[实用新型]一种浮空器光电控制阀门

说明书

技术领域

本实用新型涉及浮空器技术领域，是一种用于浮空器的光电控制排气阀门，能够调节浮空器的内外压差，使之安全可靠和保持气动外形。

背景技术

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。

浮空器一股包括气球和飞艇，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维持内外压差在一定范围。

如图1所示，传统的排气阀门包括阀体100、阀盖200、弹簧300和拉杆400。该排气阀门依靠弹簧300的弹性拉力关闭阀门，当浮空器内部气体压力升高，内压对阀盖200的作用力大于弹簧300预置弹性拉力，阀门开启，排出气体，而后内压降低，在弹簧的作用下关闭阀门，如此反复。采用这种排气阀门主要存在两方面的问题：

1.被动控制，缺乏灵活性。这是因为该阀门为纯机械结构，仅依靠弹簧300和浮空器内部气压的作用开启关闭阀门，气压大，阀门开，气压小，阀门关，无法主动控制阀门的开启和关闭，缺乏灵活性，应用范围窄。

2.控制精度差。这是因为内压的控制完全靠调节弹簧来实现，弹簧预置力大，打开阀门需要的压力就高，反之则小，手动设置弹簧预紧力误差大，精度无法保证，而且阀门来回作动，次数多，间隔时间短，无法将气囊内外压差控制在一定范围，弹簧重复精度差，不利于整体压控的布局。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术存在被动控制，缺乏灵活性，控制精度差的问题，本实用新型目的旨在提供一种主动灵活的、控制精度高的浮空器光电控制阀门。

(二)技术方案

本实用新型提供的一种用于浮空器光电控制阀门包括：阀盖、密封圈、多个立柱、基座、控制电路、阀体、启闭机构部和限位机构部；其中：阀体外圆上布设有一圈螺钉孔，依靠这些螺钉孔与浮空器气囊连接，使阀体布局于浮空器的囊体上；多个立柱分别位于基座和阀体之间并将两者连接成一体，多个立柱支撑基座和阀体；阀体上开有阀口，将浮空器气囊里面的气体排出；阀口外圆套设于密封圈的内孔中，并且阀盖覆盖于密封圈和阀体的阀口上，阀盖关闭时，阀盖、密封圈和阀口三者处于密封状态；启闭机构部的丝杠是通过丝杠的下端面法兰结构上布设的螺钉孔与阀盖固定连接，启闭机构部的丝杠用于启闭阀盖离开和覆盖阀口；启闭机构部的电机与控制电路连接，控制电路控制启闭机构部的电机转动时，启闭机构部的电机控制阀盖沿竖直方向提升和下移；启闭机构部的丝杠的上端面具有一螺纹孔，限位机构部的挡位块通过螺纹孔与丝杠固定连接，启闭机构部的电机转动时，限位机构部的挡位块随启闭机构部的丝杠一起垂直上下运动，挡住限位机构部的上限位光耦组件和下限位光耦组件发出的红外光，切断控制电路，从而使启闭机构部的电机停转。

(三)有益效果

1、本实用新型的浮空器光电控制阀门采用电机作为驱动件，光耦组件为控制开关，配套设计控制电路，能随时开启和关闭阀门，光电控制主动灵活，响应快，压差控制精度高，并且能及时准确地反馈光电控制阀门的不同状态；

2、本实用新型的浮空器光电控制阀门，阀体与浮空器气囊紧固连接，阀体开一阀口作为排气口，尺寸大，重量轻，排气量大；

3、本实用新型的浮空器光电控制阀门，启闭机构部采用电机、齿轮传动机构和丝杠螺母机构结合的方式，垂直打开和关闭阀盖，丝杠和阀盖运行平稳且丝杠能自锁，使阀盖可以保持位置，排气一直畅通；

4、本实用新型的浮空器光电控制阀门，限位机构部采用挡位块遮挡红外发光管的方式，灵敏可靠，抗振动性好，更利于浮空器飞行，可靠性更高；

5、本实用新型的浮空器光电控制阀门，阀盖行程高度可通过调节限位光耦组件的距离来实现，由此达到调节本实用新型光电控制阀门排气流量的目的。