CN107985600A - 一种气囊排气口的排气控制组件 - Google Patents

一种气囊排气口的排气控制组件 Download PDF

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Abstract

一种气囊排气口的排气控制组件,通过多个螺栓杆将安装有搭扣带、四个瓣膜、底布和密封薄膜的法兰盘固定在气囊的开口处,并使密封薄膜覆盖在所述气囊的开口上,底布覆盖在密封薄膜的表面四个瓣膜位于所述底布表面与法兰盘的内表面之间,搭扣带的两端分别固定在该法兰盘上并通过搭扣带中部将四个瓣膜尖部固压。经试验验证,本发明的打开压强为28KPa。试验结果证明采用本发明设计的排气口不仅制作简单,并且能有效、准确的在所规定的时刻打开排气口,使气囊有效率的排气。

Description

一种气囊排气口的排气控制组件
技术领域
本发明涉及航空航天领域的重装空投防护、无人机软着陆回收、空间飞行器的有效载荷舱的软着陆防护领域,具体是一种气囊排气口的排气控制组件。
背景技术
近年来,重装空投防护、无人机软着陆回收、空间飞行器的有效载荷舱的软着陆防护等航空航天领域冲击缓冲课题的提出,对软着陆缓冲技术的发展提出新的要求。缓冲气囊具有质量轻、折叠性能好。包裹存贮占位小、成本低廉等独特的优势,使其在重装空投防护中备受关注。常用的缓冲气囊为固定排气口型缓冲气囊。对于排气型缓冲气囊设计来说,排气口的排气控制设计时最关键的环节之一。
国内一般用简单的常开口方式,或简单的尼龙扣压力充开式设计,但此种排气口只有在囊内压强稍大于大气压强时使得排气口打开,不能精确的控制排气时的临界压力,更不能调节临界压力的大小。
在美国CEV气囊缓冲系统设计中,使用了触发式烟火切割器,用于控制排气口的打开。使用时将触发式烟火切割器贴在排气口外侧,通过有效载荷的过载或气囊内压进行触发,从而对气囊的排气口打开时刻进行控制。特点是排气口分布不受位置影响,能够根据实际情况调整排气口的打开时间。但该项技术非常复杂,国内没有相关产品。
徐诚方;竺梅芳;戈嗣诚等人申请专利:一种主动排气式缓冲气囊装置(申请号CN201510218266.8),采用控制器将切割信号传递给火工切割器,将锁紧密排气口封盖的卡箍割断,从而打开排气口,但是卡箍割断封盖存在时间延迟性,对排气口打开的时间准确性有一定的影响。
美国人FORD,BRIAN;BUSACCA,TOM申请专利:带有活动排气口的安全气囊(申请号WO2007US13866):气囊包括至少一个排气口,当排气通道处于打开时气体排出。排气口闭合机构固定到安全气囊,系绳的一端固定到安全气囊,另一端固定到排气口闭合机构上,当安全气囊膨胀时,系绳中产生张力并且可通过引导结构沿安全气囊的表面移动,从而关闭排气口。此种排气口设计巧妙,但是引导排气口关闭的系绳张力无法精确估计。
发明内容
为克服现有技术中存在的不能精确的控制排气时的临界压力的不足,本发明提出了一种气囊排气口的排气控制组件。
本发明包括密封薄膜、底布、四个瓣膜、搭扣带和法兰盘。所述法兰盘为环状;在法兰盘的盘面均布有多个螺栓杆的安装孔,通过多个螺栓杆将安装有搭扣带、四个瓣膜、底布和密封薄膜的法兰盘固定在气囊的开口处,并使密封薄膜覆盖在所述气囊的开口上,底布覆盖在密封薄膜的表面四个瓣膜位于所述底布表面与法兰盘的内表面之间,搭扣带的两端分别固定在该法兰盘上并通过搭扣带中部将四个瓣膜尖部固压。
所述的四个瓣膜均布在所述法兰盘的内环中,并将各瓣膜的根部固定在该法兰盘的下表面,覆盖在气囊的排气口上,并使瓣膜的尖部在该法兰盘的内环中心处重叠。所述搭扣带的连接端固连在所述法兰盘上的一个螺栓杆上;该搭扣带的搭扣端固定有子扣,通过该子扣与粘接固定在所述法兰盘上表面的母扣搭接;所述子扣位于与固连有搭扣带连接端的螺栓杆相对称的一个螺栓杆的一侧,通过该搭扣带将四个瓣膜的尖部固压。
所述搭扣带厚0.25mm,宽35mm,长度与法兰盘外圆直径相同。所述母扣的直径为25~35mm,所述子扣的直径为25~35mm。
所述底布的直径大于气囊开口的直径,厚度为0.25mm。在该底布的中心有四个呈“十”字形分布的开切口,并且每个开切口的长度与气囊开口的半径相同。该底布位于所述四个瓣膜的下表面。
安装时,各所述的螺栓杆从气囊内预装,使螺栓杆另一端的位于该气囊的外表面。密封薄膜套装在各螺栓杆上并覆盖在所述排气口上。所述裂底布覆盖在该密封薄膜上,并套在各螺栓杆上。四个瓣膜的根部分别套装在各螺栓杆上,并使各瓣膜的尖部均覆盖在“十”字开切口处;通过该搭扣带将四个瓣膜尖部固压。将所述法兰盘安放在所述四个瓣膜的上表面,以及所述搭扣带与螺栓杆连接一端的上表面,并通过螺栓杆固紧。所述子扣安装在所述法兰盘的上表面。
所述瓣膜的外形近似于等腰三角形,该三角形的大端为该瓣膜的根部,在该根部有与所述螺栓杆配合的通孔;小端为该瓣膜的尖部;该瓣膜自尖部至根部的垂直高度为所述排气口直径的2/3。
所述密封薄膜的厚度为0.03mm。所述的四个瓣膜3的厚度为均0.25mm。
本发明采用预开切排气口方式,即预先把底布均匀的开切为“十”字形状,为方便联接搭扣带以及避免囊内刚充气便使底布崩开,用瓣膜覆盖盖开切口,搭扣带中端覆盖于瓣膜相交部位上,防止气压将瓣膜冲开。为了使气囊密闭性良好,在所设计排气口处覆盖一层薄膜;所采用的搭扣采用现有技术,为子扣、母扣两部分组成,母扣内设置有有圆环卡槽的小圆柱,子扣的扣盘中间有一小凹槽,两端分别固定一个s型弹簧片,两片弹簧卡在母扣的圆环卡槽中,两者之间产生的预紧力可以使得当囊内外压强差达到某一特定值时,排气口打开。本发明通过改变子母扣的尺寸大小能够相应改变子母扣间的预紧力,每一个不同的预紧力分别对应一个不同的压强差阈值,从而达到调节排气口启动压强的目的。本发明适用于7~40KPa的压强差。
本发明在某缓冲装置中的缓冲气囊排气口进行了验证试验;该排气口的打开压强为28KPa。试验结果证明采用本发明设计的排气口不仅制作简单,并且能有效、准确的在所规定的时刻打开排气口,使气囊有效率的排气。
本发明提出的技术方案改变了排气口的打开方式,是对尼龙扣压力充开式排气口的改进,使其在气囊内外的压强差达到7~40KPa时,能够及时的均匀打开并排气,并可根据气囊排气压强的要求调节气囊排气时间。
与现有的技术相比较,本发明的优点如下:
1、由于搭扣的尺寸大小与气囊排气口启动压强的数值一一对应,因此可以通过更换搭扣的尺寸来调节排气口打开的时间。
2、若更换不同内圆半径的法兰盘,可以快速简便的调节排气口面积的大小,从而大大减少了验证排气口面积大小对缓冲性能影响的试验时间。
3、本发明是简单的尼龙扣压力冲开式排气口的进一步设计,因此满足结构简单可靠,便于制作,材料成本低廉的要求。
4、本发明一是采用预开切排气口方式,在气囊排气口处先覆盖一层薄膜,可使气囊密闭性良好。随后覆盖“十”字形开切口底布,一方面便于薄膜破裂后排气口均匀排气,一方面加强排气口强度。为方便联接搭扣带以及避免囊内刚充气便使底布崩开,用瓣膜覆盖开切口,搭扣带中端覆盖于瓣膜相交部位上,防止气压将瓣膜冲开。
附图说明
图1a是本发明的主视图。
图1b是图1a的A-A视图。
图2是图1的右视图。图中:
1.密封薄膜;2.底布;3.瓣膜;4.搭扣带;5.法兰盘;6.螺栓杆;7.子扣;8.母扣;9.气囊。
具体实施方式
本实施例是一种气囊排气口的排气控制组件,包括密封薄膜1、底布2、四个瓣膜3、搭扣带4、法兰盘5、螺栓杆6、子扣7、母扣8和气囊9。所述法兰盘5为环状,其内径与气囊上开口的直径相同;在法兰盘的盘面均布有多个螺栓杆的安装孔,通过多个螺栓杆将安装有搭扣带4、四个瓣膜、底布和密封薄膜的法兰盘固定在气囊的开口处,并使密封薄膜1覆盖在所述气囊9的开口上,底布2覆盖在密封薄膜1的表面四个瓣膜3位于所述底布表面与法兰盘5的内表面之间,搭扣带4的两端分别固定在该法兰盘上并通过搭扣带中部将四个瓣膜尖部固压。
所述四个瓣膜3均布在所述法兰盘的内环中,并将各瓣膜的根部固定在该法兰盘的下表面,覆盖在气囊的排气口上,并使瓣膜的尖部在该法兰盘的内环中心处重叠。所述搭扣带4的连接端固连在所述法兰盘上的一个螺栓杆上;该搭扣带的搭扣端固定有子扣7,通过该子扣与粘接固定在所述法兰盘5上表面的母扣8搭接;所述母扣固定在与固连有搭扣带连接端的螺栓杆相对称的一个螺栓杆的一侧,通过该搭扣带将四个瓣膜的尖部固压。
所述搭扣带4采用纤维底布制成,厚0.25mm,宽35mm,长度与法兰盘外圆直径相同。所述母扣的直径为25~35mm,所述子扣的直径为25~35mm。
所述不同直径的母扣与子扣的配合,所产生的预紧力如表所示:
母扣直径(mm) 0 30 35 25 30 35
子扣直径(mm) 0 25 30 25 30 35
排气口触发压力(KPa) 7 10 13 28 34 40
所述底布2为圆形的66尼龙织布,厚度为0.25mm,直径大于气囊9开口的直径。在该底布的中心有四个呈“十”字形分布的开切口,每个开切口的长度与气囊9开口的半径相同。该底布位于所述四个瓣膜的下表面。
密封薄膜1亦为圆形,位于所述底布的下表面。所述的底布和密封薄膜均通过所述螺栓杆6固定在所述法兰盘的下表面。
安装时,8个螺栓杆位于所述气囊9内并均布排气口孔口的周边,并将各螺栓杆从气囊9内预装,使螺栓杆位于该气囊9的外表面。密封薄膜1安装在各螺栓杆上并覆盖在所述排气口上,使气囊排气之前使排气口具有良好的密闭性。所述底布2覆盖在该密封薄膜1上,并装在各螺栓杆上。四个瓣膜3均布在所述排气口的周边,使各瓣膜的尖部均覆盖在底布的“十”字开切口处;各瓣膜的根部分别套装在各螺栓杆上。所述搭扣带4的搭扣端通过母扣8与固定在所述法兰盘5上的子扣7连接;该搭扣带的另一端固定在一个螺栓杆上,通过该搭扣带将四个瓣膜尖部固压。所述法兰盘5安放在所述四个瓣膜的上表面,以及所述搭扣带与螺栓杆连接一端的上表面,并通过螺栓杆固紧。所述子扣7安装在所述法兰盘的上表面。
所述法兰盘5为采用铝板制成的圆环。该法兰盘的内径与气囊排气口的直径相同。在该法兰盘的盘面上均布有8个与所述螺栓杆配合的通孔。在该法兰盘的上表面安装有子扣7。
所述的四个瓣膜3均采用纤维底布制成,该瓣膜3的厚度为0.25mm。所述瓣膜的外形近似于等腰三角形,该三角形的大端为该瓣膜的根部,在该根部有与所述螺栓杆6配合的通孔;小端为该瓣膜的尖部;该瓣膜自尖部至根部的垂直高度为所述排气口直径的2/3。本实施例中,述排气口的直径为240mm,该瓣膜底边上的高为160mm。
所述密封薄膜1的外径大于所述法兰盘的外径,厚度为0.03mm。
所述子扣7和母扣8均采用市售的暗扣,直径为25mm。
本实施例中,采用的子扣与母扣直径均为25mm,对应气囊的启动压强为28KPa。当气囊充气压缩时,排气口处受压,将搭扣带撑起上偏一定距离,压力克服搭扣的预紧力,搭扣打开,密封膜瞬间爆破,排气口打开,气体排出。

Claims (5)

1.一种气囊排气口的排气控制组件,其特征在于,包括密封薄膜、底布、四个瓣膜、搭扣带和法兰盘;所述法兰盘为环状;在法兰盘的盘面均布有多个螺栓杆的安装孔,通过多个螺栓杆将安装有搭扣带、四个瓣膜、底布和密封薄膜的法兰盘固定在气囊的开口处,并使密封薄膜覆盖在所述气囊的开口上,底布覆盖在密封薄膜的表面四个瓣膜位于所述底布表面与法兰盘的内表面之间,搭扣带的两端分别固定在该法兰盘上并通过搭扣带中部将四个瓣膜尖部固压;
所述的四个瓣膜均布在所述法兰盘的内环中,并将各瓣膜的根部固定在该法兰盘的下表面,覆盖在气囊的排气口上,并使瓣膜的尖部在该法兰盘的内环中心处重叠;所述搭扣带的连接端固连在所述法兰盘上的一个螺栓杆上;该搭扣带的搭扣端固定有子扣,通过该子扣与粘接固定在所述法兰盘上表面的母扣搭接;所述子扣位于与固连有搭扣带连接端的螺栓杆相对称的一个螺栓杆的一侧,通过该搭扣带将四个瓣膜的尖部固压;
所述搭扣带厚0.25mm,宽35mm,长度与法兰盘外圆直径相同;所述母扣的直径为25~35mm,所述子扣的直径为25~35mm。
2.如权利要求1所述气囊排气口的排气控制组件,其特征在于,所述底布的直径大于气囊开口的直径,厚度为0.25mm;在该底布的中心有四个呈“十”字形分布的开切口,并且每个开切口的长度与气囊开口的半径相同;该底布位于所述四个瓣膜的下表面。
3.如权利要求1所述气囊排气口的排气控制组件,其特征在于,安装时,各所述的螺栓杆从气囊内预装,使螺栓杆另一端的位于该气囊的外表面;密封薄膜套装在各螺栓杆上并覆盖在所述排气口上;所述底布覆盖在该密封薄膜上,并套在各螺栓杆上;四个瓣膜的根部分别套装在各螺栓杆上,并使各瓣膜的尖部均覆盖在“十”字开切口处;通过该搭扣带将四个瓣膜尖部固压;将所述法兰盘安放在所述四个瓣膜的上表面,以及所述搭扣带与螺栓杆连接一端的上表面,并通过螺栓杆固紧;所述子扣安装在所述法兰盘的上表面。
4.如权利要求1所述气囊排气口的排气控制组件,其特征在于,所述瓣膜的外形近似于等腰三角形,该三角形的大端为该瓣膜的根部,在该根部有与所述螺栓杆配合的通孔;小端为该瓣膜的尖部;该瓣膜自尖部至根部的垂直高度为所述排气口直径的2/3。
5.如权利要求1所述气囊排气口的排气控制组件,其特征在于,所述密封薄膜的厚度为0.03mm;所述的四个瓣膜3的厚度为均0.25mm。
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