CN108167487B - 一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构 - Google Patents

一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构，包括第一支撑板和第二支撑板，第一支撑板和第二支撑板均与模拟环境舱的风管的内壁下侧及左右两侧密封连接，第一支撑板和第二支撑板之间连接有倾斜向下设置的滑轮导轨，第一支撑板转动连接有阀板，第一支撑板和阀板的连接处设有密封结构，阀板的活动端通过拉索连接有重力滑轮，重力滑轮能够在重力的作用下沿滑轮导轨滑动，使阀板的活动端能够与风管的内壁上侧的触头触接并密封。本发明的风管、阀板可以预制足够大，以满足舱内空气泄出以及向舱内补气时的流量要求，且阀板动作无需任何电力设备驱动，实现了对模拟环境舱的机械调压。

Description

一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构
技术领域
本发明涉及环境舱的调压设备技术领域，特别是涉及一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构。
背景技术
模拟环境试验舱在动植物研究、汽车和航空航天技术领域应用越来越广泛。压力、风速、温湿度是环境模拟的三项重要参数，其中压力控制更是整个试验舱安全运行的关键环节。
目前常用的解决措施是根据舱内反馈的压力信号依靠开启、关闭电动阀门进行调节和保护压力，可以说控制起来非常便利，且基本实现了操作自动化。但对于空间较大的试验舱而言，由于压力惯性大，具有一定的滞后性，非常容易导致调节迟缓、舱压变化反应的速度较慢、调节过程耗时延长，使舱体可能发生意外事故。而且，现在阀门的大口径开发生产尚未取得突破，也在一定程度上限制了采用无限扩大管道直径、进行大流量通风的做法。
针对大型空间试验舱的压力控制特点，需要在上述传统解决方案的基础上，另外设计一种快速反应的压力调节结构，同时为防止突然停断电后电动阀门的控制失效而引发意外事故，也需要一种无电驱动的机械式压力调节结构，若两者结合使用，将能够更安全可靠地实现舱压的双重保护。
发明内容
本发明的目的是提供一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构，以解决上述现有技术存在的问题，使模拟环境舱的压力也可通过无电驱动的机械结构进行压力调节。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构，包括第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板均与模拟环境舱的风管的内壁下侧及左右两侧密封连接，所述第一支撑板和所述第二支撑板之间连接有倾斜向下设置的滑轮导轨，所述第一支撑板转动连接有阀板，所述第一支撑板和所述阀板的连接处设有密封结构，所述阀板的活动端通过拉索连接有重力滑轮，所述重力滑轮能够在重力的作用下沿所述滑轮导轨滑动，使所述阀板的活动端能够与所述风管的内壁上侧的触头触接并密封。
优选地，所述滑轮导轨包括直线部和弧线部，所述直线部的较高端与所述第一支撑板连接，所述直线部的较低端与所述弧线部的较高端连接，所述弧线部的较低端连接所述第二支撑板。
优选地，所述阀板处于关闭状态时所述重力滑轮位于所述弧线部上。
优选地，所述触头和所述阀板的活动端的触接处设有斜面，所述斜面使所述阀板的活动端只能够向与所述重力滑轮仅在重力作用运动时相反的方向开启。
本发明还提供了一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构，包括第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板和第四支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板均与模拟环境舱的风管的内壁下侧及左右两侧密封连接，所述第三支撑板和所述第四支撑板均与所述风管的内壁左右两侧密封连接；
所述第一支撑板和所述第二支撑板之间连接有倾斜向下设置的第一滑轮导轨，所述第一支撑板转动连接有第一阀板，所述第一支撑板与所述第一阀板的连接处设有密封结构，所述第一阀板的活动端通过第一拉索连接有第一重力滑轮，所述第一重力滑轮能够在重力的作用下沿所述第一滑轮导轨滑动，使所述第一阀板的活动端能够与所述第三支撑板的底端触接并密封；
所述第三支撑板和所述第四支撑板之间连接有倾斜向下设置的第二滑轮导轨，所述第三支撑板转动连接有第二阀板，所述第三支撑板与所述第二阀板的连接处设有密封结构，所述第二阀板的活动端通过第二拉索连接有第二重力滑轮，所述第二重力滑轮能够在重力的作用下沿所述第二滑轮导轨滑动，使所述第二阀板的活动端能够与所述风管的内壁上侧的触头触接并密封。
优选地，所述第一滑轮导轨和所述第二滑轮导轨均包括直线部和弧线部，所述第一滑轮导轨的所述直线部的较高端与所述第一支撑板连接，所述第二滑轮导轨的所述直线部的较高端与所述第三支撑板连接，所述直线部的较低端与所述弧线部的较高端连接，所述第一滑轮导轨的所述弧线部的较低端连接所述第二支撑板，所述第二滑轮导轨的所述弧线部的较低端连接所述第四支撑板。
优选地，所述第一阀板处于关闭状态时所述第一重力滑轮位于所述第一滑轮导轨的所述弧线部上；所述第二阀板处于关闭状态时所述第二重力滑轮位于所述第二滑轮导轨的所述弧线部上。
优选地，所述第三支撑板的底端和所述第一阀板的活动端的触接处设有第一斜面，所述第一斜面使所述第一阀板的活动端只能够向与所述第一重力滑轮仅在重力作用运动时相反的方向开启；所述触头和所述第二阀板的活动端的触接处设有第二斜面，所述第二斜面使所述第二阀板的活动端只能够向与所述第二重力滑轮仅在重力作用运动时相反的方向开启。
优选地，所述第一支撑板和所述第三支撑板位于同一条直线上。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明第一个应用于模拟环境舱的舱压调节结构可作为模拟环境舱的安全泄压装置或安全补压装置，当作为安全泄压装置使用时，舱内压力超限后，调节结构可以自动开启并泄压，以保护舱体不被损坏；当作为安全补压装置时，舱内出现负压后，调节机构可以自动开启并向舱内补充气体，防止舱体受到外界大气挤压。
本发明第二个应用于模拟环境舱的舱压调节结构可同时作为模拟环境舱的安全泄压装置和安全补压装置，可以在一个调节结构上同时实现舱内压力超限后，调节机构自动泄压，且如果舱内压力泄压过程中出现负压后，又能够自动补压至舱内的双重功能，可有效防止舱体受到损害。
本发明的风管、阀板可以预制足够大，以此来满足舱内空气泄出以及向舱内补充空气时的流量要求。且阀板动作无需任何电力设备驱动，实现了对模拟环境舱的机械调压，本发明还可配合传统的电动阀的调压形式，实现了对舱压的双重保护。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明应用于模拟环境舱的舱压调节结构作为安全泄压装置的结构示意图；
图2为本发明应用于模拟环境舱的舱压调节结构作为安全补压装置的结构示意图；
图3为本发明应用于模拟环境舱的舱压调节结构同时作为安全泄压装置和安全补压装置的结构示意图；
其中：1-第一支撑板，2-第二支撑板，3-风管，4-滑轮导轨，5-阀板，6-拉索，7-重力滑轮，8-触头，9-第一支撑板，10-第二支撑板，11-第三支撑板，12-第四支撑板，13-第一滑轮导轨，14-第一阀板，15-第一拉索，16-第一重力滑轮，17-第二滑轮导轨，18-第二阀板，19-第二拉索，20-第二重力滑轮，21-触头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构，以解决上述现有技术存在的问题，使模拟环境舱的压力也可通过无电驱动的机械结构进行压力调节。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：如图1-2所示：本实施例提供了一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构，包括第一支撑板1和第二支撑板2，第一支撑板1和第二支撑板2均与模拟环境舱的风管3的内壁下侧及左右两侧密封连接，连接形式可选为满焊、粘接或设置密封垫，以防止连接缝隙漏气。
第一支撑板1和第二支撑板2之间连接有倾斜向下设置的滑轮导轨4，倾角优选为5°～30°中的任意值。滑轮导轨4包括直线部和弧线部，且弧线部的斜率大于直线部，直线部的较高端与第一支撑板1连接，直线部的较低端与弧线部的较高端连接，弧线部的较低端连接第二支撑板2。
第一支撑板1转动连接有阀板5，第一支撑板1和阀板5的连接处设有密封结构，使阀板5可相对于第一支撑板1自由转动。密封结构可为凹槽和球头的连接形式，并在凹槽内设置密封垫，也可为使用密封组件将阀板5和第一支撑板1的连接缝封闭起来，以不漏气为准。
阀板5的活动端通过拉索6连接有重力滑轮7，重力滑轮7的中心优选设置有轴承，以降低重力滑轮7在滚动时与拉索6的摩擦力。重力滑轮7能够在重力的作用下沿滑轮导轨4滚动，使阀板5的活动端能够与风管3的内壁上侧的触头8触接或分离。阀板5的活动端在与触头8触接时需保证密封。触头8和阀板5的活动端的触接处优选设有斜面，斜面使阀板5的活动端只能够向与重力滑轮7仅在重力作用运动时相反的方向开启。
阀板5处于关闭状态时重力滑轮7位于弧线部上，阀板5处于完全开启状态时重力滑轮7优选位于直线部上。直线部的斜率需使阀板5所受到的重力分力与其受到的模拟环境舱的压力相匹配，而弧线部的斜率较大，会使阀板5在关闭时受到较大的重力牵引分力，以保证关闭时的密封性，且有助于加快阀板5关闭的速度。
图1所示的应用于模拟环境舱的舱压调节结构可作为环境模拟舱的安全泄压装置，此时风管3的下端开口与环境模拟舱连通，风管3的上端开口与外界连通。在舱内超压时舱压调节结构的工作过程为：首先阀板5在内外压差存在和重力滑轮7牵引分力的作用下，处于完全关闭状态。随着舱内压力的升高，阀板5则受到重力滑轮7的重力牵引和舱内压力作用这两个相反方向的力。最初，阀板5也处于关闭状态，当舱压作用在阀板5上的压力大于重力滑轮7的重力在阀板5上的牵引分力至一定量时，重力滑轮7便沿滑轮导轨4上爬，然后开始滚动。阀板5由于受到的重力牵引分力迅速减小将迅速向外打开，使舱内空气泄出，这样舱压也将快速降低下来。随着舱压逐渐降低，阀板5受到的舱压压力和重力牵引分力将失去平衡，相对来说，阀板5受到的重力牵引分力将会大于其舱压的作用力，阀板5的开度会慢慢减小，随着重力滑轮7的下降，以及弧线部的斜率增大，重力牵引分力将会迅速上升，阀板5将会迅速完全关闭，防止舱压过度下降。
图2所示的应用于模拟环境舱的舱压调节结构可作为环境模拟舱的安全补压装置，此时风管3的下端开口与环境模拟舱连通，风管3的上端开口与外界连通。在舱内压力出现负压时舱压调节结构的工作过程为：首先阀板5在内外压差存在和重力滑轮7牵引分力的作用下，处于完全关闭状态。随着舱内压力的降低，阀板5则受到重力滑轮7的重力牵引和舱外大气压力作用这两个相反方向的力。最初，阀板5也处于关闭状态，当舱外大气压力作用在阀板5上的压力大于重力滑轮7的重力在阀板5上的牵引分力至一定量时，重力滑轮7便沿滑轮导轨4上爬，然后开始滚动。阀板5由于受到的重力牵引分力迅速减小将迅速向内打开，舱外空气补充至舱内，这样舱压也将快速上升。随着舱压逐渐回升，阀板5受到的舱外大气压力和重力牵引分力将失去平衡，相对来说，阀板5受到的重力牵引分力将会大于其舱外大气压力的作用力，阀板5的开度会慢慢减小，随着重力滑轮7的下降，以及弧线部的斜率增大，重力牵引分力将会迅速上升，阀板5将会迅速完全关闭，防止舱压过度升高。
可以理解的是：图1所示的应用于模拟环境舱的舱压调节结构也可作为环境模拟舱的安全补压装置，此时仅需使风管3的下端开口与外界连通，风管3的上端开口与环境模拟舱连通即可。同理，图2所示的应用于模拟环境舱的舱压调节结构也可作为环境模拟舱的安全泄压装置，此时仅需使风管3的下端开口与外界连通，风管3的上端开口与环境模拟舱连通即可。
本实施例应用于模拟环境舱的舱压调节结构可作为模拟环境舱的安全泄压装置或安全补压装置，当作为安全泄压装置使用时，舱内压力超限后，调节结构可以自动开启并泄压，以保护舱体不被损坏；当作为安全补压装置时，舱内出现负压后，调节机构可以自动开启并向舱内补充气体，防止舱体受到外界大气挤压。由于滑轮导轨4弧线部的存在以及阀板5处于关闭状态时重力滑轮7位于弧线部上，使得阀板5所需的开启力矩稍大，可保证舱压调节结构不会因为舱压或大气压力的轻微波动而频繁误动，且可使阀板5在关闭时迅速达到完全关闭状态，可防止舱压过度下降或升高。本实施例的风管3、阀板5可以预制足够大，以此来满足舱内空气泄出以及向舱内补充空气时的流量要求。
实施例2：如图3所示，本实施例提供了一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构，相对于实施例1的改进之处在于在同一风管3内集成了开启方向相反的两套舱压调节结构，以期可同时作为模拟环境舱的安全泄压装置和安全补压装置。其工作原理与实施例1相同。
具体改进之处为：本实施例的应用于模拟环境舱的舱压调节结构包括第一支撑板9、第二支撑板10、第三支撑板11和第四支撑板12，第一支撑板9和第二支撑板10均与模拟环境舱的风管3的内壁下侧及左右两侧密封连接，第三支撑板11和第四支撑板12均与风管3的内壁左右两侧密封连接。第一支撑板9和第三支撑板11优选位于同一条直线上。
第一支撑板9和第二支撑板10之间连接有倾斜向下设置的第一滑轮导轨13，倾角优选为5°～30°中的任意值。第一滑轮导轨13包括直线部和弧线部，直线部的较高端与第一支撑板9连接，直线部的较低端与弧线部的较高端连接，弧线部的较低端连接第二支撑板10。
第一支撑板9转动连接有第一阀板14，第一支撑板9与第一阀板14的连接处设有密封结构，第一阀板14的活动端通过第一拉索15连接有第一重力滑轮16，第一重力滑轮16能够在重力的作用下沿第一滑轮导轨13滑动，使第一阀板14的活动端能够与第三支撑板11的底端触接并密封，第三支撑板11的底端和第一阀板14的活动端的触接处设有第一斜面，第一斜面使第一阀板14的活动端只能够向与第一重力滑轮16仅在重力作用运动时相反的方向开启。第一阀板14处于关闭状态时第一重力滑轮16位于第一滑轮导轨13的弧线部上。
第三支撑板11和第四支撑板12之间连接有倾斜向下设置的第二滑轮导轨17，倾角优选为5°～30°中的任意值。第二滑轮导轨17包括直线部和弧线部，直线部的较高端与第三支撑板11连接，直线部的较低端与弧线部的较高端连接，弧线部的较低端连接第四支撑板12。
第三支撑板11转动连接有第二阀板18，第三支撑板11与第二阀板18的连接处设有密封结构，第二阀板18的活动端通过第二拉索19连接有第二重力滑轮20，第二重力滑轮20能够在重力的作用下沿第二滑轮导轨17滑动，使第二阀板18的活动端能够与风管3的内壁上侧的触头21触接并密封，触头21和第二阀板18的活动端的触接处设有第二斜面，第二斜面使第二阀板18的活动端只能够向与第二重力滑轮20仅在重力作用运动时相反的方向开启。第二阀板18处于关闭状态时第二重力滑轮20位于第二滑轮导轨17的弧线部上。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构，其特征在于：包括第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板均与模拟环境舱的风管的内壁下侧及左右两侧密封连接，所述第一支撑板和所述第二支撑板之间连接有倾斜向下设置的滑轮导轨，所述第一支撑板转动连接有阀板，所述第一支撑板和所述阀板的连接处设有密封结构，所述阀板的活动端通过拉索连接有重力滑轮，所述重力滑轮能够在重力的作用下沿所述滑轮导轨滑动，使所述阀板的活动端能够与所述风管的内壁上侧的触头触接并密封。
2.根据权利要求1所述的应用于模拟环境舱的舱压调节结构，其特征在于：所述滑轮导轨包括直线部和弧线部，所述直线部的较高端与所述第一支撑板连接，所述直线部的较低端与所述弧线部的较高端连接，所述弧线部的较低端连接所述第二支撑板。
3.根据权利要求2所述的应用于模拟环境舱的舱压调节结构，其特征在于：所述阀板处于关闭状态时所述重力滑轮位于所述弧线部上。
4.根据权利要求1所述的应用于模拟环境舱的舱压调节结构，其特征在于：所述触头和所述阀板的活动端的触接处设有斜面，所述斜面使所述阀板的活动端只能够向与所述重力滑轮仅在重力作用运动时相反的方向开启。
5.一种应用于模拟环境舱的舱压调节结构，其特征在于：包括第一支撑板、第二支撑板、第三支撑板和第四支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板均与模拟环境舱的风管的内壁下侧及左右两侧密封连接，所述第三支撑板和所述第四支撑板均与所述风管的内壁左右两侧密封连接；
所述第一支撑板和所述第二支撑板之间连接有倾斜向下设置的第一滑轮导轨，所述第一支撑板转动连接有第一阀板，所述第一支撑板与所述第一阀板的连接处设有密封结构，所述第一阀板的活动端通过第一拉索连接有第一重力滑轮，所述第一重力滑轮能够在重力的作用下沿所述第一滑轮导轨滑动，使所述第一阀板的活动端能够与所述第三支撑板的底端触接并密封；
所述第三支撑板和所述第四支撑板之间连接有倾斜向下设置的第二滑轮导轨，所述第三支撑板转动连接有第二阀板，所述第三支撑板与所述第二阀板的连接处设有密封结构，所述第二阀板的活动端通过第二拉索连接有第二重力滑轮，所述第二重力滑轮能够在重力的作用下沿所述第二滑轮导轨滑动，使所述第二阀板的活动端能够与所述风管的内壁上侧的触头触接并密封。
6.根据权利要求5所述的应用于模拟环境舱的舱压调节结构，其特征在于：所述第一滑轮导轨和所述第二滑轮导轨均包括直线部和弧线部，所述第一滑轮导轨的所述直线部的较高端与所述第一支撑板连接，所述第二滑轮导轨的所述直线部的较高端与所述第三支撑板连接，所述直线部的较低端与所述弧线部的较高端连接，所述第一滑轮导轨的所述弧线部的较低端连接所述第二支撑板，所述第二滑轮导轨的所述弧线部的较低端连接所述第四支撑板。
7.根据权利要求6所述的应用于模拟环境舱的舱压调节结构，其特征在于：所述第一阀板处于关闭状态时所述第一重力滑轮位于所述第一滑轮导轨的所述弧线部上；所述第二阀板处于关闭状态时所述第二重力滑轮位于所述第二滑轮导轨的所述弧线部上。
8.根据权利要求5所述的应用于模拟环境舱的舱压调节结构，其特征在于：所述第三支撑板的底端和所述第一阀板的活动端的触接处设有第一斜面，所述第一斜面使所述第一阀板的活动端只能够向与所述第一重力滑轮仅在重力作用运动时相反的方向开启；所述触头和所述第二阀板的活动端的触接处设有第二斜面，所述第二斜面使所述第二阀板的活动端只能够向与所述第二重力滑轮仅在重力作用运动时相反的方向开启。
9.根据权利要求5所述的应用于模拟环境舱的舱压调节结构，其特征在于：所述第一支撑板和所述第三支撑板位于同一条直线上。
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