用于浮空器的排气装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于浮空器的排气装置，包括阀门，阀门包括具有阀口的阀体和可启闭地覆盖阀口的阀盖，阀体通过阀体安装机构沿浮空器气囊的周向固定在气囊的吸排气口，其中，阀盖通过包括启闭装置的控制装置可启闭地覆盖阀口，启闭装置包括：连接阀盖的驱动机构，驱动机构用于驱动阀盖竖直提升至预定高度并在阀盖被竖直提升至预定高度后驱动阀盖倾转至并保持在预定角度；以及阀盖复位机构，其与阀盖连接并在驱动机构对阀盖的驱动停止后推动阀盖回复至覆盖阀口。本发明专利技术同时实现了阀盖的竖直提升和倾转，增大了排气面积，减小了气体与阀盖之间的碰撞，提高了排气速度。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种用于浮空器的排气装置，包括阀门，阀门包括具有阀口的阀体和可启闭地覆盖阀口的阀盖，阀体通过阀体安装机构沿浮空器气囊的周向固定在气囊的吸排气口，其中，阀盖通过包括启闭装置的控制装置可启闭地覆盖阀口，启闭装置包括：连接阀盖的驱动机构，驱动机构用于驱动阀盖竖直提升至预定高度并在阀盖被竖直提升至预定高度后驱动阀盖倾转至并保持在预定角度；以及阀盖复位机构，其与阀盖连接并在驱动机构对阀盖的驱动停止后推动阀盖回复至覆盖阀口。本专利技术同时实现了阀盖的竖直提升和倾转，增大了排气面积，减小了气体与阀盖之间的碰撞，提高了排气速度。【专利说明】用于浮空器的排气装置
本专利技术涉及浮空器
，具体涉及用于浮空器的排气装置。
技术介绍
浮空器一般是指比重轻于空气的、依靠大气浮力升空的软结构飞行器。浮空器由高分子复合材料制成的气囊和布设在气囊之上的各种设备及有效载荷组成，气囊内充入密度比空气小的浮升气体，气囊内外气体的密度差提供浮空器浮力，从而完成浮空器升空。浮空器一般包括气球和飞艇。成形的浮空器从地面开始升空，随着飞行高度增加，外界空气密度和大气压力逐渐减小，浮空器内的浮升气体体积迅速膨胀。为了安全和保持浮空器气动外形，浮空器需要排出一定的内部气体，调节内外压差到一定范围，这个范围是由材料强度、飞行策略、气动参数决定。即使浮空器锚泊在地面或在一定高度飞行，随着环境温度的升高，浮空器的内部气体也会膨胀，这时就要排出一定的气体，否则会因为压力过高使囊体破裂。因此，浮空器在地面锚泊、成形升空和高空驻留过程中均需要排气装置来将其内外压差维持在一定范围内。近些年以来，高空飞艇一度成为了研究的热点，它们的最终飞行高度一般都在18km以上，在这一高度，空气密度不到地面的十分之一，飞艇从地面到达这一高度后，内部的浮升气体膨胀十倍以上。因此成形升空过程中，需要排出大量的气体来维持艇体内外压差平衡，排气速度由升空速度和飞艇体积决定，体积越大，升空越快，排气速度就需要越快。如图1所示，现有的排气装置包括阀体100、阀盖200、电机300和丝杆400。该排气装置通过电机300带动齿轮并通过丝杆螺母的方式变转动为直线运动地启闭阀门，即垂直开启或关闭阀门。采用这种排气装置主要存在以下两方面的问题:1.排气效率低。这是因为该排气装置中的阀盖200和丝杆400是固定连接的，阀盖200和丝杆400只能做直线运动，即只能竖直(垂直)上升和下降，在排气装置打开时阀盖200对流出气体有一定的阻挡作用，减缓了气体的排放速度；2.阀盖200关闭的时间长，影响气囊内外压差的精确控制。这是因为，阀盖200的关闭需通过电机300带动丝杆400的转动来实现，但由于浮空器需升空质量不易过大，这样安装于阀门上电机300和丝杆400也均不可能太大。另外，对丝杆400的螺距也要求其不可能太大，而电机300转动也不可能太快否则扭矩不够，而同时为了有利于排气，阀盖200开启行程需要很长，这样，在关闭阀盖200的时候，丝杆400螺母(螺纹)的运动方式不可能太快，一般需要5-10秒，在这个过程中，气囊内外压差已经发生改变，例如当操作者在压差为4g的时候启动关闭排气装置的命令时，阀门彻底关闭需要5-10秒，这样当关上后，压差就已变成了 3.Sg左右，因此阀门关闭的不及时，会影响压差控制精度。
技术实现思路
因此，本专利技术旨在提供一种排气效率高的用于浮空器的排气装置。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于浮空器的排气装置，包括阀门，阀门包括具有阀口的阀体和可启闭地覆盖阀口的阀盖，阀体通过阀体安装机构沿浮空器气囊的周向固定在气囊的吸排气口，其中，阀盖通过包括启闭装置的控制装置可启闭地覆盖阀口，启闭装置包括:连接阀盖的驱动机构，驱动机构用于驱动阀盖竖直提升至预定高度并在阀盖被竖直提升至预定高度后驱动阀盖倾转至并保持在预定角度；以及阀盖复位机构，其与阀盖连接并在驱动机构对阀盖的驱动停止后推动阀盖回复至覆盖阀口。本专利技术的用于浮空器的排气装置，通过驱动机构首先将阀盖沿竖直方向提升至预定高度再将该阀盖倾转至并保持在预定角度，这样，由于排气装置在排气的过程中，阀盖与水平面成预定的角度设置，增大了排气面积，降低了自浮空器内排出的气体与阀盖之间的碰撞，使气体的排放更加顺畅，提高了气体排放速度，排气效率高。作为一种优选方案，控制装置还包括电磁铁，启闭装置与电磁铁配合以在电磁铁的通电状态下使阀盖关闭并在电磁铁的断电状态下使阀盖开启。在本专利技术的用于浮空器的排气装置中，设置电磁铁以及与电磁铁配合的启闭装置，从而一旦电磁铁通电，则启闭装置即将阀盖关闭，关闭时间短，并且一旦电磁铁断电，则启闭装置便将阀盖打开进行排气，操作简单。优选地，驱动机构与电磁铁配合以便能在电磁铁的断电状态下驱动阀盖竖直提升和随后倾转并且在电磁铁的通电状态下无法对阀盖进行驱动。在一个优选实施例中，驱动机构包括:电机，其具有电机本体和自电机本体一端伸出的输出轴；转动件，其与输出轴可分离地接合，在转动件与输出轴接合的状态下，转动件可在电机的带动下旋转，其中转动件通过连接机构与阀盖连接，连接机构可在转动件的旋转带动下缠绕于转动件上以提升阀盖至预定高度；倾转机构，其连接阀盖并用于在阀盖竖直提升至预定高度后在电机的继续驱动下带动阀盖相对于水平面倾转至预定角度。优选地，驱动机构还包括离合机构，离合机构设置在转动件与输出轴之间，离合机构与电磁铁相配合以控制转动件与输出轴的分离与接合。在一个具体实施例中，离合机构包括:离合器，其可相对输出轴轴向移动但不可相对转动地套设在输出轴上，并具有在电磁铁通电状态下与转动件分离的分离位置和在电磁铁断电状态下与转动件接合以将电机的驱动力传递至转动件的接合位置；以及离合器调位机构，其与离合器连接并与电磁铁配合以在分离位置和接合位置之间调节离合器的位置。为了方便驱动机构的安装，优选地，启闭装置还包括安装在阀体上的支架，支架横跨阀口并位于阀盖的上方，电机、转动件和离合机构均安装在支架上，支架上固定有平行于阀口的径向延伸且与输出轴同轴设置的第一轴和平行于阀口的轴向延伸的第二轴，转动件可相对于第一轴旋转地套设在第一轴上，并且离合器调位机构包括:弹性偏置件，位于电机本体与离合器之间套设在输出轴上，以为离合器提供远离电机本体方向的偏置力；以及磁力臂，可绕第二轴旋转地套设在第二轴上，磁力臂具有第一端和第二端并整体呈L形设置，其第一端可沿离合器表面周向滑动地铰接在离合器上，其第二端延伸至靠近电磁铁，其中在电磁铁通电状态下，磁力臂的第二端与电磁铁接合，同时其第一端推动离合器至分离位置并压缩弹性偏置件，在电磁铁断电状态下，磁力臂的第二端脱离电磁铁，从而离合器在弹性偏置件作用下朝向转动件移动至其接合位置。在一个优选实施例中，阀盖上固定安装有基座，基座沿平行于第一轴的方向穿设有转动轴，连接机构包括与转动件连接并可缠绕于转动件上的绳索以及连接在绳索与阀盖的基座之间的拉杆，拉杆套设于转动轴上，基座可绕转动轴相对于拉杆旋转地套设在转动轴上。为了防止阀盖被提升的过高，优选地，启闭装置还包括限制阀盖提升高度的限高机构，限高机构包括:限位顶块，其沿平行于阀口轴向方向安装在支架的朝向阀盖的一端；以及止挡凸块，其安装在阀盖上并且具有朝向限本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于浮空器的排气装置，包括阀门，所述阀门包括具有阀口(51)的阀体(5)和可启闭地覆盖所述阀口(51)的阀盖(17)，所述阀体(5)通过阀体安装机构沿浮空器气囊的周向固定在所述气囊的吸排气口，其特征在于，所述阀盖(17)通过包括启闭装置的控制装置可启闭地覆盖所述阀口(51)，所述启闭装置包括：连接所述阀盖(17)的驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述阀盖(17)竖直提升至预定高度并在所述阀盖(17)被竖直提升至预定高度后驱动所述阀盖(17)倾转至并保持在预定角度；以及阀盖复位机构，其与所述阀盖(17)连接并在所述驱动机构对所述阀盖(17)的驱动停止后推动所述阀盖(17)回复至覆盖所述阀口(51)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王立祥，何小辉，祝榕辰，张冬辉，
申请(专利权)人：中国科学院光电研究院，
类型：发明
国别省市：