一种浮空器气囊高效充气装置及其工作方法与流程

本发明涉及浮空器领域，特别是涉及一种浮空器气囊快速高效充气装置及其工作方法。

背景技术：

随着经济社会的发展，以及全球化的加剧，货物运输迎来蓬勃的发展机遇，传统的海运运输时间长，铁路运输需要特定的轨道，空运则价格高昂且要求商品体积小质量小。因此，近年来“现代大型运输浮空器”的概念被提出。

浮空器最早出现在1783年，由蒙哥尔费兄弟首次研制出载人气球，经过一百多年的发展，著明的“齐柏林浮空器”是上世纪浮空器技术水平的标志，但随着1937年，“兴登堡”号的失事，浮空器便从人们眼中销声匿迹。现代浮空器用氦气作为浮升气体，取代危险的氢气，并且结合现代飞机直升机的原理，设计合理的气动布局以及矢量推力使现代浮空器在航空业上重新占有一席之地。现代浮空器分为高空浮空器和低空浮空器，高空浮空器主要用于国土防御、解决局部危机或冲突、采集大气样品以及作为低能耗的卫星使用。低空浮空器则主要用于载人以及货物运输，少数用于低空雷达预警等军事领域。低空浮空器由于需要执行载重任务，频繁起降，因此需要设计合理的浮力控制技术，现代低空货载浮空器气囊通常分为三部分，中间是主气囊，充有浮空气体，两侧是副气囊，充有空气，作为镇重气体，实现浮力控制。现代大型货载浮空器通常要求货物卸载时间在半个小时左右，这就要求在短时间内对浮空器进行镇重，即向副气囊内充入足够镇重气体。这对于货载浮空器来说是个巨大的挑战，因为现代未来的货载浮空器都将是以百吨计的，因此大流量的充气的方式是一个热点问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种浮空器气囊高效充气装置及其工作方法，用于解决浮空器镇重时间短，气囊充气量大的问题，实现浮空器气囊高效、大流量、短时间充气要求。

本发明采用如下技术方案：

一种浮空器气囊高效充气装置，包括空气过滤器1、空气压缩机2、引射器4、风机6、空气过滤器8、冷凝器10以及自动控制器15；

所述空气过滤器1出口与空气压缩机2连接，入口与外界大气联通，空气压缩机2出口与引射器4相连；引射器4出口与冷凝器10入口相连，冷凝器10经止回阀12与气囊13相接；引射器4经止回阀5与风机6出口相连，风机6入口连接空气过滤器8；

所述空气压缩机2出口设有流量表3，其信号输出端与自动控制器15的信号输入端相连，空气过滤器8出口设有流量表7，其信号输出端与自动控制器15的信号输入端相连，引射器4出口设有压力表9，其信号输出端与自动控制器15的信号输入端相连，冷凝器10出口设有温度计11，其信号输出端与自动控制器15的信号输入端相连，气囊13设有压力表14，其信号输出端与自动控制器15的信号输入端相连。

进一步的，所述风机6与冷凝器10之间设有阀门16，所述阀门16为闸阀或球阀。

进一步的，所述气体压缩机2与引射器4之间安装有膨胀机17，使气体膨胀，并通过轴带动将膨胀机的输出功传输回气体压缩机2。

进一步的，所述气体压缩机2为容积式压缩机、活塞式压缩机、回转式压缩机或滑片式压缩机。

进一步的，所述冷凝器10为空气冷却冷凝器、燃油冷却冷凝器或电子冷却冷凝器。

一种浮空器气囊高效充气装置的工作方法，具体包括如下步骤：

（1）空气加工过程：外界空气经过空气过滤器1进入空气压缩机2，得到高压气体，外界空气经过空气过滤器8进入风机6，经空气压缩机2压缩过的高压空气与风机6带来的低压大气在引射器4中的混合室混合；

（2）混合气体冷却过程：引射器混合的空气通过高压空气带动低压空气不断流入空气冷凝器10，空气经冷却后通过止回阀12流入浮空器气囊中，为浮空器气囊充气；

（3）系统开启和关闭过程：混合气体压力达到指定压力后，压力表9将压力信号传给自动控制器15，系统开启；混合气体温度超过指定温度，温度计11将温度信号传给自动控制器15，系统中断；当浮空器气囊内压力达到指定压力后，压力表14将压力信号传给自动控制器15，系统关闭。

本发明具有如下有益效果：

（1）通过压缩机处理后的气体处于高温状态，引射器引入新的空气能够对此气体进行初步冷却，减小后面冷凝器的负担；

（2）通过控制引射器引入空气的流量，在镇重空气总质量一定的情况下，能够有效降低压缩机处的空气流量，从而降低压缩机耗能；

（3）本系统具有结构简单，效率高，环境友好的特点。

附图说明：

图1为浮空器气囊高效充气装置流程示意图。

图2为安装风机给冷凝器冷却的浮空器气囊高效充气装置流程示意图。

图3为安装膨胀机的浮空器气囊高效充气装置流程示意图。

其中：1、空气过滤器，2、空气压缩机，3、流量表，4、引射器，5、止回阀，6、风机，7、流量表，8、空气过滤器，9、压力表，10、冷凝器，11、温度计，12、止回阀，13、气囊，14、压力表，15、自动控制器，16、阀门，17、膨胀机。

具体实施方式：

下面将参考附图并结合实施例，来详述本发明的结构特点及技术实施过程。

实施例

图1是本发明浮空器气囊高效充气装置，包括空气过滤器1、空气压缩机2、引射器4、风机6、空气过滤器8、冷凝器10、以及自动控制器15；所述空气过滤器1出口与空气压缩机2连接，入口与外界大气联通，空气压缩机2出口与引射器4喷管通道相连；引射器4出口与冷凝器10入口相连，冷凝器10经止回阀12与气囊13相接；引射器4引射流体通道经止回阀5风机6出口相连，风机6连接空气过滤器8；所述空气压缩机2出口设有流量表3，其信号输出端与自动控制器15的信号输入端相连，空气过滤器8出口设有流量表7，其信号输出端与自动控制器15的信号输入端相连，引射器4出口设有压力表9，其信号输出端与自动控制器15的信号输入端相连，冷凝器10出口设有温度计11，其信号输出端与自动控制器15的信号输入端相连，气囊13设有压力表14，其信号输出端与自动控制器15的信号输入端相连。

其中，气体压缩机为容积式压缩机、活塞式压缩机、回转式压缩机或滑片式压缩机；

冷凝器为空气冷却冷凝器、燃油冷却冷凝器或电子冷却冷凝器。

本实施例具体过程如下：

（1）空气加工过程：外界空气经过空气过滤器1进入空气压缩机2，得到高压气体，外界空气经过空气过滤器8进入风机6，经空气压缩机2压缩过的高压空气与风机6带来的低压大气在引射器4中的混合室混合；

（2）混合气体冷却过程：引射器混合的空气通过高压空气带动低压空气不断流入空气冷凝器10，空气经冷却后通过止回阀12流入浮空器气囊中，为浮空器气囊充气；

（3）系统开启和关闭过程：混合气体压力达到指定压力后，压力表9将压力信号传给自动控制器15，系统开启；混合气体温度超过指定温度，温度计11将温度信号传给自动控制器15，系统中断；当浮空器气囊内压力达到指定压力后，压力表14将压力信号传给自动控制器15，系统关闭。

图2为风机6与冷凝器10之间设有阀门16流程示意图，空气经冷凝器10被初步冷却，然后风机6处引入外界空气对冷凝器10中空气进行再次冷却。

图3为增加膨胀机浮空器气囊高效充气装置图，膨胀机17安装于空气压缩机2后面，将输出功通过轴传动传给空气压缩机2。安装的膨胀机不仅能增加空气流速，提高引射器4的引射效果，而且可以将功回输给空气压缩机2，避免能量的浪费。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。