阅读说明：本技术 一种混合气体浮空器 (Mixed gas aerostat ) 是由 韦成 詹红兵 李晓萌 王进保 刘世勇 邹浩 钟涵 于 2019-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种混合气体浮空器,包括定位板和混合气球,所述定位板的上方设置有混合气控制器,且混合气控制器的左上方安置有惰性气控制器,所述惰性气控制器的上端安装有惰性气球,所述混合气球位于混合气控制器的上端,且混合气球底部的内端安置有混合气出口,所述定位板下端的左右两侧均安装有监控机构,且定位板的下端衔接有系留安全线。本发明的有益效果是：该混合气体浮空器,通过混合气球和惰性气球的设置,通过内外气球的密度调整能进行上升和下降,实现高低空的切换；采用双层气球,内层气球充惰性气体,外层充混合气体,成本低,安全性高,控制器主要实现气球口的开闭控制。(The invention relates to a mixed gas aerostat, which comprises a positioning plate and a mixed balloon, wherein a mixed gas controller is arranged above the positioning plate, an inert gas controller is arranged above the left side of the mixed gas controller, an inert balloon is arranged at the upper end of the inert gas controller, the mixed balloon is positioned at the upper end of the mixed gas controller, a mixed gas outlet is arranged at the inner end of the bottom of the mixed balloon, monitoring mechanisms are arranged on the left side and the right side of the lower end of the positioning plate, and the lower end of the positioning plate is connected with a mooring safety wire. The invention has the beneficial effects that: the mixed gas aerostat can ascend and descend by adjusting the density of the inner balloon and the outer balloon through the arrangement of the mixed balloon and the inert balloon, so that the switching of high and low altitudes is realized; the double-layer balloon is adopted, the inner layer balloon is filled with inert gas, the outer layer balloon is filled with mixed gas, the cost is low, the safety is high, and the controller mainly realizes the opening and closing control of the balloon opening.)

一种混合气体浮空器

技术领域

本发明涉及浮空器技术领域，具体为一种混合气体浮空器。

背景技术

浮空器一般是指比重轻于空气的、依靠大气浮力升空的飞行器，在电子和军事民用领域，一般不将热气球划在浮空器范围内，此外，空间飞艇不一定依靠浮力，除了军用外，大型民用浮空器还可以用于交通、运输、娱乐、赈灾、影视拍摄、科学实验等等。

现有的浮空器的由于不是氢氦气球双层设计，从而导致其制造成本高，同时也增加了其使用时的风险性，导致难以避免氢气含量处于危险范围的问题，而这个危险范围值是当氢气浓度在4.0％～75.0％(体积浓度)内，其遇到明火将***，十分的危险。

发明内容

因此，本发明的实施例提供了一种成本低且安全的混合气体浮空器设计方案。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种混合气体浮空器，包括定位板和混合气球，所述定位板的上方设置有混合气控制器，且混合气控制器的左上方安置有惰性气控制器，所述惰性气控制器的上端安装有惰性气球，所述混合气球位于混合气控制器的上端，且混合气球底部的内端安装有混合气出口，所述定位板下端的左右两侧均安装有监控机构，且定位板的下端衔接有系留安全线，所述监控机构的下端安置有保护垫，所述定位板的左下端设置有混合气充气口，且定位板的中部下端安装有惰气充气口，所述惰性气控制器底端右侧连接有惰性气出口，所述惰性气出口的内端安装有分隔机构，所述混合气充气口与惰气充气口内均连接有蜂巢气体仓输入管道。

优选的，所述惰性气控制器的尺寸大于混合气控制器的尺寸，且混合气球的尺寸大于惰性气控制器与混合气控制器的尺寸之和。

优选的，所述混合气球和惰性气球构成为双层结构，且惰性气球包含于混合气球的内端，而且惰性气球内为充惰性气体，并且混合气球内为外层充混合气体。

优选的，所述惰性气为氦气，所述混合气为氦气和氢气，且混合气中氢气的含量大于75％、低于4％。

优选的，所述惰性气球内通过惰性气充气口充入氦气，所述混合气球内通过混合气充气口充入氢气。

优选的，所述保护垫与定位板之间为粘接连接，且保护垫关于定位板的中心对称。

优选的，所述系留安全线采用尼龙线，所述蜂巢气体仓输入管道包括蜂巢侧壁，且蜂巢气体仓输入管道的四壁均固定有蜂巢侧壁。

优选的，所述蜂巢气体仓输入管道为仿生物蜂巢状结构，且混合气球与惰性气球的气体输入管道均采用蜂巢侧壁构造。

优选的，所述分隔机构包括分隔板、小气孔和大气孔，且分隔机构的中部固定有分隔板，所述分隔板的左右两端均开设有小气孔，且分隔板的中部设置有大气孔，所述大气孔的口径小气孔的口径，且小气孔关于大气孔的中心呈环形分布。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过混合气球和惰性气球的设置，通过内外气球的密度调整能进行上升和下降，实现高低空的切换；采用双层气球，内层气球充惰性气体，外层充混合气体，成本低，安全性高，控制器由开源硬件组成，主要实现气球口的开闭控制。

2、本发明通过分隔机构的设置，由于中部气流量大，周围气流量小，气流会在大气孔旁形成回旋，由于氢气密度小，受气流影响大，会在球体上部聚集，这样能让重的惰性气体较多地优先排出，轻的氢气受回旋气流影响大部分退回气球，从而进一步提高气球内氢气纯度，脱离危险***区间范围。

3、本发明通过蜂巢气体仓输入管道和蜂巢侧壁的设置，其仿生物蜂巢的结构特征，一方面能使结构受力更均匀，提高抗压抗剪强度，另一方面能定性定量地监测输入的气体纯度，并可安置传感元件及其电器，当监测到蜂巢气体仓中不纯气仓占总比例超过25％(不纯气体在一个气体仓内含量超过25％则为不纯气仓)则发出红色警报，而仿生物猪笼草的单面开口设计，在上部气体存量降低，气压增大时，能借助气压越来越紧密地闭合通气口，而当气体上涨并超过25％是其则会溢出，故而传感器可检测到并传输信号而进行报警，类似于水库门蓄水提高水位来通过船，即三峡大坝区游船经过的原理。

附图说明

图1为本发明一种混合气体浮空器的结构示意图；

图2为本发明一种混合气体浮空器的蜂巢气体仓输入管道正视结构示意图；

图3为本发明一种混合气体浮空器的蜂巢气体仓输入管道侧视结构示意图；

图4为本发明一种混合气体浮空器的分隔机构俯视结构示意图；

图5为本发明一种混合气体浮空器的系统流程示意图；

图6为本发明一种混合气体浮空器的控制流程图。

图中：1、定位板；2、监控机构；3、系留安全线；4、保护垫；5、混合气控制器；6、惰性气控制器；7、混合气球；8、混合气出口；9、混合气充气口；10、惰性气球；11、惰性气出口；12、惰气充气口；13、分隔机构；14、分隔板；15、小气孔；16、大气孔；17、蜂巢气体仓输入管道；18、蜂巢侧壁。

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。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种混合气体浮空器，包括定位板1、监控机构2、系留安全线3、保护垫4、混合气控制器5、惰性气控制器6、混合气球7、混合气出口8、混合气充气口9、惰性气球10、惰性气出口11、惰气充气口12、分隔机构13、分隔板14、小气孔15、大气孔16、蜂巢气体仓输入管道17和蜂巢侧壁18。

定位板1的上方设置有混合气控制器5，且混合气控制器5的左上方安置有惰性气控制器6，惰性气控制器6的上端安装有惰性气球10，混合气球7位于混合气控制器5的上端，且混合气球7底部的内端安置有混合气出口8，定位板1下端的左右两侧均安装有监控机构2，且定位板1的下端衔接有系留安全线3，监控机构2的下端安置有保护垫4，定位板1的左下端设置有混合气充气口9，且定位板1的中部下端安装有惰气充气口12，惰性气控制器6底端右侧连接有惰性气出口11，惰性气出口11的内端安装有分隔机构13，混合气充气口9与惰气充气口12内均连接有蜂巢气体仓输入管道17；

惰性气控制器6的尺寸大于混合气控制器5的尺寸，且混合气球7的尺寸大于惰性气控制器6与混合气控制器5的尺寸之和，混合气球7和惰性气球10构成为双层结构，且惰性气球10包含于混合气球7的内端，而且惰性气球10内为充惰性气体，并且混合气球7内为外层充混合气体，惰性气为氦气，混合气为氦气和氢气，且混合气中氢气的含量大于75％、低于4％，惰性气球10内通过惰气充气口12充入氦气，混合气球7内通过混合气充气口9充入氢气，保护垫4与定位板1之间为粘接连接，且保护垫4关于定位板1的中心对称，通过内外气球的密度调整能进行上升和下降，实现高低空的切换；采用双层气球，内层气球充惰性气体，外层充混合气体，成本低，安全性高；

请参阅图2-3，系留安全线3采用尼龙线，蜂巢气体仓输入管道17包括蜂巢侧壁18，且蜂巢气体仓输入管道17的四壁均固定有蜂巢侧壁18蜂巢气体仓输入管道17为仿生物蜂巢状结构，且混合气球7与惰性气球10的气体输入管道均采用蜂巢侧壁18构造。

请参阅图4分隔机构13包括分隔板14、小气孔15和大气孔16，且分隔机构13的中部固定有分隔板14，分隔板14的左右两端均开设有小气孔15，且分隔板14的中部设置有大气孔16，大气孔16的口径小气孔15的口径，且小气孔15关于大气孔16的中心呈环形分布，通过蜂巢气体仓输入管道17和蜂巢侧壁18的设置，其仿生物蜂巢的结构特征，一方面能使结构受力更均匀，提高抗压抗剪强度，另一方面能定性定量地监测输入的气体纯度，并可安置传感元件及其电器，当监测到蜂巢气体仓中不纯气仓占总比例超过25％不纯气体在一个气体仓内含量超过25％则为不纯气仓则发出红色警报，而仿生物猪笼草的单面开口设计，在上部气体存量降低，通过分隔机构13的设置，由于中部气流量大，周围气流量小，气流会在大气孔16旁形成回旋，由于氢气密度小，受气流影响大，会在球体上部聚集，这样能让重的惰性气体较多地优先排出，轻的氢气受回旋气流影响大部分退回气球，从而进一步提高气球内氢气纯度，脱离危险***区间范围。

请参阅图5-6，可通过报警装置和气体检测装置来对控制器进行监测，同时利用控制器来读蜂巢气体仓进行依据分隔板进行调控以及监控处理，方便来对装置体进行监控，以确保准装置体能够便捷的运行下去，而在实际检测时，先判定蜂巢气体仓内的气体是否超过一半，否，则通过人工控制，是，则判定报警指示灯是否亮，是，则进行人工控制，否，则可以选择人工控制，并经过控制每层单个气体仓口来进行气体的控制。

请参阅图1，该混合气体浮空器，使用时，通过惰气充气口12和混合气充气口9分别向惰性气球10和混合气球7中充入适量气体，当需要上升时，通过惰性气控制器6打开惰性气出口11，使惰性气球10内的惰性气通过惰性气出口11排入混合气球7中，使混合气球7的体积增大，浮力增大，气体浮空器上升，当需要下降时，通过混合气控制器5打开混合气出口8，使混合气球7内的混合气通过混合气出口8排出，混合气球7的体积减小，浮力降低，气体浮空器下降，同时通过内外气球的密度调整能进行上升和下降，实现高低空的切换；采用双层气球，内层气球充惰性气体，外层充混合气体，成本低，安全性高，通过蜂巢气体仓输入管道17和蜂巢侧壁18的设置，其仿生物蜂巢的结构特征，一方面能使结构受力更均匀，提高抗压抗剪强度，另一方面能定性定量地监测输入的气体纯度，并可安置传感元件及其电器，在监测到蜂巢气体仓中的不纯气仓占总比例超过25％时，即不纯气体在一个气体仓内含量超过25％，则发出红色警报，而仿生物猪笼草的单面开口设计，在上部气体存量降低，气压增大时，能借助气压越来越紧密地闭合通气口，而当气体上涨并超过25％是其则会溢出，故而传感器可检测到并传输信号而进行报警，类似于水库门蓄水提高水位来通过船，即三峡大坝区游船经过的原理，通过分隔机构13的设置，由于中部气流量大，周围气流量小，气流会在大气孔16旁形成回旋，由于氢气密度小，受气流影响大，会在球体上部聚集,这样能让重的惰性气体较多地优先排出，轻的氢气受回旋气流影响大部分退回气球，从而进一步提高气球内氢气纯度，脱离危险***区间范围，控制器主要实现气球口的开闭控制。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。