一种用于浮空器的限流密闭型排气阀及其限位的控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于航空浮空器技术领域，设及一种用于浮空器的限流密闭型排气阀。
【背景技术】
[0002] 浮空器是一种轻于空气的航空器。囊体由高分子复合材料制成，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静浮力，从而获得能克服自身重量的升 力升。
[0003] 浮空器是充气的柔性体，必须通过压力控制，使得在整个飞行过程中内外压力差 保持在某个范围内，从而保持整个浮空器的外部形状。在上升过程中，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。为了避免压差过 大引起爆裂，就需要通过排气阀排出一定的内部气体，一般是空气囊的气体。排气阀一般是 间歇性工作的，多数时间处于阀盖关闭的状态，所W要求阀盖关闭状态下有较高的气密性， 防止气体持续泄露；而对于用于主气囊的氮气排气阀，一般只在紧急情况下需要打开排出 氮气，绝大部分时间处于阀盖3关闭状态，因为氮气是浮空器的浮升气体，如有泄露将直接 影响浮空器升力，所W氮气排气阀对气密性要求更高。
[0004] 传统的浮空器排气阀结构如图1所示，包括电机1、丝杠2、阀盖3、密封圈4、立柱 5、基座6、上限位元件7、控制电路8、挡位块9、支架10、底座11、从动轮（图1中为示出标 记号）、阀体13、下限位元件14。其中：挡住限位机构部的上限位元件7或下限位元件14后 切断电路，从而使电机1停转。传统排气阀在关闭阀盖3的时候，主要依靠调整下限位元件 13的位置来控制阀体电机1断电的时机，存在两个问题： 阳〇化]1、如果电机1断电过早，就会出现阀盖3关闭不严的情况，而且开关位置主要靠安 装人员人工调节，对装配精度要求较高，质量一致性无法保证，在使用中微动开关由于振动 等原因出现位移，而也会导致关闭不严的情况。即使采用红外的非接触开关来控制电机关 断，也需要人工调节红外开关的位置，质量保证是个难题。
[0006] 2、即使阀盖到了下限位进入关闭状态，但是由于阀盖3对密封圈4没有压紧，气密 性不够好，还可能导致气体泄漏。
【发明内容】
[0007] (一）要解决的技术问题
[0008] 为了解决现有的用于浮空器的排气阀存在下限位元件需要人工调节，对装配精度 要求过高，W及阀盖关闭时没有预紧力，无法保证足够的气密性的问题。
[0009] (二）技术方案
[0010] 本发明第一方面提供的一种用于浮空器的限流密闭型排气阀的技术方案包括：电 机、丝杠、阀盖、密封圈、立柱、基座、上限位元件、控制电路、挡位块、支架、底座、从动轮和 阀体，其中：阀盖覆盖于密封圈和阀体的阀口上；控制电路与电机连接，用于控制电机转动 和限制电机电流自动切断电机供电；电机与阀盖连接，用于控制阀盖沿丝杠提升和下移； 上限位元件和控制电路连接；挡位块与丝杠固定连接；当电机转动使挡位块沿丝杠上下运 动，挡位块与上限位元件接触，上限位元件切断控制电路，电机停转，阀盖处于最大张开状 态；当电机反转使挡位块向下移动，阀盖与密封圈接触并达到预设的压紧状态，阀盖和密封 圈之间保持预紧力，控制电路的限流自动切断电机供电，自动关紧阀盖并处于密封关闭状 态。
[0011] 本发明第二方面提供一种对浮空器的限流密闭型排气阀限位的控制方法，该方法 的步骤包括如下：1)当需要关闭排气阀时，控制电路的一接口端与电源正端连接，控制电 路的另一接口端与电源接地端连接，运时控制电路使能，电机驱动阀体运行到丝杠下部，阀 体扣紧使得电机的工作电流逐渐增大，当电机的工作电流大于工作电流阔值，且工作电流 的持续时间大于持续时间阔值，则控制电路的集成电路忍片会触发限流保护功能，控制电 路无输出电压，电机将会在阀体压紧后断电，电机减速器的自锁作用，使得阀体会保持一定 的预紧力；2)当需要打开排气阀时，控制电路的一接口端与电源接地端连接，控制电路的 另一接口端与电源正端连接，控制电路的下限位控制模块被旁路，排气阀的阀体打开后，阀 体在丝杠上运动的上限位依然是由上限位元件控制；由于控制电路的供电方向的转换，控 制电路的下限位模块的管脚电平被拉高；3)再次关闭排气阀时，控制电路的一接口端与电 源正端连接，控制电路的另一接口端与电源接地端连接，控制电路的管脚电平又被拉高，形 成了电平的翻转，控制电路的下限位控制模块解除円锁状态，排气阀恢复正常工作，完成限 位控制的一循环。 阳01引 （S)有益效果
[0013] 排气阀作为压力控制的执行机构，在囊体压力过大时开启进行排气，在压力达到 预期值之后关闭，使浮空器保持安全可靠的气动外形。
[0014] 本发明使用电机电流作为限位控制参数，当电机电流增大到一定值之后自动切断 电机电源，利用电机的自锁力将阀盖保持在关闭状态，此时由于限流作用，阀盖关闭紧密且 有一定的预紧力，预紧力的大小可W根据限流大小来设定，由此本发明中的运些技术特征 解决了电机断电过早，出现阀盖关闭不严的问题。本发明不需要安装物理限位开关，使用电 流控制的方法来限制阀盖关闭位置，即可保证阀盖关闭紧密，并具有一定的预紧力保证阀 盖与密封圈之间的气密性。阀盖关闭之后，当电机加载反向电压时，可W巧妙地利用外加 电平的翻转将控制电路的円锁状态解除，阀盖能够正常地循环打开和关闭。本发明的控制 电路采用电流限制的原理来控制排气阀关闭位置，没有人工安装误差，产品一致性好，质量 可靠，并可W通过限流的大小来控制阀盖关闭的预紧力，可W显著增加阀盖气密性，鉴于本 发明的上述技术特征，本发明没有使用现有技术中下限位的物理位置限制开关，本发明解 决了传统限位开关或红外开关作为阀盖关闭的下限位的排气阀，存在限位位置需要人工调 节，阀盖密闭性难W控制的问题，本发明还避免了长时间循环开闭限制开关造成的限位位 置偏移问题，产品可靠性得到提高。
【附图说明】
[0015] 图1示出现有浮空器排气阀的结构示意图；
[0016] 图2示出本发明的限流密闭型排气阀结构示意图；
[0017] 图3示出本发明的排气阀的控制电路结构示意图。 阳01引图4示出本发明的排气阀控制电路实施例图。
【具体实施方式】
[0019] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下将根据实例并参照附 图对本发明的【具体实施方式】作详细描述。
[0020] 请参阅图2示出本发明的限流密闭型排气阀结构，包括电机1、丝杠2、阀盖3、密封 圈4、立柱5、基座6、上限位元件7、控制电路8、挡位块9、支架10、底座11、从动轮12和阀 体13,其中：
[0021] 实施例1 :理想的情况应该是阀盖3关闭之后有一定的预紧力，保证排气阀气密 性，运对于浮空器主气囊的氮气排气阀尤其重要。阀盖3覆盖于密封圈4和阀体13的阀口 上追制电路8与电机1连接，用于控制电机1转动和限制电机1电流而自动切断电机1供 电；电机1与阀盖3连接，用于控制阀盖3沿丝杠提升和下移；上限位元件7和控制电路8 连接；挡位块9与丝杠2固定连接；当电机1转动使挡位块9沿丝杠2上下运动，挡位块9 与上限位元件7接触，上限位元件7切断控制电路8,电机1停转，阀盖3处于最大张开状 态；当电机1反转使挡位块9向下移动，阀盖3与密封圈4接触并达到预设的压紧状态，阀 盖3和密封圈4之间保持预紧力，控制电路8的限流自动切断电机1供电，自动关紧阀盖3 并处于密封关闭状态。
[0022] 实施例2 :排气阀开启的上限位只决定阀盖3开启的程度，有微小的安装误差并不 影响排气阀的性能，所W运里主要考虑对阀盖3关闭的下限位采用电流控制的方式，使阀 盖3与密封圈4接触后，由于电机1堵转带来的电流增大，到一定程