CN105134548B - 一种用于氧弹的活塞式充氧排气装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及分析仪器技术领域，尤其涉及一种用于氧弹的活塞式充氧排气装置，包括缸体、活塞和三通接头，缸体具有中通空腔，活塞可轴向滑动地设于中通空腔内，并将其沿轴向分隔成第一腔室和第二腔室，缸体设有与第一腔室连通的第一气孔；活塞设有轴向通孔，其包括依次连通的第一容纳孔、通气孔和用于容纳氧弹头的第二容纳孔，活塞设有第一容纳孔的一端伸出缸体；三通接头的一个接头与第一容纳孔连接并与通气孔连通，其另外两个接头分别与进气阀和排气阀连通。该装置只需通过一个活塞与一个缸体的配合即可实现对氧弹进行充氧和排气，且氧气和氧弹内的气体分别经由两个不同的进气阀和排气阀通入和排出，避免了氧弹内的气体对进气阀的腐蚀损坏。

Description

一种用于氧弹的活塞式充氧排气装置

技术领域

本发明涉及分析仪器技术领域，尤其涉及一种用于氧弹的活塞式充氧排气装置。

背景技术

量热仪是用于测定各种固态、液态可燃物质的热值的仪器，通常由外筒、内筒和氧弹等基本组件组成，通过可燃物质在氧弹内的燃烧而对其热值进行测量。

向氧弹内充入氧气和在可燃物质燃烧结束后排出氧弹内的气体是量热仪试验操作的两个必须过程。一般需要向氧弹内充入压力为3MPa的氧气，而燃烧完毕后氧弹内的气体包含了酸和粉尘，因此，对氧弹的充氧和排气装置有较高的要求。目前，广泛采用的是通过充氧与排气分开设计的两个装置分别实现氧弹的充氧和排气过程，只有少数装置能够同时实现仪器控制自动充氧与排气。

如图1所示，现有的充氧与排气装置利用两个活塞与两个缸体的配合来实现对氧弹的充氧与排气，其包括：下缸体1011、上缸体1012、缸盖102、设于上缸体1012和下缸体1011形成的空腔内的大活塞1031以及设于上缸体1012和缸盖102形成的空腔内的小活塞1032。其中，大活塞1031设有轴向通孔105，轴向通孔105包括台阶孔和容纳孔，小活塞1032上设有轴向贯穿小活塞1032的顶杆107，顶杆107插入大活塞1031的轴向通孔105内，小活塞1032与上缸体1012之间设有弹簧106。下缸体1011上设有第一气孔A和第三气孔C，第一气孔A与大活塞1031和上缸体1012形成的腔室连通，且第一气孔A通过第一二通接头1041与第一气阀1091连通；第三气孔C与大活塞1031和下缸体1011形成的腔室连通，且第三气孔C通过第三二通接头1043与第三气阀1093连通。缸盖102上设有第二气孔B，第二气孔B与小活塞1032和缸盖102形成的腔室连通，且第二气孔B通过第二二通接头1042与第二气阀1092连通。第一气阀1091、第二气阀1092和第三气阀1093均为两位三通阀。使用时，将氧弹1的氧弹头挂在下缸体1011下方的氧弹挂口上，开启第一气阀1091，使第一气孔A连通氧气气源，氧气由第一气孔A通入并推动大活塞1031下行，使得大活塞1031的容纳孔套住氧弹1的氧弹头，并通过密封圈108密封，此时，氧弹1内的气压不高于大气压，设于氧弹头处的逆止阀2自然下落开启，氧气继续由第一气孔A充入大活塞1031与上缸体1012形成的腔室内，并推动大活塞1031继续下行，直至大活塞1031压住氧弹头，此时大活塞1031能够阻止逆止阀2被充进氧弹1里的氧气的压力顶上去而关闭，从而保证充氧的顺利进行。当充氧完毕后，关闭第一气阀1091，使第一气孔A连通外界空气，从而对大活塞1031和上缸体1012形成的腔室泄压，同时开启第三气阀1093，使第三气孔C连通氧气气源，由第三气孔C向大活塞1031与下缸体1011形成的腔室内充入氧气，并推动大活塞1031上行，从而脱离氧弹头，使得逆止阀2能够被氧弹1内氧气的压力作用顶上去而关闭，充氧结束，关闭第三气阀1093，使第三气孔C连通外界空气，从而对大活塞1031与下缸体1011形成的腔室泄压，直至大活塞1031两端的气压达到平衡。当氧弹1内反应结束后，需要排出氧弹1内的气体时，则开启第二气阀1092，使第二气孔B连通氧气气源，由第二气孔B向小活塞1032与缸盖102形成的腔室内充入氧气，由此推动小活塞1032下行，同时带动顶杆107向下运动，直至顶杆107将逆止阀2压落，逆止阀2开启，氧弹1内的气体由第一气孔A经第一气阀1091排出。排气完毕后，关闭第二气阀1092，使第二气孔B连通外界空气，从而对小活塞1032与缸盖102形成的腔室泄压，使得小活塞1032能够在弹簧106的作用下上行，从而使顶杆107离开逆止阀2，排气结束。

上述充氧和排气装置，通入氧弹1内的氧气和从氧弹1内排出的含酸及粉尘的气体均经由第一气阀1091通入和排出，使得第一气阀1091极易被腐蚀而损坏，且容易造成堵塞，从而影响氧气的充入和氧弹内气体排出。且该装置结构复杂，工作过程中易发生故障，不易维修。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有氧弹的充氧和排气装置结构复杂、易发生故障，且氧气和氧弹内的腐蚀性气体经由同一气阀通入和排出，导致气阀容易被腐蚀而损坏的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，包括：缸体、活塞和三通接头，缸体具有中通空腔，活塞可轴向滑动地设于中通空腔内，并将中通空腔沿轴向分隔成第一腔室和第二腔室，缸体上设有与第一腔室连通的第一气孔；活塞设有轴向通孔，轴向通孔包括依次连通的第一容纳孔、通气孔和用于容纳氧弹头的第二容纳孔，活塞设有第一容纳孔的一端伸出缸体；三通接头的一个接头与第一容纳孔连接并与通气孔连通，其另外两个接头分别与进气阀和排气阀连通。

根据本发明，缸体上设有与第二腔室连通的第二气孔。

根据本发明，还包括：第一二通接头和第二二通接头，第一二通接头的一个接头与第一气孔连通，其另一个接头与第一气阀连通；第二二通接头的一个接头与第二气孔连通，其另一个接头与第二气阀连通。

根据本发明，第一气阀和第二气阀均为两位三通阀。

根据本发明，进气阀和排气阀均为两位两通阀。

根据本发明，活塞在通气孔靠近第二容纳孔的端部设有朝向第二容纳孔的凸起。

根据本发明，缸体设有氧弹挂口，氧弹挂口位于活塞设有第二容纳孔的一端的下方。

根据本发明，活塞与缸体的接触面上设有密封件。

根据本发明，第二容纳孔的内壁上沿其周向设有密封件。

根据本发明，密封件为密封圈。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：

(1)本发明的用于氧弹的活塞式充氧排气装置只需通过一个活塞与一个缸体的配合即可实现对氧弹进行充氧和排气，结构简单，安装方便，使用可靠，生产成本低。且活塞内的通气孔通过三通接头同时与进气阀和排气阀连通，可使氧气由进气阀通入通气孔内，进而通入氧弹内，而氧弹内部的含酸及粉尘的气体则经通气孔，由排气阀排出，由此使得氧气和氧弹内的气体分别经由两个不同的进气阀和排气阀通入和排出，从而避免了氧弹内的气体对进气阀的腐蚀和损坏，延长了其使用寿命。

(2)本发明的用于氧弹的活塞式充氧排气装置通过向第一腔室和第二腔室内充入氧气实现了活塞的轴向运动，而不需要采用弹簧，避免了高压氧气和氧弹内部的含酸及粉尘的气体对弹簧的腐蚀造成弹簧失效，因此能够保证工作的可靠性，延长使用寿命。

(3)本发明的用于氧弹的活塞式充氧排气装置通过进气阀、排气阀、第一气阀和第二气阀可实现充氧和排气的全自动化控制。

附图说明

图1是现有的用于氧弹的充氧和排气装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的用于氧弹的活塞式充氧排气装置的结构示意图。

图1中：1：氧弹；2：逆止阀；1011：下缸体；1012：上缸体；102：缸盖；1031：大活塞；1032：小活塞；1041：第一二通接头；1042：第二二通接头；1043：第三二通接头；105：轴向通孔；106：弹簧；107：顶杆；108：密封圈；1091：第一气阀；1092：第二气阀；1093：第三气阀；A：第一气孔；B：第二气孔；C：第三气孔；

图2中：1：氧弹；2：逆止阀；201：缸体；202：活塞；203：三通接头；2041：第一容纳孔；2042：通气孔；2043：第二容纳孔；2051：进气阀；2052：排气阀；2061：第一二通接头；2062：第二二通接头；2071：第一气阀；2072：第二气阀；208：凸起；209：氧弹挂口；2010：密封件；A2：第一气孔；B2：第二气孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2所示，本发明的用于氧弹的活塞式充氧排气装置的一种实施例，其包括：缸体201、活塞202和三通接头203。其中，缸体201具有中通空腔，活塞202可轴向滑动地设于中通空腔内，并将中通空腔沿轴向分隔成第一腔室和第二腔室。换言之，活塞202的形状被构造成与缸体201的中通空腔配合形成相互隔离且封闭的第一腔室和第二腔室的形状，并且活塞202可沿中通空腔的轴向上下滑动，从而改变第一腔室和第二腔室的体积大小，当活塞202位于最上端的位置时，活塞202可以与缸体201的上端壁贴合而使得第一腔室体积为零(如图2所示)，当然，活塞202也可以不与缸体201的上端壁贴合而使得第一腔室体积不为零。缸体201上设有与第一腔室连通的第一气孔A2。活塞202设有轴向通孔，轴向通孔包括依次连通的第一容纳孔2041、通气孔2042和第二容纳孔2043，第二容纳孔2043用于容纳氧弹头，活塞202设有第一容纳孔2041的一端伸出缸体201，并与三通接头203连接。三通接头203具有三个接头，其中的一个接头与第一容纳孔2041连接并与通气孔2042连通，其中的另外两个接头分别与进气阀2051和排气阀2052连通。换言之，通气孔2042通过三通接头203同时与进气阀2051和排气阀2052连通。在本实施例中，进气阀2051和排气阀2052均为二位二通阀。进气阀2051连接氧气气源，排气阀2052连接废气处理器，通过进气阀2051和排气阀2052的开启或关闭，使通气孔2042可选择地与氧气气源或废气处理器连通。需要说明的是，本文中的“上”、“下”是指本发明的用于氧弹的活塞式充氧排气装置如图2所示的、按常规放置时的位向。

本实施例的上述用于氧弹的活塞式充氧排气装置，在使用时，可将其放置于氧弹1的上方，由第一气孔A2向第一腔室内充入氧气，从而推动活塞202下行，使得活塞202的第二容纳孔2043套住氧弹1的氧弹头。当氧弹1内未充入氧气时，氧弹1内的压力不高于大气压，设于氧弹头处的逆止阀2自然落下开启，活塞202的通气孔2042与氧弹1内部连通，此时，可开启进气阀2051，使通气孔2042与氧气气源连通，从而可向氧弹1内充入氧气，氧气由进气阀2051和三通接头203进入通气孔2042内，进而进入氧弹1内。此时，持续由第一气孔A2向第一腔室内充入氧气，以向下推压活塞202，使活塞202压住氧弹头，从而阻止氧弹1内的逆止阀2被充进氧弹1内的氧气的压力作用顶上去而关闭，保证充氧过程的顺利进行。充氧完毕后，停止向第一腔室内充入氧气，并对第一腔室进行泄压，以撤去活塞202对氧弹头的压力，使得逆止阀2能够被氧弹1内氧气的压力作用顶上去而关闭，然后关闭进气阀2051，并开启排气阀2052，使活塞202通气孔2042内的氧气由排气阀2052排出，充氧结束。当氧弹1内反应结束后，需要排出其中的气体时，则再次由第一气孔A2向第一腔室内充入氧气，从而推动活塞202下行，使得活塞202的第二容纳孔2043套住氧弹1的氧弹头并压住氧弹头，将逆止阀2压落，此时逆止阀2开启。开启排气阀2052，使通气孔2042与废气处理器连通，氧弹1内的气体则可由通气孔2042，经三通接头203及排气阀2052排出进入到废气处理器中，由废气处理器收集处理，以防止空气污染。排气结束后，则可停止向第一腔室内充入氧气，并对第一腔室泄压，以撤去活塞202对氧弹头的压力，使活塞202和逆止阀2均处于自然状态。

由此，本实施例的用于氧弹的活塞式充氧排气装置仅通过一个活塞202与一个缸体201的配合即实现了对氧弹1进行充氧和排气，结构简单，安装方便，使用可靠，生产成本低。且活塞202内的通气孔2042通过三通接头203同时与进气阀2051和排气阀2052连通，可使氧气由进气阀2051通入通气孔2042内，进而通入氧弹1内，而氧弹1内部的含酸及粉尘的气体则经通气孔2042，由排气阀2052排出，由此使得氧气和氧弹1内的气体分别经由两个不同的进气阀2051和排气阀2052通入和排出，从而避免了氧弹1内的气体对进气阀2051的腐蚀和损坏，延长了其使用寿命。

进一步，在本实施例中，缸体201上还设有与第二腔室连通的第二气孔B2，由第二气孔B2可向第二腔室内充入氧气，可使活塞202上行直至复位，以方便将整个装置从氧弹1的上方移走。由此，本实施例的用于氧弹的活塞式充氧排气装置通过向第一腔室和第二腔室内充入氧气实现了活塞202的轴向运动，而不需要采用弹簧，避免了高压氧气和氧弹内部的含酸及粉尘的气体对弹簧的腐蚀造成弹簧失效，因此能够保证工作的可靠性，延长使用寿命。

进一步，本实施例的用于氧弹的活塞式充氧排气装置还包括：第一二通接头2061和第二二通接头2062。第一二通接头2061具有两个接头，其中的一个接头与第一气孔A2连通，其中的另一个接头与第一气阀2071连通。第一气阀2071为两位三通阀，开启第一气阀2071，可使第一气孔A2与氧气气源连通，从而由第一气孔A2向第一腔室内充入氧气；关闭第一气阀2071，则可使第一气孔A2与外界空气连通，从而可对第一腔室进行泄压。第二二通接头2062具有两个接头，其中的一个接头与第二气孔B2连通，其中的另一个接头与第二气阀2072连通。第二气阀2072为两位三通阀，开启第二气阀2072，可使第二气孔B2与氧气气源连通，从而由第二气孔B2向第二腔室内充入氧气；关闭第二气阀2072，则可使第二气孔B2与外界空气连通，从而可对第二腔室进行泄压。由此改变第一腔室和第二腔室的压力和体积，从而实现活塞202沿轴向的上下运动。本实施例的用于氧弹的活塞式充氧排气装置通过进气阀2051、排气阀2052、第一气阀2071和第二气阀2072可实现充氧和排气的全自动化控制。

进一步，在本实施例中，活塞202在通气孔2042靠近第二容纳孔2043的端部设有朝向第二容纳孔2043的凸起208。在第二容纳孔2043套住氧弹头并压住氧弹头时，凸起208可对逆止阀2的阀芯起到抵压作用，以保证其在活塞202的抵压下能够下落而使逆止阀2开启。

进一步，在本实施例中，缸体201的下端设有氧弹挂口209，氧弹挂口209位于活塞202设有第二容纳孔2043的一端的下方，用于挂住氧弹1的氧弹头，对氧弹头起到稳固的作用，并使氧弹头对准活塞202的第二容纳孔2043，使活塞202能够准确套住氧弹头，从而保证充氧过程的顺利进行。

进一步，在本实施例中，第二容纳孔2043的内壁上沿其周向设有密封件2010，用于在将氧弹头套进第二容纳孔2043后对其进行轴向密封；活塞202与缸体201的接触面上也设有密封件，即活塞202与缸体201的上、下端壁及两侧侧壁相接触的地方均设有密封件进行密封。由此保证充氧与排气过程的密封性，防止氧气泄漏造成浪费，避免氧弹1内的含酸及粉尘的气体泄漏造成污染。在本实施例中，第二容纳孔2043上的密封件2010和活塞202与缸体201接触面之间的密封件均采用密封圈。

综上所述，本实施例的用于氧弹的活塞式充氧排气装置只需通过一个活塞202与一个缸体201的配合即可实现对氧弹1进行充氧和排气，结构简单，使用可靠。且氧气和氧弹1内的气体分别经由两个不同的进气阀2051和排气阀2052通入和排出，从而避免了氧弹1内的气体对进气阀2051的腐蚀和损坏，延长了其使用寿命。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，包括：缸体(201)、活塞(202)和三通接头(203)，所述缸体(201)具有中通空腔，所述活塞(202)可轴向滑动地设于所述中通空腔内，并将所述中通空腔沿所述轴向分隔成第一腔室和第二腔室，所述缸体(201)上设有与所述第一腔室连通的第一气孔(A2)；所述活塞(202)设有轴向通孔，所述轴向通孔包括依次连通的第一容纳孔(2041)、通气孔(2042)和用于容纳氧弹头的第二容纳孔(2043)，所述活塞(202)设有所述第一容纳孔(2041)的一端伸出所述缸体(201)；所述三通接头(203)的一个接头与所述第一容纳孔(2041)连接并与所述通气孔(2042)连通，其另外两个接头分别与进气阀(2051)和排气阀(2052)连通。

2.根据权利要求1所述的用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，所述缸体(201)上设有与所述第二腔室连通的第二气孔(B2)。

3.根据权利要求2所述的用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，还包括：第一二通接头(2061)和第二二通接头(2062)，所述第一二通接头(2061)的一个接头与所述第一气孔(A2)连通，其另一个接头与第一气阀(2071)连通；所述第二二通接头(2062)的一个接头与所述第二气孔(B2)连通，其另一个接头与第二气阀(2072)连通。

4.根据权利要求3所述的用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，所述第一气阀(2071)和所述第二气阀(2072)均为两位三通阀。

5.根据权利要求1所述的用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，所述进气阀(2051)和所述排气阀(2052)均为两位两通阀。

6.根据权利要求1所述的用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，所述活塞(202)在所述通气孔(2042)靠近所述第二容纳孔(2043)的端部设有朝向所述第二容纳孔(2043)的凸起(208)。

7.根据权利要求1所述的用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，所述缸体(201)设有氧弹挂口(209)，所述氧弹挂口(209)位于所述活塞(202)设有所述第二容纳孔(2043)的一端的下方。

8.根据权利要求1所述的用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，所述活塞(202)与所述缸体(201)的接触面上设有密封件。

9.根据权利要求1所述的用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，所述第二容纳孔(2043)的内壁上沿其周向设有密封件。

10.根据权利要求8或9所述的用于氧弹的活塞式充氧排气装置，其特征在于，所述密封件为密封圈。