CN105253628B - 气垫运输设备的气路控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气垫运输设备的气路控制系统，包括：气垫片、主供气路模块、以及控制气路模块，其中所述主供气路模块与所述控制气路模块之间相互独立；所述主供气路模块用于对气垫片进行供气或卸压，所述控制气路模块用于控制主供气路模块的供气压力。本发明采用了基于压力信号的自适应控制方式，增加了气垫运输设备的可靠性与稳定性，在地面条件不良的情况下能有效减少震动；且所述气垫运输设备的气路控制系统中的两级保护设计和控制气路模块独立设计，保证了气垫运输设备的安全性与可靠性。

Description

气垫运输设备的气路控制系统

技术领域

本发明涉及工业厂房内使用的气垫运输设备，具体地，涉及气垫运输设备的气路控制系统。

背景技术

气垫运输设备是一种用于厂房内搬运产品的特种运输设备，其运作的终端为气垫，工作方式为：由压缩气体驱动，在气垫气囊与地面间形成气膜，将重物浮起，从而减小其与地面间摩擦力，达到较小驱动力运输负载的目的。

由气垫的工作原理可知，为达到举升运输重物的目的，每个气垫供气压力需在一定合理域度内，保证气囊处于充分膨胀鼓起状态。若气垫供压不足，气垫无法完全浮起，则会大大增加运输过程中的摩擦阻力；若气垫供气压力过大，则气垫膨胀起浮过高，容易引发震动，更甚者会导致气垫过度膨胀爆裂，造成安全事故。因此，气垫运输设备研制的核心技术即：压力控制与供给系统的设计。

传统的气垫运输设备常用的压力调节方式有两种，人工手控旋钮方式调压与测高电控方法。手控旋钮调压方法只能在气垫工作过程中提供恒定的压力输出，测高电控方法则通过采集气垫离地的高度信号，根据高度信号按照程序设定给出相应压力。由于运输时地面可能凹凸不平或者负载状况发生变化，因此手动旋钮设定的单一压力并不适用所有的工况。而仅凭离地高度信号值，也无法准确判定所需的压力值，当运输地面上局部出现的沙粒、灰尘等情况时还会造成对车体实际离地高度的误判，因此以高度信号作为压力供给的唯一依据并不能很好的适应气垫的使用。

上述两种供压方法容易在运输过程中出现阻力剧增或震动的问题，其中手动控制方法还容易误操作，将压力设置到气垫的许用压力以上，另外，在高压供气管路上直接进行操作容易造成人员伤害。因此，气垫运输设备需要一种全面的，将气垫实际充气程度维持在一定范围内，将操作人员与高压主供气管路隔离开，既能让气垫气囊充分膨胀，又有保护机制，保证充气压力不会超过气垫许用值的系统。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种气垫运输设备的气路控制系统。

根据本发明提供的气垫运输设备的气路控制系统，包括：气垫片、主供气路模块、以及控制气路模块，其中所述主供气路模块与所述控制气路模块之间相互独立；所述主供气路模块用于对气垫片进行供气或卸压，所述控制气路模块用于控制主供气路模块的供气压力。

优选地，所述主供气路模块包括：主供气管路、过滤器、一级减压阀、二级减压阀，且所述过滤器、一级减压阀、二减压级阀依次串联安装在主供气管路上；其中所述过滤器的输入端构成压缩空气的入口，所述过滤器的输出端分别连接控制气路模块的输入端和一级减压阀的输入端，所述一级减压阀的控制端连接所述控制气路模块的输出端，所述一级减压阀的输出端通过至少一个二级减压阀向气垫片供气；

-所述过滤器用于过滤压缩空气中的固体杂质；

-所述一级减压阀用于限制通往二级减压阀的空气压力；

-所述二级减压阀用于进一步调节气垫片的供气压力。

优选地，所述控制气路模块包括：控制管路、泄压管路、流量控制阀、手控调压阀、手控开关阀、紧急排气装置，其中所述紧急排气装置包括供气阀和泄气阀；所述流量控制阀、手控调压阀、手控开关阀以及紧急排气装置的供气阀均串联安装在控制管路上；所述紧急排气装置的泄气阀安装在所述泄压管路的一端上，所述泄压管路的另一端连接至所述一级减压阀的控制端，所述控制管路的输入端构成所述控制气路模块的输入端，所述控制管路的输出端构成所述控制气路模块的输出端；

-所述流量控制阀用于控制主供气路模块的流量；

-所述手控调压阀用于控制主供气路模块对气垫片的供气压力，即主供气路模块对气垫片供气的最大压力不超过所述手控调压阀的设定值；

-所述手控开关阀用于人工开启或者关断主供气路模块；

-所述紧急排气装置用于在紧急情况下，使得主供气路模块停止供气，并卸掉气垫片内的气体。

优选地，所述控制气路模块中的气体流量小于所述主供气路模块中的气体流量，且所述控制气路模块以可拆卸的方式安装在所述主供气路模块上。

优选地，所述紧急排气装置的数量能够按需增加或减少；

-当处于正常工作状态时，所述紧急排气装置的供气阀保持打开状态，所述紧急排气装置的泄气阀保持闭合状态，主供气路模块正常供气；

-当按下紧急排气装置上的紧急排气开关时，所述紧急排气装置的供气阀保持闭合状态，所述紧急排气装置的泄气阀保持打开状态，主供气路模块停止供气，气垫片进行卸压。

优选地，所述二级减压阀包括：压力采集装置和压力控制装置，所述压力采集装置采集气垫片内的实时压力并反馈给所述压力控制装置，同时压力控制装置根据气垫片内的实时压力调节二级减压阀的阀门开度以控制供气压力；当气垫片内压力处于动态平衡状态时，保持所述二级减压阀的阀门开度不变。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明提供的系统基于压力信号的自适应控制方式，增加了气垫运输设备的可靠性与稳定性，在地面条件不良的情况下能有效减少震动。

2、本发明提供的系统实现全自动压力调节，无需人工干预，操作简便。

3、本发明提供的系统中设置了两级压力保护装置，避免了误操作造成的气垫压力值超过允许范围，增加了气垫运输设备的安全性。

4、本发明提供的系统中控制气路模块与主供气路模块相互独立、并设有紧急停止功能，意外情况时能保证人员与气垫负载的安全。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明提供的气垫运输设备的气路控制系统示意图；

图中：

1-气垫片；

2-二级减压阀；

3-一级减压阀；

4-流量控制阀；

5-小型手控调压阀；

6-手控开关阀；

7-紧急排气装置；

8-过滤器。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

根据本发明提供的气垫运输设备的气路控制系统，包括：气垫片、主供气路模块、以及控制气路模块，其中所述主供气路模块与所述控制气路模块之间相互独立；所述主供气路模块用于对气垫片进行供气或卸压，所述控制气路模块用于控制主供气路模块的供气压力。

优选地，所述主供气路模块包括：主供气管路、过滤器8、一级减压阀3、二级减压阀2，且所述过滤器8、一级减压阀3、二减压级阀2依次串联安装在主供气管路上；其中所述过滤器8的输入端构成压缩空气的入口，所述过滤器8的输出端分别连接控制气路模块的输入端和一级减压阀3的输入端，所述一级减压阀3的控制端连接所述控制气路模块的输出端，所述一级减压阀3的输出端通过至少一个二级减压阀2向气垫片供气；

-所述过滤器8用于过滤压缩空气中的固体杂质；

-所述一级减压阀3用于限制通往二级减压阀2的空气压力；

-所述二级减压阀2用于进一步调节气垫片的供气压力。

优选地，所述控制气路模块包括：控制管路、泄压管路、流量控制阀4、手控调压阀5、手控开关阀5、紧急排气装置7，其中所述紧急排气装置7包括供气阀和泄气阀；所述流量控制阀4、手控调压阀5、手控开关阀6以及紧急排气装置7的供气阀均串联安装在控制管路上；所述紧急排气装置7的泄气阀安装在所述泄压管路的一端上，所述泄压管路的另一端连接至所述一级减压阀3的控制端，所述控制管路的输入端构成所述控制气路模块的输入端，所述控制管路的输出端构成所述控制气路模块的输出端；

-所述流量控制阀4用于控制主供气路模块的流量；

具体地，所述流量控制阀4能够调节气垫片的浮起和下降速度，即供气和卸压的速度。

-所述手控调压阀5用于控制主供气路模块对气垫片的供气压力，即主供气路模块对气垫片供气的最大压力不超过所述手控调压阀5的设定值；

-所述手控开关阀6用于人工开启或者关断主供气路模块；

-所述紧急排气装置7用于在紧急情况下，使得主供气路模块停止供气，并卸掉气垫片内的气体。

优选地，所述控制气路模块中的气体流量小于所述主供气路模块中的气体流量，且所述控制气路模块以可拆卸的方式安装在所述主供气路模块上。

具体地，所述主供气路模块的开关和压力调节都由控制气路模块实现，而控制气路模块内的流量被设定在较小的值，这样能够避免操作人员直接操纵主供气路模块，保证操作人员的安全。

优选地，所述紧急排气装置7的数量能够按需增加或减少；

-当处于正常工作状态时，所述紧急排气装置7的供气阀保持打开状态，所述紧急排气装置7的泄气阀保持闭合状态，主供气路模块正常供气；

-当按下紧急排气装置7上的紧急排气开关时，所述紧急排气装置7的供气阀保持闭合状态，所述紧急排气装置7的泄气阀保持打开状态，主供气路模块停止供气，气垫片进行卸压。

具体地，当进行紧急排气时，按下紧急排气开关，主供气路模块立即停止供气，同时还可将控制气路模块卸掉，气垫片快速下落。

优选地，所述二级减压阀2包括：压力采集装置和压力控制装置，所述压力采集装置采集气垫片内的实时压力并反馈给所述压力控制装置，同时压力控制装置根据气垫片内的实时压力调节二级减压阀2的阀门开度以控制供气压力；当气垫片内压力处于动态平衡状态时，保持所述二级减压阀2的阀门开度不变。

具体地，系统采用自动压力平衡控制方式，通过采集气垫内部实时压力，并在采回压力的基础上提供一个压力增量为0.01MPa～0.1MPa的压力值作为气垫的供气压力。

更进一步地，所述二级减压阀2的原理是：输出的压力根据压力控制装置得到的反馈压力再加一个增量ΔP。所述压力采集装置实时采集气垫片内的压力，并将气垫片的实时压力值反馈到压力控制装置，则输出压力与采集压力会有一个相互增益的过程。假设采集压力从0开始，二级减压阀2的输出压力在其基础上增加ΔP，气垫片接收到ΔP的压力，使得所述气垫片的内部压力上升为P₁。此时压力采集装置采集的压力随之上升，二级减压阀2的输出压力随之调节为P₁+ΔP，气垫片内的压力继续上升，依次类推。最终，气垫片的气囊充分膨胀，与地面形成气膜，气膜会造成稳定的外泄流量，若该流量下的气体在二级减压阀2与气垫片之间的流阻恰好为ΔP，气垫片内的压力和外泄流量处于动态平衡状态，则保持二级减压阀2的阀门开度不变。当地面凹凸不平而造成气垫片高度变化时，气垫运输设备的气路控制系统均能很好地适应地面条件，找到一个流量与压力的平衡点，维持系统稳定运行。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (3)

1.一种气垫运输设备的气路控制系统，其特征在于，包括：气垫片、主供气路模块、以及控制气路模块，其中所述主供气路模块与所述控制气路模块之间相互独立；所述主供气路模块用于对气垫片进行供气或卸压，所述控制气路模块用于控制主供气路模块的供气压力，所述控制气路模块中的气体流量小于所述主供气路模块中的气体流量，且所述控制气路模块以可拆卸的方式安装在所述主供气路模块上；所述主供气路模块包括：主供气管路、过滤器(8)、一级减压阀(3)、二级减压阀(2)，且所述过滤器(8)、一级减压阀(3)、二级 减压阀(2)依次串联安装在主供气管路上，系统采用自动压力平衡控制方式，通过采集气垫内部实时压力，并在采回压力的基础上提供一个压力增量为0.01MPa～0.1MPa的压力值作为气垫的供气压力；

其中，所述过滤器(8)的输入端构成压缩空气的入口，所述过滤器(8)的输出端分别连接控制气路模块的输入端和一级减压阀(3)的输入端，所述一级减压阀(3)的控制端连接所述控制气路模块的输出端，所述一级减压阀(3)的输出端通过至少一个二级减压阀(2)向气垫片供气；

-所述过滤器(8)用于过滤压缩空气中的固体杂质；

-所述一级减压阀(3)用于限制通往二级减压阀(2)的空气压力；

-所述二级减压阀(2)用于进一步调节气垫片的供气压力；

其中，所述二级减压阀(2)的输出的压力根据压力控制装置得到的反馈压力再加一个增量ΔP，当气垫片的气囊与地面形成气膜，且气膜会造成稳定的外泄流量为ΔP时，保持二级减压阀(2)的阀门开度不变。

2.根据权利要求1所述的气垫运输设备的气路控制系统，其特征在于，所述控制气路模块包括：控制管路、泄压管路、流量控制阀(4)、手控调压阀(5)、手控开关阀(6)、紧急排气装置(7)，其中所述紧急排气装置(7)包括供气阀和泄气阀；所述流量控制阀(4)、手控调压阀(5)、手控开关阀(6)以及紧急排气装置(7)的供气阀均串联安装在控制管路上；所述紧急排气装置(7)的泄气阀安装在所述泄压管路的一端上，所述泄压管路的另一端连接至所述一级减压阀(3)的控制端，所述控制管路的输入端构成所述控制气路模块的输入端，所述控制管路的输出端构成所述控制气路模块的输出端；

-所述流量控制阀(4)用于控制主供气路模块的流量；

-所述手控调压阀(5)用于控制主供气路模块对气垫片的供气压力，即主供气路模块对气垫片供气的最大压力不超过所述手控调压阀(5)的设定值；

-所述手控开关阀(6)用于人工开启或者关断主供气路模块；

-所述紧急排气装置(7)用于在紧急情况下，使得主供气路模块停止供气，并卸掉气垫片内的气体。

3.根据权利要求2所述的气垫运输设备的气路控制系统，其特征在于，所述紧急排气装置(7)的数量能够按需增加或减少；

-当处于正常工作状态时，所述紧急排气装置(7)的供气阀保持打开状态，所述紧急排气装置(7)的泄气阀保持闭合状态，主供气路模块正常供气；

-当按下紧急排气装置(7)上的紧急排气开关时，所述紧急排气装置(7)的供气阀保持闭合状态，所述紧急排气装置(7)的泄气阀保持打开状态，主供气路模块停止供气，气垫片进行卸压。