孔上安有风机7，所述风机7的一端与包装箱内部连通，其另一端覆盖有所述过滤器4，所述处理腔室通过内通孔3和风机7与包装箱内部连通，所述内通孔3和进风孔之间的处理腔室内设有多层除湿器6和过滤器4；

而过滤器4可对空气进行过滤和吸附，去除空气中颗粒和VOC等有机污染物，且有多种类型的过滤器，其中：

初效过滤器用于截留粗大颗粒物，滤料可采用易于清洗和更换的金属网、泡沫塑料、无纺布、DV化纤组合毡等材料；

高效过滤器主要过滤初级过滤器过滤后气体中颗粒，和气体通过除湿层所附带的颗粒，主要有玻璃纤维滤纸、棉短纤维滤纸和静电过滤器等形式；

吸附过滤器可用活性炭等材料。

而上述的处理腔室可以通过隔离板14而被分隔成多层空间结构且相邻两层空间结构之间均通过隔离板14上开设的通风口141连通，多层空间结构通过该连通方式而形成一蛇形的流通通道；

具体形成蛇形的流通通道的方式为：

下面所提到的过渡隔离板、出风隔离板和通风隔离板均为权利要求书中所说到的隔离板14，为了方便描述在这里对不同位置的隔离板14进行了命名。

第一层空间为通风层空间11，最后一层空间为出风层空间13，而两者之间分布有至少一个过渡层空间12；

当具有多个过渡层空间12的时候，相邻两个过渡层空间12之间均夹隔着过渡隔离板，多个过渡隔离板上开设的通风口141为交错排布，且相邻两个过渡层空间12通过该通风口141连通；

而所述通风层空间11和与其相邻的过渡层空间12之间夹隔着通风隔离板，该通风层空间11通过通风隔离板上的通风口141和与其相邻的过渡层空间12连通，所述内通孔3置于所述通风层空间11中的一侧，而所述通风隔离板上的通风口141位于该通风层空间11的另一侧；

所述出风层空间13和与其相邻的过渡层空间12之间夹隔着出风隔离板，该出风层空间13通过出风隔离板上的通风口141和与其相邻的过渡层空间12连通，所述出风层空间13中的一侧设有所述进风孔，且所述进风孔与内通孔3为对角设立，所述出风隔离板上的通风口141位于该出风层空间13的另一侧；

在所述通风层空间11中，所述除湿器6位于内通孔3与通风隔离板上的通风口141之间且设立位置与流通通道的路径相垂直；

在所述出风层空间13中，所述除湿器6位于进风孔与出风隔离板上的通风口141之间且设立位置与流通通道的路径相垂直；

而过渡层空间12中，除湿器6置于两个过渡隔离板之间且所述的两个过渡隔离板上开设的通风口分置在此除湿器6的两侧，同时除湿器6的设立位置与流通通道的路径相垂直。

每层空间结构中均设有多个平行排列的除湿器6且多个除湿器6的排列方向与流通通道的路径垂直；

而除湿器6可用冷冻除湿、吸附除湿、吸收除湿、膜除湿、热泵除湿、电除湿、HVAC除湿等原理；

其中冷冻除湿原理为当空气冷却到露点温度以下，空气中大于饱和湿含量的水蒸气就会凝结析出；

固体吸附除湿是基于多孔介质传质而发展起来的一种应用，依靠吸附剂的固体表面水蒸气分压力提供的动力对毛细管作用，使空气在多孔介质内进行热湿交换，从而达到除湿目的；

吸附除湿可选用除湿剂盒，用于盛放和压紧固体除湿剂，除湿剂可选用吸收式除湿剂，常用的有氯化钙，五氧化二磷，氢氧化钠，硫酸铜等；也可选用吸附式除湿剂，常用的有硅胶，分子筛，活性炭等；

本系统采用固体吸附除湿原理，优化传统吸附剂盛放盒的结构，在增大进气速率的同时，增加吸附剂和湿空气的接触面积，从而保证了二者的吸附传质时间，使得在通气量增大2倍的同时，吸湿更加充分，提高吸附剂的效率；

如图2所示，所述除湿器6包括多个平行排列的空心的除湿导柱61，所述除湿导柱61均通过过滤网制成，所述除湿导柱61内放置有吸附剂，而空气则从过滤孔611通过。

空气处理系统还包括控制器和湿度传感器，所述湿度传感器至于包装箱内部且与所述控制器电连接，所述控制器控制所述风机7运行；

风机7用于箱内气体循环，使箱内气体进入和排出空气处理系统，通过控制器对风机7采取控制策略，使得箱内气体达到一定湿度时，风机7启动，对箱内进行除湿，而当气体湿度降到要求范围时，风机7停止，使箱内湿度达到动态平衡。

本实施例所述空气处理系统分成两个部分：

1、箱外气体进入箱内

保持气密壳体盖8的关闭，打开外通孔盖板10，关闭内通孔3，开启通道I，在外界温度、海拔等因素引起大气压变化下，箱外空气经过过滤器4和除湿器6，使得空气洁净度，有机物污染物以及湿度达标，同时还通过进风孔进入到箱内，可以使得包装箱内外气压相等。

此设计可以直接处理箱外空气，使其洁净度和湿度满足要求后进入箱内，这样箱体不用设计成承压结构，可使制造成本大大降低。

2、箱内气体循环

保持气密壳体盖8的关闭，关闭外通孔盖板10，打开内通孔3，开启通道II，开启风机7，使箱内气体从内通孔3持续进入处理腔室并流经流通通道而从进风孔流出，通过不断循环，使箱内气体洁净度满足要求；通过湿度传感器检测箱内湿度，从而通过控制器控制风机7自动启停，风机7在湿度高于湿度上限时启动，使空气通过除湿器6，降低湿度，低于湿度下限时停止，切断空气同除湿器6接触，避免箱内湿度过低。

本发明创造集箱外通气和箱内循环为一体，既可满足箱内外压强相等，使之具备自由“呼吸”功能，又可满足箱内空气净化除湿功能。

在气密壳体盖8与气密壳体1之间还设有密封圈5，从而保证整个处理腔室的密封性。

以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其特征在于：包括气密壳体(1)和处理单元；

所述处理单元包括过滤器(4)和除湿器(6)；

所述气密壳体(1)固定在所述包装箱的箱壁上，所述气密壳体(1)的中部设有处理腔室，且该气密壳体(1)上开有外通孔(9)，处理腔室通过该外通孔(9)与包装箱外部连通；

在所述气密壳体(1)上还开有内通孔(3)以及进风孔，在该进风孔上安有风机(7)，所述处理腔室通过内通孔(3)和风机(7)与包装箱内部连通，所述内通孔(3)和进风孔之间设有过滤器(4)和除湿器(6)；

所述处理腔室通过隔离板(14)被分隔成多层空间结构，所述隔离板(14)上开有通风口(141)，相邻两层空间结构之间均通过所述通风口(141)连通，多层空间结构通过该连通方式而形成流通通道，所述流通通道为蛇形通道；

所述除湿器(6)包括多个平行排列的空心的除湿导柱(61)，多个除湿导柱(61)的排列方向与所述流通通道路径垂直，所述除湿导柱(61)均通过过滤网制成，所述除湿导柱(61)内放置有吸附剂；

所述内通孔(3)与外通孔(9)对应设立。

2.根据权利要求1所述的一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其特征在于：所述内通孔(3)设在所述流通通道的头部且与其连通，所述进风孔设在所述流通通道的尾部且与其连通，所述除湿器(6)设在所述流通通道内且与该流通通道路径垂直。

3.根据权利要求1所述的一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其特征在于：所述外通孔(9)的一端与处理腔室连通，其另一端覆盖有外通孔盖板(10)。

4.根据权利要求1所述的一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其特征在于：还包括控制器和湿度传感器，所述湿度传感器至于包装箱内部且与所述控制器电连接，所述控制器控制所述风机(7)运行。

5.根据权利要求1所述的一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其特征在于：所述内通孔(3)的一端与包装箱内部连通，其另一端覆盖有过滤器(4)。

6.根据权利要求1或3所述的一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其特征在于：所述风机(7)的一端与包装箱内部连通，其另一端覆盖有所述过滤器(4)。

7.根据权利要求1所述的一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其特征在于：所述内通孔(3)与进风孔开于气密壳体(1)的同侧端，且该端面与开设外通孔(9)的端面对应设立。

8.根据权利要求1所述的一种航天器包装箱空气净化控湿装置，其特征在于：所述内通孔(3)与风机(7)之间设有多层除湿器(6)。