WO2018228012A1

WO2018228012A1 - 囊体调压装置及具有其的浮空器

Info

Publication number: WO2018228012A1
Application number: PCT/CN2018/079766
Authority: WO
Inventors: 刘若鹏; 栾琳; 匡致望; 周飞; 奉凡
Original assignee: 深圳光启空间技术有限公司
Priority date: 2017-06-14
Filing date: 2018-03-21
Publication date: 2018-12-20
Also published as: CN206885323U

Abstract

一种囊体调压装置，该囊体调压装置包括：安装在囊体上端的安装部（10），安装部（10）具有与囊体内部导通的导气孔；安装在安装部（10）上的泄压结构（20），泄压结构（20）具有密封导气孔的第一位置，和避让导气孔以使囊体与外界导通的第二位置。当囊体内部的压力到达预设值时，泄压结构（20）被囊体的内部压力驱动至第二位置。整个泄压过程不需要借助外部动力设备及检测设备，避免了现有技术中由于外部设备故障而导致无法正常泄压的情况的发生。以及一种具有所述囊体调压装置的浮空器。

Description

囊体调压装置及具有其的浮空器

技术领域

本实用新型涉及囊体调压设备技术领域，具体而言，涉及一种囊体调压装置及具有其的浮空器。

背景技术

随着临近空间事业研究的不断发展，对临近空间浮空器的航时要求也越来越长。临近空间浮空器主要是填充一定量的浮升气体至耐临近空间特殊环境要求的囊体中以进行飞行，并携带相关通信、航电及控制等系统来完成浮空器的飞行、监测控制及降落回收等工作。由于临近空间昼夜温差大，太阳辐射及强烈的紫外线照射，使得装载浮升气体的囊体太阳辐射等情况下会在一定时间内存在超压的情况，当内部压力超过其所能承受的极限时，则囊体会存在超压爆裂的风险，为防止超压爆炸的发生，则需要在囊体超压前在囊体顶部对内部气体进行放气。放气阀门的成功放气及有效密封对囊体的超压保护起着至关重要的作用。

技术问题

现有的临近空间浮空器中的氦气阀门机构主要依靠电机驱动装置与机械传动装置相结合的方式进行开关闭阀门，以实现放气。但该放气装置必须要时刻保持供电，当浮空器在临近空间飞行时，一旦阀门电路出现意外故障，则该阀门放气装置将无法正常工作，导致囊体超压爆炸，且持续的阀门电机供电势必会对浮空器的能源电池储备有一定的损耗，不利于浮空器的长期行驶。

技术解决方案

本实用新型的主要目的在于提供一种囊体调压装置及具有其的浮空器，以解决现有技术中的囊体调压装置其外部辅助设备易发生故障而导致不能正常泄压的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种囊体调压装置，包括：安装部，安装部安装在囊体上端，安装部包括与囊体内部导通的导气孔；泄压结构，泄压结构安装在安装部上，泄压结构具有密封导气孔的第一位置，和避让导气孔以使囊体与外界导通的第二位置，当囊体内部的压力到达预设值时，泄压结构被囊体的内部压力驱动至第二位置。

进一步地，泄压结构包括：保护壳，保护壳安装在安装部上；调节部，调节部可移动地设置在保护壳的安装腔中，当泄压结构处于第一位置时，调节部密封导气孔；当泄压结构处于第二位置时，调节部避让导气孔。

进一步地，保护壳侧壁上设置有通气孔，通气孔与外界导通，当泄压结构处于第一位置时，通气孔与导气孔之间被调节部封堵，当泄压结构处于第二位置时，调节部避让导气孔，通气孔与导气孔相导通。

进一步地，通气孔为多个，多个通气孔均匀设置在保护壳侧壁的靠近安装部的一端。

进一步地，保护壳的内壁设置有第一导向结构，调节部包括第二导向结构，第一导向结构导向第二导向结构，以使调节部沿靠近或远离导气孔的方向运动。

进一步地，第一导向结构为导向槽，第二导向结构为导向柱，导向柱可移动地设置在导向槽中。

进一步地，保护壳包括壳体和设置在壳体的内表面上并向安装腔内伸出的导向筒，导向筒的中心孔作为导向槽。

进一步地，调节部还包括密封板，密封板连接在导向柱的靠近导气孔的一端，密封板的侧壁与保护壳的内壁相适配密封板的侧壁与保护壳的内壁之间设置有密封圈。

进一步地，泄压结构还包括压力装置，压力装置设置在安装腔中，以使调节部以预设值的压力封堵导气孔。

进一步地，压力装置包括弹簧，弹簧的第一端抵接在导向筒的伸出端，弹簧的第二端抵接在密封板上。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种浮空器，该浮空器包括上述囊体调压装置。

有益效果

应用本实用新型的技术方案，由于本实用新型的囊体调压装置包括泄压结构，且泄压结构具有密封导气孔的第一位置，和避让导气孔以使囊体与外界导通的第二位置，当囊体在临近空间飞行过程受到外界环境影响，而导致内部的压力变大并超过预设值时，泄压结构会被囊体的内部压力直接驱动，并切换到第二位置，完成泄压，整个泄压过程不需要借助外部动力设备及检测设备，有效避免了现有技术中由于外部设备故障而导致无法正常泄压的情况的发生。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本实用新型的囊体调压装置的泄压结构处于第一位置时的实施例的结构图；以及

图2示意性示出了本实用新型的囊体调压装置的泄压结构处于第二位置时的实施例的结构图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、安装部；20、泄压结构；21、保护壳；211、安装腔；212、通气孔；213、导向槽；214、第一凸台；215、第二凸台；22、导向柱；23、密封板；30、弹簧。

本发明的实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

正如背景技术中所提到的，现有的临近空间浮空器中的氦气阀门机构主要依靠电机驱动装置与机械传动装置相结合的方式进行开关闭阀门，以实现放气。但该放气装置必须要时刻保持供电，当浮空器在临近空间飞行时，一旦阀门电路出现意外故障，则该阀门放气装置将无法正常工作，导致囊体超压爆炸，且持续的阀门电机供电势必会对浮空器的能源电池储备有一定的损耗，不利于浮空器的长期行驶。

为了解决上述问题，参见图1和图2所示，本实用新型提供了一种囊体调压装置，该囊体调压装置包括安装部10和泄压结构20，其中，本实用新型中的安装部10安装在囊体上端，安装部10包括与囊体内部导通的导气孔；泄压结构20安装在安装部10上，泄压结构20具有密封导气孔的第一位置，和避让导气孔以使囊体与外界导通的第二位置，当囊体内部的压力到达预设值时，泄压结构20被囊体的内部压力驱动至第二位置。本实用新型的囊体调压装置包括泄压结构20，且泄压结构20具有密封导气孔的第一位置，和避让导气孔以使囊体与外界导通的第二位置，当囊体在临近空间飞行过程受到外界环境影响，而导致内部的压力变大并超过预设值时，泄压结构会被囊体的内部压力直接驱动，切换到第二位置，完成泄压，整个泄压过程不需要借助外部动力设备及检测设备，有效避免了现有技术中由于外部设备故障而导致无法正常泄压的情况的发生。同时，由于本实用新型的安装部安装在囊体上端，可以有效地利用泄压结构20的自身重力，实现泄压结构20从第一位置至第二位置的驱动。

具体来说，本实用新型中的泄压结构包括保护壳21和调节部，其中，保护壳21安装在安装部10上；调节部可移动地设置在保护壳21的安装腔211中，当泄压结构20处于第一位置时，调节部密封导气孔；当泄压结构20处于第二位置时，调节部避让导气孔。安装时，将本实用新型的保护壳21安装在安装部10上，以为调节部的调节运动提供空间，同时保护调节部不被外界环境所影响，尤其是在临近空间这样的复杂环境中，通过保护壳更好地保持调节部工作的稳定性。当囊体内部的压力变大并超过压力的预设值时，囊体内部的压力直接驱动调节部运动，进而使调节部不再封堵导气孔，使囊体内部的气体泄出，进而实现泄压。当囊体内部的压力回归到低于预设值的值后，调节部重新回归到密封导气孔的位置，保证囊体的密封性。

由于囊体为柔性材料制成，阀门结构无法直接安装，为了方便工作人员对本实用新型的泄压结构20进行安装，本实用新型中的安装部10优选为法兰结构，安装时，在囊体上端先开设一个孔，将法兰结构安装在囊体上端的孔上，且在该法兰结构上开设有与囊体内部导通的导气孔，之后将本实用新型中的泄压结构20安装在法兰结构上。其中，该法兰结构上具有法兰安装孔，保护壳21通过螺栓固定连接在该法兰安装孔上。

为了在保证保护壳21的保护功能的同时，实现导气孔向外部泄气，本实用新型中的保护壳21侧壁上设置有通气孔212，通气孔212与外界导通，当泄压结构20处于第一位置时，通气孔212与导气孔之间被调节部封堵，当泄压结构20处于第二位置时，调节部避让导气孔，通气孔212与导气孔相导通。在囊体正常工作时，泄压结构20处于第一位置，此时调节部密封在导气孔上，通气孔212与导气孔之间无法导通，保证囊体的密封。当囊体的内部压力大于预设值时，压力驱动调节部运动，进而使调节部不再封堵导气孔，导气孔与通气孔相导通，使囊体内部的气体泄出，进而实现泄压。

为了方便工作人员的安装，本实用新型中的保护壳21包括下壳，及可拆卸地安装在下壳上的上壳，其中，下壳安装在安装部上，上壳及下壳的内部空间共同形成上述安装腔211。具体来说，本实用新型中的上壳靠近下壳的一端设置有第一凸台214，下壳靠近上壳的一端设置有第二凸台215，在第一凸台214与第二凸台215的相互对应的位置均开设有连接孔。安装时，工作人员先将本实用新型中的泄压结构20安装完成，再将上壳盖设在下壳上，并在连接孔中穿设螺栓，通过螺栓与螺母的配合，将上壳固定在下壳上，从而使保护壳21起到对泄压结构的保护作用。

当泄压结构20处于第二位置时，为了保证囊体内的气体能够快速泄出，尽快完成泄压，本实用新型中的通气孔212为多个，多个通气孔212均匀设置在保护壳21侧壁的靠近安装部10的一端。

为了使本实用新型中的调节部的运动过程准确，本实用新型中的保护壳21的内壁设置有第一导向结构，本实施例中，第一导向结构设置于保护壳21的上壳的底部。调节部包括第二导向结构，第一导向结构导向第二导向结构，以使调节部沿靠近或远离导气孔的方向运动。工作时，通过第一导向结构和第二导向结构之间的配合对调节部的运动路径进行导向，保证了调节部的运动轨迹，增强调节部在第二位置和第一位置之间运动的稳定性。

具体来说，本实用新型中的第一导向结构为导向槽213，第二导向结构为导向柱22，导向柱22可移动地设置在导向槽213中。当囊体内部的压力变大并超过压力的预设值时，囊体内部的压力直接驱动调节部运动，通过导向柱22在导向槽213内部的运动实现导向，进而使调节部不再封堵导气孔，使囊体内部的气体泄出，进而实现泄压。当囊体内部的压力回归到低于预设值的值后，调节部重新回归到密封导气孔的位置，保证囊体的密封性。

其中，本实用新型中的保护壳21包括壳体和设置在壳体的内表面上并向安装腔211内伸出的导向筒，导向筒的中心孔作为导向槽213。当然本实用新型中的第一导向结构和第二导向结构也可以为其他导向结构，如第一导向结构为导向柱，第二导向结构为导向槽等，只要是能够满足本实用新型的第一导向结构及第二导向结构的导向功能的结构均可。

为了防止本实用新型中的调节部在封堵导气孔时，不会漏气，保证囊体的密封性，本实用新型中的调节部还包括密封板23，密封板23连接在导向柱22的靠近导气孔的一端，密封板23的侧壁与保护壳的内壁相适配，密封板23的侧壁与保护壳21的内壁之间设置有密封圈。安装时，将密封圈套设在密封板的侧壁上，该密封圈优选为橡胶圈，通过密封圈实现对密封板与保护壳内壁之间的间隙的封堵。当囊体内部的压力变大并超过压力的预设值时，囊体内部的压力直接驱动调节部运动，通过导向柱22在导向槽213内部的运动实现导向，并通过导向柱22带动密封板23运动，进而使调节部不再封堵导气孔，使囊体内部的气体泄出，进而实现泄压。当囊体内部的压力回归到低于预设值的值后，调节部重新回归到密封导气孔的位置，且通过密封圈密封密封板侧壁与保护壳内壁的间隙，保证囊体的密封性。

参见图2所示，本实用新型中的泄压结构20还包括压力装置，压力装置设置在安装腔211中，以使调节部以预设值的压力封堵导气孔。工作人员在进行装配时，可根据囊体实际能够承受的压力值，选定压力装置的压力预设值，即调节部压在导气孔上的压力值。

具体来说，本实用新型中的压力装置包括弹簧30，弹簧30的第一端抵接在导向筒的伸出端，弹簧30的第二端抵接在密封板23上。工作人员在进行装配时，可根据囊体实际能够承受的压力值，选定弹簧的弹力值，即调节部压在导气孔上的压力值。本实用新型中的压力装置也可为其他装置，只要是能够满足本实用新型的压力装置的能设置压力预设值功能的压力装置均可。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种浮空器，该浮空器包括上述囊体调压装置。该浮空器通过上述的囊体调压装置在临近空间飞行时，能够及时泄压，且不需持续的阀门电机供电，不会对浮空器的能源电池储备有损耗，有利于长期行驶。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

由于本实用新型的囊体调压装置包括泄压结构，且泄压结构具有密封导气孔的第一位置，和避让导气孔以使囊体与外界导通的第二位置，当囊体在临近空间飞行过程受到外界环境影响，而导致内部的压力变大并超过预设值时，泄压结构会被囊体的内部压力直接驱动，并切换到第二位置，完成泄压，整个泄压过程不需要借助外部动力设备及检测设备，有效避免了现有技术中由于外部设备故障而导致无法正常泄压的情况的发生。

应该指出，上述详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

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

一种囊体调压装置，其特征在于，包括：

安装部（10），所述安装部（10）安装在囊体上端，所述安装部（10）包括与所述囊体内部导通的导气孔；

泄压结构（20），所述泄压结构（20）安装在所述安装部（10）上，所述泄压结构（20）具有密封所述导气孔的第一位置，和避让所述导气孔以使囊体与外界导通的第二位置，当所述囊体内部的压力到达预设值时，所述泄压结构（20）被所述囊体的内部压力驱动至所述第二位置。
根据权利要求1所述的囊体调压装置，其特征在于，所述泄压结构（20）包括：

保护壳（21），所述保护壳（21）安装在所述安装部（10）上；

调节部，所述调节部可移动地设置在所述保护壳（21）的安装腔（211）中，当所述泄压结构（20）处于所述第一位置时，所述调节部密封所述导气孔；当所述泄压结构（20）处于所述第二位置时，所述调节部避让所述导气孔。
根据权利要求2所述的囊体调压装置，其特征在于，所述保护壳（21）侧壁上设置有通气孔（212），所述通气孔（212）与外界导通，当所述泄压结构（20）处于所述第一位置时，所述通气孔（212）与所述导气孔之间被所述调节部封堵，当所述泄压结构（20）处于所述第二位置时，所述调节部避让所述导气孔，所述通气孔（212）与所述导气孔相导通。
根据权利要求3所述的囊体调压装置，其特征在于，所述通气孔（212）为多个，多个所述通气孔（212）均匀设置在所述保护壳（21）侧壁的靠近所述安装部（10）的一端。
根据权利要求3所述的囊体调压装置，其特征在于，所述保护壳（21）的内壁设置有第一导向结构，所述调节部包括第二导向结构，所述第一导向结构导向所述第二导向结构，以使所述调节部沿靠近或远离所述导气孔的方向运动。
根据权利要求5所述的囊体调压装置，其特征在于，所述第一导向结构为导向槽（213），所述第二导向结构为导向柱（22），所述导向柱（22）可移动地设置在所述导向槽（213）中。
根据权利要求6所述的囊体调压装置，其特征在于，所述保护壳（21）包括壳体和设置在所述壳体的内表面上并向所述安装腔（211）内伸出的导向筒，所述导向筒的中心孔作为所述导向槽（213）。
根据权利要求7所述的囊体调压装置，其特征在于，所述调节部还包括密封板（23），所述密封板（23）连接在所述导向柱（22）的靠近所述导气孔的一端，所述密封板（23）的侧壁与所述保护壳（21）的内壁相适配，所述密封板（23）的侧壁与所述保护壳（21）的内壁之间设置有密封圈。
根据权利要求8所述的囊体调压装置，其特征在于，所述泄压结构（20）还包括压力装置，所述压力装置设置在所述安装腔（211）中，以使所述调节部以预设值的压力封堵所述导气孔。
根据权利要求9所述的囊体调压装置，其特征在于，所述压力装置包括弹簧（30），所述弹簧（30）的第一端抵接在所述导向筒的伸出端，所述弹簧（30）的第二端抵接在所述密封板（23）上。
一种浮空器，包括囊体调压装置，其特征在于，所述囊体调压装置为权利要求1至10中任一项所述的囊体调压装置。