CN106811921B - 用于微重力环境的衣物处理装置及其气体处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微重力环境的衣物处理装置及其气体处理系统，用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统包括：有处理气进口和处理气出口，其特征在于，气体处理系统还包括：用于对气体进行冷凝的冷凝装置，处理气进口形成在冷凝装置上；用于对气体进行杀菌的杀菌装置，杀菌装置的进口与冷凝装置的出口连通；用于对气体进行加热的加热装置，加热装置的进口与杀菌装置的出口连通，处理气出口形成在加热装置上。根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统具有能够在微重力环境下对衣物进行干燥杀菌，节约航天器的空间和气体资源，降低航天飞行成本，提高航天飞行的可靠性等优点。

Description

用于微重力环境的衣物处理装置及其气体处理系统

技术领域

本发明涉及航天工程技术领域，具体而言，涉及一种用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统和具有所述用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统的用于微重力环境的衣物处理装置。

背景技术

由于太空中的环境差异，在微重力环境下，相关技术中的洗衣设备无法正常工作。为了保持身上的衣物清洁，太空中的工作人员通过更换一次性衣物满足对衣物更换的需求，但随着人类对太空的探索越来越深入，工作人员在太空中滞留的时间越来越长，携带大量一次性衣物不仅浪费资源，而且占用空间，无法满足操作人员对衣物更换的需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统,该用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统具有能够在微重力环境下对衣物进行干燥杀菌，节约航天器的空间和气体资源，降低航天飞行成本，提高航天飞行的可靠性等优点。

本发明还提出一种具有所述用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统的用于微重力环境的衣物处理装置。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，所述用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统具有处理气进口和处理气出口，所述气体处理系统还包括：用于对气体进行冷凝的冷凝装置，所述处理气进口形成在所述冷凝装置上；用于对气体进行杀菌的杀菌装置，所述杀菌装置的进口与所述冷凝装置的出口连通；用于对气体进行加热的加热装置，所述加热装置的进口与所述杀菌装置的出口连通，所述处理气出口形成在所述加热装置上。

根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，具有能够在微重力环境下对衣物进行干燥杀菌，节约航天器的空间和气体资源，降低航天飞行成本，提高航天飞行的可靠性等优点。

另外，根据本发明上述实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统还包括多个用于过滤杂质的格栅，所述多个格栅间隔开连接在所述冷凝装置的处理气进口处。

根据本发明的一个实施例，相邻两个所述格栅之间设有第一通断阀。

根据本发明的一个实施例，所述冷凝装置包括用于存储冷凝水的水箱。

根据本发明的一个实施例，所述用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统还包括臭氧发生器，所述杀菌装置上设有臭氧入口，所述臭氧入口与所述臭氧发生器相连。

根据本发明的一个实施例，所述杀菌装置和所述臭氧发生器之间设有第二通断阀。

根据本发明的一个实施例，所述用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统还包括气体存储容器，所述气体存储容器设在所述加热装置和所述杀菌装置之间。

根据本发明的一个实施例，所述加热装置和所述气体存储容器之间设有第三通断阀。

根据本发明的一个实施例，所述气体存储容器上设有气源进口，所述气源进口适于与外部气源连通。

根据本发明的一个实施例，所述气源进口处设有第四通断阀。

根据本发明的第二方面的实施例提出一种用于微重力环境的衣物处理装置，所述用于微重力环境的衣物处理装置包括衣物处理容器，所述衣物处理容器内具有用于洗涤衣物的处理室，所述衣物处理容器上设有与所述处理室连通的气液进口和气液出口；气体处理系统，所述气体处理系统为根据本发明的第一方面的实施例所述的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，所述处理气进口与所述气液出口连通，所述处理气出口与所述气液进口连通；液体处理系统，所述液体处理系统的进口与所述气液出口连通，所述液体处理系统的出口与所述气液进口连通。

根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置，通过利用根据本发明的第一方面的实施例所述的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，具有能够在微重力环境下清洁衣物，节约水资源和气体资源，节省航天器内空间，提高航天飞行的可靠性等优点。

附图说明

图1是根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的结构示意图。

附图标记：用于微重力环境的衣物处理装置1、用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10、处理气进口11、处理气出口12、冷凝装置100、冷凝装置的出口110、水箱120、集水装置130、杀菌装置200、杀菌装置的进口210、杀菌装置的出口220、臭氧入口230、加热装置300、加热装置的进口310、格栅400、第一格栅410、第二格栅420、第一通断阀510、第二通断阀520、第三通断阀530、第四通断阀540、气体存储容器600、气源进口610、处理室21、气液进口22、气液出口23、液体处理系统30、液体处理系统的进口31、液体处理系统的出口32、三通阀40、气体出口41、液体出口42、进入管51、排出管52、输送泵60、控制阀70。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10。

如图1所示，根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10具有处理气进口11和处理气出口12。

气体处理系统10包括冷凝装置100、杀菌装置200和加热装置300。

冷凝装置100用于对气体进行冷凝，处理气进口11形成在冷凝装置100上。杀菌装置200用于对气体进行杀菌，杀菌装置200的进口210与所述冷凝装置100的出口110连通。加热装置300用于对气体进行加热，加热装置300的进口310与杀菌装置200的出口210连通，处理气出口12形成在加热装置300上。

根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10，通过设置加热装置300，可以利用加热装置300对气体处理系统10内的气体进行加热，并通过处理气出口12排出。这样可以使所述用于微重力环境的衣物处理装置，在对衣物进行洗涤处理后，能够利用加热后的气体对衣物进行干燥和杀菌，从而实现对衣物的清洁。由此可以使航天器中的工作人员只需携带少量的衣物即可满足对衣物更换的需求，不仅可以省去携带大量一次性衣物的成本，而且可以节约航天器的内部空间。由于航天器中的特殊环境，经过洗涤后的潮湿的衣物不能暴露在航天器内部自然晾干，通过利用气体处理系统10排出的加热气体对衣物进行干燥，不仅可以使航天器中的工作人员能够更快的更换干净的衣物，缩短衣物更换的周期，进一步降低携带衣物的数量，而且可以避免衣物中的水分散发到航天器内部而影响航天器的正常工作，从而保证航天飞行的可靠性。

并且，通过设置冷凝装置100，可以在气体对衣物进行干燥并带出水分之后，利用冷凝装置100对湿热的气体进行冷凝干燥，分离出气体中的水蒸汽，以降低气体的湿度，使气体干燥后通过冷凝装置100的出口110送入加热装置300再次进行加热，并对衣物进行干燥。由此不仅可以实现气体的循环利用，以降低对航天器中气体资源的消耗，提高航天器中气体资源的利用率，而且可以避免废气排出而影响航天器的正常工作，从而进一步提高航天飞行的可靠性。

此外，通过设置杀菌装置200，可以利用杀菌装置200对冷凝干燥后的气体进行杀菌处理，这样不仅可以避免气体处理系统10内滋生细菌，而且可以进一步杀灭衣物上残留的细菌，从而保证对衣物的清洁效果。由于航天器中的特殊环境，通过对更换下来的衣物进行杀菌处理，可以避免细菌在航天器的内部滋生扩散，从而进一步提高航天飞行的可靠性。

因此，根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10具有能够在微重力环境下对衣物进行干燥杀菌，节约航天器的空间，降低航天飞行成本，提高航天飞行的可靠性等优点。

下面参考附图描述根据本发明具体实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10。

在本发明的一些具体实施例中，如图1所示，用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10包括冷凝装置100、杀菌装置200和加热装置300。

用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10还包括多个用于过滤杂质的格栅400，所述多个格栅400间隔开连接在冷凝装置100的处理气进口11处。由此可以避免杂物被吹入冷凝装置100内而影响冷凝装置100的正常工作，从而保证冷凝装置100的可靠性。

当然，处理气进口11处也可以设置其他过滤结构对杂质进行过滤。

具体而言，如图1所示，格栅400可以为两个，两个格栅400可以分别为第一格栅410和第二格栅420，第二格栅420的栅格密度大于第一格栅410的栅格密度。由此可以利用第一格栅410和第二格栅420先后对气体中的杂质进行两次过滤，以进一步防止杂质进入冷凝装置100。

可选地，如图1所示，相邻两个格栅400之间设有第一通断阀510。由此可以利用第一通断阀510控制处理气进口11的开闭，以控制对衣物进行干燥后的气体进入冷凝装置100的时机。

本领域的技术人员可以理解的是，第一通断阀510也可以设在处理气进口11处的其他位置。

图1示出了根据本发明一个具体示例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10。如图1所示，冷凝装置100包括用于存储冷凝水的水箱120。由此可以将从混合气体中分离出来的水分进行储存，不仅可以避免水资源的浪费，而且可以防止水排放到航天器内部而影响航天器正常工作。

具体地，冷凝装置100还包括用于收集冷凝水的集水装置130。水箱120与集水装置130连通。由此可以利用集水装置130收集在冷凝后的水滴，并输送至水箱130内。

更为具体地，水箱120上可以具有取水口。这样可以利用取水口将水箱120内的水排出，以防止水箱120收集过多冷凝水而溢出。具体而言，通过取水口排出的水可以供航天器内的工作人员取用，也可以输送回所述衣物处理装置作为洗涤水使用。

可选地，如图1所示，用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10还包括臭氧发生器(图中未示出)，杀菌装置200上设有臭氧入口230，臭氧入口230与所述臭氧发生器相连。由此不仅可以利用所述臭氧发生器产生的臭氧在杀菌装置200内对气体进行杀菌，而且可以将臭氧输送至所述衣物处理装置对衣物进行杀菌处理。

其中，如图1所示，杀菌装置200和所述臭氧发生器之间设有第二通断阀520。由此可以利用第二通断阀520控制所述臭氧发生器和杀菌装置200之间的通断，以控制臭氧进入杀菌装置200的时机。

具体而言，杀菌装置200可以为红外线杀菌装置。由此可以保证杀菌装置200在航天器内的特殊环境下也能够正常工作。

图1示出了根据本发明一个具体示例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10。如图1所示，用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10还包括气体存储容器600，气体存储容器600设在加热装置300和杀菌装置200之间。这样可以将经过冷凝干燥杀菌后的气体存储在气体存储容器600内，在需要对衣物进行干燥杀菌时再输送至加热系统300进行加热。由此可以节约用于加热气体所消耗的能源，以降低航天器的能源消耗。

具体地，如图1所示，加热装置300和气体存储容器600之间设有第三通断阀530。由此可以利用第三通断阀530控制气体进入加热装置300的时机。

当然，气体存储容器600和加热装置300之间也可以设置其他结构控制两者之间的通断。

有利地，如图1所示，气体存储容器600上设有气源进口610，气源进口610适于与外部气源连通。由此可以将外部气源处的气体先存储在气体存储容器600内，在需要对衣物进行干燥杀菌时再输送至所述加热装置300内。

其中，如图1所示，气源进口610处设有第四通断阀540。由此可以利用第四通断阀540控制气源处的气体进入气体存储容器600的时机。

具体地，第一通断阀510、第二通断阀520、第三通断阀530和第四通断阀540均为电磁阀。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置1。根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置1包括衣物处理容器、气体处理系统和液体处理系统30。

所述衣物处理容器内具有用于洗涤衣物的处理室21，所述衣物处理容器上设有与处理室21连通的气液进口22和气液出口23。

所述气体处理系统为根据本发明上述实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10，处理气进口11与气液出口23连通，处理气出口12与气液进口22连通。液体处理系统30的进口31与气液出口23连通，液体处理系统30的出口32与气液进口22连通。

通过设置气体处理系统10和液体处理系统30，可以利用气体处理系统10和液体处理系统30处理洗涤和干燥衣物后的废水和废气，可以便于对水资源和气体资源进行循环利用。

根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置1，通过利用根据本发明上述实施例的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10，具有能够在微重力环境下清洁衣物，节约水资源和气体资源，节省航天器内空间，提高航天飞行的可靠性等优点。

可选地，如图2所示，用于微重力环境的衣物处理装置1还包括与气液出口气液出口23连通的三通阀40，三通阀40具有气体出口41和液体出口42，气体处理系统10的处理气进口11与气体出口41连通，且气体处理系统10的处理气出口12与气液进口22连通，液体处理系统30的进口31与液体出口42连通，且液体处理系统30的出口32与气液进口22连通。由此可以使处理室21内的气体和液体分别进入气体处理系统10和液体处理系统30。

具体而言，如图2所示，气体出口41和液体出口42处可以分别设有控制阀70。由此可以在处理室21排出气体时打开气体出口41处的控制阀70,并关闭液体出口42处的控制阀70，以保证气体流入气体处理系统10而不会流入液体处理系统30，在处理室21排出液体时打开液体出口42处的控制阀70，并关闭气体出口41处的控制阀70，以保证液体流入液体处理系统30而不会流入气体处理系统10。

进一步地，液体处理系统30的出口32、气体处理系统30的处理气出口12处可以均设有控制阀70。由此可以通过控制各个控制阀70的打开和关闭，实现控制用于微重力环境的衣物处理装置1的工作状态。

有利地，如图2所示，用于微重力环境的衣物处理装置1还包括进入管51和排出管52，三通阀40通过排出管52与气液出口23相连，气体处理系统10的处理气出口12和液体处理系统30的出口32均与进入管51连通，进入管51和排出管52上均设有输送泵60。由此不仅可以便于管路进行连通，而且可以利用输送泵60为用于微重力环境的衣物处理装置1内气体和液体的流动循环提供动力，防止用于微重力环境的衣物处理装置1内的气体和液体逆流而发生泄漏。

下面参考图1和图2描述根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置1的工作过程。

在航天器中的工作人员需要对衣物进行清洁时，首先将衣物放入处理室21内进行清洗，洗涤后的水通过气液出口23排出，通过控制控制阀70使水进入液体处理系统30，经过液体处理系统30后通过气液进口22再次进入处理室21进行冲洗，实现水循环利用，在反复冲洗多次后将水排出处理室21，存储在液体处理系统30内。

外部气源处的气体通过气源进口610进入气体存储容器600，在处理室21内的水排净后，打开第四通断阀540，使气体存储容器600内的气体进入加热装置300进行加热，加热后的气体经过处理气出口12和气液进口22进入处理室21内，对处理室21内的衣物进行干燥杀菌，气体携带衣物上的水分通过气液出口23排出，通过控制控制阀70使气体进入处理气进口11，第一通断阀510打开，使气体经过第一格栅410和第二格栅420的过滤之后进入冷凝装置100进行冷凝，冷凝水通过集水装置130收集后送入水箱120内储存，冷凝干燥后的气体进入杀菌装置200内进行杀菌，打开第二通断阀520，使所述臭氧发生器产生的臭氧进入杀菌装置200内进行杀菌，并随干燥后的气体一同送入气体存储容器600进行储存，最后通过处理气出口12和气液进口22再次进入处理室21对衣物进行干燥，反复干燥多次后将气体从处理室21内排出，完成对衣物的洗涤和干燥，排出的气体经过过滤干燥杀菌处理后存储在气体存储容器600内以备下次使用。

具体而言，用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统10的工作过程可以分为充气阶段、排气阶段和干燥阶段三个阶段。

在充气阶段，第三通断阀530、第四通断阀540打开，进入管51上的输送泵60工作，气源处的干净气体充入处理室21里。

在排气阶段，气体出口41处的控制阀70和第一通断阀510打开，排出管52上的输送泵60工作，将处理室21内气体排入气体处理系统10，经过过滤、冷凝干燥、杀菌后将净气存到气体存储容器600内，将冷凝水储存到水箱120内。

在干燥阶段，气体出口41处的控制阀70、第一通断阀510、第三通断阀530和第四通断阀540打开。两个输送泵60均工作，对衣物进行循环干燥，达到干燥衣物的目的。

更为具体地，在充气阶段和排气阶段，可以通过检测处理室21内的气压检测气体是否充满或排空，在干燥阶段可以通过检测气体循环的时间确认干燥过程是否完成。

根据本发明实施例的用于微重力环境的衣物处理装置1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，所述气体处理系统具有处理气进口和处理气出口，其特征在于，所述气体处理系统还包括：

用于对气体进行冷凝的冷凝装置，所述处理气进口形成在所述冷凝装置上；

用于对气体进行杀菌的杀菌装置，所述杀菌装置的进口与所述冷凝装置的出口连通；

用于对气体进行加热的加热装置，所述加热装置的进口与所述杀菌装置的出口连通，所述处理气出口形成在所述加热装置上；

气体存储容器，所述气体存储容器设在所述加热装置和所述杀菌装置之间。

2.根据权利要求1所述的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，其特征在于，还包括多个用于过滤杂质的格栅，所述多个格栅间隔开连接在所述冷凝装置的处理气进口处。

3.根据权利要求2所述的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，其特征在于，相邻两个所述格栅之间设有第一通断阀。

4.根据权利要求1所述的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，其特征在于，所述冷凝装置包括用于存储冷凝水的水箱。

5.根据权利要求1所述的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，其特征在于，还包括臭氧发生器，所述杀菌装置上设有臭氧入口，所述臭氧入口与所述臭氧发生器相连。

6.根据权利要求5所述的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，其特征在于，所述杀菌装置和所述臭氧发生器之间设有第二通断阀。

7.根据权利要求1所述的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，其特征在于，所述加热装置和所述气体存储容器之间设有第三通断阀。

8.根据权利要求1所述的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，其特征在于，所述气体存储容器上设有气源进口，所述气源进口适于与外部气源连通。

9.根据权利要求8所述的用于微重力环境的衣物处理装置的气体处理系统，其特征在于，所述气源进口处设有第四通断阀。

10.一种用于微重力环境的衣物处理装置，其特征在于，包括：

衣物处理容器，所述衣物处理容器内具有用于洗涤衣物的处理室，所述衣物处理容器上设有与所述处理室连通的气液进口和气液出口；

气体处理系统，所述气体处理系统为根据权利要求1-9中任一项所述的气体处理系统，所述处理气进口与所述气液出口连通，所述处理气出口与所述气液进口连通；

液体处理系统，所述液体处理系统的进口与所述气液出口连通，所述液体处理系统的出口与所述气液进口连通。