CN105269527B - 一种蒸汽射钉枪 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种蒸汽射钉枪,包括手柄、机壳、高压水泵、活塞机构、枪夹以及底座,所述机壳内设有相变蓄热器以及蒸汽动力发生器,所述蒸汽动力发生器设置在相变蓄热器的内部,所述蒸汽动力发生器一端与高压水泵连接,另一端与活塞机构连接,所述高压水泵还连接有供水装置。本发明采用高压蒸汽作为动力源,将普通的液态水变为高压蒸汽,驱动活塞机构做功,进而驱动撞针将钉子钉入待钉物体内。由于采用蒸汽作为动力源,相对于空气压缩、市电电源、蓄电池或瓦斯来说,体积小、重量轻、携带运输方便,使用时安全可靠,且成本低廉,能为企业很好地节约成本,进而提高企业的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种打钉工具,特别是指一种蒸汽射钉枪。
背景技术
目前射钉枪的动力源大都为压缩空气,使用压缩空气须有一进气管与钉枪枪体连接,对使用者来说有气管的拉扯操作起来很不方便,加之压缩气体工作时排气噪音比较大,使用者常常需要带防护耳塞;而且压缩空气必须由空气压缩机来提供,空气压缩机的重量和体积对于使用者来说,携带起来很不方便,并且空气压缩机也是需要成本的。
现有技术也有使用市电电源或蓄电池的钉枪,但钉枪需要极大的瞬时力,瞬间电流极大,线圈和电池很容易发热,影响正常使用,并且打钉寿命也很短。
现有技术还有使用瓦斯等可燃气体爆炸产生动力的钉枪,但瓦斯枪结构复杂、故障率高、成本高、重量大,操作起来很费力,且瓦斯燃料价格昂贵,运输过程具有危险性。
发明内容
本发明提出了一种蒸汽射钉枪,采用高压蒸汽作为动力源,克服了空气压缩机体积重量大、电源或蓄电池使用寿命短、瓦斯成本高且具有危险性的缺陷。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种蒸汽射钉枪,包括手柄、设置在手柄上的机壳、高压水泵、活塞机构、枪夹以及第一底座,所述机壳与活塞机构连接,所述活塞机构的两端分别连接高压水泵与第一底座,所述枪夹设置在第一底座上对应活塞机构的位置,其特征在于,所述机壳内设有相变蓄热器以及蒸汽动力发生器,所述蒸汽动力发生器设置在相变蓄热器的内部,所述蒸汽动力发生器一端与高压水泵通过第一供水管连接,另一端通过蒸汽喉管与活塞机构连接,所述高压水泵还连接有供水装置,所述供水装置设置在手柄上,并通过第二供水管与高压水泵连接。
作为本发明的进一步改进,所述高压水泵包括敲击帽、柱塞、调节旋钮、上泵体、下泵体以及法兰盘,所述敲击帽通过柱塞与调节旋钮活动连接,所述上泵体、下泵体和法兰盘通过螺栓固定连接在一起,所述柱塞顶端与敲击帽螺纹连接,下端依次穿过调节旋钮、上泵体进入下泵体,并与下泵体形成有腔体,所述敲击帽与调节旋钮之间还设有柱塞复位弹簧,所述柱塞复位弹簧上端与敲击帽固定连接,下端顶在调节旋钮上方。
作为本发明的进一步改进,所述活塞机构包括活塞体以及设置在活塞体上方的弹簧复位装置,所述活塞体包括缸盖、缸体以及活塞片,所述缸盖设置在缸体的上方,所述活塞片设置在缸体内并与活塞体上方的弹簧复位装置连接,所述缸体底端还设有用于减缓活塞片冲击的缓冲块,活塞片下方连接枪夹的撞针。
作为本发明的进一步改进,所述弹簧复位装置包括连接块、拉杆、复位弹簧以及支架,所述复位弹簧两端分别连接连接块与支架,所述连接块下方固定连接拉杆,所述支架固定连接在活塞体的缸盖上,所述拉杆下端穿过缸盖伸入活塞缸体内。
作为本发明的进一步改进,所述相变蓄热器包括壳体、相变材料体以及多个加热装置,所述相变材料体填充在壳体内,所述多个加热装置穿过壳体并被包裹在相变材料体内,所述相变蓄热器还设有温度传感器和温度控制器,所述温度传感器一端设置在相变材料体内,另一端与设置在壳体外部的温度控制器通过导线连接,所述加热装置也通过导线与温度控制器连接。
作为本发明的进一步改进,所述蒸汽动力发生器包括受热体,以及设置在受热体内的螺塞、分流片、挡流片、柱体、第二底座以及多孔性材料体,螺塞通过螺纹连接在受热体的前端,螺塞依次连接分流片和挡流片,挡流片与柱体连接,柱体与第二底座连接,第二底座的另一端连接多孔性材料体。
作为本发明的进一步改进,所述柱塞与调节旋钮之间设有导向套,所述导向套分别设有上部外螺纹和下部外螺纹,所述导向套通过上部外螺纹与调节旋钮连接,通过下部外螺纹与上泵体连接,所述柱塞与调节旋钮之间还设有预紧弹簧。
作为本发明的进一步改进,所述柱塞与上泵体之间还设有用于提高二者同轴度的衬套,所述上泵体与下泵体、衬套与下泵体之间分别设有密封圈。
作为本发明的进一步改进,所述下泵体内还设有进水阀、出水阀以及抽气阀,所述进水阀、出水阀和抽气阀在下泵体内的同一平面上呈Y型分布设置。
作为本发明的进一步改进,所述下泵体上对应进水阀的末端设有进水通道,对应出水阀的末端设有出水通道,对应抽气阀的末端设有抽气通道,所述进水通道、出水通道以及抽气通道均与下泵体内的腔体连通。
作为本发明的进一步改进,所述缸盖包括盖体、阀片、排气口以及加油嘴,所述阀片通过固定螺母设置在盖体的排气孔上,所述排气口和加油嘴设置在盖体的外圆周上,所述盖体内还设有辅助加热棒。
作为本发明的进一步改进,所述相变材料体内包裹有四个加热装置,所述加热装置为电加热棒,包括电阻丝以及包裹在电阻丝外表面的加热套。
作为本发明的进一步改进,所述分流片上设有多个导液槽,所述挡流片周边设有多个凸起与凹槽,凸起外缘顶在受热体的内壁上。
作为本发明的进一步改进,所述柱体外圆周上设有若干细槽,柱体与受热体之间还具有间隙,所述细槽的宽度和深度均小于1mm。
本发明的有益效果是:
该蒸汽射钉枪采用高压蒸汽作为动力源,将普通的液态水变为高压蒸汽,驱动活塞机构做功,进而驱动撞针将钉子钉入待钉物体内。由于采用蒸汽作为动力源,相对于空气压缩、市电电源、蓄电池或瓦斯来说,体积小、重量轻、携带运输方便,使用时安全可靠,且成本低廉,能为企业很好地节约成本,进而提高企业的经济效益。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明高压水泵的结构示意图;
图3为本发明中高压水泵的下泵体沿图2中A-A面的剖面示意图;
图4为本发明中高压水泵的下泵体进水阀的结构示意图;
图5为本发明中高压水泵的下泵体出水阀的结构示意图;
图6为本发明中高压水泵的下泵体抽气阀的结构示意图;
图7为本发明活塞机构的结构示意图;
图8为本发明中活塞机构的缸盖的结构示意图;
图9为本发明中活塞机构的缸盖的剖面示意图;
图10为本发明相变蓄热器与蒸汽动力发生器的结构示意图;
图11为本发明中蒸汽动力发生器的分流片的结构示意图;
图12为本发明中蒸汽动力发生器的挡流片的结构示意图;
图13为本发明中蒸汽动力发生器的柱体的结构示意图;
图14为本发明中蒸汽动力发生器的柱体与受热体的结构示意图。
具体实施方式
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
如图1所示,一种蒸汽射钉枪,包括手柄1、设置在手柄1上的机壳2、高压水泵3、活塞机构4、枪夹5以及第一底座6,机壳2与活塞机构4连接,活塞机构4的两端分别连接高压水泵3与第一底座6,枪夹5设置在第一底座6上对应活塞机构4的位置。
机壳2内设有相变蓄热器7以及蒸汽动力发生器8,蒸汽动力发生器8设置在相变蓄热器7的内部,蒸汽动力发生器8一端与高压水泵3通过第一供水管连接,另一端通过蒸汽喉管10与活塞机构4连接,高压水泵3还连接有供水装置11,供水装置11设置在手柄1的一侧,并通过第二供水管与高压水泵3连接。
如图2所示,高压水泵3包括敲击帽31、柱塞32、调节旋钮33、上泵体34、下泵体35以及法兰盘36,敲击帽31通过柱塞32与调节旋钮33活动连接,上泵体34、下泵体35和法兰盘36通过螺栓37固定连接在一起,柱塞32顶端与敲击帽31螺纹连接,下端依次穿过调节旋钮33、上泵体34进入下泵体35,并与下泵体35形成有腔体38,敲击帽31与调节旋钮33之间还设有柱塞复位弹簧39,柱塞复位弹簧39上端与敲击帽31固定连接,下端顶在调节旋钮33上方,按压或击打敲击帽31可使其相对于调节旋钮33上下移动,调节旋钮33的作用是通过上下调节改变柱塞32的行程,进而改变腔体38的体积,腔体38的体积越大,出水量也就越大,能够为蒸汽动力发生器8提供更大的水量,进而产生更多蒸汽和更大的动力。
柱塞32与调节旋钮33之间设有导向套301,导向套301分别设有上部外螺纹和下部外螺纹,导向套301通过上部外螺纹与调节旋钮33连接,通过下部外螺纹与上泵体34连接,柱塞32与调节旋钮33之间还设有预紧弹簧302,其作用是给调节旋钮33一个向上的预紧力,增强调节旋钮33的手感。
柱塞32与上泵体34之间还设有用于提高二者同轴度的衬套303,衬套303采用聚四氟乙烯或尼龙制成,上泵体34与下泵体35、衬套303与下泵体35之间分别设有密封圈以实现高压水泵的密封。
如图3所示,下泵体35内还设有进水阀351、出水阀352以及抽气阀353,进水阀351、出水阀352和抽气阀353在下泵体35内的同一平面上呈Y型分布设置。
下泵体35上对应进水阀351的末端设有进水通道354,对应出水阀352的末端设有出水通道355,对应抽气阀353的末端设有抽气通道356,进水通道354、出水通道355以及抽气通道356均与下泵体35内的腔体38连通。
如图4所示,进水阀351包括设有进水通道3514的进水阀座3511、设置在进水阀座3511内的进水阀芯3512和阀芯复位弹簧3513,进水阀座3511通过阀芯复位弹簧3513将进水阀芯3512顶住进水通道3514以密封进水阀351。进水阀351为单向阀,水流只能从外部经过进水阀351进入腔体38。
如图5所示,出水阀352包括设有出水通道3524的出水阀体3521、设置在出水阀体3521内的限位杆3522和限位杆复位弹簧3523,出水阀352一端还设有出水阀套3525以及设置在出水阀套3525内的出水阀芯3526,出水阀芯3526设有缺口3527。当出水时,出水阀芯3526向前推动限位杆3522,水流从缺口3527进入出水阀体3521并从出水通道3524排出。出水阀352为单向阀,水流只能从腔体38经过出水阀352流向外部。
如图6所示,抽气阀353包括设有抽气通道3534的抽气阀体3531、设置在抽气阀体3531内的抽气阀芯3532和压紧弹簧3533,抽气阀芯3532通过压紧弹簧3533顶住抽气通道3534以密封抽气阀353。抽气阀352为单向阀,腔体38内的空气只能在外力作用下被释放出去,例如,可以利用抽气装置把腔体38内的空气抽出。
当然,上述进水阀351、出水阀352以及抽气阀353的结构并不仅限于此,任何能够实现相应功能的现有技术都是可以的。
如图7所示,活塞机构4包括活塞体41以及设置在活塞体41上方的弹簧复位装置42,活塞体41包括缸盖411、缸体412以及活塞片413,缸盖411设置在缸体412的上方,活塞片413设置在缸体412内并与活塞体41上方的弹簧复位装置42连接,活塞片413下方通过螺纹与枪夹5的撞针51连接,缸体412底端还设有用于减缓活塞片413冲击的缓冲块414,缓冲块414采用橡胶或尼龙材料制作。
弹簧复位装置42包括连接块421、拉杆422、复位弹簧423以及支架424,复位弹簧423可以采用扭转弹簧、多股螺旋弹簧或其他现有技术,其两端分别连接连接块421与支架424,连接块421下方通过螺纹连接拉杆422,支架424固定连接在活塞体41的缸盖411上,拉杆422下端穿过缸盖411伸入活塞缸体412内。
如图8和图9所示,缸盖411包括盖体4111、阀片4112、排气口4113以及加油嘴4114,阀片4112通过固定螺母4115设置在盖体4111的排气孔4116上,排气口4113与排气孔4116连通。初始状态下,阀片4112位于排气孔4116上方并呈开启状态;当受到来自缸体412的内部压力时,阀片4112会封闭排气孔4116,压力消失时再次开启。排气口4113和加油嘴4114设置在盖体4111的外圆周上,盖体4111内还设有辅助加热棒4117,其作用是对缸体412内的气体进行预热,提高蒸汽压缩效果,增大压力,以应对寒冷天气导致活塞压力不足的问题。加油嘴4114为单向阀,其结构采用现有技术即可实现。
如图10所示,相变蓄热器7包括壳体71、相变材料体72以及四个加热装置73,壳体71由耐热耐腐蚀的钢材料制成,壳体71的外表面还覆盖有气凝胶材质的隔热层76。相变材料体72填充在壳体71内,加热装置73穿过壳体71并被包裹在相变材料体72内,相变蓄热器7还设有温度传感器74和温度控制器75,温度传感器74一端设置在相变材料体72内,另一端与设置在壳体71外部的温度控制器75通过导线连接,加热装置73也通过导线与温度控制器75连接。其中,相变材料体72为纯铝块,加热装置73为电加热棒,包括电阻丝731以及包裹在电阻丝731外表面的耐热钢加热套732。
蒸汽动力发生器8设置在相变蓄热器7内,相变材料体72与蒸汽动力发生器8之间还设有耐热钢受热套77。蒸汽动力发生器8包括受热体81,以及设置在受热体81内的螺塞82、分流片83、挡流片84、柱体85、第二底座86以及多孔性材料体87,受热体81将相变蓄热器7的热量传递给柱体85和多孔性材料体87。螺塞82通过螺纹连接在受热体81的前端,螺塞82依次连接分流片83和挡流片84,挡流片84与柱体85连接,柱体85与第二底座86连接,第二底座86的另一端连接多孔性材料体87,螺塞82还连接有进水管88,水流通过进水管88流向分流片83和挡流片84。
这里需要指出的是,即使没有相变蓄热器7,直接用其他任何加热装置或热源给蒸汽动力发生器8加热也是一样可以实现其功能的。
如图11所示,分流片83上设有多个导液槽831,水流从进水管88内进入该导液槽831。
如图12所示,挡流片84周边设有多个凸起841与凹槽842,凸起841外缘顶在受热体81的内壁上,导液槽831内的水流能够通过凹槽842流入柱体85的一侧。
如图13和图14所示,柱体85外圆周上设有若干细槽851,柱体85与受热体81之间还具有间隙852,来自分流片83与挡流片84的水流经过细槽851与间隙852受热达到高温饱和状态。其中,柱体85由导热性能较好的铜材料制成,细槽851的宽度和深度均小于1mm。
达到高温饱和状态的水流经过细槽851和间隙852快速射向多孔性材料体87,由于多孔性材料体87接收来自相变蓄热器的热量而具有超过400℃的温度,因此,当高温饱和状态的水流快速射向多孔性材料体87时,会快速蒸发汽化,变为高温高压的蒸汽,蒸汽经过蒸汽喉管10进入活塞缸体412内推动活塞片413运动。
多孔性材料体87采用良好的抗高温氧化性材料制造,只要能够导热就行,设计成为多孔状以增大热交换面积,提高蒸汽发生效率。
枪夹5采用现有技术,例如我司生产的型号为DFQ50II的地板枪枪夹。
本发明的工作过程为:
1、供水装置11通过第一供水管为高压水泵3提供水源,水流经过高压水泵3的进水阀351进入下泵体35的腔体38内;
2、用榔头击打敲击帽31,柱塞32快速向下运动,在强大的冲击力下,腔体38内的水快速通过出水阀352以及第二供水管输入到蒸汽动力发生器8内;
3、蒸汽动力发生器8将水转换为高压蒸汽,并通过蒸汽喉管10输送到活塞机构4内;
4、活塞片413在高压蒸汽的推动下高速运动,带动撞针51向下高速运动,将枪夹5内的钉子击打进入待钉物体内;
5、当活塞机构4完成射钉动作时,复位弹簧423向上拉动拉杆422以及活塞片413,使活塞片413复位以准备下次射钉动作。
本发明采用高压蒸汽作为动力源,将普通的液态水变为高压蒸汽,驱动活塞机构做功,进而驱动撞针将钉子钉入待钉物体内。由于采用蒸汽作为动力源,相对于空气压缩、市电电源、蓄电池或瓦斯来说,体积小、重量轻、携带运输方便,使用时安全可靠,且成本低廉,能为企业很好地节约成本,进而提高企业的经济效益。
本发明所需的电源可以是家庭或工业用的交流电,也可以由蓄电池提供。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种蒸汽射钉枪,包括手柄、设置在手柄上的机壳、高压水泵、活塞机构、枪夹以及第一底座,所述机壳与活塞机构连接,所述活塞机构的两端分别连接高压水泵与第一底座,所述枪夹设置在第一底座上对应活塞机构的位置;所述机壳内设有相变蓄热器以及蒸汽动力发生器,所述蒸汽动力发生器设置在相变蓄热器的内部,所述蒸汽动力发生器一端与高压水泵通过第一供水管连接,另一端通过蒸汽喉管与活塞机构连接,所述高压水泵还连接有供水装置,所述供水装置设置在手柄上,并通过第二供水管与高压水泵连接;其特征在于,所述高压水泵包括敲击帽、柱塞、调节旋钮、上泵体、下泵体以及法兰盘,所述敲击帽通过柱塞与调节旋钮活动连接,所述上泵体、下泵体和法兰盘通过螺栓固定连接在一起,所述柱塞顶端与敲击帽螺纹连接,下端依次穿过调节旋钮、上泵体进入下泵体,并与下泵体形成有腔体,所述敲击帽与调节旋钮之间还设有柱塞复位弹簧,所述柱塞复位弹簧上端与敲击帽固定连接,下端顶在调节旋钮上方。
2.根据权利要求1所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述活塞机构包括活塞体以及设置在活塞体上方的弹簧复位装置,所述活塞体包括缸盖、缸体以及活塞片,所述缸盖设置在缸体的上方,所述活塞片设置在缸体内并与活塞体上方的弹簧复位装置连接,所述缸体底端还设有用于减缓活塞片冲击的缓冲块,活塞片下方连接枪夹的撞针。
3.根据权利要求2所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述弹簧复位装置包括连接块、拉杆、复位弹簧以及支架,所述复位弹簧两端分别连接连接块与支架,所述连接块下方固定连接拉杆,所述支架固定连接在活塞体的缸盖上,所述拉杆下端穿过缸盖伸入缸体内。
4.根据权利要求3所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述相变蓄热器包括壳体、相变材料体以及多个加热装置,所述相变材料体填充在壳体内,所述多个加热装置穿过壳体并被包裹在相变材料体内,所述相变蓄热器还设有温度传感器和温度控制器,所述温度传感器一端设置在相变材料体内,另一端与设置在壳体外部的温度控制器通过导线连接,所述加热装置也通过导线与温度控制器连接。
5.根据权利要求4所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述蒸汽动力发生器包括受热体,以及设置在受热体内的螺塞、分流片、挡流片、柱体、第二底座以及多孔性材料体,螺塞通过螺纹连接在受热体的前端,螺塞依次连接分流片和挡流片,挡流片与柱体连接,柱体与第二底座的一端连接,第二底座的另一端连接多孔性材料体。
6.根据权利要求1或5所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述柱塞与调节旋钮之间设有导向套,所述导向套分别设有上部外螺纹和下部外螺纹,所述导向套通过上部外螺纹与调节旋钮连接,通过下部外螺纹与上泵体连接,所述柱塞与调节旋钮之间还设有预紧弹簧。
7.根据权利要求6所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述柱塞与上泵体之间还设有用于提高二者同轴度的衬套,所述上泵体与下泵体、衬套与下泵体之间分别设有密封圈。
8.根据权利要求7所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述下泵体内还设有进水阀、出水阀以及抽气阀,所述进水阀、出水阀和抽气阀在下泵体内的同一平面上呈Y型分布设置。
9.根据权利要求8所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述下泵体上对应进水阀的末端设有进水通道,对应出水阀的末端设有出水通道,对应抽气阀的末端设有抽气通道,所述进水通道、出水通道以及抽气通道均与下泵体内的腔体连通。
10.根据权利要求2所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述缸盖包括盖体、阀片、排气口以及加油嘴,所述阀片通过固定螺母设置在盖体的排气孔上,所述排气口和加油嘴设置在盖体的外圆周上,所述盖体内还设有辅助加热棒。
11.根据权利要求4所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述相变材料体内包裹有四个加热装置,所述加热装置为电加热棒,所述电加热棒包括电阻丝以及包裹在电阻丝外表面的加热套。
12.根据权利要求5所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述分流片上设有多个导液槽,所述挡流片的周边设有多个凸起与凹槽,凸起的外缘顶在受热体的内壁上。
13.根据权利要求12所述的蒸汽射钉枪,其特征在于,所述柱体的外圆周上设有若干细槽,柱体与受热体之间还具有间隙,所述细槽的宽度和深度均小于1mm。
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