CN107839868A - 一种用于浮空器的囊体及浮空器 - Google Patents
一种用于浮空器的囊体及浮空器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于浮空器的囊体和浮空器，囊体包括起防护作用的外囊体和用于容纳第一气体的第一气囊，所述第一气囊至少包括用于阻隔气体的阻气层，所述第一气体密度小于空气密度，所述外囊体具有腔体，所述第一气囊容置在所述腔体内，第一气囊在其内第一气体的气压作用下与外囊体的内侧表面压紧。由于具有阻气层的第一气囊位于外囊体的腔体内，与外囊体分开，独立的第一气囊简化了外囊体的结构，降低了外囊体的制作成本，并且第一气囊独自一体，具有较好的柔软性，在囊体反复折叠揉搓后，第一气囊不易出现孔洞，使得第一气囊能够长时间保持较好的气密性，而外囊体出现孔洞不影响气密性，可不用修复，故囊体的维护成本低。
Description
技术领域
本发明涉及高空浮空器技术领域，具体涉及一种用于浮空器的囊体及浮空器。
背景技术
高空气球、系留气球和飞艇等浮空器均是靠浮力克服其自身的重力升至高空的。其囊体充入轻于空气的气体，一般是氦气，此时需要有氦气室，作为容纳氦气的密闭空间，并且需要很好的密封性。
现有的浮空器由一个囊体构成，囊体的材料是多功能复合材料，包括承力层、阻气层、耐候层和粘结层，这种复合材料结构复杂，其中耐候层为价格昂贵的高分子材料，并且复合材料结构的制作工序多，导致囊体成本很高。另外，用这种复合材料加工成浮空器，在其加工、叠装、储运、回收等过程中，由于柔软膜结构的阻气层与强度高的承力层和耐候层粘贴复合在一起，囊体在不可避免的反复折叠揉搓后，柔软的阻气层会随其他层一起撕裂，导致囊皮上出现较多微小孔洞，检测并修复这些孔洞需要较大人力和物力。
发明内容
本申请提供一种气密性好及成本低的用于浮空器的囊体。
根据第一方面，一种实施例中提供了一种用于浮空器的囊体，包括起防护作用的外囊体和用于容纳第一气体的第一气囊，第一气囊至少包括用于阻隔气体的阻气层，第一气体密度小于空气密度，外囊体具有腔体，第一气囊容置在腔体内，第一气囊在其内第一气体的气压作用下与所述外囊体的内侧表面压紧。
进一步地，第一气囊和外囊体在各自充满同样气体且同等气压的状态下，第一气囊和外气囊的形状一致，并且第一气囊的体积大于外囊体的体积。
进一步地，阻气层为PE膜、PET膜、PVDC膜或EVOH膜。
进一步地，外囊体包括承力层和耐候层，耐候层复合在承力层的外侧。
进一步地，承力层由聚酯纤维、尼龙纤维或芳纶纤维中的至少一种材料制成。
进一步地，承力层的面密度为160～170g/m2。
进一步地，耐候层由热塑性聚氨酯和/或聚氟乙烯制成。
在其他实施例中，还包括用于容纳第二气体的第二气囊，第二气体密度大于或等于空气密度，第二气囊至少包括阻气层，第二气囊容置在外囊体的腔体内。
进一步地，第二气囊与第一气囊相互独立的容置在外囊体的腔体内，并且第二气囊位于第一气囊的下方，第一气囊和第二气囊分别在第一气体和第二气体的压力下相互挤压和共同挤压外气囊，从而填满外囊体的腔体。
在其他实施例中，第二气囊容置在第一气囊内，第一气囊在第一气体的压力下填满外囊体的腔体并挤压外囊体的内侧面。
进一步地，第一气体为氦气或氢气，第二气体为空气或二氧化碳。
根据第二方面，一种实施例中提供一种浮空器，包括上述的用于浮空器的囊体。
进一步地，还包括尾翼，尾翼固定在外囊体的外表面，尾翼由硬质材料制成。
依据上述实施例的用于浮空器的囊体和浮空器，由于具有阻气层的第一气囊位于外囊体的腔体内，与外囊体分开，独立的第一气囊简化了外囊体的结构，降低了外囊体的制作成本，并且第一气囊独自一体，没有和其他材料粘贴复合，具有较好的柔软性，在囊体反复折叠揉搓后，第一气囊不易出现孔洞，使得第一气囊能够长时间保持较好的气密性，而外囊体出现孔洞不影响气密性，可不用修复，故囊体的维护成本低。
附图说明
图1为实施例一中用于浮空器的囊体的结构示意图；
图2为实施例一中第一气囊充满气体的结构示意图；
图3为实施例二中浮空器的结构示意图；
图4为另一种实施例中浮空器的结构示意图；
图5为实施例三中浮空器的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一：
在本实施例中提供了一种用于浮空器的囊体，本例的囊体以用于系留气球为例进行说明，在其他实施例中，囊体也可用于高空气球或飞艇等浮空器上。
如图1所示，囊体包括外囊体1和第一气囊2。外囊体1外形的前端大于后段(图1中左端为前端，右端为后段)，并且整体呈流线型设计。外囊体1主要起防护作用，外囊体1具有的腔体，第一气囊2容置在外囊体1的腔体内，第一气囊2的通气口穿出外囊体1，并位于外囊体1的下方，便于第一气囊2的充放气。
外囊体1包括承力层和耐候层，耐候层粘贴复合在承力层的外侧，耐候层将承力层全部包裹住。承力层由聚酯纤维、尼龙纤维或芳纶纤维等中的至少一种材料制成，如单独由聚酯纤维制成或聚酯纤维、尼龙纤维和芳纶纤维三者混合制成，承力层的面密度为160～170g/m2，本例优选为165g/m2，保证了承力层具有足够的承受能力。耐候层由热塑性聚氨酯或聚氟乙烯制成，或者由两者混合制成，或者由其他高分子氟化物制成，耐候层为膜结构，覆盖在承力层的外侧，具有耐高温耐老化等性能，能够很好的保护耐候层内的承力层及第一气囊2。本例子中的外囊体仅包括承力层和耐候层，和现有技术相比省去了阻气层，主要降低了外囊体1的制作成本。外囊体1也可用其他高强度的耐候性好的重量轻的材料制作。
本例中，第一气囊2仅由阻气层构成，第一气囊2用于容纳第一气体，第一气体密度小于空气密度，使得囊体能够漂浮在空中，本例优先氦气作为第一气体，其他实施例中，可选择氢气等其他气体。阻气层为气密性好的薄膜，例如PE膜、PET膜、PVDC膜或EVOH膜，当然也可以为复合膜构成的阻气层，如将上述膜层与石墨烯相复合形成的薄膜。
为了保护第一气囊2，将第一气囊2的体积设计比外囊体1大些。如图2所示，第一气囊2和外囊体1在各种充满同样气体且同等气压的相同条件状态下，第一气囊2和外囊体1的外形结构一致，并且第一气囊2的体积略大于外囊体1的体积，使得位于外囊体1的第一气囊2始终不会被充满，当氦气充满整个囊体后，第一气囊2在氦气的压力下填满外囊体1的腔体并挤压外囊体1的内侧面，第一气囊2并不处于膨胀的状态，从而氦气产生的膨胀力直接作用在外囊体1的承力层上，第一气囊2没有受力，故第一气囊2得到了很好的保护，不被氦气撑破，提高了第一气囊2的使用寿命。
在其他实施例中，为了提高第一气囊2的承受力，第一气囊2还包括较薄的承力层，承力层粘贴复合在阻气层上，使得阻气层具有一定的承受力，不易被气体撑破。
本实施例的提供的用于浮空器的囊体，将囊体分为内外两层的外囊体1和第一气囊2，第一气囊2为阻气层，与外囊体1分开，简化了外囊体1的结构，同时也降低了外囊体1的制作成本，第一气囊2为单层的阻气层，生产简单。单层的第一气囊2相比现有技术中将阻气层与强度高的承力层复合在一起的材料，具有更好的柔性，在囊体反复折叠揉搓后，不易出现孔洞，第一气囊2能够长时间保持较好的气密性，而外囊体1即使出现了孔洞也不影响整个囊体的气密性，可不用修复，省去了外囊体1的维护成本。对于第一气囊2即使在使用后出现了孔洞，由于第一气囊2的材料价格低廉，可直接更换第一气囊2，快速的修复了囊体的气密性，维护成本大幅降低。
实施例二：
本实施例提供了一种用于浮空器的囊体，本例的囊体在上述实施例一的基础上增加了具有调节作用的第二气囊。
如图3所示，第二气囊3容置在外囊体1的腔体内，并与第一气囊2相互独立并排位于外囊体1内。第二气囊3由阻气层构成，第二气囊3用于容纳第二气体，第二气体为空气。其他实施例中可选择密度大于空气密度的气体，例如二氧化碳。第二气囊3的通气口穿出外囊体1，并位于外囊体1的下端，便于第二气囊3的充放气。
为了使得囊体在调节浮力的过程中的稳定性，将第二气囊3设置在第一气囊2下方。若第二气囊3与第二气囊2位于同一水平上，或者第二气囊3位于第二气囊2的上方，由于第二气囊3中容纳空气或者密度大于空气的气体，而第一气囊2中容纳密度小于空气的气体，囊体的重心位于在靠近第二气囊3的偏上、偏左或偏右的位置，再加上第二气囊2的充放气体，重心将发生改变，很容易导致气囊的晃动，甚至翻转。而将第二气囊3设置在下方，则囊体的重心位于偏下的位置，较为稳定，即使在第二气囊3充放气调节的过程中，也不会对整个囊体产生太大的影响。
在其他实施例中，第二气囊3还包括较薄的承力层，承力层粘贴复合在阻气层的外侧，第二气囊3需要进行充放气实现对整个腔体浮力的调节，第二气囊3很容易达到充满的状态，并且第二气囊3没有被外囊体1直接包裹住，第二气囊3内的气压全部由阻气层承受，故给阻气层粘贴复合承力层能够很好的保护阻气层，提高阻气层的使用寿命。
如图4所示，在另一种实施例中，第二气囊3容置在第一气囊2内，避免了第二气囊3在调节过程对第一气囊2的挤压，可有效的保护第一气囊2。第二气囊3的通气口通过第一气囊2的通气口穿出。
本实施例提供的用于浮空器的囊体，在外囊体1内增设了第二气囊3，第二气囊3具有与第一气囊2密度不同的气体，并且具有密度更高的气体，第二气囊3作为第一气囊2的副气囊，第二气囊3辅助第一气囊2的浮空，第二气囊3通过充放气体配合第一气囊2调节整个囊体的浮力，实现囊体的升降。
实施例三：
本实施例提供了一种浮空器，本实施例以系留气球为例进行说明，本例的浮空器也可为高空气球或飞艇等。
如图5所示，本例的浮空器包括尾翼4和上述实施例一或实施二的囊体。尾翼4安装在外囊体1的后端，尾翼4由质量轻的硬质材料制成，尾翼3呈板状或多块板围合的形状，尾翼4没有设置容纳氦气的密封腔体，尾翼4需不要充气，本例尾翼4在上述实施例一囊体的基础上简化了结构，同样能够实现调节浮空器方向的作用，降低了浮空器的成本。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (13)
1.一种用于浮空器的囊体，其特征在于，包括起防护作用的外囊体和用于容纳第一气体的第一气囊，所述第一气囊至少包括用于阻隔气体的阻气层，所述第一气体密度小于空气密度，所述外囊体具有腔体，所述第一气囊容置在所述腔体内，所述第一气囊在其内第一气体的气压作用下与所述外囊体的内侧表面压紧。
2.如权利要求1所述的用于浮空器的囊体，其特征在于，所述第一气囊和外囊体在各自充满同样气体且同等气压的状态下，所述第一气囊和外气囊的形状一致，并且所述第一气囊的体积大于所述外囊体的体积。
3.如权利要求1或2所述的用于浮空器的囊体，其特征在于，所述阻气层为PE膜、PET膜、PVDC膜或EVOH膜。
4.如权利要求1或2所述的用于浮空器的囊体，其特征在于，所述外囊体包括承力层和耐候层，所述耐候层复合在承力层的外侧。
5.如权利要求4所述的用于浮空器的囊体，其特征在于，所述承力层由聚酯纤维、尼龙纤维或芳纶纤维中的至少一种材料制成。
6.如权利要求4所述的用于浮空器的囊体，其特征在于，所述承力层的面密度为160～170g/m2。
7.如权利要求4所述的用于浮空器的囊体，其特征在于，所述耐候层由热塑性聚氨酯和/或聚氟乙烯制成。
8.如权利要求1或2所述的用于浮空器的囊体，其特征在于，还包括用于容纳第二气体的第二气囊，所述第二气体密度大于或等于空气密度，所述第二气囊至少包括阻气层，所述第二气囊容置在所述外囊体的腔体内。
9.如权利要求8所述的用于浮空器的囊体，其特征在于，所述第二气囊与第一气囊相互独立的容置在所述外囊体的腔体内，并且所述第二气囊位于所述第一气囊的下方，所述第一气囊和第二气囊分别在第一气体和第二气体的压力下相互挤压和共同挤压所述外气囊，从而填满所述外囊体的腔体。
10.如权利要求8所述的用于浮空器的囊体，其特征在于，所述第二气囊容置在所述第一气囊内，所述第一气囊在所述第一气体的压力下填满所述外囊体的腔体并挤压所述外囊体的内侧面。
11.如权利要求9或10所述的用于浮空器的囊体，其特征在于，所述第一气体为氦气或氢气，所述第二气体为空气或二氧化碳。
12.一种浮空器，其特征在于，包括权利要求1至11任一项所述的用于浮空器的囊体。
13.如权利要求12所述的浮空器，其特征在于，还包括尾翼，所述尾翼固定在所述外囊体的外表面，所述尾翼由硬质材料制成。
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