CN104626207A - 工业机器人内压防爆系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业机器人内压防爆系统，包括控制系统、第一减压阀、第二减压阀、两通换向阀、三通换向阀、流量开关、溢流阀和机器人本体；控制系统分别与机器人本体、两通换向阀、三通换向阀、流量开关连接，溢流阀与机器人本体连接，第一减压阀与两通换向阀连接，第二减压阀与三通换向阀连接；所述工业机器人内压防爆系统设置有气控换向阀和节气阀，气控换向阀分别与三通换向阀、节气阀、流量开关连接，节气阀分别与气控换向阀、机器人本体连接。本发明通过节气阀使机器人本体内气体在设定的时间内排除干净；通过压力开关采用间歇补偿充气方式，使得压缩气体不需要持续供给，有效节省了能源，成本低，适用于工业化生产。

Description

工业机器人内压防爆系统

技术领域

本发明属于工业机器人技术领域，特别涉及一种工业机器人内压防爆系统。

背景技术

国标规定，在易燃气体、易燃液体的蒸气或薄雾、易燃固体颗粒或粉尘等易燃物质与空气混合形成爆炸性混合物的环境下使用的电气设备，都必须进行防爆处理。由于工业机器人本体上装有电机、限位开关等电气设备，所以在易燃易爆危险环境下使用时必须进行防爆处理。在机器人本体包含电气设备的腔体内充入压缩气体以阻止外部危险环境的易燃易爆气体或固体混合物进入腔体内接触电气设备，是一种有效的防爆方式。

目前，现有的工业机器人内压防爆系统所使用的压力和流量检测、压力保护等装置都使用在危险区域，都是本安防爆元件，不可避免的增加了成本；其次，内压防爆系统使用持续补偿充气方式，压缩气体不断供给机器人本体，导致了能源的浪费；再次，排气口处并为设置节气阀，当气源变化或机器人本体和气路系统本身泄漏量不同时，得重新设定排气时间。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种工业机器人内压防爆系统。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种工业机器人内压防爆系统，包括控制系统、第一减压阀、第二减压阀、两通换向阀、三通换向阀、流量开关、溢流阀和机器人本体；所述控制系统通过控制电缆分别与机器人本体、两通换向阀、三通换向阀、流量开关连接，溢流阀与机器人本体连接，第一减压阀通过气管与两通换向阀连接，第二减压阀通过气管与三通换向阀连接；所述工业机器人内压防爆系统还设置有气控换向阀和节气阀，气控换向阀通过气管分别与三通换向阀、节气阀、流量开关连接，节气阀分别与气控换向阀、机器人本体连接。

减压阀的主要作用是调节两个支路中的气压；两通换向阀和三通换向阀在得到或失去控制系统通过控制电缆传来的信号可控制气路的开通和关闭；流量开关的主要作用是检测从机器人本体排出的气体流量；气控换向阀由三通换向阀打开气路通入气体达到设定的压力来控制换向；节气阀的主要作用是调节排气口流量大小。

所述工业机器人内压防爆系统设置有分别与控制系统、机器人本体连接的第一压力开关。

所述工业机器人内压防爆系统设置有分别与节气阀、机器人本体连接的第二压力开关。

压力开关可以设定上限值和下限值，共同检测机器人本体的内部压力，并输出信号给控制系统来控制两通换向阀打开或关闭使系统进入补偿模式、运行模式或异常模式。

所述节气阀通过气管分别与气控换向阀、机器人本体连接。

所述工业机器人内压防爆系统在节气阀与机器人本体之间设置有压力表。压力表的主要作用是检测排气口压力，当此压力过大时，溢流阀打开溢流泄压。

所述工业机器人防爆系统设置有与流量开关连接的消音器。消音器的主要作用是减小排气噪音。

所述工业机器人内压防爆系统设置有依次连接的手动阀、过滤器和油雾分离器，油雾分离器分别与所述第一减压阀、第二减压阀连接。手动阀的主要作用是开通、断开气路；过滤器的主要作用是过滤气源中的灰尘、净化气源；油雾分离器的主要作用是除掉气源中的油雾和水分。

所述控制系统设置于电控柜内，所述除控制系统外的元件设置于气控柜内，电控柜和气控柜均置于安全区域内，不必选用本安防爆元件，节省成本。

打开手动阀5，气源由气管19进入工业机器人内压防爆系统，依次经过过滤器6和油雾分离器7，过滤气源中的灰尘，净化气源，除掉气源中的油雾和水分；分别打开第一减压阀3和第二减压阀8，调节两个支路中的气压；两通换向阀2和三通换向阀9，在得到或失去控制系统1通过控制电缆4传来的信号可控制气路的开通和闭合；流量开关10检测从机器人本体18排出的气体流量；消音器11减小排气噪音；气控换向阀12由三通换向阀9打开气路通入气体达到设定的压力来控制换向；节气阀13调节排气口流量大小；压力表14检测排气口压力，当此压力过大时，溢流阀15打开溢流泄压；设定第一压力开关16和第二压力开关17的上限值和下限值，共同检测机器人本体的内部压力，并输出信号给控制系统1来控制两通换向阀2打开或关闭使系统进入补偿模式、运行模式或异常模式。

所述工业机器人内压防爆系统包含4种工作模式，各模式的工作流程如下：

（1）排除废气模式：两通换向阀2处于常通状态，打开手动阀5，气体由气管19经减压阀3、两通换向阀2进入机器人本体18给本体供气，当压力表13的压力值达到压力开关17设定的下限值时，手动按钮开启三通换向阀9，气体经减压阀8、三通换向阀9驱动气控换向阀12打开，使本体排除废气。当排气流量值高于流量开关10设定的流量值时,控制系统1的计时器开始计时，当排气时间达到设定值，三通换向阀9断电关闭，排气口关闭，继续给本体供气，本体内气压升高，当压力值大于压力开关16设定的上限值时，两通换向阀2关闭，实现保压，系统进入运行模式。

（2）运行模式：排气结束，机器人上电工作，压力开关16和17用来检测本体内压力，当压力值低于压力开关16设定的下限值或高于压力开关17设定的上限值时，系统进入异常模式。当压力值低于压力开关17设定的下限值时，系统进入补偿模式；如果高于压力开关17设定的下限值而低于压力开关16设定的上限值，气压正常，机器人持续运行。运行过程中，压力开关16和17循环检测本体内部压力状态，机器人停止运行后，关闭控制系统1并停止供气。

（3）补偿模式：当压力值低于压力开关17设定的下限值时，两通换向阀2打开，给机器人本体18充气，当压力值大于压力开关16设定的上限值时，两通换向阀2关闭，实现保压，继续转入运行模式。

（4）异常模式：当压力值低于压力开关16设定的下限值或高于压力开关17设定的上限值时，系统报警，机器人停车，关闭电源。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及有益效果：

本发明在排气口处设置节气阀，能够确保机器人本体内部气体在控制系统设定的时间内排除干净；并且，通过在内压防爆系统内设置第一压力开关和第二压力开关，通过压力开关采用间歇补偿充气方式，利用机器人本体的有效密封保持内部压力，使得压缩气体不需要持续供给，有效的节省了能源。所采用的气动元件都设置在安全区域，不需要选用本安防爆元件，有效节省了成本，适用于工业化生产。

附图说明

图1为现有技术中的工业机器人内压防爆系统的结构示意图；

图2为实施例1的工业机器人内压防爆系统的结构示意图；

图3是实施例1的工业机器人内压防爆系统的环境划分与设备布置图；

图4是实施例1的工业机器人内压防爆系统的工作流程图；

其中：1-控制系统，2-两通换向阀，3-第一减压阀，4-控制电缆，5-手动阀，6-过滤器，7-油雾分离器，8-第二减压阀，9-三通换向阀，10-流量开关，11-消音器，12-气控换向阀，13-节气阀，14-压力表，15-溢流阀，16-第一压力开关，17-第二压力开关，18-机器人本体，19-气管，20-气控柜，21-电控柜。

具体实施方式

实施例1

如图1所示，一种工业机器人内压防爆系统，包括控制系统1、第一减压阀3、第二减压阀8、两通换向阀2、三通换向阀9、流量开关10、溢流阀15和机器人本体18；所述控制系统1通过控制电缆4分别与机器人本体18、两通换向阀2、三通换向阀9、流量开关10连接，溢流阀15与机器人本体18连接，第一减压阀3通过气管与两通换向阀2连接，第二减压阀8通过气管与三通换向阀9连接；所述工业机器人内压防爆系统还设置有气控换向阀12和节气阀13，气控换向阀12通过气管分别与三通换向阀9、节气阀13、流量开关10连接，节气阀13分别与气控换向阀12、机器人本体18连接。

减压阀的主要作用是调节两个支路中的气压；两通换向阀和三通换向阀在得到或失去控制系统通过控制电缆传来的信号可控制气路的开通和关闭；流量开关的主要作用是检测从机器人本体排出的气体流量；气控换向阀由三通换向阀打开气路通入气体达到设定的压力来控制换向；节气阀的主要作用是调节排气口流量大小。

所述工业机器人内压防爆系统设置有分别与控制系统1、机器人本体18连接的第一压力开关16。

所述工业机器人内压防爆系统设置有分别与节气阀13、机器人本体18连接的第二压力开关17。

压力开关可以设定上限值和下限值，共同检测机器人本体的内部压力，并输出信号给控制系统1来控制两通换向阀2打开或关闭使系统进入补偿模式、运行模式或异常模式。

所述节气阀13通过气管分别与气控换向阀12、机器人本体18连接。

所述工业机器人内压防爆系统在节气阀13与机器人本体18之间设置有压力表14。压力表的主要作用是检测排气口压力，当此压力过大时，溢流阀15打开溢流泄压。

所述工业机器人防爆系统设置有与流量开关10连接的消音器11。消音器的主要作用是减小排气噪音。

所述工业机器人内压防爆系统设置有依次连接的手动阀5、过滤器6和油雾分离器7，油雾分离器7分别与所述第一减压阀3、第二减压阀8连接。手动阀的主要作用是开通、断开气路；过滤器的主要作用是过滤气源中的灰尘、净化气源；油雾分离器的主要作用是除掉气源中的油雾和水分。

所述控制系统1设置于电控柜21内，所述除控制系统外的元件设置于气控柜20内，电控柜和气控柜均置于安全区域内，不必选用本安防爆元件，节省成本。

打开手动阀5，气源由气管19进入工业机器人内压防爆系统，依次经过过滤器6和油雾分离器7，过滤气源中的灰尘，净化气源，除掉气源中的油雾和水分；分别打开第一减压阀3和第二减压阀8，调节两个支路中的气压；两通换向阀2和三通换向阀9，在得到或失去控制系统1通过控制电缆4传来的信号可控制气路的开通和闭合；流量开关10检测从机器人本体18排出的气体流量；消音器11减小排气噪音；气控换向阀12由三通换向阀9打开气路通入气体达到设定的压力来控制换向；节气阀13调节排气口流量大小；压力表14检测排气口压力，当此压力过大时，溢流阀15打开溢流泄压；设定第一压力开关16和第二压力开关17的上限值和下限值，共同检测机器人本体的内部压力，并输出信号给控制系统1来控制两通换向阀2打开或关闭使系统进入补偿模式、运行模式或异常模式。

所述工业机器人内压防爆系统包含4种工作模式，各模式的工作流程如下：

（1）排除废气模式：两通换向阀2处于常通状态，打开手动阀5，气体由气管19经减压阀3、两通换向阀2进入机器人本体18给本体供气，当压力表13的压力值达到压力开关17设定的下限值时，手动按钮开启三通换向阀9，气体经减压阀8、三通换向阀9驱动气控换向阀12打开，使本体排除废气。当排气流量值高于流量开关10设定的流量值时,控制系统1的计时器开始计时，当排气时间达到设定值，三通换向阀9断电关闭，排气口关闭，继续给本体供气，本体内气压升高，当压力值大于压力开关16设定的上限值时，两通换向阀2关闭，实现保压，系统进入运行模式。

（2）运行模式：排气结束，机器人上电工作，压力开关16和17用来检测本体内压力，当压力值低于压力开关16设定的下限值或高于压力开关17设定的上限值时，系统进入异常模式。当压力值低于压力开关17设定的下限值时，系统进入补偿模式；如果高于压力开关17设定的下限值而低于压力开关16设定的上限值，气压正常，机器人持续运行。运行过程中，压力开关16和17循环检测本体内部压力状态，机器人停止运行后，关闭控制系统1并停止供气。

（3）补偿模式：当压力值低于压力开关17设定的下限值时，两通换向阀2打开，给机器人本体18充气，当压力值大于压力开关16设定的上限值时，两通换向阀2关闭，实现保压，继续转入运行模式。

（4）异常模式：当压力值低于压力开关16设定的下限值或高于压力开关17设定的上限值时，系统报警，机器人停车，关闭电源。

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种工业机器人内压防爆系统，包括控制系统、第一减压阀、第二减压阀、两通换向阀、三通换向阀、流量开关、溢流阀和机器人本体；所述控制系统通过控制电缆分别与机器人本体、两通换向阀、三通换向阀、流量开关连接，溢流阀与机器人本体连接，第一减压阀通过气管与两通换向阀连接，第二减压阀通过气管与三通换向阀连接；其特征在于，所述工业机器人内压防爆系统还设置有气控换向阀和节气阀，气控换向阀通过气管分别与三通换向阀、节气阀、流量开关连接，节气阀分别与气控换向阀、机器人本体连接。

2.根据权利要求1所述的工业机器人内压防爆系统，其特征在于，所述工业机器人内压防爆系统设置有分别与控制系统、机器人本体连接的第一压力开关。

3.根据权利要求2所述的工业机器人内压防爆系统，其特征在于，所述工业机器人内压防爆系统设置有分别与节气阀、机器人本体连接的第二压力开关。

4.根据权利要求1所述的工业机器人内压防爆系统，其特征在于，所述节气阀通过气管分别与气控换向阀、机器人本体连接。

5.根据权利要求1所述的工业机器人内压防爆系统，其特征在于，所述工业机器人内压防爆系统在节气阀与机器人本体之间设置有压力表。

6.根据权利要求1所述的工业机器人内压防爆系统，其特征在于，所述工业机器人防爆系统设置有与流量开关连接的消音器。

7.根据权利要求1所述的工业机器人内压防爆系统，其特征在于，所述工业机器人内压防爆系统设置有依次连接的手动阀、过滤器和油雾分离器，油雾分离器分别与所述第一减压阀、第二减压阀连接。