凸輪式快速進氣控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種凸輪式快速進氣控制裝置，其特征是：包括主閥體、副閥體、針閥和凸輪搖臂機構，所述主閥體通過螺釘與副閥體固接成整體，所述主閥體包括相互連通的凸輪搖臂運動內腔、針閥運動內腔和氣體導流腔，所述凸輪搖臂運動內腔里銷接有凸輪搖臂機構，所述凸輪搖臂機構在凸輪搖臂運動內腔中上下擺動，所述凸輪搖臂機構與置于針閥運動內腔的針閥頂部觸接，所述針閥在主閥體的針閥運動內腔中上下滑動，所述針閥下部設為圓柱形頂針。有益效果：本發明能夠利用微型高壓充氣鋼瓶快速充氣，采用偏置凸輪式結構，實現了小力臂大力矩功能，能夠在狹窄空間內使用；頂針尖部的三棱錐體，有利于刺破微型高壓充氣鋼瓶的金屬膜，并快速脫離。
【專利說明】
凸輪式快速進氣控制裝置
技術領域
[0001]本發明屬于船舶堵漏和海上救生領域，尤其涉及一種用于給堵漏氣囊和救生氣囊快速充氣的凸輪式快速進氣控制裝置。
【背景技術】
[0002]氣囊式堵漏器材是一種新興的舷外堵漏器材，可在艙內實施堵漏作業，并可借助舷外海水壓力將充氣后的氣囊壓緊在船殼上，破口封堵受艙內環境的影響小，堵漏操作方便，堵漏效果好。氣囊式救生裝置包括救生衣、救生筏等。氣囊式堵漏器材和救生裝置具有質量輕，可卷收貯放，攜帶方便等優點，因此，近年來得到許多研究機構的重視和研發。專利文獻CN101670879公開了一種舷外充氣式堵漏氣囊。它由主桿套件、高壓空氣控制器、氣囊座、氣囊、定位銷、支撐裝置、高壓空氣瓶組成，所述主桿套件由主桿和端蓋組成，主桿為一端封閉的管件，在封閉端的中央有螺孔，所述高壓空氣控制器由本體、頂桿系統、單向閥、放泄閥、悶蓋組成，所述氣囊座由氣囊座主件和氣囊座副件構成，氣囊座套在主桿上并能在主桿上作軸向運動，所述氣囊分為相同的內外兩層，它在未充氣時為圓筒型，在兩層的中間構成密閉的氣囊空間，所述定位銷由定位銷舌、定位銷座、定位銷彈簧、定位銷拉環、定位銷基座構成，所述支撐裝置由把手、支撐桿、橫桿、卡盤組成，本發明適用于各種船舶破損后的堵漏，堵漏后它能夠實施可靠的支撐。專利文獻CN204383734U公開了一種船用氣囊式快速堵漏器，其特征是:包括復合氣囊、進氣控制閥、氣囊固定套管、操作手柄、微型高壓儲氣鋼瓶和導氣支撐桿，所述復合氣囊由內層密封囊體和外層高強度囊體構成薄壁雙層復合結構，所述復合氣囊由錐臺腔體和半球殼體構成的組合體形狀，所述復合氣囊底部通過氣囊固定套管與操作手柄固接，所述操作手柄呈中空長圓管形狀，操作手柄底端扣接有保險蓋，所述保險蓋內側固接有拉繩，拉繩另一端與進氣控制閥連接，所述操作手柄內腔置有微型高壓儲氣鋼瓶，所述微型高壓儲氣鋼瓶的瓶口固接進氣控制閥，所述進氣控制閥上端與導氣支撐桿連接，所述導氣支撐桿包括四壁圓周均布有若干出氣孔的圓管和帶通氣孔的圓盤，所述圓管和圓盤構成整體。
[0003]氣囊式堵漏器材和救生裝置使用中需要解決氣囊快速充氣、氣密性、可靠性等問題。現有氣囊式堵漏器材和救生裝置的進氣控制裝置往往需要較大的力臂操作空間，容易造成誤觸發;當氣囊內部壓力較大時，難以有效控制氣密性;可靠性較低，重復利用性差。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服上述技術的不足，而提供一種凸輪式快速進氣控制裝置，利用微型高壓充氣鋼瓶快速充氣，實現了小力臂大力矩功能，能夠在狹窄空間內使用，也利于力臂回位。
[0005]本發明為實現上述目的，采用以下技術方案:一種凸輪式快速進氣控制裝置，其特征是:包括主閥體、副閥體、針閥和凸輪搖臂機構，所述主閥體通過螺釘與副閥體固接成整體，所述主閥體包括相互連通的凸輪搖臂運動內腔、針閥運動內腔和氣體導流腔，所述凸輪搖臂運動內腔里銷接有凸輪搖臂機構，所述凸輪搖臂機構在凸輪搖臂運動內腔中上下擺動，所述凸輪搖臂機構與置于針閥運動內腔的針閥頂部觸接，所述針閥在主閥體的針閥運動內腔中上下滑動，所述針閥下部設為圓柱形頂針。
[0006]所述主閥體與副閥體結合部設有密封墊圈。
[0007]所述主閥體外形呈長方體結構，所述主閥體的凸輪搖臂運動內腔形狀呈長方體凹槽，長方體凹槽下方吻接有凸輪搖臂機構向下擺動的斜臺空間。
[0008]所述副閥體外形呈長方體結構，所述副閥體設有與微型高壓充氣鋼瓶螺接的圓孔，副閥體上設有與主閥體連接的螺釘過孔。
[0009]所述凸輪搖臂機構包括搖臂桿和拉繩，所述搖臂桿的前端設有凸輪曲線，并與針閥頂部觸接，搖臂桿一端通過銷軸與主閥體銷接，另一端連接有拉繩。
[0010]所述針閥形狀呈三段式階梯軸，針閥上部為導向圓柱體，導向圓柱體與主閥體的針閥運動內腔滑動配合，導向圓柱體上沿縱向設有長凹槽，所述長凹槽與固接在主閥體上的定位銷滑動連接，針閥中部為定位圓柱體，所述針閥下部設為圓柱形頂針，頂針端部為三棱錐體針尖。
[0011]所述針閥下部的圓柱形頂針針尖上沿其軸向均布設有短凹槽，圓柱形頂針上套裝有回位彈簧。
[0012]有益效果:與現有技術相比，本發明是一種能夠利用微型高壓充氣鋼瓶快速充氣，且具有小力臂大力矩、氣密性好、可重復使用等特點。采用偏置凸輪式結構，實現了小力臂大力矩功能，能夠在狹窄空間內使用，也利于力臂回位;獨特的腔體設計，利用氣流反沖力和彈簧彈力使針閥快速脫離金屬膜，實現針閥與閥腔的可靠密封，并利于氣流在腔體的快速導流;特殊針閥設計，將針閥驅動接觸面由點接觸變成線接觸，增大了凸輪與針閥體的接觸面積，提高了可靠性;針閥頂針尖部采用帶凹槽的三棱錐體結構，有利于刺破微型高壓充氣鋼瓶的金屬膜，并快速脫離。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的結構示意圖；
[0014]圖2是主、副閥體結構示意圖；
[0015]圖3a_圖3b是針閥結構示意圖；
[0016]圖4a_圖4d是凸輪式快速進氣控制裝置的工作過程圖。
[0017]圖中:1、主閥體，1-1、凸輪搖臂運動內腔，1-1-1、銷孔，1-2、針閥運動內腔，1-3、氣體導流腔，1-4、斜臺空間，2、副閥體，2-1、螺釘過孔，3、針閥，3-1、導向圓柱體，3-2、長凹槽，3-3、定位圓柱體，3-4、圓柱形頂針，3-5、短凹槽，3-6、圓柱面，4、凸輪搖臂機構，5、螺釘，6、定位銷，7、回位彈簧，8、密封墊，9、搖臂桿，10、拉繩，11、銷軸，12、螺紋圓孔。
【具體實施方式】
[0018]下面結合較佳實施例詳細說明本發明的【具體實施方式】。
[0019]詳見附圖，本實施例提供了一種凸輪式快速進氣控制裝置，包括主閥體1、副閥體
2、針閥3和凸輪搖臂機構4，所述主閥體通過螺釘5與副閥體固接成整體，所述主閥體包括相互連通的凸輪搖臂運動內腔1-1、針閥運動內腔1-2和氣體導流腔1-3，所述凸輪搖臂運動內腔里通過銷孔1-1-1及銷軸銷接有凸輪搖臂機構，所述凸輪搖臂機構在凸輪搖臂運動內腔中上下擺動，所述凸輪搖臂機構與置于針閥運動內腔的針閥頂部觸接，所述針閥在主閥體的針閥運動內腔中上下滑動，所述針閥下部設為圓柱形頂針。所述針閥形狀呈三段式階梯軸，針閥上部為導向圓柱體3-1，導向圓柱體與主閥體的針閥運動內腔滑動配合，導向圓柱體上沿縱向設有長凹槽3-2，所述長凹槽與固接在主閥體上的定位銷6滑動連接，防止導向圓柱體沿周向轉動;針閥中部為定位圓柱體3-3，定位圓柱體起到導向和密封作用;所述針閥下端部設為圓柱形頂針3-4。所述針閥圓柱形頂針端部呈三棱錐體，沿軸向均布設有三個短凹槽3-5，用于刺破微型高壓充氣鋼瓶金屬膜。針閥套裝有回位彈簧7，回位彈簧選用防銹無記憶彈性元件，套在頂針上，用于針閥回位;O形密封圈選用標準件，套在導向圓柱體上，用于針閥運動腔體密封。所述主閥體與副閥體結合部設有密封墊8。所述主閥體外形呈長方體結構，所述主閥體的凸輪搖臂運動內腔形狀呈長方體凹槽，長方體凹槽下方吻接有凸輪搖臂機構向下擺動的斜臺空間1-4。所述副閥體外形呈長方體結構，所述副閥體設有與微型高壓充氣鋼瓶螺接的螺紋圓孔12，副閥體上設有與主閥體連接的螺釘過孔2-1。所述凸輪搖臂機構包括搖臂桿9和拉繩10，所述搖臂桿的前端設有凸輪曲線，并與針閥頂部觸接，搖臂桿一端通過銷軸11與主閥體銷接，另一端連接有拉繩，凸輪搖臂桿在向下的拉力作用下，繞凸輪搖臂軸轉動，將拉繩拉力轉化為凸輪驅動力，并利用凸輪曲面將驅動力有效傳遞給針閥。微型高壓充氣鋼瓶通過密封圈與副閥體密封，副閥體通過密封墊與主閥體密封。
[0020]工作過程
[0021]詳見圖4a-圖4d，其中圖4c-d中復位彈簧(圖中未示)
[0022]I)凸輪偏置與驅動
[0023]將凸輪搖臂軸的中心線與針閥運動所在路徑直線偏離一定距離，當凸輪搖臂在運動上限時，凸輪與針閥接觸面的法線向左偏離中線一定角度，當凸輪搖臂在運動下限時，凸輪與針閥接觸面的法線向右偏離中線一定角度，兩角度基本相等，這樣當凸輪搖臂驅動針閥下行時，接觸面法線基本在中線附近擺動，從而使凸輪驅動力產生的無效分力最小，有效分力最大，實現了小力臂大力矩功能。而且凸輪偏置有利于凸輪在針閥驅動作用下回位。
[0024]2)針閥穿刺與回位
[0025]針閥與凸輪的接觸面設計成圓柱面3-6而非球面，將點接觸變成線接觸，大大增大了接觸面積，提高了可靠性。針閥頂針尖部設計成帶凹槽的三棱錐體，有利于刺破微型高壓鋼瓶金屬膜，并通過凹槽將氣流引出，形成氣流沖擊力，氣流沖擊力作用于針閥定位圓柱體，推動針閥向上運動。針閥在氣流沖擊力和回位彈簧力作用下向上運動，直至定位圓柱體壓緊O形密封圈，形成腔體密封，完成針閥回位。
[0026]3)腔體密封與導流
[0027]主閥體包括凸輪搖臂運動腔體、針閥運動腔體和氣體導流腔體三部分。凸輪搖臂運動腔體與外界相通，副閥體與主閥體配合形成針閥運動腔體，氣體導流腔體與需充氣的氣囊相通。副閥體與主閥體之間通過密封墊密封，副閥體與微型高壓充氣鋼瓶之間通過密封圈密封，針閥運動腔體與凸輪搖臂運動腔體之間通過O形密封圈密封。
[0028]微型高壓充氣鋼瓶的金屬膜被針閥的頂針刺破后，高壓氣體從鋼瓶中沖出，形成對針閥頂針凹槽和定位圓柱體的沖擊力，帶動其向上直線運動，當定位圓柱體向上移動露出氣體導流腔體的進氣孔后，氣流分成兩部分，一部繼續作用于定位圓柱體向上直線運動，壓緊定位圓柱凸臺，然后轉向氣體導流腔體，另一部分直接通過氣體導流腔體的折形腔體進入需充氣的氣囊。完成充氣后，腔內氣體仍大于外界氣體壓力。
[0029]本發明主要解決了三個技術問題:一是利用偏置式凸輪結構，實現了小力臂大力矩功能，并利于凸輪回位;二是特殊的針閥驅動接觸面和尖部設計，增強了可靠性和實用性;三是特殊腔體設計，利用腔內高氣壓和彈簧力實施雙重壓力密封，提高了氣密性。
[0030]上述參照實施例對凸輪式快速進氣控制裝置進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實施例，因此在不脫離本發明總體構思下的變化和修改，應屬本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種凸輪式快速進氣控制裝置，其特征是:包括主閥體、副閥體、針閥和凸輪搖臂機構，所述主閥體通過螺釘與副閥體固接成整體，所述主閥體包括相互連通的凸輪搖臂運動內腔、針閥運動內腔和氣體導流腔，所述凸輪搖臂運動內腔里銷接有凸輪搖臂機構，所述凸輪搖臂機構在凸輪搖臂運動內腔中上下擺動，所述凸輪搖臂機構與置于針閥運動內腔的針閥頂部觸接，所述針閥在主閥體的針閥運動內腔中上下滑動，所述針閥下部設為圓柱形頂針。2.根據權利要求1所述的凸輪式快速進氣控制裝置，其特征是:所述主閥體與副閥體結合部設有密封墊圈。3.根據權利要求1或2所述的凸輪式快速進氣控制裝置，其特征是:所述主閥體外形呈長方體結構，所述主閥體的凸輪搖臂運動內腔形狀呈長方體凹槽，長方體凹槽下方吻接有凸輪搖臂機構向下擺動的斜臺空間。4.根據權利要求1所述的凸輪式快速進氣控制裝置，其特征是:所述副閥體外形呈長方體結構，所述副閥體設有與微型高壓充氣鋼瓶螺接的圓孔，副閥體上設有與主閥體連接的螺釘過孔。5.根據權利要求1所述的凸輪式快速進氣控制裝置，其特征是:所述凸輪搖臂機構包括搖臂桿和拉繩，所述搖臂桿的前端設有凸輪曲線，并與針閥頂部觸接，搖臂桿一端通過銷軸與主閥體銷接，另一端連接有拉繩。6.根據權利要求1所述的凸輪式快速進氣控制裝置，其特征是:所述針閥形狀呈三段式階梯軸，針閥上部為導向圓柱體，導向圓柱體與主閥體的針閥運動內腔滑動配合，導向圓柱體上沿縱向設有長凹槽，所述長凹槽與固接在主閥體上的定位銷滑動連接，針閥中部為定位圓柱體，所述針閥下部的圓柱形頂針端部為三棱錐體針尖。7.根據權利要求1或6所述的凸輪式快速進氣控制裝置，其特征是:所述針閥下部的圓柱形頂針針尖上沿其軸向均布設有短凹槽，圓柱形頂針上套裝有回位彈簧。
【文檔編號】B63B43/16GK105882917SQ201610347724
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月23日
【發明人】李敏堂
【申請人】中國人民解放軍總后勤部軍事交通運輸研究所