一种太空出舱笔笔芯

1.本发明涉及文具用品技术领域，具体讲是指一种太空出舱笔笔芯。


背景技术：

2.太空笔是为宇航员设计的专用笔，其核心技术是要求在无重力状态之下能够使用。一般的钢笔和圆珠笔是借助液滴重力完成笔尖出墨，因此无法在无重力状态下使用；铅笔虽不受无重力环境条件约束，但铅笔芯断裂后，在无重力的空间中飘浮，可能飘进鼻腔和眼睛，或因为具有导电性极易引起电路短路，而且铅笔的笔芯和木头在纯氧的环境中很容易快速燃烧，危险性极高，因此在太空舱环境内使用风险很大。为解决这个问题，美国开发出了太空圆珠笔，供宇航员在太空环境下使用，但是售价非常高。现在，中国也提出了太空中性笔、太空圆珠笔、多功能太空笔等不同原理的太空笔。性能优良的太空笔除了可以适用于航天之外，还可在登山、潜水、探险旅游、极地考察探险等恶劣环境中使用。例如，中国专利cn111319376a公开了一种太空笔芯，利用毛细孔材料笔芯平衡式输出墨水。但是，太空除了是无重力环境以外，由于没有大气，因此也是无压力环境，上述专利中的太空笔芯若是在出舱时使用，其笔芯内部气压远大于外部气压，会导致内部油墨被挤出，影响书写。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够在出舱使用时防止由于气压导致笔芯内部油墨被挤出的太空出舱笔笔芯。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种太空出舱笔笔芯，包括滚珠、笔芯本体、纤维杆和纤维储墨管，滚珠转动连接在笔芯本体一端内且滚珠的一部分露出在笔芯本体外，纤维储墨管连接在笔芯本体内部，纤维杆一端插接在纤维储墨管内，纤维杆另一端往滚珠方向设置并为滚珠供墨，笔芯本体另一端的端面上连接有第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀均单向连通笔芯本体内部和笔芯本体外部，且第一单向阀和第二单向阀中的气体流通方向相反。
5.采用上述结构后，本发明一种太空出舱笔笔芯具有以下优点：当笔芯本体内外压力发生变化时，由第一单向阀和第二单向阀控制内外压力平衡，当出舱使用时，笔芯本体内部压力大于外部压力，此时内部气体经第一单向阀流出到外，保持内外压力平衡，当进舱使用时，外部压力大于内部压力，此时外部气体经第二单向阀流入到内，保持内外压力平衡，防止笔芯本体内部的油墨被挤出，提高出墨的稳定性，而且第一单向阀和第二单向阀还具有一定的密封作用，能够减少油墨蒸发，进一步提高书写质量，避免污染舱内环境以及危及人体健康和仪器安全。
6.作为改进，笔芯本体包括珠座、连接件和笔芯壳体，珠座通过连接件连接笔芯壳体，珠座上沿轴向设有第一通孔，连接件上沿轴向设有第二通孔，笔芯壳体上沿轴向设有安装孔，第一通孔通过第二通孔连通安装孔，第二通孔内径小于安装孔，纤维储墨管连接在安装孔内，滚珠转动设于第一通孔内且滚珠一部分露出在珠座外，纤维杆另一端穿过第二通
孔并与第一通孔过盈配合，第一单向阀和第二单向阀均连接在笔芯壳体上且远离珠座的端面上；采用此种结构，纤维杆另一端与第一通孔过盈配合，提高了纤维杆与笔芯本体之间连接的稳定性，同时由于纤维杆与纤维储墨管连接，因此也能够提高纤维储墨管与笔芯本体之间连接的稳定性，防止书写过程中纤维杆和纤维储墨管发生移动而影响出墨，提高书写质量。
7.作为改进，第一通孔内壁上设有环形凸起，纤维杆另一端端面与环形凸起上且靠近纤维杆的端面相抵，环形凸起内周壁上设有球形的限位槽，滚珠转动连接在限位槽内；采用此种结构，环形凸起通过限位槽实现滚珠的转动连接，并且还能起到对纤维杆的限位作用，进一步防止纤维杆在书写过程中发生移动。
8.作为改进，连接件上且靠近笔芯壳体的端面上设有第一突出部，第二通孔贯穿第一突出部，第一突出部插接在笔芯壳体端面上并与笔芯壳体过盈配合；采用此种结构，通过第一突出部实现连接件与笔芯壳体之间的可拆卸结构，在墨水用完时可通过拆卸连接件，往纤维储墨管中注墨，实现循环使用。
9.作为改进，珠座上且靠近连接件的端面上设有第二突出部，第一通孔贯穿第二突出部，第二突出部插接在第二通孔内并与第二通孔内壁过盈配合；采用此种结构，具有结构简单、便于装配的优点。
10.作为改进，第二通孔内径大于或等于第一通孔；采用此种结构，若第二通孔内径大于第一通孔内径，则第二通孔内壁与纤维杆之间留有缝隙，便于装配，若第二通孔内径等于第一通孔，则能够实现第二通孔与纤维杆之间的过盈配合，对纤维杆进行进一步的固定。
11.作为改进，纤维杆一端为锥形；采用此种结构，便于插入到纤维储墨管中。
12.作为改进，纤维杆另一端与滚珠之间留有间隙，间隙的尺寸范围为0.01mm至0.08mm；采用此种结构，纤维杆另一端与滚珠之间留有间隙能够避免书写过程中滚珠的转动对纤维杆造成的磨损，而纤维杆通过毛细原理为滚珠供墨，若此间隙过小，则会导致纤维杆与滚珠之间仍然存在接触的可能性，若此间隙过大，则影响纤维杆为滚珠供墨。
附图说明
13.图1为本发明中整体的结构示意图。
14.图2为图1中a部的局部放大图。
15.图3为图1中b部的局部放大图。
16.附图标记：1、滚珠；2、笔芯本体；21、珠座；22、连接件；23、笔芯壳体；3、纤维杆；4、纤维储墨管；5、第一单向阀；6、第二单向阀；7、第一通孔；8、第二通孔；9、安装孔；10、环形凸起；11、限位槽；12、第一突出部；13、第二突出部；14、间隙。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明一种太空出舱笔笔芯作详细说明。
18.如图1至图3所示，一种太空出舱笔笔芯，包括滚珠1、笔芯本体2、纤维杆3和纤维储墨管4，滚珠1转动连接在笔芯本体2一端内且滚珠1的一部分露出在笔芯本体2外，纤维储墨管4连接在笔芯本体2内部，纤维杆3一端插接在纤维储墨管4内，纤维杆3另一端往滚珠1方向设置并为滚珠1供墨，笔芯本体2另一端的端面上连接有第一单向阀5和第二单向阀6，第
一单向阀5和第二单向阀6均单向连通笔芯本体2内部和笔芯本体2外部，且第一单向阀5和第二单向阀6中的气体流通方向相反，如图1所示，滚珠1转动连接在笔芯本体2下端内，纤维杆3上端插接在纤维储墨管4内，下端往滚珠1方向设置，并且如图2所示，纤维杆3另一端与滚珠1之间留有间隙14，即纤维杆3下端与滚珠1之间留有间隙14，间隙14的尺寸范围为0.01mm至0.08mm，如此既可避免滚珠1与纤维杆3接触而造成纤维杆3的磨损，又能利用毛细原理由纤维杆3为滚珠1供墨；而第一单向阀5和第二单向阀6均设置在笔芯本体2上端面上，两者均与笔芯本体2内部空间连通，其中第一单向阀5中的气体流通方向为从笔芯本体2内部至外部，而第二单向阀6中的气体流通方向为从笔芯本体2外部至内部；本实施例中，第一单向阀5和第二单向阀6均选用硅胶呼吸阀，瓣膜仅能单向开启，当单侧气流通过时，瓣膜打开使得气流通过。
19.如图1所示，笔芯本体2包括珠座21、连接件22和笔芯壳体23，珠座21通过连接件22连接笔芯壳体23，即珠座上端21连接连接件22下端，连接件22上端连接笔芯壳体23下端，而第一单向阀5和第二单向阀6均连接笔芯壳体23上且远离珠座21的端面上，即在笔芯壳体23上端，滚珠1则连接在珠座21下端；珠座21上沿轴向设有第一通孔7，连接件22上沿轴向设有第二通孔8，笔芯壳体23上沿轴向设有安装孔9，第一通孔7、第二通孔8和安装孔9均同轴设置，第一通孔7通过第二通孔8连通安装孔9，第二通孔8内径小于安装孔9，并且第二通孔8贯穿至笔芯壳体23的下端面从而与安装孔9连通，纤维储墨管4连接在安装孔9内，滚珠1转动设于第一通孔7内且滚珠1一部分露出在珠座21外以供书写，纤维杆3另一端穿过第二通孔8并与第一通孔7过盈配合；第二通孔8内径大于或等于第一通孔7，若第二通孔8内径大于第一通孔7内径，则第二通孔8内壁与纤维杆3之间留有缝隙，便于装配；若第二通孔8内径等于第一通孔7，则能够实现第二通孔8与纤维杆3之间的过盈配合，对纤维杆3进行进一步的固定；如图1和图2所示，本实施例中，第二通孔8内径大于第一通孔7，第二通孔8内壁与纤维杆3之间留有缝隙。
20.如图2所示，第一通孔7内壁上设有环形凸起10，纤维杆3另一端端面与环形凸起10上且靠近纤维杆3的端面相抵，环形凸起10内周壁上设有球形的限位槽11，滚珠1转动连接在限位槽11内；本实施例中，第一通孔7靠近珠座21下端的内壁上设有环形凸起10，纤维杆3下端端面与环形凸起10上端面相抵，使得纤维杆3无法往滚珠1方向移动，防止纤维杆3与滚珠1接触而造成磨损，限位槽11则设置在环形凸起10靠下端的内周壁上，并且限位槽11延伸至珠座21上，滚珠1内嵌于限位槽11内，珠座21与环形凸起10一体成型；如图1所示，纤维杆3一端为锥形，即纤维杆3上端为锥形。
21.如图3所示，连接件22上且靠近笔芯壳体23的端面上设有第一突出部12，第二通孔8贯穿第一突出部12，第一突出部12插接在笔芯壳体23端面上并与笔芯壳体23过盈配合；即连接件22上端面上设有与连接件22同轴设置的第一突出部12，并且连接件22与第一突出部12一体成型，第一突出部12的外周壁与笔芯壳体23下端面的内周壁形成过盈配合；如图2所示，珠座21上且靠近连接件22的端面上设有第二突出部13，第一通孔7贯穿第二突出部13，第二突出部13插接在第二通孔8内并与第二通孔8内壁过盈配合；即珠座21上端面上设有与珠座21同轴设置的第二突出部13，并且珠座21与第二突出部13一体成型，第二突出部13的外周壁与第二通孔8的内壁之间形成过盈配合。
22.当笔芯本体2内外压力发生变化时，由第一单向阀5和第二单向阀6控制内外压力
平衡，当出舱使用时，笔芯本体2内部压力大于外部压力，此时内部气体经第一单向阀5流出到外，保持内外压力平衡，当进舱使用时，外部压力大于内部压力，此时外部气体经第二单向阀6流入到内，保持内外压力平衡，防止笔芯本体2内部的油墨被挤出，提高出墨的稳定性，而且第一单向阀5和第二单向阀6还具有一定的密封作用，能够减少油墨蒸发，进一步提高书写质量，避免污染舱内环境以及危及人体健康和仪器安全。
23.上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述一种实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。