CN207773416U - 用于超压气球的柔性法兰以及超压气球 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于超压气球的柔性法兰，柔性法兰(10)包括：由至少一个柔性复合材料层制成的法兰盘(12)、以及设置在法兰盘(12)上的多个固定部(14)。本实用新型的目的在于提供用于超压气球的柔性法兰以及超压气球，以至少实现在保证所需强度的情况下能够降低法兰的重量。

Description

用于超压气球的柔性法兰以及超压气球

技术领域

本实用新型涉及高空气球领域，并且更具体地，涉及用于超压气球的柔性法兰以及超压气球。

背景技术

聚乙烯超压气球通常由聚乙烯薄膜球体、加强筋、法兰组成。加强筋在球瓣连接处(焊缝)沿径向设置，高强度的加强筋用来传递由于球膜压差和悬挂载荷产生的力，并通过在气球接缝处产生的鼓包，大大减小球膜的曲率半径，从而降低球膜上的应力载荷，使球体能承受更大的压力，达到超压的效果。而位于球体两端部的法兰则用于固定加强筋的两端，法兰通常采用轻量化金属材质。安装金属法兰，需要对聚乙烯超压气球球体两端部进行开口，通过内、外法兰压圈及密封圈夹持球体薄膜的方式固定在球体两端部。

然而，采用金属法兰存在几个弊端：首先，金属材质本身密度较高，大大增加了球体本身的重量，即大大降低了超压气球的载重能力；其次，安装金属法兰需要对球体两端部进行开口，并通过内外法兰压环及密封圈夹持球体薄膜的方式对球体进行密封，金属法兰与球体的连接较为繁杂，法兰较重、而球体薄膜又非常的薄(通常20-80μm)，球体薄膜与法兰连接部位很容易成为球体结构承力的薄弱点，夹持力太大时，该处薄膜存在较大的破裂风险，夹持力太小时，气密性难以保证；此外，超压气球用法兰，均为非标准件，需要根据设计要求进行定制，金属法兰加工过程较复杂、周期长、成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供用于超压气球的柔性法兰以及超压气球，以至少实现在保证所需强度的情况下能够降低法兰的重量。

根据本实用新型的实施例，提供了一种用于超压气球的柔性法兰，柔性法兰包括：由至少一个柔性复合材料层制成的法兰盘、以及设置在法兰盘上的多个固定部。

根据本实用新型的实施例，柔性法兰还包括设置在固定部所在区域处的补强片。

根据本实用新型的实施例，固定部为延伸穿过法兰盘的穿绳孔，其中，补强片设置在穿绳孔的位于法兰盘两侧的开口处。

根据本实用新型的实施例，补强片与法兰盘热合连接。

根据本实用新型的实施例，固定部为设置在法兰盘的一侧表面的穿绳扣，其中，补强片在法兰盘的另一侧与穿绳扣相对设置。

根据本实用新型的实施例，补强片、法兰盘和穿绳扣缝合在一起。

根据本实用新型的实施例，法兰盘上还设置有挂钩部，其中，挂钩部包括与法兰盘固定连接的基部以及由基部突出的挂钩件。

根据本实用新型的实施例，基部与法兰盘热合连接。

根据本实用新型的实施例，多个固定部彼此间隔开地设置在法兰盘的边缘。

根据本实用新型的实施例，柔性复合材料层为由纤维柔性复合材料制成的层状结构。

根据本实用新型的实施例，还提供了一种超压气球，包括：由多个相互连接的球瓣形成的主体、与主体连接并且安装在主体的顶部的第一法兰、以及与主体连接并且安装在主体的底部的第二法兰，其中，第一法兰和第二法兰中的至少一者构造成如上所述的柔性法兰。

根据本实用新型的实施例，超压气球还包括多个加强筋，每个加强筋的两端分别连接第一法兰和第二法兰中的其中一固定部。

本实用新型的有益效果在于：

在本实用新型提供的柔性法兰以及具有该柔性法兰的超压气球中，设置在法兰盘上的多个固定部可以用于连接并固定超压气球的加强筋，而由于法兰盘由至少一个柔性复合材料层制成，从而使得与现有技术中的金属法兰盘相比，本实用新型提供的柔性法兰能够在保证所需强度的情况下实现降低法兰的重量。

附图说明

图1A和图1B是本实用新型柔性法兰的一个实施例的主视图和沿线 A-A截取的截面图；

图2A、图2B和图2C是本实用新型柔性法兰的另一个实施例的主视图、沿线A-A截取的截面图和沿线B-B截取的截面图；以及

图3A和图3B是本实用新型柔性法兰的再一个实施例的主视图和沿线 A-A截取的截面图。

具体实施方式

现参照附图对本实用新型进行描述。如图1A至图3B所示，根据本实用新型的实施例，提供了用于超压气球的柔性法兰10。

具体地，柔性法兰10包括法兰盘12和多个固定部14，其中法兰盘12 由至少一个柔性复合材料层制成，即，法兰盘12可以是单层柔性复合材料层制成也可以是至少两层柔性复合材料层叠置制成。进一步地，多个固定部14可以设置在法兰盘12上。

由以上结构可知，设置在法兰盘12上的多个固定部14可以用于连接并固定超压气球的加强筋。例如，加强筋两端的连接部分可以固定连接在固定部14上，从而使得加强筋与法兰盘12固定连接。另外，由于法兰盘 12由至少一个柔性复合材料层制成，从而使得与现有技术中的金属法兰盘相比，本实用新型提供的柔性法兰10能够在保证所需强度的情况下实现降低法兰的重量。

进一步地如图所示，柔性法兰10还可以包括设置在固定部14所在区域处的补强片16。由于固定部14所在区域为法兰盘12的承力主要部位，故在该部位设置有补强片16，用于提升该部位强度。

在如图1A至图2C所示的实施例中，固定部14为延伸穿过法兰盘12 的穿绳孔，其中，补强片16设置在穿绳孔的位于法兰盘12两侧的开口处，如图1B和图2B所示。在这种结构中，加强筋两端的安装部分可以穿过穿绳孔从而进行固定。而在穿绳孔位于法兰盘12两侧的开口的位置处设置补强片16可以提高该部分强度。

进一步地，在如上所述的实施例中，补强片16与法兰盘12之间热合连接。当然应当理解，其它适当的连接方式也可以应用在本实用新型当中，本实用新型并不局限于此。

与以上实施例不同的，在如图3A至图3B所示的实施例中，固定部14 为设置在法兰盘12的一侧的穿绳扣，其中，补强片16在法兰盘12的另一侧与穿绳扣相对设置。优选地，补强片16、法兰盘12和穿绳扣可以缝合在一起。在这种结构中，加强筋两端的安装部分可以穿过穿绳扣所形成的安装孔从而进行固定。

继续参照图2A至图2C所示的实施例，法兰盘12上还可以设置有挂钩部18。具体地，挂钩部18可以包括与法兰盘12固定连接的基部20以及由基部20突出的挂钩件22。该挂钩部18可以用于在测试或放飞过程中悬挂超压气球。优选地，挂钩部18的基部20可以与法兰盘12热合连接。

如图所示，在一个可选的实施例中，多个固定部14可以彼此间隔开地设置在法兰盘12的边缘。例如，在如图所示的实施例中，法兰盘12可以构造成圆形结构，而固定部14可以围绕圆形结构的圆心，沿轴向方向间隔开地设置在法兰盘12的边缘。当然应当理解的是，法兰盘12的形状并不局限于如图所示的形状，并且固定部14的布置方式也不局限于如图所示的方式。

优选地，在本实用新型的实施例中，构造成法兰盘12的柔性复合材料层为由纤维柔性复合材料制成的层状结构。例如，柔性复合材料层为包括纤维的柔性复合材料层，该纤维可以选自Vectran纤维、PBO纤维和芳纶纤维中的一种或多种的组合。与其类似地，补强片16也可以由包括纤维的柔性复合材料形成，并且该纤维可以选自Vectran纤维、PBO纤维和芳纶纤维中的一种或多种的组合。

另一方面，本实用新型还提供了一种超压气球，该超压气球包括由多个相互连接的球瓣形成的主体、与主体连接并且安装在主体的顶部的第一法兰、以及与主体连接并且安装在主体的底部的第二法兰。其中，第一法兰和第二法兰中的至少一者构造成如上所述的柔性法兰10。具体地，球瓣之间可以通过热合的方式相互连接，从而形成超压气球的主体。在超压气球上还可以设置有多个彼此间隔开的加强筋，具体地，加强筋包括连接至第一法兰的第一端、连接至第二法兰的第二端、以及与球瓣热合连接的加强筋主体。其中，根据以上所述的方式，加强筋的两端可以分别延伸至第一和第二法兰上的固定部(例如穿绳孔或穿绳扣)并且与固定部固定连接，从而形成本实用新型所述的超压气球。根据本实用新型的一个实施例，超压气球还包括多个加强筋，每个加强筋的两端分别连接第一法兰和第二法兰中的其中一固定部14。

进一步地，以下以具体实施例的方式对本实用新型的结构和效果进行描述。

实施例1：如图1A至图1B所示，法兰盘12由三层纤维类柔性复合材料经热合加工而成，法兰盘12上设置有用作固定部14的穿绳孔，超压气球加强筋从穿绳孔穿过进行固定，穿绳孔周围为法兰盘12的承力主要部位，故在该部位设置有补强片16用于提升该部位强度，补强片16的材质同样为纤维类柔性复合材料，与法兰盘12通过热合工艺进行连接。该法兰10可应用于单根加强筋承力不大于3500N的场合。

实施例2：如图2A至图2C所示，法兰盘12由一层纤维类柔性复合材料制成，法兰盘12上设置有用作固定部14的穿绳孔，超压气球加强筋从穿绳孔穿过进行固定，穿绳孔周围为法兰盘12的承力主要部位，故在该部位设置有补强片16用于提升该部位强度，补强片16的材质同样为纤维类柔性复合材料，与法兰盘12通过热合工艺进行连接。另外在法兰10的中心部位设置有挂钩部18，其可用于测试或放飞过程中悬挂超压球气球，挂钩部18同样由纤维类柔性复合材料热合而成。该法兰10可应用于单根加强筋承力不大于2100N的场合。

实施例3：如图3A至图3B所示，法兰盘12由两层纤维类柔性复合材料制成，法兰盘12上设置有用作固定部14的穿绳扣，超压气球加强筋从穿绳扣穿过进行固定，穿绳扣缝纫部位为法兰承力的主要部位，故在该部位设置有补强片16用于提升该部位强度。穿绳扣采用宽度为1.5cm高强纤维编织带，补强片16采用纤维类柔性复合材料与法兰盘12通过缝纫工艺进行连接。该法兰10可应用于单根加强筋承力不大于5000N的场合。

实施例4：法兰盘12由三层纤维类柔性复合材料制成，法兰盘12上设置有用作固定部14的穿绳扣，超压气球加强筋从穿绳扣穿过进行固定，穿绳扣缝纫部位为法兰盘12的承力主要部位，故在该部位设置有补强片 16用于提升该部位强度。穿绳扣采用宽度为2.5cm高强纤维编织带，补强片16采用纤维类柔性复合材料，与法兰盘12通过缝纫工艺进行连接。该法兰10可应用于单根加强筋承力不大于10000N的场合。

综上所述，本申请采用纤维类柔性复合材料制作法兰10，该类材料常用于制作飞艇、系留球、超压气球(纤维类复合材料)等浮空器蒙皮。该法兰10可在简单热合或缝纫工艺下即可快速制作完成，即，通过聚乙烯高空气球相关加工设备即可实现法兰的加工，操作简单、加工效率高、易实现、成本低。其次，在满足使用需求的情况下，采用该法兰可大幅度降低法兰重量(与铝合金材质法兰相比，在强度相当的情况下，使用纤维类柔性复合材料制作法兰，重量可降低至原来的十分之一，乃至更低)，从而可大大提高超压气球的载重能力。此外，由于该法兰很轻，使用少许压敏胶带轻贴于球体两端部就可以固定，不需要对球体两端部进行开口，避免了该部位漏气的风险。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于超压气球的柔性法兰，其特征在于，所述柔性法兰(10)包括：由至少一个柔性复合材料层制成的法兰盘(12)、以及设置在所述法兰盘(12)上的多个固定部(14)。

2.根据权利要求1所述的柔性法兰，其特征在于，所述柔性法兰(10)还包括设置在所述固定部(14)所在区域处的补强片(16)。

3.根据权利要求2所述的柔性法兰，其特征在于，所述固定部(14)为延伸穿过所述法兰盘(12)的穿绳孔，其中，所述补强片(16)设置在所述穿绳孔的位于所述法兰盘(12)两侧的开口处。

4.根据权利要求3所述的柔性法兰，其特征在于，所述补强片(16)与所述法兰盘(12)热合连接。

5.根据权利要求2所述的柔性法兰，其特征在于，所述固定部(14)为设置在所述法兰盘(12)的一侧表面的穿绳扣，其中，所述补强片(16)在所述法兰盘(12)的另一侧与所述穿绳扣相对设置。

6.根据权利要求5所述的柔性法兰，其特征在于，所述补强片(16)、所述法兰盘(12)和所述穿绳扣缝合在一起。

7.根据权利要求1所述的柔性法兰，其特征在于，所述法兰盘(12)上还设置有挂钩部(18)，其中，所述挂钩部(18)包括与所述法兰盘(12)固定连接的基部(20)以及由所述基部(20)突出的挂钩件(22)。

8.根据权利要求7所述的柔性法兰，其特征在于，所述基部(20)与所述法兰盘(12)热合连接。

9.根据权利要求1所述的柔性法兰，其特征在于，多个所述固定部(14)彼此间隔开地设置在所述法兰盘(12)的边缘。

10.根据权利要求1所述的柔性法兰，其特征在于，所述柔性复合材料层为由纤维柔性复合材料制成的层状结构。

11.一种超压气球，其特征在于，包括：由多个相互连接的球瓣形成的主体、与所述主体连接并且安装在所述主体的顶部的第一法兰、以及与所述主体连接并且安装在所述主体的底部的第二法兰，其中，所述第一法兰和所述第二法兰中的至少一者构造成如权利要求1至10中任一项所述的柔性法兰(10)。

12.根据权利要求11所述的超压气球，其特征在于，所述超压气球还包括多个加强筋，每个加强筋的两端分别连接所述第一法兰和第二法兰中的其中一固定部(14)。