CN106892082B - 用于浮空器的排气组件以及浮空器 - Google Patents

用于浮空器的排气组件以及浮空器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于浮空器的排气组件，包括具有阀口(1)的阀座(2)以及可选择地覆盖阀口(1)的阀盖(3)，还包括设置在阀座(2)上的电机驱动机构和传动机构，电机驱动机构推动传动机构以带动阀盖(3)可选择地覆盖阀口(1)，其中，在阀盖(3)敞开阀口(1)的位置阀盖(3)与阀口(1)所在平面成角度地设置。本发明的目的在于提供一种用于浮空器的排气压力灵活可调的排气组件和具有该排气组件的浮空器。

Description

用于浮空器的排气组件以及浮空器
技术领域
本发明涉及浮空器技术领域，具体地，涉及一种用于浮空器的排气组件和安装有该排气组件的浮空器。
背景技术
浮空器一般包括气球和飞艇，成形的浮空器从地面开始升空，随着飞行高度增加，外界空气密度和大气压力逐渐减小，浮空器内的浮升气体体积迅速膨胀。为了安全和保持浮空器气动外形，浮空器需要排出一定的内部气体，调节内外压差到一定范围，这个范围是由材料强度、飞行策略、气动参数决定。即使浮空器锚泊在地面或在一定高度飞行，随着环境温度的升高，浮空器的内部气体也会膨胀，这时就要排出一定的气体，否则会因为压力过高使囊体破裂。因此，浮空器在地面锚泊、成形升空和高空驻留过程中均需要排气装置来维持内外压差在一定范围。
传统的排气阀盖包括阀体、阀盖、弹簧和拉杆。该排气阀盖依靠弹簧的弹性拉力关闭阀盖，当浮空器内部气体压力升高，内压对阀盖的作用力大于弹簧预置弹性拉力，阀盖开启，排出气体，而后内压降低，在弹簧的作用下关闭阀盖，如此反复。采用这种排气阀盖主要存在以下问题：被动控制，缺乏灵活性。这是因为该阀盖为纯机械结构，仅依靠弹簧和浮空器内部气压的作用开启关闭阀盖，气压大，阀盖开，气压小，阀盖关，无法主动控制阀盖的开启和关闭，缺乏灵活性，应用范围窄。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于浮空器的排气压力灵活可调的排气组件和具有该排气组件的浮空器。
为实现上述目的，一方面，本发明提供了一种用于浮空器的排气组件，包括具有阀口的阀座以及可选择地覆盖阀口的阀盖，还包括：设置在阀座上的电机驱动机构和传动机构，电机驱动机构推动传动机构以带动阀盖可选择地覆盖阀口，其中，在阀盖敞开阀口的位置阀盖与阀口所在平面成角度地设置。
根据本发明，在阀盖覆盖阀口的位置，阀盖所在平面与阀口所在平面平行；在阀盖敞开阀口的位置，阀盖所在平面与阀口所在平面垂直。
根据本发明，电机驱动机构包括电机，电机具有与传动机构连接的输出轴。
根据本发明，传动机构包括：与输出轴连接并可通过输出轴带动转动的拨叉；可滑动地设置在拨叉的导槽中的第一联动轴，第一联动轴和阀盖通过连接轴连接；以及引导第一联动轴带动阀盖在敞开位置与覆盖位置之间转换的滑槽。
根据本发明，阀座上安装有滑槽座，滑槽设置在滑槽座中并且滑槽座由阀座所在平面向设置有电机驱动机构的一侧延伸。
根据本发明，滑槽构造成L形滑槽结构，所述L形滑槽结构的其中一条槽道的延伸方向垂直于阀口所在平面。
根据本发明，L形滑槽结构的两条槽道的相交位置处设置有圆倒角。
根据本发明，传动机构还包括与第一联动轴联动的第二联动轴，第二联动轴设置在第一联动轴与阀盖之间，并且连接第一联动轴和阀盖的连接轴延伸穿过第二联动轴。
根据本发明，阀盖的外周边设置有O形密封圈。
根据本发明，O形密封圈为金属密封圈。
根据本发明，连接轴包括螺杆和螺母，螺杆依次穿过第一联动轴和阀盖，螺母螺纹连接在螺杆上使得第一联动轴与螺杆固定连接。
根据本发明，电机驱动机构还包括连接在电机与输出轴之间的减速器。
根据本发明，阀座构造成法兰状结构。
根据本发明，阀座的外边缘均匀布置有安装孔。
另一方面，本发明还提供了一种浮空器，该浮空器中安装有上述的排气组件。
本发明的有益效果在于：
在本发明的排气组件中，与现有技术中纯机械结构仅依靠弹簧和浮空器内部气压作用开启关闭阀盖相比，采用电机驱动阀盖开合，因此能够保证排气压力自动灵活可调；
进一步地，在本发明中，排气组件的阀盖采用整体直线加旋转的开合方式，使得当该阀盖处于开启状态用于浮空器的排气时，阀盖所在平面与阀口所在平面成角度设置且进一步地可以相互垂直设置，不会对流出气体产生阻挡，从而增加排气效率；
此外，在本发明中，排气组件的阀盖周边安装有O形金属密封圈，保证阀盖重复使用和低温等特殊环境条件下的密封性能。
附图说明
图1是本发明排气组件的一个实施例的位于阀盖开启位置的立体图；
图2是本发明排气组件的一个实施例的位于阀盖闭合位置的立体图。
具体实施方式
现参照附图对本发明的具体实施例进行说明，如图1和图2所示，分别示出了本发明排气组件的实施例位于阀盖3开启位置和阀盖3闭合位置的立体图。
在如图1所示的实施例中，该用于浮空器的排气组件包括阀座2和阀盖3，其中，阀座2具有圆形阀口1，阀盖3的形状与阀口1对应并且能够覆盖阀口1；该排气组件还包括设置在阀座2上的电机驱动机构和传动机构，电机驱动机构推动传动机构以带动阀盖3可选择地覆盖阀口1，即，当该排气组件需要排气时，电机驱动机构通过传动机构驱动阀盖3开启，当排气完成时，电机驱动机构通过传动机构驱动阀盖3覆盖阀口1实现阀的关闭。此外进一步，在阀盖3敞开阀口1的位置，阀盖3与阀口1所在平面成角度地设置。也就是说，阀盖3从关闭阀口1的位置转换至敞开阀口1的位置的过程中，阀盖3经历旋转的过程而并非如现有技术中那样仅有线性升降的过程，从而使得本发明的阀盖3调节更加灵活。
此处应当注意，电机驱动机构通过传动机构驱动阀盖3可选择性地覆盖阀口1能够以多种方式实施，例如：可通过固定在阀盖3上的电机通过输出轴5将动力传输至与该输出轴5连接的拨叉6，带动拨叉6旋转，拨叉6继而通过连接至阀盖3的联动轴71带动阀盖3运动，从而实现阀盖3的开启与闭合；再如：拨叉6可替代地为位于联动轴71的两侧或中间的伸缩杆，同样也可实现阀盖3的开启与闭合；或者，可替代地，还可通过电磁铁控制阀盖3的开启与闭合。以上仅仅为本发明排气组件中电机驱动机构与传动机构配合以实现自动控制阀盖3的开启与闭合的一些优选的实施方式，其他能够实现上述效果的方式同样适用于本发明，这可根据实际情况而定，本发明不局限于此。在本发明的排气组件中，与现有技术中纯机械结构仅依靠弹簧和浮空器内部气压作用开启关闭阀盖相比，采用电机驱动阀盖开合，因此能够保证排气压力自动灵活可调。
优选地，在如图1和图2所示的实施例中，如图2最佳所示，在阀盖3覆盖阀口1的位置，即当浮空器的气囊中的气压合适不需要向外排气，阀盖3关闭时，阀盖3所在平面与阀口1所在平面平行，也可理解为，在阀盖3的闭合位置中，阀盖3与阀座2平行；如图1最佳所示，在阀盖3敞开阀口1的位置，即当浮空器的气囊中的气压过高需要排气而打开阀盖3时(不包括阀盖3从闭合位置运动到最终开启位置过程中的状态)，阀盖3所在平面与阀口1所在平面垂直，也可理解为，在阀盖3的最终开启位置时，阀盖3与阀座2互相垂直。
与本发明相比，现有技术中阀盖中的阀盖和丝杆是固定连接的，阀盖和丝杆只能做直线运动，即只能竖直(垂直)上升和下降，在排气装置打开时阀盖对流出气体有一定的阻挡作用，减缓了气体的排放速度。而在本发明的排气组件的实施例中，当阀盖处于开启状态用于浮空器的排气时，阀盖所在平面与阀口所在平面垂直，不会对流出气体产生阻挡，从而增加排气效率。
具体地，如图1所示，电机驱动机构包括电机4，电机4具有与传动机构连接的输出轴5，用于将来自电机的动能通过该输出轴5传递至传动机构。
在如图1所示的实施例中，该排气组件的传动机构包括：与输出轴5连接的拨叉6，该拨叉6可由输出轴5带动而转动；通过设置在阀盖3中心处的连接轴8与阀盖3相连的第一联动轴71，并且此第一联动轴71的两端可滑动地设置在拨叉6的导槽中；以及引导第一联动轴71带动阀盖3在开启位置与闭合位置之间转换的滑槽9。
具体地，滑槽9可设置在滑槽座12中，如图1所示，滑槽座12可为单独的部件，其可安装在阀座2上位于阀口1的两侧的位置上，并且两个滑槽座12在阀口1的两侧平行相对设置。可替代地，滑槽座12还从阀座2朝向设置有电机4的一侧延伸而出与阀座2一体成型而形成。
在一个优选的实施例中，滑槽9构造成L形滑槽结构，即该滑槽9具有两条延伸方向大致垂直的槽道，并且其中一条槽道的延伸方向垂直于阀口1所在平面，另一条槽道的延伸方向则平行于阀口1所在的平面。更加优选地，为了使得联动轴在滑槽9中的滑行更加平滑，可在L形滑槽结构的两条槽道的相交位置处设置圆倒角。此处应当注意，尽管在该实施例中滑槽9构造成L形，但是其他能够满足同样效果的滑槽9的形状，例如圆弧形等，也同样适用于本发明，这需要根据实际情况而定，本发明不局限于此。
在本发明的另一实施例中，该排气组件还包括与第一联动轴71联动的第二联动轴72，所谓“联动”，可理解成第二联动轴72可随时保持与第一联动轴71的同步运动，优选地，第二联动轴72在与第一联动轴71保持同步运动的同时还与第一联动轴71保持相对静止。可将第二联动轴72设置在第一联动轴71与阀盖3之间的位置中，并且连接第一联动轴71和阀盖3的连接轴8延伸穿过第二联动轴72，换句话说，即第一联动轴71、第二联动轴72以及阀盖3依次穿过连接轴8连接。
其中，连接轴8可作为单独的部件以螺母螺杆配合的形式连接第一联动轴71和阀盖3。具体来说，连接轴8可以包括螺杆和螺母，螺杆依次穿过第一联动轴71和阀盖3，螺母螺纹连接在螺杆上使得第一联动轴71与螺杆固定连接。可替代地，连接轴8可与阀盖3一体成型，从阀盖3的中心位置延伸而出形成。
优选地，在阀盖3的外周边设置有O形密封圈10，更加优选地，O形密封圈10为金属密封圈。与本发明相比，现有技术中阀盖采用密封垫形式密封，弹簧预置力相对密封压力偏小且不稳定，密封性无法保证。在囊体压力接近而弹簧预置力时，密封效果差，弹簧重复精度差，不利于整体压控的布局。而在本发明的排气组件中，阀盖闭合时，阀盖外圈的O形金属密封圈10受到阀口1挤压变形，可达到良好的密封效果，并且金属密封圈可保证阀盖重复使用和低温等特殊环境条件下的密封性能。
另外，在本发明排气组件的电机驱动机构中，还可包括连接在电机4与输出轴5之间的减速器，用于将合适的转速输出至输出轴5。
此外，在本发明排气组件的电机驱动机构中，阀座2可构造成法兰形状的机构，并且围绕该法兰形状结构的阀座2的外边缘以相同间隔布置有多个安装孔11，用于将阀座2安装至浮空器上。
综上，在如图1和图2所述的本发明排气组件的实施例中，具体的工作过程如下：阀盖3打开时，电机4工作，输出轴5带动拨叉6转动，第一联动轴71在拨叉6驱动下沿滑槽9做直线运动，同时带动第二联动轴72在滑槽9内做直线运动，并通过连接轴8带动阀盖3作直线运动，脱离阀口1；当第一联动轴71到达滑槽9的圆倒角段时，第一联动轴71和第二联动轴72整体做平移和转动，带动阀盖3平移和旋转；当第一联动轴71到达滑槽9的水平直线段终点时，阀盖3转至与阀座2垂直，电机停止工作，阀盖3打开完毕。阀盖3关闭与打开类似，阀盖3先在第一联动轴71和第二联动轴72作用下做平移和旋转运动，待第一联动轴71和第二联动轴72都进入滑槽9的竖直直线段时，阀盖3与阀座2平行，而后做直线运动，当第二联动轴72到达滑槽9的竖直直线段终点时，阀盖3上的O形金属密封圈10挤入阀口1，电机4停止工作，阀盖3关闭完成。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种用于浮空器的排气组件，包括具有阀口(1)的阀座(2)以及可选择地覆盖所述阀口(1)的阀盖(3)，其特征在于，还包括：
设置在所述阀座(2)上的电机驱动机构和传动机构，所述电机驱动机构推动所述传动机构以带动所述阀盖(3)可选择地覆盖所述阀口(1)，所述电机驱动机构包括：
可转动的拨叉(6)；
可在所述拨叉(6)的驱动下移动的第一联动轴(71)以及与所述第一联动轴(71)联动的第二联动轴(72)，所述第一联动轴(71)、所述第二联动轴(72)和所述阀盖(3)通过连接轴(8)连接；
滑槽(9)，所述滑槽(9)设置为可引导所述第一联动轴(71)和所述第二联动轴(72)整体做转动，以使得所述阀盖(3)可相对于所述阀口(1)所在平面成角度地旋转，所述滑槽(9)构造成L形滑槽结构，所述L形滑槽结构的其中一条槽道的延伸方向垂直于所述阀口(1)所在平面，所述第一联动轴(71)和所述第二联动轴(72)在所述滑槽(9)中滑动以从平行于所述阀口(1)所在平面和垂直于所述阀口(1)所在平面之间转换，
其中，在所述阀盖(3)敞开所述阀口(1)的位置所述阀盖(3)与所述阀口(1)所在平面成角度地设置。
2.根据权利要求1所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，在所述阀盖(3)覆盖所述阀口(1)的位置，所述阀盖(3)所在平面与所述阀口(1)所在平面平行；在所述阀盖(3)敞开所述阀口(1)的位置，所述阀盖(3)所在平面与所述阀口(1)所在平面垂直。
3.根据权利要求2所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，所述电机驱动机构包括电机(4)，所述电机(4)具有与所述传动机构连接的输出轴(5)。
4.根据权利要求3所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，
所述拨叉(6)与所述输出轴(5)连接并可通过所述输出轴(5)带动转动；
所述第一联动轴(71)可滑动地设置在所述拨叉(6)的导槽中，所述第一联动轴(71)和所述阀盖(3)通过连接轴(8)连接；以及
所述滑槽(9)引导所述第一联动轴(71)带动所述阀盖(3)在敞开位置与覆盖位置之间转换。
5.根据权利要求4所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，所述阀座(2)上安装有滑槽座(12)，所述滑槽(9)设置在所述滑槽座(12)中并且所述滑槽座(12)由所述阀座(2)所在平面向设置有所述电机驱动机构的一侧延伸。
6.根据权利要求1所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，所述L形滑槽结构的两条槽道的相交位置处设置有圆倒角。
7.根据权利要求4所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，所述第二联动轴(72)设置在所述第一联动轴(71)与所述阀盖(3)之间，并且连接所述第一联动轴(71)和所述阀盖(3)的所述连接轴(8)延伸穿过所述第二联动轴(72)。
8.根据权利要求4所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，所述阀盖(3)的外周边设置有O形密封圈(10)。
9.根据权利要求8所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，所述O形密封圈(10)为金属密封圈。
10.根据权利要求4所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，所述连接轴(8)包括螺杆和螺母，所述螺杆依次穿过所述第一联动轴(71)和所述阀盖(3)，所述螺母螺纹连接在所述螺杆上使得所述第一联动轴(71)与所述螺杆固定连接。
11.根据权利要求3所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，所述电机驱动机构还包括连接在所述电机(4)与所述输出轴(5)之间的减速器。
12.根据权利要求3所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，所述阀座(2)构造成法兰状结构。
13.根据权利要求12所述的用于浮空器的排气组件，其特征在于，所述阀座(2)的外边缘均匀布置有安装孔(11)。
14.一种浮空器，其特征在于，所述浮空器中安装有以上任一项权利要求所述的排气组件。
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