CN105800195A - 内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，液体箱内部设有至少一组呈圆柱状的螺旋形管，螺旋形管顶部与液体箱上内壁之间设有液体箱上部液体连通处，螺旋形管底部与液体箱下内壁之间设有液体箱下部液体连通处，使液体装载与螺旋形管内部及液体箱内部缝隙内，螺旋形管的管截面为圆形、矩形、三角形、六边形或不规则形状，多组螺旋形管在液体箱内部水平方向紧密排列固定，且最外圈的螺旋形管固定在液体箱内侧壁上。本发明运用螺旋结构稳定液体重心位置，实现在液体箱运动过程中，箱内液体因为螺旋形管的束缚只能沿螺旋形管运动，防止液体惯性冲击，减少重心偏移，进而提高运输工具的运动稳定性及安全性。

Description

内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱

技术领域

本发明涉及一种液体箱，具体涉及一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，以防止液体惯性冲击，提高整体稳定性。

背景技术

在与液体相关的运输、贮存、运动过程中，箱内液体因受到惯性力的作用，相对液体箱运动，进而有可能发生因液体偏移而导致的重心不稳的问题，影响系统整体的稳定性。从航天领域的液体推进器贮箱，到船舶方面的载液货轮，以及油罐车、植保无人机喷药箱等，在设计其液体箱内部结构时，考虑到系统整体的稳定性，在防止液体惯性冲击，降低晃动力方面会进行一定的结构设计。

业界为解决液体运动而导致的重心不稳的问题，多是利用防晃挡板进行再设计来降低液体的晃动力，进而维持系统的稳定。公告号CN202479092U，名称为《喷雾机药箱用防晃荡装》的专利，利用沉浮在药液内的隔板，在隔成的空间里减少药液面积,来减弱药液的晃动；公告号CN1O3895986A，名称为《带有可转动十字型叶片的液体防晃贮箱及防晃方法》的专利通过设计可转动十字型叶片型挡板进行贮箱内液体的防晃；公告号CN1O3935518A，名称为《一种植保无人机防晃储液装置》的专利，利用横、竖隔板将内部空间分隔为若干小室进而达到防晃的目的；公告号CN1O449513OA，名称为《一种防止液体晃动的液罐车》的专利，利用防晃隔板将液罐分成上下两部分，将大部分液体密闭在下部空间，来实现防止下部液体晃动的效果。现有技术大多通过缩小空间来降低液体惯性冲击，提高稳定性，未从本质上利用液体箱内部结构设计来解决这一问题。没有考虑通过液体箱结构的设计改变液体流动方向而更加彻底的降低液体的惯性冲击来维持系统的稳定。

发明内容

为解决现有液体箱在液体运输、贮存、运动过程中启动、停止、加速、减速、转弯、停止时，因运动状态的突变，引起惯性冲击，造成液体的重心偏移而导致的运输工具的运动稳定性下降的问题，本发明提供一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，其通过液体箱结构的设计改变液体流动方向而更加彻底的降低液体的惯性冲击来维持系统的稳定。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，包括液体箱，液体箱内部设有至少一组呈圆柱状的螺旋形管，螺旋形管顶部与液体箱上内壁之间设有液体箱上部液体连通处，螺旋形管底部与液体箱下内壁之间设有液体箱下部液体连通处，使液体装载与螺旋形管内部及液体箱内部缝隙内。

所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，螺旋形管的管截面为圆形、矩形、三角形、六边形或不规则形状。

所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，螺旋形管为一组时，其外侧固定在液体箱侧内壁上。

所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，螺旋形管为多组时，多组螺旋形管在液体箱内部水平方向同轴紧密排列固定，且最外圈的螺旋形管固定在液体箱内侧壁上。

所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，同轴固定的多组螺旋形管之间设有圆柱隔板，每两组螺旋形管之间固定有一个圆柱隔板。

所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，螺旋形管为多组时，多组螺旋形管在液体箱内部水平方向不同轴紧密排列固定，且位于外侧的螺旋形管固定在液体箱内侧壁上。

所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，圆柱状的螺旋形管中设有至少一个水平断层。

所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，每组圆柱状的螺旋形管中，相同螺旋半径位置可竖向紧密放置多条螺旋形管。

所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，其特征在于，所述螺旋形管截面为圆形，每一个螺旋形管的圆柱螺旋半径为：液体箱外壳的直径为：R(n)×2+2R(x)，n取1、2......12，N取1、2......10。

本发明具有以下的技术效果：

本发明运用螺旋结构稳定液体重心位置，通过在液体箱内部设计螺旋形管，将液体于液体箱内多组螺旋形管及螺旋缝隙内装载，实现在液体箱运动过程中，箱内液体因为螺旋形管的束缚只能沿螺旋形管运动，这种特殊的运动方式能使重心更加稳定，防止液体惯性冲击，减少重心偏移，进而提高运输工具的运动稳定性及安全性，提高运输效率，降低运输成本。本发明适用但不限于植保无人机喷药箱、液体运输、油箱、航天器液体推进剂、载液货轮、油罐车、储油罐及核反应堆等。

附图说明

图1(a)为本发明螺旋管管截面为圆形的截面示意图；

图1(b)为本发明螺旋管管截面为圆形的剖面图；

图1(c)为本发明螺旋管管截面为圆形时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置一条螺旋形管的示意图；

图1(d)为本发明螺旋管管截面为圆形时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置多条螺旋形管的示意图；

图1(e)为本发明螺旋管管截面为圆形时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置多条螺旋形管时的一条螺旋形管示意图；

图2(a)为本发明螺旋管管截面为方形的圆柱状螺旋形管的示意图；

图2(b)为本发明螺旋管管截面为方形的圆柱状螺旋形管的剖面图；

图2(c)为本发明螺旋管管截面为方形时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置一条螺旋形管的示意图；

图2(d)为本发明螺旋管管截面为方形时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置多条螺旋形管的示意图；

图3(a)为本发明螺旋管管截面为三角形的圆柱状螺旋形管的示意图；

图3(b)为本发明螺旋管管截面为三角形的圆柱状螺旋形管的剖面图；

图3(c)为本发明螺旋管管截面为三角形时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置一条螺旋形管的示意图；

图3(d)为本发明螺旋管管截面为三角形时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置多条螺旋形管的示意图；

图4(a)为本发明螺旋管管截面为正六边形的圆柱状螺旋形管的示意图；

图4(b)为本发明螺旋管管截面为正六边形的圆柱状螺旋形管的剖面图；

图4(c)为本发明螺旋管管截面为正六边形时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置一条螺旋形管的示意图；

图4(d)为本发明螺旋管管截面为正六边形时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置多条螺旋形管的示意图；

图5(a)为本发明螺旋管管截面为任意形状的圆柱状螺旋形管的示意图；

图5(b)为本发明螺旋管管截面为任意形状的圆柱状螺旋形管的剖面图；

图5(c)为本发明螺旋管管截面为任意形状时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置一条螺旋形管的示意图；

图5(d)为本发明螺旋管管截面为任意形状时同等圆柱螺旋半径位置紧密放置多条螺旋形管的示意图；

图6为本发明内部有断层的螺旋管管截面为任意形状的圆柱状螺旋形管的示意图；

图7为本发明螺旋管管截面为长方形的单圆柱螺旋半径的圆柱状螺旋形管的示意图；

图8(a)为本发明外形为长方体形状液体箱的示意图；

图8(b)为本发明长方体形状液体箱的内部圆柱状螺旋形管示意图；

图8(c)为本发明长方体形状液体箱的内部单轴圆柱状螺旋形管示意图；

图中：

1为液体箱外壳；

21为液体入口，22为液体出口；

31、32、33、34、35、36为螺旋形管；

41、42、43为圆柱隔板；

51为液体箱下部液体连通处，52为液体箱上部液体连通处；

61、62、62为液体箱内部断层部；

具体实施方式

根据液体箱功能和应用范围的不同，防惯性冲击液体箱外形可设计为多种形状，包括圆柱体、椭圆柱体、四棱柱体、六棱柱体、n面体体、球缺体、半球体等。以圆柱体为例，液体箱底面直径d1的范围为50mm～2000mm，高度h范围为50～1000mm。

本发明所提供的防惯性冲击液体箱内部设有至少一组呈圆柱状的螺旋形管，螺旋形管的管截面可以为圆形、方形、矩形、三角形、正六边形以及其他任意形状，螺旋形管的管壁壁厚范围为1～5mm，液体于螺旋形管内部及缝隙装载。当液体箱内部设有多组螺旋形管时，多组螺旋形管在液体箱内部紧密排列。

所述螺旋形管，其纵向中心轴位于液体箱中心，旋向可以为左旋或右旋，螺旋形管的高度小于液体箱内部高度，高度差用于液体箱上下部的液体连通，即螺旋形管顶部与液体箱上内壁之间设有液体箱上部液体连通处52，螺旋形管底部与液体箱下内壁之间设有液体箱下部液体连通处51，液体连通位置高度范围为5～100mm。当液体箱内仅有一组螺旋形管时，螺旋形管外侧固定在液体箱侧内壁上，当液体箱内设有多组螺旋形管时，紧密排列的不同圆柱螺旋半径的螺旋形管之间可由圆柱隔板41、42、43分隔，并固定于圆柱隔板以及液体箱侧内壁上，即最外圈的螺旋形管外侧固定在液体箱侧内壁上，内侧固定圆柱隔板43，中间几圈螺旋形管两侧分别固定在两个圆柱隔板上，最内圈的螺旋形管外侧固定在圆柱隔板41上。圆柱状的螺旋形管的圆柱螺旋半径种类为n种，分别为R(1)、R(2)......R(n)，n取1、2......12；每组圆柱状螺旋形管中，相同螺旋半径位置可竖向紧密放置N条螺旋形管，N取1、2......10。

螺旋形管的导程以及螺旋半径的设置均应当满足螺旋形管在液体箱内的紧密排列，以螺旋形管截面为圆形的螺旋形管状结构为例，设该圆形直径为d，N为螺旋形管纵向截面个数，n为螺旋形管径向组数，则螺旋形管的导程为N×d；每一个圆柱的圆柱螺旋半径r为圆柱状螺旋形管中空部分的半径，取0～3d；液体箱外壳1的直径为R(n)×2+2R(x)。

本发明所涉及的多组螺旋形管，可以由相同管截面形状的螺旋形管组成，亦可以由不同种管截面形状的螺旋形管组成。圆柱状的螺旋形管中可以存在一个或多个具有一定厚度的水平断层，水平断层数目为0～6，厚度为1～100mm。

本发明所涉及的圆柱状的螺旋形管，亦可由多组不同轴的螺旋形管相邻排列组成，以适应不同的液体箱外形。

该结构可通过但不限于注塑、吹塑、3D打印、粘连等方式形成，材料可选择硬质材料，包括但不限于金属材料磷酸铝材料，铝合金材料、钢板材料等，塑料EV0H等、复合材料碳纤维复合材料等、新型材料胶囊橡胶材料等。

下面通过实施例进一步描述本发明的技术方案，本发明不仅限于所述实施例。

实施例一

如图1(a)、图1(b)所示液体箱，其内部设有四组同轴排列的管截面为圆形的螺旋形管，液体于液体箱上部与下部实现连通，液体连通处51、52高度范围为5～100mm，为紧密排列的不同圆柱螺旋半径的螺旋形管31、32、33、34两两之间设有圆柱隔板41、42、43，螺旋形管31、32、33、34固定于圆柱隔板41、42、43以及液体箱侧内壁上，圆柱螺旋半径种类为n种，分别为R(1)、R(2)......R(n)，n取1、2......12；同等圆柱螺旋半径位置可纵向紧密放置N条螺旋形管，N取1、2......10，图1(c)为同等圆柱螺旋半径位置紧密放置一条螺旋形管的示意图，图1(d)为同等圆柱螺旋半径位置纵向紧密放置2条螺旋形管的示意图(即N取2时)。

在本实施例中，螺旋形管截面为圆形，设该圆形直径为d，则螺旋形管的导程为N×d；每一个圆柱螺旋半径r取d；液体箱外壳1的直径为R(n)×2+d，范围为50mm～2000mm，高度范围为50～1000mm。液体于螺旋形管及缝隙内装载。

该结构可通过但不限于注塑、吹塑、3D打印、粘连等方式形成，材料可选择硬质材料，包括但不限于金属材料磷酸铝材料，铝合金材料、钢板材料等，塑料EV0H等、复合材料碳纤维复合材料等、新型材料胶囊橡胶材料等。

实施例二

如图2(a)、图2(b)所示液体箱，其内部设有四组同轴排列的管截面为方形的螺旋形管，螺旋形管呈圆柱状，设管截面边长为d，则螺旋形管的导程为N×d；每一个圆柱螺旋半径r取3d；液体箱外壳1的直径为R(n)×2+3d，其余同实施例一。

实施例三

如图3(a)、图3(b)所示液体箱，其内部设有四组同轴排列的管截面为三角形的螺旋形管，设管截面边长为d，则螺旋形管的导程为每一个圆柱螺旋半径r取2d；液体箱外壳1的直径为R(n)×2+2d，其余同实施例一。

实施例四

如图4(a)、图4(b)所示液体箱，其内部设有四组同轴排列的管截面为正六边形的螺旋形管，设管截面边长为d，则螺旋形管的导程为每一个圆柱螺旋半径r取d；液体箱外壳1的直径为R(n)×2+d，每一条螺旋形管交替密布成蜂窝式，如图4(b)所示，其余同实施例一。

实施例五

如图5(a)、图5(b)所示液体箱，其内部设有多组同轴排列的管截面为不规则形状的螺旋形管，螺旋形管导程以及圆柱螺旋半径的设置均应当满足螺旋形管在液体箱内的紧密排列，如图5(b)所示。其余同实施例一。

实施例六

如图6所示液体箱，其内部设有多组同轴排列的管截面为不规则形状的螺旋形管，螺旋形管中设有三个断层61、62、62，断层61、62、62的厚度范围为1～100mm，断层的个数范围为0～6，其余同实施例五。

实施例七

如图7所示所示液体箱，其内部设有一组管截面为长方形的单圆柱螺旋半径的管状结构，螺旋形管导程的设置应当满足螺旋形管在液体箱内的密布，本实施例由一条管组成，导程与长方形的宽相等，本实施例相较于其他实施例的优势为结构简单，容易制造。

实施例八

如图8(a)至8(c)所示液体箱，液体箱内部设有多组不同轴的圆柱状螺旋形管，螺旋形管相邻排列，本实施例中呈矩阵排列，其优势在于可满足任意外形的液体箱。如图8(a)为长方体形状液体箱外形，图8(b)为长方体形状液体箱的内部圆柱螺旋形管排列，图8(c)为长方体形状液体箱的内部单轴圆柱状螺旋形管，其纵向紧密放置2条螺旋形管。

除以上实施例外，液体箱内部的螺旋形管还可设置为嵌套式结构，即每组螺旋形管内嵌套至少一组螺旋形管等结构形式，以及以上各实施例的简易改型。

Claims (9)

1.一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，包括液体箱，其特征在于，液体箱内部设有至少一组呈圆柱状的螺旋形管，螺旋形管顶部与液体箱上内壁之间设有液体箱上部液体连通处，螺旋形管底部与液体箱下内壁之间设有液体箱下部液体连通处，使液体装载于螺旋形管内部及液体箱内部缝隙内。

2.如权利要求1所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，其特征在于，所述螺旋形管的管截面为圆形、矩形、三角形、六边形或不规则形状。

3.如权利要求2所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，其特征在于，所述螺旋形管为一组时，其外侧固定在液体箱侧内壁上。

4.如权利要求2所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，其特征在于，所述螺旋形管为多组时，多组螺旋形管在液体箱内部水平方向同轴紧密排列固定，且最外圈的螺旋形管固定在液体箱内侧壁上。

5.如权利要求4所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，其特征在于，同轴固定的多组螺旋形管之间设有圆柱隔板，每两组螺旋形管之间固定有一个圆柱隔板。

6.如权利要求2所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，其特征在于，所述螺旋形管为多组时，多组螺旋形管在液体箱内部水平方向不同轴紧密排列固定，且位于外侧的螺旋形管固定在液体箱内侧壁上。

7.如权利要求4至6中任意一项所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，其特征在于，所述圆柱状的螺旋形管中设有至少一个水平断层。

8.如权利要求4至6中任意一项所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，其特征在于，每组所述圆柱状的螺旋形管中，相同螺旋半径位置可竖向紧密放置多条螺旋形管。

9.如权利要求2所述的一种内部设有圆柱状螺旋形管的防惯性冲击液体箱，其特征在于，所述螺旋形管截面为圆形，每一个螺旋形管的圆柱螺旋半径为：液体箱外壳的直径为：R(n)×2+2R(x)，n取1、2…...12，N取1、2……10。