CN108845377A - 一种小型化自动放球*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型化自动放球***，包括存储筒、充气释放装置和控制器；存储筒用来存放探空气球和探空仪等，模块化设计使得结构简单、方便扩展；采用了加热电阻烧断筒盖橡皮筋、气球充气膨胀的方式打开筒盖；控制器使电磁铁失去磁性，气球在升力的作用下携带探空仪升空。本发明结构简单，没有复杂的机械传动装置，体积小、可靠性高、使用维护简单，为全自动探空***上车、上船提供了一个具有较高可行性的方案。

Description

一种小型化自动放球***

技术领域

本发明涉及高空气象探测设备领域，具体地说，涉及一种小型化自动放球***。

背景技术

全自动高空气象探测***，能在无人值守的情况下，自动探测从地面至30～40km高空、200km范围内的温度、湿度、气压及风速、风向等气象要素。该设备能够有效降低人工释放成本，特别适用于在恶劣自然环境(大风、暴雨等)下开展的气象服务和科学试验，同时填补了偏远地区、沙漠、湖海等无人地区高空气象探测的空白。

自上个世纪90年代VAISALA推出全自动高空气象探测***以来，国内外主流探空仪生产厂家均推出类似产品，现有产品的基本原理均为机械装置驱动探空仪托盘，进入放球筒内充气后再释放气球来实现自动放飞及高空气象探测，这种设备结构复杂、对传动装置精度要求高，整个***体积庞大，成本高昂，很难部署在车辆、舰船上使用。

发明内容

本发明提供一种适用于300g以下探空气球的小型化自动放球***，解决全自动探空***放球装置体积庞大、传动装置结构复杂的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

本发明提供一种小型化自动放球***，包括：

存储筒，所述存储筒为至少一个，用于存储待释放的探空仪组件；

充气释放装置，所述充气释放装置的出气口与探空仪组件相连接，用于实现探空仪组件的充气和释放；

储气装置，所述储气装置与充气释放装置的进气端相连通。

进一步，所述探空仪组件包括探空仪、气球、放线架和充气嘴，所述充气嘴与气球的进气口密封连接，所述充气嘴与充气释放装置相连通实现气球的充气和释放；所述探空仪的上端与气球相连接，下端通过连接线与放线架相连接。

进一步，所述充气嘴包括铁圈、单向阀和密封圈，所述铁圈与气球的进气口密闭连接，所述铁圈与电磁铁吸附连接，所述单向阀设置在铁圈内部，气体经过单向阀进入气球；所述密封圈与铁圈下沿相连接。

进一步，所述铁圈的外表面套设有防腐层。

进一步，所述充气释放装置包括进气管、至少一个出气管路和电磁铁，所述进气管路的进气口与储气装置相连通，所述进气管路具有至少一个出气口，所述进气管路的每个出气口与一个出气管路相连通，所述出气管路的出气口通过单向阀与气球相连通。

进一步，所述出气管路上设有控制管路连通或者关闭的电磁阀。

进一步，所述存储筒的直径为25cm，存储筒的高为35cm。

进一步，所述存储筒的开口端连接有可自动开启的筒盖。

进一步，所述存储筒的开口端设有固定柱，所述筒盖的一端通过橡皮筋与固定柱相连接，所述固定柱为电加热柱包括镍合金外壳和套设在镍合金外壳内的加热电阻，所述筒盖由泡沫制成。

进一步，还包括控制器，所述控制器与充气释放装置中的电磁阀相连接，所述控制器与充气释放装置中的电磁铁相连接。

附图说明

图1是本发明的小型化自动放球***的结构示意图；

图2是本发明的小型化自动放球***的存储筒结构俯视图

图3是本发明的小型化自动放球***的存储筒和充气释放装置结构示意图；

图4是本发明的小型化自动放球***的充气嘴结构示意图；

图5是本发明的小型化自动放球***的存储筒筒盖结构示意图；

图6是本发明的小型化自动放球***的工作原理图。

附图标记说明：

1存储筒，11探空仪，12气球，13放线架，14充气嘴，141铁圈，142单向阀，143密封圈，15筒盖，16固定柱，2充气释放装置，21进气管路，22出气管路，23电磁阀，24电磁铁，3储气装置，4控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1-6所示，本发明提供一种小型化自动放球***，包括：

存储筒1，所述存储筒1为至少一个，用于存储待释放的探空仪11组件；

充气释放装置2，所述充气释放装置2的出气口与探空仪11组件相连接，用于实现探空仪11组件的充气和释放；

储气装置3，所述储气装置3与充气释放装置2的进气端相连通。

所述探空仪11组件包括探空仪11、气球12、放线架13和充气嘴14，所述充气嘴14与气球12的进气口密封连接，所述充气嘴14与充气释放装置2相连通实现气球12的充气和释放；所述探空仪11的上端与气球12相连接，下端通过连接线与放线架13相连接。

所述充气嘴14包括铁圈141、单向阀142和密封圈143，所述铁圈141与气球12的进气口密闭连接，所述铁圈141与电磁铁24吸附连接，所述单向阀142设置在铁圈141内部，气体经过单向阀142进入气球12；所述密封圈143与铁圈141下沿相连接。

所述铁圈141的外表面套设有防腐层。

所述充气释放装置2包括进气管路21、至少一个出气管路22和电磁铁24，所述进气管路21的进气口与储气装置相连通，所述进气管路21路具有至少一个出气口，所述进气管路21的每个出气口与一个出气管路22相连通，所述出气管路22的出气口通过单向阀142与气球12相连通。

所述出气管路22上设有控制管路连通或者关闭的电磁阀23。

所述存储筒1的开口端连接有可自动开启的筒盖15。

所述存储筒1的开口端设有固定柱16，所述筒盖15的一端通过橡皮筋与固定柱16相连接，所述固定柱16为电加热柱包括镍合金外壳和套设在镍合金外壳内的加热电阻，所述筒盖15由泡沫制成。

还包括控制器4，所述控制器4与充气释放装置中2的电磁阀23相连接，所述控制器4与充气释放装置中2的电磁铁24相连接。

所述存储筒，其内部存放探空仪、气球、放线架、充气嘴等，气球充满气释放后离开存储筒，带着探空仪升空，在上升过程中探测大气温度、湿度、气压、风向、风速等气象要素；

所述充气释放装置，根据电磁效应原理产生的磁力来实现气路的开启关闭以及气球充气口的脱离；其使用单向阀来控制充气气管的气体流向，使用具有单向通过功能的充气嘴来达到人工捆扎气球的效果，同时充气嘴底部有薄铁圈，电磁铁可以将充气嘴牢固吸附，所充气体通过充气嘴进入气球实现充气，待充气完成后，电磁铁失去磁性，气球在升力的作用下携带系在上面的探空仪升空。

所述控制器，通过其发出的控制指令来实现充气开关的开启关闭，来实现无人状态下的气球充气量的自动控制和气球捆扎释放的自动化。

本发明提供的小型化放球***没有复杂的机械传动装置，体积小、可靠性高、使用维护简单，为全自动探空***上车、上船提供了一个具有较高可行性的方案。

本发明的一种具体实施例，如图1所示，小型化自动放球***，包括存储筒1、充气释放装置2和控制器4，所述存储筒1置于充气释放装置2和控制器4的上方，整个***高度不超过1.5米；如图2所示，直径为25cm，高35cm的存储筒1即可满足空间要求，1×1m2米面积内完全可以布置9个存储筒1。

如图3所示,所述存储筒1，筒内存放气球12、探空仪11、放线架13和充气嘴14，电磁铁24用于将充气嘴14通过磁力将其牢固的吸附在出气管路的充气口，当气球充气完毕，需要释放的时，给电磁铁24断电，电磁铁24失去磁力，充气嘴14不在被吸附在出气管路的充气口，气球2便会自由升空。单向阀142用于控制气体的流向，同时在气球释放升空后，防止气球内气体的流失。电磁阀23用于控制充气断气，当需要充气时，由控制器4发出指令，给电磁阀23上电，电磁阀23开启，出气管路便会导通。充气完成后，给电磁阀23断电，则出气管路即可关闭。

如图4所示，充气嘴14固定在气球上，它具有流体单向通过功能，可以使进入气球内的气体减少回流，同时在在充气嘴14底部夹层内有薄铁圈141，以便电磁铁将充气嘴14牢固吸附，充气嘴14最底层则有一圈密封圈143，保证气嘴充气时与充气口密封不漏气。

如图5所示，筒盖15盖在存储筒1上后，使用橡皮筋与存储筒边缘的固定柱16固定，固定柱16是由加热电阻外套镍铜合金外壳构成，通过对固定柱16内的加热电阻通电，可以短时间内将固定柱16的温度加热到300℃以上，从而将橡皮筋烧断，由于筒盖15使用泡沫材质，重量非常轻(5mm厚的筒盖重量≤15g)，气球充气膨胀后可以轻易的将其顶开，实现筒盖15的开启。

如图6所示，图6为本发明的小球自动释放的原理过程图。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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。

Claims (9)

1.一种小型化自动放球***，其特征在于，包括：

存储筒(1)，所述存储筒(1)为至少一个，用于存储待释放的探空仪(11)组件；

充气释放装置(2)，所述充气释放装置(2)的出气口与探空仪(11)组件相连接，用于实现探空仪(11)组件的充气和释放；

储气装置，所述储气装置与充气释放装置(2)的进气端相连通。

2.根据权利要求1所述的小型化自动放球***，其特征在于，所述探空仪(11)组件包括探空仪(11)、气球(12)、放线架(13)和充气嘴(14)，所述充气嘴(14)与气球(12)的进气口密封连接，所述充气嘴(14)与充气释放装置(2)相连通实现气球(12)的充气和释放；所述探空仪(11)的上端与气球(12)相连接，下端通过连接线与放线架(13)相连接。

3.根据权利要求2所述的小型化自动放球***，其特征在于，所述充气嘴(14)包括铁圈(141)、单向阀(142)和密封圈(143)，所述铁圈(141)与气球(12)的进气口密闭连接，所述铁圈(141)与电磁铁(24)吸附连接，所述单向阀(142)设置在铁圈(141)内部，气体经过单向阀(142)进入气球(12)；所述密封圈(143)与铁圈(141)下沿相连接。

4.根据权利要求3所述的小型化自动放球***，其特征在于，所述铁圈(141)的外表面套设有防腐层。

5.根据权利要求2所述的小型化自动放球***，其特征在于，所述充气释放装置(2)包括进气管路(21)、至少一个出气管路(22)和电磁铁(24)，所述进气管路(21)的进气口与储气装置相连通，所述进气管路(21)路具有至少一个出气口，所述进气管路(21)的每个出气口与一个出气管路(22)相连通，所述出气管路(22)的出气口通过单向阀(142)与气球(12)相连通。

6.根据权利要求5所述的小型化自动放球***，其特征在于，所述出气管路(22)上设有控制管路连通或者关闭的电磁阀(23)。

7.根据权利要求1所述的小型化自动放球***，其特征在于，所述存储筒(1)的开口端连接有可自动开启的筒盖(15)。

8.根据权利要求7所述的小型化自动放球***，其特征在于，所述存储筒(1)的开口端设有固定柱(16)，所述筒盖(15)的一端通过橡皮筋与固定柱(16)相连接，所述固定柱(16)为电加热柱包括镍合金外壳和套设在镍合金外壳内的加热电阻，所述筒盖(15)由泡沫制成。

9.根据权利要求1-8任一所述的小型化自动放球***，其特征在于，还包括控制器(4)，所述控制器(4)与充气释放装置中(2)的电磁阀(23)相连接，所述控制器(4)与充气释放装置中(2)的电磁铁(24)相连接。