CN101594924B - 除湿式气压系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种除湿式气压系统，其结构为：通过由对水分具有选择透过性的高分子渗透膜构成的除湿部件(11)来连接切换阀(2)和气动器件(3)，并使该除湿部件(11)的水分蒸发面(11a)接触大气，这样，从上述切换阀(2)出来后通过上述除湿部件(11)而提供给气动器件(3)的供给空气被该除湿部件(11)除湿，同时，使由该除湿部件(11)分离出来的水分通过自然蒸发排放到大气中。

Description

除湿式气压系统
技术领域
本发明涉及一种气压系统，其结构为将压缩空气源产生的压缩空气通过切换阀提供给气动器件，更详细地讲，本发明涉及一种带有对空气进行除湿用构件的除湿式气压系统。
背景技术
在使用来自压缩空气源的压缩空气来驱动气缸等气动器件的结构的气压系统中，上述压缩空气源和气动器件之间连接有切换阀，通过该切换阀将上述压缩空气源的空气提供给气动器件。
在这种气压系统中，在通过切换上述切换阀而使空气朝向气动器件输出时，由于该空气会在配管内或气动器件中绝热膨胀，所以其温度就会降低，而该空气中的水分则因冷凝而成为雾状的水汽。空气的反复给排会使该水汽会渐渐增大并产生凝结使气动器件出现生锈，或是使润滑剂失效而带来妨碍该气动器件的顺畅动作等问题。
因此，如专利文献1中所述，本申请人提出如下技术方案：提供一种使用高分子渗透膜的除湿装置(除湿式防止凝结装置)，通过将此除湿装置连接到切换阀和气缸之间，用该除湿装置来对从该切换阀输出的空气除湿，使空气以干燥的状态提供给气缸。
上述除湿装置的结构为，在其壳体内部收纳有两组并列的中空丝膜(也称为超滤膜)模块单元，其中每个模块单元由多个中空丝膜并列排列而成，同时该壳体内内置有多个三通阀，其用来控制流入气缸的流入空气和从气缸流出的流出空气的气流，这样，从切换阀输出的上述流入空气在上述中空丝膜模块单元的各个中空丝膜内流动时被除湿，并作为干燥空气提供给气缸，而从该气缸流出的流出空气由于在上述中空丝膜的外侧的通道中流动，接触因上述流入空气的除湿而渗透到上述中空丝膜的表面上的水分而被加湿，并通过切换阀向外部排出。
在上述除湿装置中，由于在壳体内部收纳有中空丝膜，因空气的除湿而渗透到上述中空丝膜的表面上的水分，必须通过吹气强行将其向上述壳体向外部排出，因此，必须在壳体的内部制成吹气用的通道，或是设置用来控制吹气气流的三通阀，因而其结构变得较为复杂，除湿装置的整体大小会变得很大，当将其与较小型的气缸连接使用时，就会显得很不相称。
【专利文献1】日本发明专利公开公报特开2001-300268号
发明内容
本发明的目的在于提供一种气压系统，其具有结构较为简单且小型化的除湿构件，并且无需通过吹气将因除湿而从空气中分离出来的水分强行向大气中排放。
为了实现上述目的，本发明中的气压系统的结构为：所述切换阀和气动器件通过除湿部件互相连接，该除湿部件由对水分具有选择透过性的高分子渗透膜构成，使该除湿部件的水分蒸发面接触大气，由此使得从上述切换阀出来后通过上述除湿部件而提供给气动器件的供给空气被该除湿部件除湿，同时，由该除湿部件分离出来的水分通过自然蒸发排放到大气中。
当采用本发明时，由于除湿部件将从空气中分离出来的水分，通过该除湿部件的水分蒸发面而自然蒸发并排放到大气中，所以其结构就无需像现有技术中的将除湿部件收纳在壳体中的结构，必须通过吹气而将水分强行向壳体外排放。因而，可以实现无需吹气用的通道和用来控制吹气气流的三通阀等，并具有结构简单且小型化的除湿构件的气压系统。
本发明中的上述除湿部件为中空状，其内部具有空气通孔，同时，在其外周面上具有上述水分蒸发面，该除湿部件的两端分别安装有筒状的连接件，所述除湿部件通过该连接件以可以拆装的方式连接在上述切换阀和气动器件之间。
对于这种结构，只要在连接上述切换阀和气动器件的配管的一部分上连接有上述除湿部件，相对于上述配管的中点，使该除湿部件设置在靠近气动器件一侧，最好是上述除湿部件的一端的连接件直接连接到上述气动器件上，而该除湿部件的另一端的连接件，则经由不具有对水分有选择透过性的管连接到上述切换阀上。
本发明的优选实施方式中的结构为：与供给空气时同样，使从上述气动器件中排出的排出空气经由上述除湿部件后从切换阀向外部排出。
也可以用具有通气性的保护罩罩住上述除湿部件。另外，作为上述除湿部件可以使用中空丝膜。
附图说明
图1是本发明中的气压系统的结构示意图。
图2是表示气缸和除湿器之间的连接部分结构的要部侧视图。
【标号说明】
1：压缩空气源，2：切换阀，3：气动器件，11：除湿部件，11a：水分蒸发面，11A：除湿部件束，12：连接件，17：管，22：保护罩
具体实施方式
图1是使用标号示意性的表示本发明中的除湿式气压系统的第一实施方式的结构的示意图。该气压系统的结构为：将从压缩空气源1产生的压缩空气经由切换阀2提供给气动器件3，从而使气动器件3在压缩空气的作用下被驱动，在上述切换阀2和气动器件3之间，连接有两个使用高分子渗透膜的除湿器4a、4b。
而且，在图中用气缸来代表气动器件3，所以在下面的说明中，将对该气缸标上与气动器件相同的标号“3”来进行说明。
上述气缸3包括：活塞7，其在气缸筒6中滑动；推杆8，其从所述活塞7上延伸出来。在上述活塞7的两侧形成有气缸盖一侧压力室9a和推杆一侧压力室9b。
另外，上述切换阀2为五通电磁阀，其具有进气孔P、两个出气孔A和B以及两个排气孔EA和EB。上述进气孔P上连接有上述压缩空气源1，在两个出气孔A、B和上述气缸3的压力室9a、9b之间分别连接有上述除湿器4a、4b。
由图2可知，上述除湿器4a、4b为将制成管状并兼作支承体的连接件12通过由合成树脂制成的密封材料安装到除湿部件束11A的两端的结构，其中，除湿部件束11A由数根除湿部件11并列设置而形成，该除湿部件11为中空状，由对水分具有选择透过性的高分子渗透膜制成。上述除湿部件11的内部形成有空气流动的空气通孔，另外，该除湿部件11的外表面为水分蒸发面11a，其用来排放从空气中分离出来的水分，由于该水分蒸发面11a朝向外部露出，所以其与大气直接接触。
接着，将上述除湿部件束11A的一端的连接件12，插入安装在气缸3上的管接头16中，而使其直接连接到该气缸2上，同时将上述除湿部件束11A的另一端的连接件12，插入安装在对水分不具有选择透过性的普通管17的端部上的管接头18中而进行连接，将该管17的基端部，插入安装在切换阀2的出气孔A和B上的没有图示的管接头中进行连接，这样，上述两个除湿器4a、4b，就可以分别连接在上述气缸3的气缸盖一侧压力室9a、推杆一侧压力室9b和切换阀2的两个出气孔A、B之间。
因此，上述除湿部件11就构成了连接上述切换阀2和气动器件3的配管的一部分，如果使该除湿部件11的两端的连接件12，分别与切换阀2和气动器件3直接连接，则整个配管均由该除湿部件11构成。当配管的一部分由上述除湿部件11构成时，一般情况下，由于配管中越临近气动器件3的部分湿度越高，为了提高除湿效果，相对于上述配管的中点，该除湿部件11优选设置在靠近气动器件3一侧，最好是所述除湿部件11设置在配管的气动器件3一侧的端部上，此时，如上所述，该除湿部件11的一端就会与上述气动器件3直接连接。
另外，上述两个除湿器4a、4b分别制成且具有相同的结构。
上述高分子渗透膜为空气无法透过、而该空气中的水分可以透过的对水分具有选择透过性的渗透膜，例如，优选使用氟离子交换膜或聚酰亚胺离子交换膜等。当然也可以使用除此之外的渗透膜。
另外，上述除湿部件11为中空状并且只要空气在加压状态下可以通过其内部的空气通孔，则其可以是任意形状，优选示例为被加工成中空的丝状(线状)的中空丝膜。
上述各个管接头16、18均为快换接头型的管接头，其结构为：只要将上述连接件12或管17插入其接口中，就可以实行连接并且会自锁，在拆下已经连接的该连接件12或管17时，通过下推用于释放管子的夹套(release pusher)19，则卡合在连接件12或管17上的卡爪就会分离。由于这样的管接头的结构为人们所周知，所以省略其进一步的说明。
图中的标号20是位置传感器，其通过保持架21安装在气缸筒6上，通过其检测安装在活塞7上的永磁铁而可以检测到该活塞7的所处位置。
在具有上述结构的气压系统中，图1表示的状态为：从压缩空气源1产生的压缩空气，经切换阀2的进气孔P并通过第二出气孔B和第二除湿器4b，提供给气缸3的推杆一侧压力室9b中，由于气缸3的气缸盖一侧压力室9a中的空气，会经由第一除湿器4a并通过切换阀2的第一出气孔A和第一排气孔EA向大气中排放，所以上述活塞7会下降(后退)而使推杆8退回。
在该切换状态中，提供给上述推杆一侧压力室9b中的空气，会在通过上述第二除湿器4b中的各个除湿部件11的空气通孔时被除湿，并作为干燥空气而流入推杆一侧压力室9b中，而此时从空气中分离出来，并渗透到上述除湿部件11的外周的水分蒸发面11a上的水分，会因该水分蒸发面11a与大气直接接触的缘故，通过自然蒸发而排放到大气中。
另外，从上述气缸盖一侧压力室9a中排出的排出空气，会在第一除湿器4a的各个除湿部件11内流动，并以干燥空气的状态经由切换阀2的第一出气孔A通过第一排气孔EA向大气中排出。
从图1中的切换状态对切换阀2进行切换，使第一出气孔A与进气孔P连通，同时使第二出气孔B与第二排气孔EB连通时，从压缩空气源1产生的压缩空气，通过第一出气孔A和第一除湿器4a，提供给气缸3的气缸盖一侧压力室9a中，推杆一侧压力室9b中的空气，会经由第二除湿器4b并通过切换阀2的第二出气孔B和第二排气孔EB向大气中排放，所以上述活塞7会上升(前进)使推杆8的伸出。此时，提供给上述气缸盖一侧压力室9a中的空气，会通过上述第一除湿器4a中的各个除湿部件11而被除湿，并作为干燥空气而流入气缸盖一例压力室9a中，而从空气中分离出来并渗透到上述除湿部件11的水分蒸发面11a上的水分，会通过自然蒸发而排放到大气中。
另外，从上述推杆一侧压力室9b中排出的排出空气，会在第二除湿器4b的各个除湿部件11内流动，并以干燥空气的状态经由切换阀2向大气中排出。
因此，由于对提供给气缸3的供给空气进行除湿，所以对于渗透到除湿部件11的表面上的水分，无需使用吹气的方式强行将其向大气中排放。由于无需吹气用的通道和用来控制吹气气流的三通阀等，可以使除湿器4a、4b的结构较为简单且小型化。而且，由于从气缸3中排出的排出空气，会经由除湿部件11以干燥空气的状态通过切换阀2排出，所以不会出现像空气被加湿后排出时的那样水分附着在切换阀2上的不利情况出现。而且，即使在供给空气时该空气中的水分附着在切换阀2上，该水分也会被排出空气去除。
在上述实施方式中，虽然因上述除湿器4a、4b的除湿部件11的水分蒸发面11a完全朝向外部露出而与大气直接接触，但也可以采用具有通气性的保护罩22罩住该水分蒸发面11a、即罩住除湿部件11的方法，经由该保护罩22使水分蒸发面11a与大气接触。此时，如图1和图2中的虚线所示，可以以围住整个除湿部件束11A的方式包围设置上述保护罩22，并将其安装到两个连接件12上，也可以以单独包围每一个除湿部件11的方式设置上述保护罩22。根据具体情况，也可以不对上述两个除湿器4a、4b单独安装上述保护罩22，而将两个除湿器4a、4b放在一起之后再罩上上述保护罩22并安装。
上述保护罩22可以采用金属制成的或合成树脂制成的多孔质薄板来制作。另外，虽说该保护罩22可以是硬质的，但是在想要使除湿器4a、4b具有一定程度的挠性时，也可以使用半硬质或柔性材料制成保护罩22。
另外，在上述实施方式中，虽然上述除湿器4a、4b分别具有多个除湿部件11，但是，例如像给小型气动器件供给空气时一样，其空气流量较小或是其除湿部件11的内部的空气通孔的横截面积较大时，也可以使该除湿部件11的数量为一个。或者根据使用条件，也可以使一方的除湿器4a的除湿部件11的数量或通孔的大小(横截面积)，不同于另一方的除湿器4b的除湿部件11的数量或通孔的大小(横截面积)。

Claims (4)

1.一种除湿式气压系统，其具有将从压缩空气源产生的空气通过切换阀提供给气动器件的结构，其特征在于：
所述切换阀和气动器件通过中空状的除湿部件互相连接，该除湿部件由对水分具有选择透过性的高分子渗透膜构成，使该除湿部件的外周面上的水分蒸发面直接或经由多孔质的保护罩接触大气，由此使得从上述切换阀出来后通过上述除湿部件而提供给气动器件的供给空气被该除湿部件除湿，同时，由该除湿部件分离出来的水分从上述水分蒸发面通过自然蒸发排放到大气中。
2.根据权利要求1所述的气压系统，其特征在于：
所述除湿部件的两端分别安装有筒状的连接件，所述除湿部件通过该连接件以可以拆装的方式连接在用于连接所述切换阀和气动器件的配管上，相对于所述配管的中点，该除湿部件的连接位置设置在靠近所述气动器件一侧。
3.根据权利要求2所述的气压系统，其特征在于：
所述除湿部件的一端的连接件直接连接到上述气动器件上，而该除湿部件的另一端的连接件，则经由对水分不具有选择透过性的管连接到上述切换阀上。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的气压系统，其特征在于：
与供给空气时同样，使从上述气动器件中排出的排出空气经由上述除湿部件后从切换阀向外部排出。
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