CN109080787B - 一种应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置，包括软排气口和限压组件。其中软排气口居中位于限压组件的正下方，软排气口与气囊主体无缝衔接；限压组件包括底座，所述底座下表面焊接于气囊主体表面，底座的上表面与孔遮片下表面的密封凹槽水平相贴，所述密封凹槽表面内嵌嵌入式电磁锁，密封凹槽底端安装有硅胶垫片，所述孔遮片呈圆形，孔遮片边缘一侧通过销钉与固定铰支座相连，可绕销钉在竖直平面内发生转动，所述固定铰支座焊接于底座上表面，固定铰支座两侧布设有复位弹簧，复位弹簧垂直连接孔遮片下表面边缘与底座。本发明设计的泄压装置可延长气囊缓冲过程的时间，还能精确控制气囊在某一特定压力值开始排气，工作性能稳定，可靠性高。

Description

一种应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置

技术领域

本发明属于船舶防碰撞技术领域，尤其涉及一种应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置。

背景技术

近年来，气囊因其结构简单、易于折叠、工作性能良好、生产加工方便快捷等优点，在军用领域和民用领域都发挥着越来越重要的作用，比如重型装备的空投保护、船舶应用、抗震救灾等领域。气囊按缓冲机理主要可分为密闭形气囊与排气型气囊，密闭性气囊依靠气囊内部气体的压缩流动吸收动能，制作简单方便，可靠性高，但该类气囊会发生多次弹撞且体积较大，而排气式气囊经过一次缓冲即可将能量衰减掉，在缓冲效率得到较大提高的同时还具有质量较轻的优势，因此被广泛应用。对于排气型缓冲气囊而言，排气的方式与控制是影响气囊缓冲性能的重要因素。

传统排气型气囊的结构上带有固定面积的排气口，缓冲前封闭，缓冲时囊压升高，排气口开启以排气泄压，限制过载，避免反弹，如尼龙扣压力冲开式排气口，当气囊内部压力达到足够解除尼龙扣约束的压力值时，搭扣被弹开，气囊开始排气。但传统气囊在使用中存在一些弱点，如：内部压力变化剧烈，缓冲效率不高；缓冲过程排气口面积固定，缓冲过程不可控，受外界条件影响大，无法精确地控制气囊排气。

为提高气囊的缓冲效果，Calvin和Nick等人设计了重型空投用缓冲气囊的机械式排气控制机构，在缓冲时调节排气口面积，以使囊压变化平缓。落震实验表明这种改进措施使得冲击过载曲线变得平缓，峰值过载减少了37％；国内的戈嗣诚等人对智能气囊的结构组成、缓冲原理进行了理论分析和实验研究，智能气囊采用磁致伸缩作动器驱动排气阀，根据气囊在缓冲过程内部压力变化和外部装备过载变化，实时控制排气口面积的大小。但是，目前的排气口控制装置结构较复杂，且可靠性低，有待进一步提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置，工作性能稳定、可靠，使缓冲对象受到的冲击过载减小，延长缓冲过程时间，是一种精确控制排气的应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置，软排气口位于限压组件的正下方中央处，软排气口与气囊主体无缝衔接；限压组件包括底座、孔遮片、密封凹槽、电磁锁、硅胶垫片、销钉、固定铰支座、复位弹簧，底座下表面焊接于气囊主体表面，底座的上表面与孔遮片下表面的密封凹槽水平相贴，密封凹槽表面内嵌电磁锁，密封凹槽底端安装有硅胶垫片，孔遮片呈圆形，孔遮片边缘一侧通过销钉与固定铰支座相连，可绕销钉在竖直平面内发生转动，固定铰支座焊接于底座上表面，固定铰支座两侧布设有复位弹簧，复位弹簧垂直连接孔遮片下表面边缘与底座。

按上述技术方案，软排气口结构包括底布、磨损层、外涂层与刚性结构，底布材料选用液晶聚脂纤维，磨损层材料选用聚酯纤维，外涂层材料采用硅酮橡胶，底布与磨损层中间含有刚性结构。以满足软排气口的强度要求，同时保证软排气口在一定压力下发生弹性形变。

按上述技术方案，孔遮片直径大于底座内直径，小于底座外直径，密封凹槽与底座上端卡合，密封凹槽内固定有硅胶垫片。

按上述技术方案，嵌入式电磁锁产生吸力吸附住底座上端卡入密封凹槽的部分，当置于气囊内部的压力传感器检测到气囊内部气压达到预设值，压力传感器发送信号给控制器，控制器控制电磁锁断电。电磁锁失去吸力，完成解锁。

按上述技术方案，复位弹簧在孔遮片与底座贴合时处于无压力状态，孔遮片绕着销钉发生转动时，复位弹簧发生拉伸，产生的拉伸力在气囊完成排气过程后帮助孔遮片复位。

按上述技术方案，软排气口在气囊内部压力未达到临界压力值时保持闭合状态，在气囊内部压力超过临界压力值的情况下，软排气口打开，形成气流通道，软排气口开口呈圆形，开口面积随着压力改变而改变，压力增大，开口面积增大，压力减小，开口面积减小。

所述限压组件在工作前，可根据气囊的形状、体积、强度以及其他实际要求为限压组件提供一个压力预设值，在气囊内部压力未达到该预设值时，限压组件一直保持密封状态，所述预设值大于软排气口打开的临界压力值，小于气囊爆破的压力值，所述限压组件可防止药剂被点燃时，气囊内部压力瞬间超过软排气口打开的临界压力值而导致软排气口在气囊充气时打开，影响气囊的充气效率，所述限压组件可更加精确地保证气囊在某一特定压力值开始排气，提高泄压装置的可靠性。

本发明产生的有益效果是：1本发明设计的软排气口面积可随着气囊内部压力变化而变化，延长缓冲过程的时间，减小缓冲对象受到的冲击过载，同时保证缓冲结束后气囊内保留一定压力，以提供一定的弹性支撑。

2本发明采用电磁锁对气囊开始排气时的压力值进行控制，与传统的尼龙扣压力冲开式相比，电磁锁的控制精度更高且安装更为便捷。

3本发明可通过复位弹簧在气囊缓冲结束后完成孔遮片的复位工作，无需人工进行调整，自动化程度增强。

4本发明的限压组件可精确保证气囊在某一特定压力值开始排气，提高泄压装置的可靠性。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置的主视半剖图；

图2为本发明实施例的右视全剖图；

图3为本发明实施例的俯视局部剖图；

图中：1软排气口；2底座；3孔遮片；4密封凹槽；5电磁锁；6硅胶垫片；7销钉；8固定铰支座；9复位弹簧。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例中，提供一种应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置，如图1、图2、图3所示，软排气口1位于限压组件的正下方中央处，软排气口与气囊主体无缝衔接；限压组件包括底座2，底座2下表面焊接于气囊主体表面，底座2的上表面与孔遮片3下表面的密封凹槽4水平相贴，密封凹槽4表面内嵌电磁锁5，密封凹槽4底端安装有硅胶垫片6，孔遮片3呈圆形，孔遮片3边缘一侧通过销钉7与固定铰支座8相连，可绕销钉7在竖直平面内发生转动，固定铰支座8焊接于底座2上表面，固定铰支座8两侧布设有复位弹簧9，复位弹簧9垂直连接孔遮片下表面边缘与底座2。

进一步地，软排气口1在气囊内部压力未达到临界压力值时保持闭合状态，在气囊内部压力超过临界压力值的情况下，软排气口打开，形成气流通道，软排气口开口呈圆形，开口面积随着压力改变而改变，压力增大，开口面积增大，压力减小，开口面积减小。

进一步地，所述软排气口1结构包括底布、磨损层、外涂层与刚性结构，底布材料选用液晶聚脂纤维，磨损层材料选用聚酯纤维，外涂层材料采用硅酮橡胶，底布与磨损层中间含有刚性结构。以满足软排气口的强度要求，同时保证软排气口在一定压力下发生弹性形变。

如图2、图3所示，孔遮片3直径大于底座2内直径，小于底座2外直径，密封凹槽4与底座2上端卡合，密封凹槽4内固定有硅胶垫片6。

进一步地，嵌入式电磁锁5产生吸力吸附住底座2上端卡入密封凹槽4的部分，当置于气囊内部的压力传感器检测到气囊内部气压达到预设值，压力传感器发送信号给控制器，控制器控制电磁锁5断电，电磁锁5失去吸力，完成解锁。

如图1所示，复位弹簧9在孔遮片3与底座2贴合时处于无压力状态，当孔遮片3绕着销钉7发生转动时，复位弹簧9发生拉伸，产生的拉伸力可在气囊完成排气过程后帮助孔遮片3复位。

所述限压组件在工作前，可根据气囊的形状、体积、强度以及其他实际要求为限压组件提供一个压力预设值，在气囊内部压力未达到该预设值时，限压组件一直保持密封状态，所述预设值大于软排气口打开的临界压力值，小于气囊爆破的压力值，所述限压组件可防止药剂被点燃时，气囊内部压力瞬间超过软排气口1打开的临界压力值而导致软排气口1在气囊充气时打开，影响气囊的充气效率，所述限压组件可更加精确地保证气囊在某一特定压力值开始排气，提高泄压装置的可靠性。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置，软排气口位于限压组件的正下方中央处，软排气口与气囊主体无缝衔接，限压组件包括底座、孔遮片、密封凹槽、销钉、固定铰支座，底座下表面焊接于气囊主体表面，孔遮片呈圆形，孔遮片边缘一侧通过销钉与固定铰支座相连，可绕销钉在竖直平面内发生转动，固定铰支座焊接于底座上表面，其特征在于，限压组件还包括电磁锁、硅胶垫片、复位弹簧，底座的上表面与孔遮片下表面的密封凹槽水平相贴，密封凹槽表面内嵌电磁锁，密封凹槽底端安装有硅胶垫片，固定铰支座两侧布设有复位弹簧，复位弹簧垂直连接孔遮片下表面边缘与底座。

2.根据权利要求1所述的应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置，其特征在于，软排气口结构包括底布、磨损层、外涂层与刚性结构，底布材料选用液晶聚脂纤维，磨损层材料选用聚酯纤维，外涂层材料采用硅酮橡胶，底布与磨损层中间含有刚性结构。

3.根据权利要求1或2所述的应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置，其特征在于，孔遮片直径大于底座内直径，小于底座外直径，密封凹槽与底座上端卡合，密封凹槽内固定有硅胶垫片。

4.根据权利要求1或2所述的应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置，其特征在于，嵌入式电磁锁产生吸力吸附住底座上端卡入密封凹槽的部分，当置于气囊内部的压力传感器检测到气囊内部气压达到预设值，压力传感器发送信号给控制器，控制器控制电磁锁断电。

5.根据权利要求1或2所述的应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置，其特征在于，复位弹簧在孔遮片与底座贴合时处于无压力状态，孔遮片绕着销钉发生转动时，复位弹簧发生拉伸，产生的拉伸力在气囊完成排气过程后帮助孔遮片复位。

6.根据权利要求1或2所述的应用于船舶防撞气囊的主动泄压装置，其特征在于，软排气口在气囊内部压力未达到临界压力值时保持闭合状态，在气囊内部压力超过临界压力值的情况下，软排气口打开，形成气流通道，软排气口开口呈圆形，开口面积随着压力改变而改变，压力增大，开口面积增大，压力减小，开口面积减小。

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