本发明涉及无人机零配件技术领域，特别涉及一种无人机油箱双向通气阀。
背景技术：
由于硬质固定油箱具有重量轻、载油量大、可靠性好等优点，越来越多的无人机选择使用硬质固定油箱。但是硬质固定油箱相较于传统的软质油箱来说不能发生变形，因此存在燃油消耗与气压平衡的问题。
简要来说，在密闭的油箱环境内，当无人机燃油大量消耗或外界气压明显升高(飞行海拔大幅降低等)时，无人机油箱与外界大气存在负压，此时发动机会产生吸油困难且无人机油箱承受收缩压力；当无人机燃油大量蒸发或外界气压明显降低时(飞行海拔大幅升高等)，无人机油箱与外界大气存在正压，此时发动机吸油容易或过易且无人机油箱将承受膨胀压力。
为了避免无人机油箱由于气压问题产生局部危险应力或燃油密封问题，并保证燃油供应正常，有必要采取措施对无人机油箱进行双向通气。
现有的无人机油箱通气阀大多为单向负压通气阀，只针对上述无人机油箱与外界大气存在负压的情况，不能完全满足现代无人机在长航时、高低温、大海拔跨度等复杂作战环境下对油箱气压平衡的需求。部分已经应用的无人机油箱双向通气阀产品也存在结构复杂、可靠性差等缺点。因此，有必要开发一种结构简单可靠的无人机硬质固定油箱双向通气阀产品。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明公开了一种无人机油箱双向通气阀，包括阀体、阀盖、阀体磁吸件、阀盖磁吸件以及弹簧，所述阀盖套设在阀体上，所述阀体磁吸件设置在阀体内，所述阀盖磁吸件设置在阀盖内，所述弹簧设置在阀体与阀盖之间并且一端与阀体固定连接，另一端与阀盖固定连接，所述阀体的外壁上设有第一通气单元，所述阀盖的外壁上设有第二通气单元和第三通气单元，所述第一通气单元与第二通气单元和/或第三通气单元连通。
作为上述技术方案的进一步改进，所述阀体的外壁上沿同一高度等距间隔设有多个第一通气单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第一通气单元为圆角矩形通气孔。
作为上述技术方案的进一步改进，所述阀盖的外壁上沿高度方向等距间隔设有多个第二通气单元和多个第三通气单元。
作为上述技术方案的进一步改进，所述第二通气单元和第三通气单元均为由若干通气小孔组成的矩形通气阵列。
作为上述技术方案的进一步改进，所述阀体顶部设有固定块，所述固定块通过多个支撑臂设置在阀体顶部，相邻两个支撑臂与固定块、阀体之间形成一通气孔。
作为上述技术方案的进一步改进，所述阀体磁吸件设置在阀体的顶部内壁上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述阀盖磁吸件设置在固定块上。
作为上述技术方案的进一步改进，所述阀体底部设有阀座，所述阀座通过密封垫与油箱壁板连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、相较于传统的单向负压通气阀，本发明增加了油箱内部气压较高状态下的通气功能，即成为双向通气阀，从而使得无人机油箱能够适应更多工作状况，更加符合无人机使用需求；
2、相较于只使用弹簧进行通风控制的通气阀产品，本发明使用弹簧和磁吸件组成气压缓冲装置，能够对油箱换气速度进行曲线控制，控制过程中换气速度增减更快，换气效率更高；
3、在负压较大或设计负压条件下(应对飞行过程中持续存在的燃油消耗产生负压问题)，本发明能够触发强制压力平衡的功能，保持油箱进行短时持续大流量通风，直至油箱压差恢复正常或较小水平才停止通风，从而避免通风孔在无人机飞行过程中持续开放而混入雨水或杂物。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构爆炸图；
图2为本发明的零压差/小压差工况示意图；
图3为本发明的正压差工况示意图；
图4为本发明的负压差工况示意图。
附图标记：
1-阀体；11-第一通气单元；12-固定块；13-支撑臂；14-通气孔；2-阀盖；21-第二通气单元；22-第三通气单元；3-阀体磁吸件；4-阀盖磁吸件；5-弹簧；6-阀座；7-密封垫；8-油箱壁板；9-油箱口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
如图1所示，本实施例的无人机油箱双向通气阀，包括阀体1、阀盖2、阀体磁吸件3、阀盖磁吸件4以及弹簧5；阀体1为两端开口的筒状结构，阀盖2为一端开口、另一端封闭的筒状结构，阀盖2套设在阀体1上；弹簧5设置在阀体1与阀盖2之间，并且一端与阀体1固定连接，另一端与阀盖2固定连接。
阀体1的外壁上沿同一高度等距间隔设有多个第一通气单元11，第一通气单元11为圆角矩形通气孔；阀盖2的外壁上沿高度方向等距间隔设有多个第二通气单元21和多个第三通气单元22，第二通气单元21和第三通气单元22均为由若干通气小孔组成的矩形通气阵列。
阀体1顶部设有固定块12，固定块12通过多个支撑臂13设置在阀体1顶部，相邻两个支撑臂13与固定块12、阀体1之间形成一通气孔14。
阀体磁吸件3设置在阀体1的顶部内壁上，阀盖磁吸件4设置在固定块12上。
阀体1底部设有阀座6，使用时，将阀座6通过密封垫7、铆钉或螺钉固定设置在油箱壁板8上，并且阀体1和阀盖2通过油箱口9与油箱内部连通。
阀体磁吸件3与阀盖磁吸件4之间具有磁吸力，该磁吸力随距离减小而快速增大；当两磁吸件彼此接触时，磁吸力达到最大。阀盖2内壁与阀体1外壁紧密贴合，当弹簧5处于初始状态时，第一通气单元11位于第二通气单元21和第三通气单元22之间。
阀体1与阀盖2之间的相对位置由油箱与大气的压差、弹簧5弹力以及阀体磁吸件3与阀盖磁吸件4的磁吸力决定，具体可表述为如下平衡公式：
f(x)弹簧+f(x-3)磁吸＝f气压，其中：
(1)f(x)弹簧指弹簧拉力随弹簧拉伸量x变化的一次函数；
(2)f(x-3)磁吸指阀体磁吸件3与阀盖磁吸件4之间的磁吸力随弹簧拉伸量x变化的三次反比函数；
(3)f气压指油箱-大气的压差△p对阀盖2产生的向上推力，是压差△p的一次函数。
实际工作过程中，该双向通气阀包括以下工况：
(1)油箱-大气的压差△p近似为零时(如附图2所示)：
当△p＝0时，阀体1与阀盖2处于初始位置，弹簧5轻微压缩以便与阀体磁吸件3和阀盖磁吸件4的磁吸力相平衡；当△p＞0且较小时，阀盖2上升一段距离，弹簧5在初始位置基础上被轻微拉伸，直至大气压力-弹簧力-磁吸力平衡，此时阀盖2的第二通气单元21和第三通气单元22与阀体1的第一通气单元11未能相通，油箱处于密封状态；当△p＜0且较小时，阀盖2下降一段距离，弹簧5在初始位置基础上被轻微压缩，直至大气压力-弹簧力-磁吸力平衡，此时阀盖2的第二通气单元21和第三通气单元22与阀体1的第一通气单元11未能相通，油箱仍处于密封状态。
(2)油箱-大气的压差△p为正且较大时(如附图3所示，图中箭头表示气流方向)：
当△p＞0且较大时(无人机快速爬高或油箱燃油蒸发过快等情况)，阀盖2沿高度方向上升一段距离，此时阀盖2的第二通气单元21和第三通气单元22同时与阀体1的第一通气单元11进行通气，油箱内部压力持续降低，同时阀盖2高度也随之下降，直至弹簧5恢复到初始位置。在此过程中，弹簧力与磁吸力共同作用平衡大气压力，磁吸力和弹簧5对阀盖2的上升运动起抑制作用，以控制第二通气单元21和第三通气单元22的降压速度。
(3)油箱-大气的压差△p为负且绝对值足够大时(如附图4所示，图中箭头表示气流方向)：
当△p＜0且绝对值较大时(无人机快速降高或油箱燃油消耗过快等情况)，阀盖2沿高度方向下降一段距离，此时阀盖2的第二通气单元21与阀体1的第一通气单元11开始相通，油箱内部压力持续升高，阀盖2随之上升，直至弹簧5恢复到初始位置。在此过程中，弹簧5抵抗磁吸力与大气压力的共同作用，磁吸力将吸引阀盖2下降，对排气起到辅助作用；当负压绝对值大到一定程度，阀体磁吸件3和阀盖磁吸件4将主动/被动吸附在一起，此时弹簧力略微大于磁吸力，等到油箱内部负压回升到一个较小的程度，阀体磁吸件3和阀盖磁吸件4才会在弹簧力的作用下快速分开。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、相较于传统的单向负压通气阀，本发明增加了油箱内部气压较高状态下的通气功能，即成为双向通气阀，从而使得无人机油箱能够适应更多工作状况，更加符合无人机使用需求；
2、相较于只使用弹簧进行通风控制的通气阀产品，本发明使用弹簧和磁吸件组成气压缓冲装置，能够对油箱换气速度进行曲线控制，控制过程中换气速度增减更快，换气效率更高；
3、在负压较大或设计负压条件下(应对飞行过程中持续存在的燃油消耗产生负压问题)，本发明能够触发强制压力平衡的功能，保持油箱进行短时持续大流量通风，直至油箱压差恢复正常或较小水平才停止通风，从而避免通风孔在无人机飞行过程中持续开放而混入雨水或杂物。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础；当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。