CN105134561B - 一种自动充氧排气双功能装置及其充氧/排气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自动充氧排气双功能装置，其包括缸体，缸体内设置有排气活塞缸和充氧活塞缸；排气活塞缸内设置有排气活塞，充氧活塞缸内设置有充氧活塞；充氧活塞缸上设置有进氧口和排气口，排气活塞内设置有充放气通道；高压氧气自进氧口进入充氧活塞缸后，顶推着充氧活塞下行直至气嘴扣住氧弹头，高压氧气经充放气通道输入氧弹内；排气时，压缩气体自进出气口进入排气活塞缸内，在压缩空气作用下，排气活塞的活塞体顶推着所述充氧活塞同步下行，顶杆顶推开逆止阀芯，氧弹内的废气依次经排气活塞内的充放气通道、充氧活塞缸及排气口排出。本发明废气和氧气分通道控制，能够自动控制氧弹充氧和排气，避免了手工操作的安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及热值测量领域，尤其涉及一种用于氧弹自动充氧排气双功能装置及其充氧/排气的方法。
背景技术
氧弹量热仪可用于测量固体或液体样品的热值，测量样品在一个密闭的容器(氧弹)中，充满氧气的环境里，燃烧所产生的热，测量的结果称燃烧值、热值、BTU等。而充氧和排气是氧弹量热仪试验操作的两个必要操作过程。所谓充氧就是将约3兆帕(约30个大气压)的氧气充进氧弹。排气就是燃烧完毕后将氧弹的废气释放(气体为含酸和粉尘的废气)。由于充氧和排气过程是高压含酸含粉尘的气体充放过程，所以对充氧排气装置有比较高的要求。
现有技术中大多数厂家的产品是采用充氧和排气分开设计成两个装置。设计一个带手动阀的充氧头或连接电磁阀的充氧头，仅仅有充氧功能。排气设计一般是纯手动装置。排气过程是拿一个带顶针的装置，去压氧弹头逆止阀，释放氧弹内的废气。还有一部分产品实现了自动充氧排气，但结构复杂，使用了3个以上的三通气阀，并且采用了弹簧等易腐蚀部件。在弹簧腐蚀后，将导致充氧或排气过程存在安全隐患，或者充氧和排气不能达到设定标准。
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现有技术中结构复杂，并带有弹簧等容易腐蚀部件的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种自动充氧排气双功能装置，其包括缸体，缸体内自上而下设置有排气活塞缸和充氧活塞缸；排气活塞缸内设置有排气活塞，充氧活塞缸内设置有充氧活塞；充氧活塞的活塞杆下端设置有与氧弹头连接的气嘴；
充氧活塞缸上设置有进氧口和排气口，排气活塞内设置有充放气通道；高压氧气自进氧口进入充氧活塞缸后，顶推着充氧活塞下行直至气嘴扣住氧弹头，高压氧气经充放气通道输入氧弹内；
排气活塞包括上方的活塞体和下方的顶杆；所述顶杆自上方穿过所述充氧活塞后伸入所述气嘴，用于顶推氧弹头上的逆止阀芯；排气活塞缸和充氧活塞缸相互连通，排气活塞缸上方设置有进出气口；
排气时，压缩气体自进出气口进入排气活塞缸内，在压缩空气作用下，排气活塞的活塞体顶推着所述充氧活塞同步下行，顶杆顶推开逆止阀芯，氧弹内的废气依次经排气活塞内的充放气通道、充氧活塞缸及排气口排出；
充氧活塞缸底部设置有进气口，压缩空气自进气口进入充氧活塞缸，顶推充氧活塞及排气活塞上行复位。
进一步，所述排气活塞缸上的所述进出气口通过管路与顶杆控制阀连接，所述顶杆控制阀为两位三通阀，两位三通阀还包括压缩气体接口和大气接口；通电时，进出气口经顶杆控制阀接通压缩气体，断电时，进出气口经顶杆控制阀与大气连通。
进一步，所述充氧活塞缸的所述进氧口通过管路与进气控制阀连接；排气口通过管路与排气控制阀连接；所述进气口通过管路与活塞控制阀连接。
进一步，所述进气控制阀、活塞控制阀和排气控制阀均为两位两通高压气阀。
进一步，所述进气控制阀与高压氧气产生装置连接；排气控制阀与废气收集装置连接；活塞控制阀与高压气体产生装置连接。
进一步，所述排气口设置在所述充氧活塞缸侧壁的中下部，排气时，充氧活塞的气嘴抵靠在氧弹头上，排气口位于充氧活塞的上方。
进一步，所述充氧活塞内设置有容纳所述顶杆的通孔；所述排气活塞的活塞体与所述排气活塞缸之间设置有上密封圈；排气活塞的顶杆与所述充氧活塞内所述通孔之间设置有下密封圈。
进一步，所述排气活塞内的所述充放气通道的上开口设置在上密封圈和下密封圈之间；充放气通道的下开口设置在所述顶杆下端。
进一步，所述充放气通道的上开口设置在所述排气活塞的活塞体侧面上。
进一步，所述缸体包括上缸体和下缸体，所述排气活塞缸设置在上缸体上；所述充氧活塞缸设置在下缸体上。
进一步，所述充氧活塞包括充氧活塞体和所述活塞杆，充氧活塞体与充氧活塞缸之间设置有密封圈，活塞杆与缸体之间也设置有密封圈。
进一步，所述缸体下方设置有氧弹挂置架，氧弹挂置架上设置有氧弹挂口。
一种采用上述自动充氧排气双功能装置对氧弹进行充氧/排气的方法，其具体步骤包括：
(1)充气时，开启进气控制阀，高压氧气进入充氧活塞缸内，推动充氧活塞下移，充氧活塞的活塞杆下端的气嘴扣住氧弹头，高压氧气经充放气通道进入氧弹；
(2)气压平衡后，关闭进气控制阀，开启排气控制阀，充氧活塞气缸泄压；氧弹的逆止阀芯受内部气压推动，封住氧弹头，充氧完成；后关闭排气控制阀；
(3)排气时，同时开启顶杆控制阀和排气控制阀，排气活塞顶推着充氧活塞同步下移，顶杆顶开逆止阀芯，氧弹内废气依次经充放气通道、充氧活塞缸、排气控制阀排出；废气排放完成后，关闭顶杆控制阀，排气活塞缸连通大气，排气活塞缸泄压，同时，关闭排气控制阀；
(4)开启活塞控制阀，利用高压气体推动充氧活塞上移复位，同时带动排气活塞上移复位；复位完成后，关闭活塞控制阀，开启排气控制阀，充氧活塞缸泄压。
进一步，步骤(1)中所述高压氧气推动充氧活塞下移时，高压氧气同时推动所述排气活塞上移复位。高压氧气经过排气活塞与排气活塞缸之间的缝隙进入所述充放气通道。
进一步，步骤(4)中所述高压气体为高压氧气。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明废气和氧气分通道控制，能够自动控制氧弹充氧和排气，避免了手工操作的安全隐患，实现自动化，同时在结构上没有弹簧等易老化疲劳腐蚀件，避免了腐蚀件带来的安全隐患。
附图说明
图1为本发明实施例1的自动充氧排气双功能装置的缸体剖视图；
图2为本发明实施例的自动充氧排气双功能装置结构示意图；
其中，1：进气控制阀；2：接头；3：缸体；4：充氧活塞；4a：下密封圈；5：排气活塞；5a：充放气通道；5b：活塞体；5c：顶杆；7：顶杆控制阀；8：排气控制阀；9：氧弹挂置架；10：逆止阀芯；11：氧弹头；12：充氧活塞缸；12a：进氧口；12b：排气口；12c：进气口；13：排气活塞缸；13a：进出气口；13b：上密封圈；14：气嘴；15：活塞控制阀。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1和2所示，本实施例提供的一种自动充氧排气双功能装置，其包括缸体3，缸体3内自上而下设置有排气活塞缸13和充氧活塞缸12；排气活塞缸13内设置有排气活塞5，充氧活塞缸12内设置有充氧活塞4；充氧活塞4的活塞杆下端设置有与氧弹头11连接的气嘴14；
充氧活塞缸12上设置有进氧口12a和排气口12b，排气活塞5内设置有充放气通道5a；高压氧气自进氧口12a进入充氧活塞缸12后，顶推着充氧活塞4下行直至气嘴14扣住氧弹头11，高压氧气经充放气通道5a输入氧弹内；
排气活塞5包括上方的活塞体5b和下方的顶杆5c；顶杆5c自上方穿过充氧活塞4后伸入气嘴14，用于顶推氧弹头11上的逆止阀芯10；排气活塞缸13和充氧活塞缸12相互连通，排气活塞缸13上方设置有进出气口13a；排气时，压缩气体自进出气口13a进入排气活塞缸13内，在压缩空气作用下，排气活塞5的活塞体顶推着充氧活塞4同步下行，顶杆5c顶推开逆止阀芯10，氧弹内的废气依次经排气活塞5内的充放气通道5a、充氧活塞缸12及排气口12b排出；
充氧活塞缸12底部设置有进气口12c，压缩空气自进气口12c进入充氧活塞缸12，顶推充氧活塞4及排气活塞5上行复位。其中2为设置在各个进气口、出气口或进出气口处的接头。排气口12b设置在充氧活塞缸12侧壁的中下部，排气时，充氧活塞4的气嘴14抵靠在氧弹头11上，排气口12b位于充氧活塞4的上方。
排气活塞缸13上的进出气口13a通过管路与顶杆控制阀7连接，顶杆控制阀7为两位三通阀，该两位三通阀还包括压缩气体接口和大气接口；通电时，进出气口13a经顶杆控制阀7接通压缩气体，断电时，进出气口13a经顶杆控制阀7与大气连通。
充氧活塞缸12的进氧口12a通过管路与进气控制阀1连接；排气口12b通过管路与排气控制阀8连接；进气口12c通过管路与活塞控制阀15连接。进气控制阀1、活塞控制阀15和排气控制阀8均为两位两通高压气阀。进气控制阀1与高压氧气产生装置连接；排气控制阀8与废气收集装置连接；活塞控制阀15与高压气体产生装置连接。
充氧活塞4内设置有容纳顶杆5c的通孔；排气活塞5的活塞体5b与排气活塞缸13之间设置有上密封圈13b；排气活塞5的顶杆5c与充氧活塞4内通孔之间设置有下密封圈4a。排气活塞5内的充放气通道5a的上开口设置在上密封圈13a和下密封圈4a之间；充放气通道5a的下开口设置在顶杆5c下端。在本实施例中，充放气通道5a的上开口设置在排气活塞5的活塞体5b侧面上。
其中，缸体3包括上缸体3a和下缸体3b，排气活塞缸13设置在上缸体3a上；充氧活塞缸12设置在下缸体3b上。
充氧活塞4包括充氧活塞体和活塞杆，充氧活塞体与充氧活塞缸12之间设置有密封圈，活塞杆与下缸体3b之间也设置有密封圈。
缸体3下方设置有氧弹挂置架9，氧弹挂置架9上设置有氧弹挂口。
实施例2
一种采用上述自动充氧排气双功能装置对氧弹进行充氧/排气的方法，其具体步骤包括：
(1)充气时，开启进气控制阀1，高压氧气进入充氧活塞缸12内，推动充氧活塞4下移，充氧活塞4的活塞杆下端的气嘴14扣住氧弹头11，高压氧气经充放气通道5a进入氧弹；高压氧气推动充氧活塞4下移时，高压氧气同时推动排气活塞5上移复位。高压氧气经过排气活塞5与排气活塞缸13之间的缝隙进入充放气通道5a。
(2)气压平衡后，关闭进气控制阀1，开启排气控制阀8，充氧活塞气缸12泄压；氧弹的逆止阀芯10受内部气压推动，封住氧弹头11，充氧完成；后关闭排气控制阀8；
(3)排气时，同时开启顶杆控制阀7和排气控制阀8，排气活塞5顶推着充氧活塞4同步下移，顶杆5c顶开逆止阀芯10，氧弹内废气依次经充放气通道5a、充氧活塞缸12、排气控制阀8排出；废气排放完成后，关闭顶杆控制阀7，排气活塞缸13连通大气，排气活塞缸13泄压，同时，关闭排气控制阀8；
(4)开启活塞控制阀15，利用高压气体推动充氧活塞4上移复位，同时带动排气活塞5上移复位；复位完成后，关闭活塞控制阀15，开启排气控制阀8，充氧活塞缸12泄压。其中，高压气体为高压氧气。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种自动充氧排气双功能装置，其特征在于，其包括缸体，缸体内自上而下设置有排气活塞缸和充氧活塞缸；排气活塞缸内设置有排气活塞，充氧活塞缸内设置有充氧活塞；充氧活塞的活塞杆下端设置有与氧弹头连接的气嘴；
充氧活塞缸上设置有进氧口和排气口，排气活塞内设置有充放气通道；高压氧气自进氧口进入充氧活塞缸后，顶推着充氧活塞下行直至气嘴扣住氧弹头，高压氧气经充放气通道输入氧弹内；
排气活塞包括上方的活塞体和下方的顶杆；所述顶杆自上方穿过所述充氧活塞后伸入所述气嘴，用于顶推氧弹头上的逆止阀芯；排气活塞缸和充氧活塞缸相互连通，排气活塞缸上方设置有进出气口；
排气时，压缩气体自进出气口进入排气活塞缸内，在压缩空气作用下，排气活塞的活塞体顶推着所述充氧活塞同步下行，顶杆顶推开逆止阀芯，氧弹内的废气依次经排气活塞内的充放气通道、充氧活塞缸及排气口排出；
充氧活塞缸底部设置有进气口，压缩空气自进气口进入充氧活塞缸，顶推充氧活塞及排气活塞上行复位。
2.根据权利要求1所述的自动充氧排气双功能装置，其特征在于，所述排气活塞缸上的所述进出气口通过管路与顶杆控制阀连接，所述顶杆控制阀为两位三通阀，两位三通阀还包括压缩气体接口和大气接口；通电时，进出气口经顶杆控制阀接通压缩气体，断电时，进出气口经顶杆控制阀与大气连通。
3.根据权利要求1所述的自动充氧排气双功能装置，其特征在于，所述充氧活塞缸的所述进氧口通过管路与进气控制阀连接；排气口通过管路与排气控制阀连接；所述进气口通过管路与活塞控制阀连接；所述进气控制阀与高压氧气产生装置连接；排气控制阀与废气收集装置连接；活塞控制阀与高压气体产生装置连接。
4.根据权利要求3所述的自动充氧排气双功能装置，其特征在于，所述进气控制阀、活塞控制阀和排气控制阀均为两位两通高压气阀。
5.根据权利要求1所述的自动充氧排气双功能装置，其特征在于，所述排气口设置在所述充氧活塞缸侧壁的中下部，排气时，充氧活塞的气嘴抵靠在氧弹头上，排气口位于充氧活塞的上方。
6.根据权利要求1所述的自动充氧排气双功能装置，其特征在于，所述充氧活塞内设置有容纳所述顶杆的通孔；所述排气活塞的活塞体与所述排气活塞缸之间设置有上密封圈；排气活塞的顶杆与所述充氧活塞内所述通孔之间设置有下密封圈。
7.根据权利要求6所述的自动充氧排气双功能装置，其特征在于，所述排气活塞内的所述充放气通道的上开口设置在上密封圈和下密封圈之间，并且所述充放气通道的上开口设置在所述排气活塞的活塞体侧面上；充放气通道的下开口设置在所述顶杆下端。
8.根据权利要求1所述的自动充氧排气双功能装置，其特征在于，所述缸体包括上缸体和下缸体，所述排气活塞缸设置在上缸体上；所述充氧活塞缸设置在下缸体上。
9.一种采用权利要求1-8任一所述的自动充氧排气双功能装置对氧弹进行充氧/排气的方法，其特征在于，其具体步骤包括：
(1)充气时，开启进气控制阀，高压氧气进入充氧活塞缸内，推动充氧活塞下移，充氧活塞的活塞杆下端的气嘴扣住氧弹头，高压氧气经充放气通道进入氧弹；
(2)气压平衡后，关闭进气控制阀，开启排气控制阀，充氧活塞气缸泄压；氧弹的逆止阀芯受内部气压推动，封住氧弹头，充氧完成；后关闭排气控制阀；
(3)排气时，同时开启顶杆控制阀和排气控制阀，排气活塞顶推着充氧活塞同步下移，顶杆顶开逆止阀芯，氧弹内废气依次经充放气通道、充氧活塞缸、排气控制阀排出；废气排放完成后，关闭顶杆控制阀，排气活塞缸连通大气，排气活塞缸泄压，同时，关闭排气控制阀；
(4)开启活塞控制阀，利用高压气体推动充氧活塞上移复位，同时带动排气活塞上移复位；复位完成后，关闭活塞控制阀，开启排气控制阀，充氧活塞缸泄压。
10.根据权利要求9所述的充氧/排气的方法，其特征在于，步骤(1)中所述高压氧气推动充氧活塞下移时，高压氧气同时推动所述排气活塞上移复位；高压氧气经过排气活塞与排气活塞缸之间的缝隙进入所述充放气通道。
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Denomination of invention: Automatic oxygenation and exhausting difunctional device and method for oxygenation and exhausting Effective date of registration: 20200615 Granted publication date: 20170714 Pledgee: Changsha Bank city branch of Limited by Share Ltd. Pledgor: CHANGSHA KAIYUAN INSTRUMENTS Co.,Ltd. Registration number: Y2020980003086 |
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Date of cancellation: 20230717 Granted publication date: 20170714 Pledgee: Changsha Bank city branch of Limited by Share Ltd. Pledgor: Changsha Kaiyuan Instruments Co.,Ltd. Registration number: Y2020980003086 |