CN107601506A - 一种按压式空间低温产气装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种按压式空间低温产气装置，包括固体模块和液体模块，所述固体模块与所述液体模块能够相对滑动；所述固体模块包括药柱壳，所述液体模块的外壳上设有薄弱点，内部装有反应溶液；通过按压所述液体模块，所述药柱壳穿透所述液体模块上的薄弱点进入所述液体模块。同时，本发明还涉及一种按压式空间低温产气装置的使用方法。1)本发明按压式低温产气装置结构简单，质量轻，便于移动、使用；同时，无需电信号，仅需机械按压即可产气；且本发明装置成分安全，生成低温气体，反应产物无污染，适用于空间工程。

Description

一种按压式空间低温产气装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及空间低温产气技术领域，尤其涉及一种按压式空间低温产气装置及其使用方法。

背景技术

在空间活动中，气体是一种重要物资。近年来，各类充气结构在空间工程中的大量应用，使气体用量大大增加。

当前空间工程广泛使用的高压气瓶充气装置具有质量大、结构复杂、体积大的缺点，相对于小型/微型充气结构，其经济性差。而目前所使用的地面产气装置采用火工品生成高温气体，存在一定危险性，不适用于空间工程。

因此，发展适合空间工程使用的低温产气装置具有重要意义。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种按压式空间低温产气装置及其使用方法，用以解决现有火工品产气装置因存在一定危险性，而不适用空间工程的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种按压式空间低温产气装置，包括固体模块和液体模块，所述固体模块与所述液体模块能够相对滑动；所述固体模块包括药柱壳，所述液体模块的外壳上设有薄弱点，内部装有反应溶液；通过按压所述液体模块，所述药柱壳穿透所述液体模块上的薄弱点进入所述液体模块。

本发明有益效果如下：

本发明的结构简单，通过在液体模块上设置薄弱点的方式方便药柱壳的穿透，无需电信号，使用方便，便于操作。

进一步的，所述固体模块和所述液体模块均为圆柱形腔体结构，所述固体模块与所述液体模块密封相连。

本发明固体模块与液体模块分别密封，保证在发射过程中不会发生误反应而产生气体，两模块相连便于通过挤压方式触发反应发生，触发方案简单可靠。

进一步，所述药柱壳中装有碳酸氢钠，所述液体模块中装有稀盐酸溶液。

本发明在药柱壳中装入碳酸氢钠，在液体模块中装入稀盐酸溶液，能够保证二氧化碳气体的产生，同时，上述成分安全，生成低温气体，反应产物无污染，适用于空间工程。

进一步的，所述药柱壳包括第一圆柱形和第二圆柱形，所述第二圆柱形的一侧位于所述第一圆柱形的一端，并与所述第一圆柱形的内部相连通；所述第二圆柱形的另一侧与所述液体模块上的薄弱点相连。

进一步的，所述固体模块还包括固体模块外壳、过滤网和出气孔，所述出气孔位于所述固体模块外壳的一侧，所述过滤网位于所述固体模块外壳内部，且所述过滤网的一侧与所述出气孔相连，所述过滤网的另一侧与所述药柱壳的第一圆柱形相连。

本发明固体模块外壳上设有出气孔，用于释放反应所产生的气体；本发明设置过滤网，用于防止非气体物质进入装置以外的空间。

进一步的，所述药柱壳的材质为聚碳酸酯；所述过滤网为三层结构，按照所述出气孔向所述药柱壳方向依次为熔喷无纺布、聚氨酯层及防水处理后的碳氟化合树脂。

本发明药柱壳的材质选择聚碳酸酯，因为使用聚碳酸酯作为材质，能够使得药柱壳的抗腐蚀性好，并且硬度高，能够保证按压时穿透薄弱点，同时聚碳酸酯密度低，质量轻；本发明过滤网使用三层结构，主要是为了既能够做到隔水，又能够保证透气。

进一步的，所述液体模块还包括密封膜和液体模块的外壳，所述密封膜固定于所述液体模块的外壳内部。

本发明在液体模块的外壳内部设置密封膜，既能够约束稀盐酸溶液，又能够保护液体模块外壳。

进一步的，所述液体模块还包括剪切销，所述剪切销位于所述液体模块与所述固体模块密封相连处的所述液体模块的外壳上。

本发明在液体模块的外壳上设置剪切销，用于保证按压式低温产气装置不会因为飞行过载发生误启动。

进一步的，所述液体模块还包括限位环，所述限位环位于所述液体模块的外壳上，并且位于剪切销的两侧位置。

本发明在液体模块的外壳上设置限位环，能够限制反应前后固体模块与液体模块的相对位置，确保碳酸氢钠与稀盐酸溶液的正常反应。

一种按压式空间低温产气装置的使用方法，向所述固体模块方向按压所述液体模块，所述药柱壳穿透所述液体模块，所述碳酸氢钠与所述稀盐酸溶液发生反应产生二氧化碳气体，所述二氧化碳气体通过所述过滤网与所述出气孔排出。

本发明按压式空间低温产气装置的使用方法简单，便于操作者的使用。

本发明的有益效果为：

1)本发明的一种按压式低温产气装置，结构简单，质量轻，便于移动、使用；

2)本发明的一种按压式低温产气装置，无需电信号，仅需机械按压即可产气；

3)本发明的一种按压式低温产气装置，成分安全，生成低温气体，反应产物无污染，适用于空间工程。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明一种按压式低温产气装置按压前的结构示意图；

图2为本发明一种按压式低温产气装置按压后的结构示意图；

图3为本发明一种按压式低温产气装置的立体图；

图4为本发明一种按压式低温产气装置的立体图。

图中，1-固体模块外壳，2-过滤网，3-碳酸氢钠，4-药柱壳，5-密封环，6-剪切销，7-限位环，8-稀盐酸溶液，9-液体模块外壳，10-密封膜，11-薄弱点，12-按压方向，13-二氧化碳气体，14-按压位置，15-出气孔。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明的一个具体实施例，公开了一种按压式低温产气装置，如图1-图4所示，包括固体模块和液体模块，其中，固体模块与液体模块密封相连；固体模块包括固体模块外壳1、过滤网2、碳酸氢钠3、药柱壳4、密封环5和出气孔15，液体模块包括剪切销6、限位环7、稀盐酸溶液8、液体模块外壳9、密封膜10和薄弱点11。

固体模块外壳1为圆台形腔形结构，材质为聚碳酸脂，直径为60mm；固体模块外壳1的一侧与液体模块外壳9的一侧通过密封环5相连，且能够与液体模块外壳9相对移动，通过固体模块外壳1与液体模块外壳9之间的相对移动，完成本发明按压式低温产气装置的按压；固体模块外壳1的另一侧上开有若干个出气孔15，以释放本发明装置所产生的气体；值得注意的，本实施例中的出气孔15个数为8个，位于固体模块外壳1另一侧端面的边缘处，但是，本发明中出气孔15的个数并不限于此。

过滤网2放置于固体模块外壳1内部，其尺寸可以与固体模块外壳1的尺寸相配合，也可以小于固体模块外壳1的尺寸；过滤网2采用多层材料复合而成，最外层为熔喷无纺布、中间为聚氨酯层、最内层为防水处理的碳氟化合树脂，总厚度为10mm，过滤网2与出气孔15相配合，用于防止非气体物质进入装置以外空间。

碳酸氢钠3装入药柱壳4内，药柱壳4为腔体结构，用于约束碳酸氢钠，在其内部填充碳酸氢钠3，药柱壳4包括第一圆柱形和第二圆柱形，第一圆柱形的一端与过滤网2相连，其径向方向上与固体模块外壳1的内径相配合，第一圆柱形的另一端与第二圆柱形的一端相连通，第二圆柱形的另一端与液体模块外壳的薄弱点11相连；值得注意的，本实施例中，第二圆柱形有8个，内直径为3mm，外直径为5mm，高度为20mm，但是，本发明中第二圆柱形的个数并不限于此，只要能满足本发明二氧化碳气体释放正常即可。

液体模块外壳9为圆柱形腔体结构，材质为聚丙烯，其外径同与其相配合的固体模块外壳1的内径相同，容积范围为12ml～18ml，优选容积为15ml；在固体模块外壳1与液体模块外壳9密封固定处的液体模块外壳9上安装有剪切销6，在按压方向12处对液体模块外壳9进行按压时，剪切销6被压断，药柱壳4刺破密封膜10并进入液体模块外壳9内部，药柱壳4的材质为聚碳酸酯，药柱壳4与过滤网2接触一侧为开口结构，药柱壳4与薄弱点11相连接的另一侧也是开口结构；稀盐酸溶液8进入药柱壳4内，保证气体的正常释放，剪切销6设置在液体模块外壳9上的作用是用于保证本发明按压式低温产气装置不会因飞行过载发生误启动，以影响本发明装置其他的正常释放。

在液体模块外壳9上还设置有限位环7，用于限制反应前后固体模块和液体模块的相对位置，限位环7位于液体模块外壳9外部，为液体模块外壳9的环状突起，高度2.0mm，宽度2.0mm。

密封膜10通过胶水粘贴位于液体模块外壳9的内部，材质为聚乙烯，用于约束稀盐酸溶液8，并用于保护液体模块外壳9，防止液体模块外壳9被稀盐酸溶液8腐蚀。

薄弱点11设置在液体模块外壳9上，与药柱壳4第二圆柱形的另一侧相对应位置设置薄弱点，在外力作用下，药柱壳4的压力使薄弱点11破裂。

值得注意的，本发明中产生气体的原料为碳酸氢钠和稀盐酸溶液，稀盐酸质量分数为20％，碳酸氢钠要求纯度达到99.5％，颗粒直径不大于15μm，碳酸氢钠与所述稀盐酸溶液的质量比为1:2，该比例能够保证稀盐酸和碳酸氢钠的完全反应，生成物为氯化钠、水和二氧化碳，不会产生污染物。本发明产生气体的化学反应方程式如下：

NaHCO₃+HCl＝NaCl+H₂O+CO₂

本发明一种按压式低温产气装置的工作原理和过程为：一种按压式低温产气装置可在宇航员或机械装置的按压下启动，固体模块外壳1压断剪切销6，药柱壳4刺穿液体模块外壳9的薄弱点11与密封膜10，药柱壳4内的碳酸氢钠与密封膜10内的稀盐酸溶液发生反应，生产二氧化碳气体，二氧化碳气体经过过滤网2和固体模块外壳1的出气孔15，进入按压式低温产气装置的外部空间。

综上所述，本发明提供了一种按压式低温产气装置，本发明装置结构简单、质量轻，便于移动和使用；且无需电信号，仅需机械按压即可产气；同时，本发明装置中的成分安全，生成低温气体，反应产物无污染，适用于空间工程。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种按压式空间低温产气装置，其特征在于，包括固体模块和液体模块，所述固体模块与所述液体模块能够相对滑动；所述固体模块包括药柱壳，所述液体模块的外壳上设有薄弱点，内部装有反应溶液；通过按压所述液体模块，所述药柱壳穿透所述液体模块上的薄弱点进入所述液体模块。

2.根据权利要求1所述的一种按压式空间低温产气装置，其特征在于，所述固体模块和所述液体模块均为圆柱形腔体结构，所述固体模块与所述液体模块密封相连。

3.根据权利要求1所述的一种按压式空间低温产气装置，其特征在于，所述药柱壳中装有碳酸氢钠，所述液体模块中装有稀盐酸溶液。

4.根据权利要求1所述的一种按压式空间低温产气装置，其特征在于，所述药柱壳包括第一圆柱形和第二圆柱形，所述第二圆柱形的一侧位于所述第一圆柱形的一端，并与所述第一圆柱形的内部相连通；所述第二圆柱形的另一侧与所述液体模块上的薄弱点相连。

5.根据权利要求4所述的一种按压式空间低温产气装置，其特征在于，所述固体模块还包括固体模块外壳、过滤网和出气孔，所述出气孔位于所述固体模块外壳的一侧，所述过滤网位于所述固体模块外壳内部，且所述过滤网的一侧与所述出气孔相连，所述过滤网的另一侧与所述药柱壳的第一圆柱形相连。

6.根据权利要求5所述的一种按压式空间低温产气装置，其特征在于，所述药柱壳的材质为聚碳酸酯；所述过滤网为三层结构，按照所述出气孔向所述药柱壳方向依次为熔喷无纺布、聚氨酯层及防水处理后的碳氟化合树脂。

7.根据权利要求1所述的一种按压式空间低温产气装置，其特征在于，所述液体模块还包括密封膜和液体模块的外壳，所述密封膜固定于所述液体模块的外壳内部。

8.根据权利要求1所述的一种按压式空间低温产气装置，其特征在于，所述液体模块还包括剪切销，所述剪切销位于所述液体模块与所述固体模块密封相连处的所述液体模块的外壳上。

9.根据权利要求8所述的一种按压式空间低温产气装置，其特征在于，所述液体模块还包括限位环，所述限位环位于所述液体模块的外壳上，并且位于剪切销的两侧位置。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种按压式空间低温产气装置的使用方法，向所述固体模块方向按压所述液体模块，所述药柱壳穿透所述液体模块，所述碳酸氢钠与所述稀盐酸溶液发生反应产生二氧化碳气体，所述二氧化碳气体通过所述过滤网与所述出气孔排出。