CN101580161A - 平衡室增压活塞快速复位型空气炮 - Google Patents

Abstract

平衡室增压活塞快速复位型空气炮，包括储气罐、与储气罐相连通的进气管和用于控制储气罐进气的二通阀，在储气罐上安装有由活塞筒、活塞、活塞筒端盖及位于活塞筒内的增压室、复位弹簧组成的活塞式密封排气控制机构，活塞底面与排气喷管管口接触密封，活塞侧壁上开设有连通增压室与储气罐的反流孔，其特征是：活塞筒端盖上安装有一根连通增压室与外界环境之间的且由二位二通电磁阀控制的泄流导气管，活塞为圆筒形封闭结构，活塞底板上开设有用于泄流导气管穿行通过的孔口。本发明的优点在于：不但可使复位弹簧及活塞所受的压力和冲击力大为降低，防止卡环现象，延长设备使用寿命，并且还可防止环境中的细小物料从排气管进入储气罐，保证设备的使用效果。

Description

平衡室增压活塞快速复位型空气炮

技术领域：

本发明涉及用于各种料仓、粉体输运过程中清堵破拱的设备，具体是一种平衡室增压活塞快速复位型空气炮.

背景技术：

空气炮工作原理是在罐体内存储一定体积的高压气体，使用时，快速打开活塞阀门，利用瞬间喷出的高速气流产生的冲击力，克服物料的静摩擦和堵塞故障，使容器或管道内的颗粒物料恢复流动畅通。活塞密封系统是空气炮的关键设备，决定了空气炮的性能优劣。本公司设计了一套空气炮活塞密封系统(已另案申请专利)，其结构如图1所示：在储气罐上安装有由活塞筒(5)、活塞(7)、活塞筒端盖(4)及位于活塞筒内的压力平衡室(6’)、复位弹簧(3)组成的排气控制机构，活塞底面与排气喷管(10)管口接触密封，活塞(7)侧壁上开设有连通压力平衡室(6’)与储气罐(12)的反流孔(8)，其活塞筒的一端与排气管相接，起到固定排气管的作用，同时引导活塞在其中运动；当空气炮工作时，活塞离开排气管端部开口，储气罐中的压缩气体进入排气管端部开口，然后喷出。由于活塞式密封阀是通过活塞的运动起到阀门的开启作用，实验表明活塞的开启过程只有数十毫秒，活塞的受力很大，估算打开排气管时活塞最大受力达到几千牛顿力。所以实际中，复位弹簧很容易被压坏。在受力很大的高速运动过程中，活塞也容易损坏，发生卡环现象。另外一方面，由于在排气管口被埋入物料中时，由于静压作用，会产生物料进入空气炮的现象。为此需要在空气炮储气罐内保持一定的压力，以阻止物料的进入。这就需要密封阀门的开启速度很快，使得储气罐内保留一部分气体，以维持阻止物料进入的压力。

发明内容

本发明的目的就是针对上述空气炮活塞式密封阀的弹簧及活塞由于压力太大易被损坏的现象，而专门设计的一种平衡室增压活塞快速复位型空气炮，不但可使复位弹簧及活塞所受的压力和冲击力大为降低，并且还可防止环境中的细小物料从排气管进入储气罐。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明的平衡室增压活塞快速复位型空气炮，包括储气罐、与储气罐相连通的进气管和用于控制储气罐进气的二通阀，在储气罐上安装有由活塞筒、活塞、活塞筒端盖及位于活塞筒内的增压室、复位弹簧组成的活塞式密封排气控制机构，活塞底面与排气喷管管口接触密封，活塞侧壁上开设有连通增压室与储气罐的反流孔，其中：活塞筒端盖上安装有一根连通增压室与外界环境之间的且由二位二通电磁阀控制的泄流导气管，活塞为圆筒形封闭结构，活塞底板上开设有用于泄流导气管穿行通过的孔口。

在本发明中，泄流导气管的直径为6mm-20mm，活塞底板上的孔口略大于泄流导气管直径，可以使泄流导气管顺利穿过孔口。

泄流导气管穿装在复位弹簧的圆形空腔中。

本发明的工作原理是：当空气炮工作时，打开电磁阀，增压室(原称压力平衡室)内空气涌过泄流导气管排气，于是增压室(原称压力平衡室)内压力接近环境大气压力；另一方面，储气罐内的高压气体继续保持，使其与增压室(原称压力平衡室)内的压力形成压差，推动活塞向后运动，由此开启排气管进气端口，储气罐内高压气体从排气管喷出，形成高速射流。在活塞向后运动过程中，一旦泄流导管顶部穿过活塞底板孔口后，由于泄流导管与活塞底板孔口之间的缝隙很小，增压室(原称压力平衡室)内空气不再能从泄流导管排出。因此，由活塞底板、活塞筒端盖及法兰与活塞筒之间形成封闭空间，活塞在惯性作用下，继续运动，则不断压缩封闭空间的气体，使其压力不断增高。由于排气管的排气，储气罐内的气体不断减少，压力也不断降低，当增压室内(原称压力平衡室)的压力和复位弹簧的应力大于储气罐内的压力后，活塞产生相反运动，对排气管封堵，达到密封作用，即活塞复位。本发明可以使活塞快速复位，对储气管内的气体进行保留，造成储气罐内的压力在工作完毕后，仍可高于环境压力，这对于防止环境的细小物料从排气管进入储气罐起到重要作用。同时，由于增压室的气体压力的增高，起到了气垫的作用，在活塞运动过程中，避免由于活塞冲击力大，造成弹簧的损坏，以及活塞损坏、卡环的现象。

本发明的优点在于：不但可使复位弹簧及活塞所受的压力和冲击力大为降低，防止卡环现象，延长设备使用寿命，并且还可加快活塞的复位速度，防止环境中的细小物料从排气管进入储气罐，保证设备的密封使用效果。

附图说明

图1为现有活塞式密封阀空气炮的结构示意图，图中与本发明不同的部件标号以带的形式表示区别。

图2为本发明空气炮的结构示意图，亦为充气状态下的附图。

图3为本发明空气炮的结构示意图，亦为工作状态下的附图。

图中的符号说明：1-二位二通电磁阀；2’-压力平衡室排气管；2-泄流导气管；3-复位弹簧；4-活塞筒端盖；5-活塞筒；6’-压力平衡室；6-增压室(亦称压力平衡室)；7-活塞；8-反流孔；9-活塞底板；10-活塞底板孔口；11-进气管；12-储气罐；13-二通阀；14-排气喷管；15-橡胶垫片。

具体实施方式

本发明的结构连接形式以下结合附图作进一步描述：

如图2、3所示：本发明的平衡室增压活塞快速复位型空气炮，包括储气罐(12)、与储气罐相连通的进气管(11)和用于控制储气罐进气的二通阀(13)，在储气罐上安装有由活塞筒(5)、活塞(7)、活塞筒端盖(4)及位于活塞筒内的增压室(6)、复位弹簧(3)组成的活塞式密封排气控制机构，活塞底面与排气喷管(10)管口接触密封，活塞(7)侧壁上开设有连通增压室(6)与储气罐(12)的反流孔(8)，其中：活塞筒端盖上安装有一根连通增压室与外界环境之间的且由二位二通电磁阀控制的泄流导气管，活塞为圆筒形封闭结构，活塞底板上开设有用于泄流导气管穿行通过的孔口，泄流导气管(2)的直径为6mm-20mm，活塞底板(9)上的孔口(10)略大于泄流导气管(2)，可以使泄流导气管(2)顺利穿过孔口(10)，泄流导气管(2)穿装在复位弹簧的圆形空腔中。

本发明的工作过程以下结合附图做详细说明：

如图2所示。空气炮在准备阶段，即充气阶段，泄流导气管(2)上的二位二通电磁阀(1)关闭。打开进气管上的二通阀(1)，压缩机气源的高压气体进入储气罐，同时储气罐内及其少的部分气体经过活塞筒(5)壁上的反流孔(8)进入增压室(6)。此时，在复位弹簧(3)的作用下，活塞顶部的橡胶垫片(15)紧紧压住排气喷管端口，起到密封作用。由于增压室内的压力与储气罐内的压力相等，即达到平衡，活塞不运动。在储气罐(12)内压力达到设计值后，空气炮处于待工作状态。空气炮工作时，打开泄流导气管(2)上的二位二通电磁阀(1)，增压室(6)内的气体迅速经过泄流导气管(2)排放到大气环境，造成增压室内的压力下降，接近或达到大气压力。而此时储气罐(12)内的压力继续维持高压状态，在储气罐(12)与增压室(6)内的压力差作用下，活塞向上运动，打开排气喷管(14)，储气罐内气体从排气喷管喷出，形成射流，冲向堵塞处，使得物料流动恢复正常。

在活塞运动过程中，泄流导气管(2)顶部穿过活塞底板上的孔口(10)，如图3所示。由于泄流导气管与孔口之间的间隙很小，可以忽略气体的泄漏。则活塞底板(9)和端盖(4)，以及活塞筒(5)壁之间形成封闭空间，而增压室(6)内的空气不再排出。活塞(7)在压差作用下继续运动，压缩增压室(压力平衡室)(6)内的空气，随之增压室(6)内的压力不断增高，减少了复位弹簧(3)的受力，与此同时储气罐(12)内的压力随气体的排出不断下降，当压力小于弹簧应力和增压室(6)内的压力时，在增压室(6)内压力和弹簧的双重作用下，活塞迅速复位，活塞顶部的橡胶垫片重新压住排气喷管(14)

Claims (3)

1、一种平衡室增压活塞快速复位型空气炮，包括包括储气罐(12)、与储气罐相连通的进气管(11)和用于控制储气罐进气的二通阀(13)，在储气罐上安装有由活塞筒(5)、活塞(7)、活塞筒端盖(4)及位于活塞筒内的增压室(6)、复位弹簧(3)组成的活塞式密封排气控制机构，活塞底面与排气喷管(14)管口接触密封，活塞(7)侧壁上开设有连通增压室(6)与储气罐(12)的反流孔(8)，其特征在于：活塞筒端盖(4)上安装有一根连通增压室(6)与外界环境之间的且由二位二通电磁阀(1)控制的泄流导气管(2)，活塞(7)为圆筒形封闭结构，活塞底板(9)上开设有一用于泄流导气管(2)穿行通过的孔口(10)。

2、根据权利要求1所述的平衡室增压活塞快速复位型空气炮，其特征在于：泄流导气管(2)的直径为6mm-20mm，活塞底板(9)上的孔口(10)略大于泄流导气管(2)，可以使泄流导气管(2)顺利穿过孔口(10)。

3、根据权利要求1所述的平衡室增压活塞快速复位型空气炮，其特征在于：泄流导气管(2)穿装在复位弹簧的圆形空腔中。

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