CN110127024A - 一种压力调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种压力调节装置，包括法兰组件、风机单向阀、放气阀；所述法兰组件设置在囊体上，所述风机单向阀和所述放气阀设置于所述法兰组件上，所述风机单向阀实现对囊体的充气；所述放气阀实现对囊体的放气；本发明将放气阀、风机单向阀和法兰组件集成为一套装置，结构紧凑，整体承力能力增强，集成化程度高。

Description

一种压力调节装置

技术领域

本发明涉及浮空器技术领域，具体涉及一种压力调节装置。

背景技术

超压气球是一种典型的浮空器，它本质上属于一种自由气球，通过浮力和风力在临近空间飞行。作为一种平台，它可以搭载不同的任务载荷进行一系列的空间科学实验和探测等，为前沿科学的研究提供支持，具有较大的应用潜力。超压气球在工作状态时的内部气压大于外部，受日间和夜间温度差异的影响，其内部压差始终处于变化状态。为保证囊体内部压力恒定可控，超压气球设置有压力调节装置。此外，超压气球设置有副气囊，通过压力调节装置进行囊体内部压力调节还可实现气球高度的调整，使得气球平台的能力得到更大的发挥。

受制于临近空间的环境条件和自由气球的本身特点，压力调节装置需要适用高低温、强紫外线辐射等环境，同时适用囊体的柔性结构及内部超压的特点，满足充气的压力指标及飞行时气体的低泄漏指标，而能够满足上述条件的现有压力调节装置的集成化程度都较低。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种压力调节装置，包括法兰组件、风机单向阀、放气阀；所述法兰组件设置在囊体上，所述风机单向阀和所述放气阀设置于所述法兰组件上，所述风机单向阀实现对囊体的充气；所述放气阀实现对囊体的放气。

较佳的，所述法兰组件包括法兰压板、法兰密封垫、法兰盘、法兰座；所述法兰压板、所述法兰密封垫、所述法兰盘、所述法兰座从囊体内部向外部的方向依次排布并固定连接，囊体夹持固定在两所述法兰密封垫之间，所述法兰盘和所述法兰座之间夹持囊体加强筋。

较佳的，所述法兰压板设置于囊体内侧的端面上设置有防护支架和蒙布，所述防护支架固定设置在所述法兰压板上，所述蒙布绑扎在所述防护支架上。

较佳的，所所述法兰密封垫、所述法兰盘、所述法兰座设置在所述法兰压板设置于囊体外侧的端面上，所述法兰座上固定设置有吊环。

较佳的，所述风机单向阀包括压气机、止回胶垫、止回板、导流筒；所述压气机与所述导流筒连接；所述导流筒与所述法兰压板连接，所述止回胶垫、所述止回板设置于所述导流筒与所述法兰压板之间，所述止回胶垫防止气体外泄，所述止回板支撑所述止回胶垫。较佳的，所述压气机与所述导流筒之间设置有导流筒密封垫，所述导流筒与所述法兰压板之间设置有风机密封垫；所述法兰压板、所述止回胶垫、所述止回板、所述风机密封垫从囊体内部向外部的方向依次排布；所述止回板和所述压气机搭接处胶粘密封。

较佳的，所述止回胶垫为硅橡胶板的整体环状式结构；所述止回胶垫从内环向外环设置切割线从而切割设置为若干形瓣，所述切割线末端为一圆。

较佳的，所述止回板对应所述止回胶垫设置为环形，且对应所述止回胶垫的所述形瓣，所述止回板上开设相应的通气孔，所述通气孔小于所述形瓣外缘。

较佳的，所述放气阀包括直线电机、门形架、阀芯、导向套、阀盖；所述门形架固定连接在所述法兰压板设置于囊体外侧的端面上，所述直线电机安装在所述门形架上；所述阀芯的两端分别与所述阀盖和所述直线电机的输出轴连接；所述导向套设置于所述门形架内且与所述法兰压板固定连接，所述导向套用于所述阀芯运动导向。

较佳的，所述法兰压板设置于囊体内侧的端面上设置有凹槽，所述凹槽内胶粘安装有阀盖密封圈；所述阀盖密封圈对应所述阀盖的边缘设置。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：1，本发明将放气阀、风机单向阀和法兰组件集成为一套装置，结构紧凑，整体承力能力增强，集成化程度高；2，用于放气阀的直线电机、用于风机单向阀的压气机及用于密封的硅橡胶垫等均满足临近空间低温等环境条件的使用要求，环境适应性强；3，利用超压气球内部压力大于外部的特点，将放气阀外装、风机单向阀内装，在直线电机及压气机不工作的情况下，依旧可以利用超压球内部压力完成气球的密封。

附图说明

图1为所述压力调节装置的结构视图；

图2为所述法兰组件的结构立体图；

图3为所述法兰组件的结构侧视图；

图4为所述风机单向阀的结构视图；

图5为所述止回胶垫的结构视图；

图6为所述止回板的结构视图；

图7为所述放气阀的结构视图。

图中数字表示：

1-法兰组件；2-风机单向阀；3-放气阀；4-囊体；11-法兰压板；12-法兰密封垫；13-法兰盘；14-法兰座；15-吊环；16-防护支架；17-蒙布；21-压气机；22-止回胶垫；23-止回板；24-风机密封垫；25-导流筒；26-导流筒密封垫；31-直线电机；32-门形架；33-调节螺母；34-阀芯；35-导向套；36-阀盖密封圈；37-阀盖。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

如图1所示，图1为所述压力调节装置的结构视图；所述压力调节装置包括法兰组件1、风机单向阀2、放气阀3。所述法兰组件1设置在囊体4上，所述风机单向阀2和所述放气阀3设置于所述法兰组件1上。本实施例中，所述风机单向阀2和所述放气阀3为配套设置；所述风机单向阀2实现对囊体4的充气；所述放气阀3实现对囊体4的放气。

如图2、图3所示，图2为所述法兰组件的结构立体图；图3为所述法兰组件的结构侧视图；所述法兰组件1包括法兰压板11、法兰密封垫12、法兰盘13、法兰座14、吊环15、防护支架16、蒙布17。所述法兰压板11设置于囊体4内侧的端面上设置有所述防护支架16和所述蒙布17，所述法兰压板11设置于囊体4外侧的端面上设置有所述法兰密封垫12、所述法兰盘13、所述法兰座14、所述吊环15。

具体的，所述法兰压板11上压装若干压装螺栓用于将所述法兰压板11与所述法兰密封垫12、所述法兰盘13、所述法兰座14固定，所述法兰压板11、所述法兰密封垫12、所述法兰盘13、所述法兰座14从囊体4内部向外部的方向依次排布。

囊体4夹持固定在两所述法兰密封垫12之间，提高囊体4与所述压力调节装置连接位置的密封效果；所述法兰盘13和所述法兰座14之间夹持囊体加强筋，以保证囊体4的整体外形结构，同时加强囊体4的结构强度；所述吊环15安装在所述法兰座14上，用于挂载任务载荷；所述防护支架16安装在所述法兰压板11上，所述蒙布17绑扎在所述防护支架16上，用于避免所述压力调节装置上的结构件对囊体4造成刮伤。

如图4所示，所述风机单向阀2包括压气机21、止回胶垫22、止回板23、风机密封垫24、导流筒25、导流筒密封垫26。所述压气机21与所述导流筒25连接，并通过在连接处设置所述导流筒密封垫26保证所述压气机21与所述导流筒25连接位置处的密封效果；所述导流筒25与所述法兰压板11之间设置有所述风机密封垫24，保证所述导流筒25与所述法兰压板11之间的气密性；所述止回胶垫22、所述止回板23设置于所述导流筒25与所述法兰压板11之间。所述风机单向阀2通过所述压气机21从下端的进风口鼓入的空气经所述导流筒25导流，形成鼓风路径，将高压气体向囊体4内沿周向分散，避免快速鼓入气体对囊体4造成损伤。

所述导流筒25和所述导流筒密封垫26通过螺栓安装在所述压气机21上；所述风机密封垫24、所述止回板23、所述止回胶垫22通过螺栓安装在所述法兰压板11上；所述法兰压板11、所述止回胶垫22、所述止回板23、所述风机密封垫24从囊体4内部向外部的方向依次排布；所述止回板23和所述压气机21搭接处胶粘密封。

如图5所示，图5为所述止回胶垫的结构视图；所述止回胶垫22为材质为硅橡胶板的整体环状式结构；所述止回胶垫22从内环向外环设置切割线从而切割设置为若干形瓣，所述切割线末端为一小圆，以减小疲劳损伤。

如图6所示，图6为所述止回板的结构视图；所述止回板23对应所述止回胶垫22设置为环形，且对应所述止回胶垫22的所述形瓣，所述止回板23上开设相应的通气孔，所述通气孔略小于所述形瓣外缘；所述止回板23用于支撑所述止回胶垫形态，使其不变形，并能够使空气从囊体4外向囊体4内进入，并在囊体4内压强大于外界压强时实现所述风机单向阀2的气体密封。

如图7所示，图7为所述放气阀的结构视图；所述放气阀3包括直线电机31、门形架32、调节螺母33、阀芯34、导向套35、阀盖密封圈36、阀盖37。

所述门形架32固定设置于所述法兰压板11设置于囊体4外侧的端面上，所述直线电机1安装在所述门形架32上；所述阀芯34的两端分别与所述阀盖37和所述直线电机1的输出轴连接，所述调节螺母33用于紧固所述阀芯34；所述导向套35设置于所述门形架32内且与所述法兰压板11固定连接，所述导向套35用于实现对所述阀芯34的导向功能；所述法兰压板11设置于囊体4内侧的端面上设置有凹槽，所述阀盖密封圈36胶粘安装在所述法兰压板11的所述凹槽内；所述阀盖密封圈36对应所述阀盖37的边缘设置，从而提高所述阀盖37在闭合密封状态下所述阀盖37和所述法兰压板11的气密效果。

具体的，所述直线电机1的输出轴设置有外螺纹，所述阀芯34设置有带有内螺纹的连接孔，所述直线电机1的输出轴和所述阀芯34通过螺纹连接；所述调节螺母33于所述直线电机1的输出轴螺纹连接，当将所述直线电机1的输出轴和所述阀芯34调节到较佳的相对位置时，通过将所述调节螺母33与所述阀芯34端部旋拧贴紧，从而实现所述调节螺母33对所述阀芯34的紧固效果。一般的，所述直线电机1的输出轴和所述阀芯34的较佳相对位置为保证所述直线电机1和所述阀盖37之间的相对距离从而实现所述直线电机1控制所述阀盖37的打开或关闭。

所述法兰组件1上的所述蒙布17侧为囊体4内侧；所述风机单向阀2外装，空气由囊体4外侧经所述压气机21鼓入囊体4内侧，从而实现充气；所述放气阀3内装，所述放气阀3打开时，所述阀盖37克服囊体4内压阻力伸长至囊体4内侧，从而实现放气。

本发明将放气阀、风机单向阀和法兰组件集成为一套装置，结构紧凑，整体承力能力增强，集成化程度高；且用于放气阀的直线电机、用于风机单向阀的压气机及用于密封的硅橡胶垫等均满足临近空间低温等环境条件的使用要求，环境适应性强；利用超压气球内部压力大于外部的特点，将放气阀外装、风机单向阀内装，在直线电机及压气机不工作的情况下，依旧可以利用超压球内部压力完成气球的密封。

通过所述防护支架及所述蒙布的设计，将所述压力调节装置和囊体4形成一个柔性分离面，避免了结构件可能对囊体4造成的刮伤；所述风机单向阀导流筒的设计，一方面，方便所述压气机在所述法兰组件上的安装，另一方面，将鼓入的高压气体由垂直囊体4方向，分散为周向，避免了因高压气体直接冲击囊体4造成的囊体4损伤。以上措施均有效地延长了囊体4的使用寿命，提高了超压球系统的可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种压力调节装置，其特征在于，包括法兰组件、风机单向阀、放气阀；所述法兰组件设置在囊体上，所述风机单向阀和所述放气阀设置于所述法兰组件上，所述风机单向阀实现对囊体的充气；所述放气阀实现对囊体的放气。

2.如权利要求1所述的压力调节装置，其特征在于，所述法兰组件包括法兰压板、法兰密封垫、法兰盘、法兰座；所述法兰压板、所述法兰密封垫、所述法兰盘、所述法兰座从囊体内部向外部的方向依次排布并固定连接，囊体夹持固定在两所述法兰密封垫之间，所述法兰盘和所述法兰座之间夹持囊体加强筋。

3.如权利要求2所述的压力调节装置，其特征在于，所述法兰压板设置于囊体内侧的端面上设置有防护支架和蒙布，所述防护支架固定设置在所述法兰压板上，所述蒙布绑扎在所述防护支架上。

4.如权利要求2所述的压力调节装置，其特征在于，所述法兰密封垫、所述法兰盘、所述法兰座设置在所述法兰压板设置于囊体外侧的端面上，所述法兰座上固定设置有吊环。

5.如权利要求2所述的压力调节装置，其特征在于，所述风机单向阀包括压气机、止回胶垫、止回板、导流筒；所述压气机与所述导流筒连接；所述导流筒与所述法兰压板连接，所述止回胶垫、所述止回板设置于所述导流筒与所述法兰压板之间，所述止回胶垫防止气体外泄、所述止回板支撑所述止回胶垫。

6.如权利要求5所述的压力调节装置，其特征在于，所述压气机与所述导流筒之间设置有导流筒密封垫，所述导流筒与所述法兰压板之间设置有风机密封垫；所述法兰压板、所述止回胶垫、所述止回板、所述风机密封垫从囊体内部向外部的方向依次排布；所述止回板和所述压气机搭接处胶粘密封。

7.如权利要求5所述的压力调节装置，其特征在于，所述止回胶垫为硅橡胶板的整体环状式结构；所述止回胶垫从内环向外环设置切割线从而切割设置为若干形瓣，所述切割线末端为一圆。

8.如权利要求7所述的压力调节装置，其特征在于，所述止回板对应所述止回胶垫设置为环形，且对应所述止回胶垫的所述形瓣，所述止回板上开设相应的通气孔，所述通气孔小于所述形瓣外缘。

9.如权利要求2所述的压力调节装置，其特征在于，所述放气阀包括直线电机、门形架、阀芯、导向套、阀盖；所述门形架固定连接在所述法兰压板设置于囊体外侧的端面上，所述直线电机安装在所述门形架上；所述阀芯的两端分别与所述阀盖和所述直线电机的输出轴连接；所述导向套设置于所述门形架内且与所述法兰压板固定连接，所述导向套用于所述阀芯运动导向。

10.如权利要求9所述的压力调节装置，其特征在于，所述法兰压板设置于囊体内侧的端面上设置有凹槽，所述凹槽内胶粘安装有阀盖密封圈；所述阀盖密封圈对应所述阀盖的边缘设置。