CN107956677B - 一种抽气装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种抽气装置及方法，包括正压气缸、气压阀门、负压气缸、喷射泵、流量调配装置和抽风管道。本发明通过正压气缸、气压阀门和负压气缸的配合及喷射泵和负压气缸的配合，实现两级抽气和效果增强，从而能够更有效地解决船舶舱室粉尘收集系统中抽风管道的吸气效果较弱、舱室内设备被粉尘污染、故障率高、不可维修和成本高的问题。

Description

一种抽气装置及方法

技术领域

本发明涉及船舱室内抽气装置，特别是涉及一种抽气装置及方法。

背景技术

船舶舱室建造过程中，烧焊、打磨、油漆阶段粉尘浓度较高，为保障作业人员的职业健康安全，需要及时将粉尘浓度降低并将粉尘收集处理。目前的处理方式主要为三种：在舱室内放置抽风机，并通过薄膜风管或其他软风管将抽取粉尘输送到舱室外；在气动打磨机磨盘上方自带粉尘抽吸罩；在舱室外布置抽风机，然后通过软管将抽风口引入到舱室内部；以上方法虽然可以在一定程度上减轻粉尘浓度，但是成本都较高，抽风效果弱，无法避免较多粉尘对舱室内设备的污染。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供的一种抽气装置，能够更有效地解决船舶舱室粉尘收集系统中抽风管道的吸气效果较弱、舱室内设备被粉尘污染、故障率高、不可维修和成本高的问题。

基于此，本发明的技术方案：一种抽气装置，包括正压气缸、气压阀门、负压气缸、喷射泵、流量调配装置和抽风管道；

所述流量调配装置设有进气口、第一出气口和第二出气口，所述流量调配装置的进气口与外界连通，所述流量调配装置的第一出气口与所述正压气缸的进气口连通，所述流量调配装置的第二出气口与所述喷射泵的进气口连通；

所述气压阀门连接于所述正压气缸和所述负压气缸之间，所述喷射泵设有吸气口，所述气压阀门的进气口用于与粉尘产生装置相连接，所述气压阀门的出气口与所述负压气缸的进气口连通，所述负压气缸的出气口与所述喷射泵的吸气口连通，所述喷射泵的出气口与所述抽风管道连通。

进一步的，还包括金属网板，且所述正压气缸、所述气压阀门、所述负压气缸、所述喷射泵、所述流量调配装置和所述抽风管道都用扎带固定在所述金属网板上。

进一步的，所述气压阀门的出气口与所述负压气缸的进气口之间、所述负压气缸的出气口与所述喷射泵的吸气口之间均通过软管连通。

进一步的，所述正压气缸包括第一气缸缸体、第一活塞和弹簧安全阀，所述第一活塞设于所述第一气缸缸体内，所述第一气缸缸体设有泄压口，所述弹簧安全阀位于所述泄压口处；

所述气压阀门包括阀体、连接活塞、第一连杆和第二连杆，所述连接活塞位于所述阀体内，所述第一连杆的第一端和第二连杆的第一端均与所述连接活塞相连接；

所述负压气缸包括第二气缸缸体和第二活塞，所述第二活塞位于所述第二气缸缸体内；

所述第一连杆的第二端伸入所述第一气缸缸体内并与所述第一活塞连接，所述第二连杆的第二端伸入所述第二气缸缸体内并与所述第二活塞连接；

所述连接活塞和所述第二气缸缸体的外壁之间设置有弹簧，且所述弹簧套在所述第二连杆外。

进一步的，所述第一气缸缸体包括有第一气缸盖，所述第二气缸缸体包括有第二气缸盖，所述第一气缸盖和所述第二气缸盖相对设置，所述第一连杆的第二端穿过所述第一气缸盖后与所述第一活塞连接，所述第二连杆的第二端穿过所述第二气缸盖后与所述第二活塞连接。

进一步的，所述喷射泵包括喷嘴、吸入室、混合管、扩散管、吸气管和压出管，所述喷嘴第一端为所述喷射泵的进气口，所述喷嘴的第二端穿入所述吸入室内，且所述喷射泵的吸气口开设于所述吸入室，所述混合管设于所述吸入室和所述扩散管之间，且所述压出管与所述扩散管连通。

进一步的，所述流量调配装置包括三通阀和流量调节阀，所述三通阀的三个通口分别构成所述流量调配装置的进气口、第一出气口和第二出气口，且所述三通阀的第一出气口和第二出气口处分别设有所述流量调节阀。

另外，本发明还提供了一种通过上述的抽气装置的抽气方法，包括以下步骤：

流量调配装置将压缩空气进行调节后经喷射泵的进气口输入喷射泵内；

流量调配装置将另一部分压缩空气经调节后输入到正压气缸内，使气压阀门的出气口与负压气缸的进气口之间的连通通路打开，并将粉尘气体吸入到负压气缸中，喷射泵通过其吸气口再将进入负压气缸的所述粉尘气体通过负压气缸的挤压作用和喷射泵的吸入作用输送到喷射泵内；

喷射泵将其吸气口吸入的粉尘气体和进气口进入的压缩空气进行混合，再将所述混合气体输送给抽风管道。

实施本发明实施例，具有以下有益效果：

1、本发明中，通过正压气缸、气压阀门和负压气缸的配合及喷射泵和负压气缸的配合，实现两级抽气和效果增强，从而能够更有效地解决船舶舱室粉尘收集系统中抽风管道的吸气效果较弱、故障率高、不可维修和成本高的问题；另外气压阀门进气口与制造粉尘的装置直接连接，实现粉尘就地抽吸，做到从源头上处理，更好地避免了船舱室内设备被污染的情况。

2、本发明中，喷射泵将其吸气口吸入的粉尘气体和进气口进入的压缩空气进行混合，经过混合后的气体输送给抽风管道，进而对抽风管道的抽气效果起到增强作用，更有效的降低粉尘浓度，节约成本。

附图说明

图1为本发明实施例所述抽气装置的整体示意图。

图2为本发明实施例所述抽气增强前，所述正压气缸、所述气压阀门和所述负压气缸的结构示意图。

图3为本发明实施例所述抽气增强时，所述正压气缸、所述气压阀门和所述负压气缸的结构示意图。

图4为本发明实施例所述喷射泵的结构示意图。

图5为本发明实施例所述流量调配装置的结构示意图。

附图标记说明：

其中，1、正压气缸，11、第一气缸缸体，12、第一活塞，13、第一气缸盖，14、弹簧安全阀，15、气体进口，2、气压阀门，21、阀体，22、连接活塞，23、第一连杆，24、弹簧，25、第一密封胶圈，26、紧固螺母，27、气体吸入口，28、第二连杆，29、气体输出口，3、负压气缸，31、第二气缸缸体，32、第二活塞，33、第二气缸盖，34、第二密封胶圈，35、气体进入口，36、气体排出口，4、喷射泵，41、喷嘴，42、吸入室，43、混合管，44、扩散管，45、吸气管，46、压出管，47、气体入口，48、吸气口，49、气体流出口，5、流量调配装置，51、三通阀，52、流量调节阀，53、进气口，54、第一出气口，55、第二出气口，6、抽风管道，7、金属网板，8、软管。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图和实施例，对本发明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。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

结合图1所示，本实施例提供一种抽气装置，包括正压气缸1、气压阀门2、负压气缸3、喷射泵4、流量调配装置5和抽风管道6，流量调配装置5设有进气口53、第一出气口54和第二出气口55，流量调配装置的进气53口与外界连通，流量调配装置的第一出气口54与正压气缸的进气口(即气体进口15)连通，流量调配装置的第二出气口55与喷射泵的进气口(即气体入口47)连通；气压阀门2连接于正压气缸1和负压气缸3之间，喷射泵4设有吸气口48，气压阀门的进气口(即气体吸入口27)用于与粉尘产生装置相连接，气压阀门的出气口(即气体输出口29)与负压气缸的进气口(即气体进入口35)连通，负压气缸的出气口(即气体排出口36)与喷射泵的吸气口(即吸气口48)连通，喷射泵的出气口(即气体流出口49)与抽风管道6连通。

本实施例通过正压气缸1、气压阀门2和负压气缸3的配合及喷射泵4和负压气缸3的配合，实现两级抽气和效果增强，从而更有效地解决船舶舱室粉尘收集系统中抽风管道6的吸气效果较弱、故障率高、不可维修和成本高的问题；另外气压阀门2的进气口与制造粉尘的装置直接连接，实现粉尘就地抽吸，做到从源头上处理，更好地避免了船舱室内设备被污染的情况，同时该抽气装置所有部件均为机械部件，避免了电气控制结构元器件在粉尘气体环境中易故障的情况，且所述机械部件均可灵活拆装，重复利用，便于维修和定期清洗。

其中，还包括金属网板7，且正压气缸1、气压阀门2、负压气缸3、喷射泵4、流量调配装置5和抽风管道6都用扎带固定在金属网板7上。

气体输出口29与气体进入口35之间、气体排出口36与吸气口48之间均通过软管8连通。

结合图2和图3所示，正压气缸1包括第一气缸缸体11、第一活塞12和弹簧安全阀14，，第一活塞12设于第一气缸缸体11内，第一气缸缸体11设有泄压口，弹簧安全阀14位于所述泄压口处；气压阀门2包括阀体21、连接活塞22、第一连杆23和第二连杆28，连接活塞22位于阀体21内，第一连杆23的第一端和第二连杆28的第一端均与连接活塞22相连接；负压气缸3包括第二气缸缸体31和第二活塞32，第二活塞32位于第二气缸缸体31内。其中，第一连杆23的第二端伸入第一气缸缸体11内并与第一活塞12连接，第二连杆28的第二端伸入第二气缸缸体31内并与第二活塞32连接；连接活塞22和第二气缸缸体31的外壁之间设置有弹簧24，且弹簧24套在第二连杆28外。第一气缸缸体11上设有第一气缸盖13，第二气缸缸体31上设有第二气缸盖33，第一气缸盖13和第二气缸盖33相对设置，第一连杆23的第二端穿过第一气缸盖13后与第一活塞12连接，第二连杆28的第二端穿过第二气缸盖33后与第二活塞32连接；连接活塞22内设有第一密封胶圈25，第二气缸盖33内设有第二密封胶圈34；第一密封胶圈25和第二密封胶圈34均为两头厚、中间薄的结构，能够有效保证密封胶圈在移动的过程中不易松脱，起到良好且稳定的密封效果。

结合图4所示，喷射泵4包括喷嘴41、吸入室42、混合管43、扩散管44、吸气管45和压出管46，喷嘴41第一端为气体入口47，喷嘴41的第二端穿入吸入室42内，且喷射泵的吸气口48开设于吸入室42上，混合管43设于吸入室42和扩散管44之间，且压出管46与扩散管44连通。具体的，压缩空气从气体入口47进入，并以很高的速度由喷嘴41喷入吸入室42内，在吸入室42内形成负压，与外部粉尘气体形成气压差，其中所述外部粉尘气体经吸气口48进入吸气管45再进入吸入室42内，所述压缩空气和所述外部粉尘气体进入吸入室42后，然后进入混合管43，在混合管43中高能量的压缩空气和所吸入低能量的外部气体充分混合，能量相互交换，速度也逐渐一致，所述混合气体进入扩散管44后，经压出管46送出。

结合图5所示，流量调配装置5包括三通阀51和流量调节阀52，三通阀51的三个通口分别构成述流量调配装置的进气口53、第一出气口54和第二出气口55，在流量调配装置的第一出气口54和第二出气口55处分别设有流量调节阀52。通过调节流量调节阀52，可控制流量调配装置的第一出气口54和第二出气口55的压缩空气流量及是否同时将所述压缩空气送入到喷射泵4和正压气缸1内。

另外，本发明还提供了一种通过上述的抽气装置进行抽气的方法，包括以下步骤：

流量调配装置5将压缩空气进行调节后经气体入口47输入到喷射泵4内；

流量调配装置5将另一部分压缩空气经调节后送入正压气缸1内，使气体输出口29与气体进入口35之间的连通通路打开，并将粉尘气体吸入到负压气缸3内，喷射泵4通过吸气口48再将进入负压气缸3的粉尘气体通过负压气缸3的挤压作用和喷射泵4的吸入作用输送到喷射泵4内。具体的，喷射泵4通过吸气口48将进入负压气缸3的所述粉尘气体通过第二活塞32的挤压作用和喷射泵4的吸入作用输送到吸入室42内；

喷射泵4将其吸气口48吸入的所述粉尘气体和进气口进入的压缩空气进行混合，再将所述混合气体输送给抽风管道6。

下表为本实施例所述的一个周期t1+t2+t3内各部件状态变化对照表。

结合上表所示，所述抽气装置以压缩空气进入到流量调配装置5为0时刻，从0时刻开始，经过流量调配装置5的第一出气口54输出的压缩空气经气体进口15进入正压气缸1内，正压气缸1内的气压开始上升，连接活塞22开始受到两个力的作用，第一个为向上的力，来自于弹簧24，第二个为向下的力，来自于正压气缸1和负压气缸3内开始形成的气压差，且气压差在不断增大，随着气压差的不断增大，连接活塞22开始向负压气缸3的一端移动，从而推动负压气缸3内气体经吸气口48进入喷射泵4的吸气管45内，即第一级抽气效果增强开始。同时，从0时刻开始，经过流量调配装置5的第二出气口55输出的压缩空气经气体入口47进入喷射泵4的吸入室42内，此时负压气缸3的进气口35被密封，负压气缸3与吸入室42形成一个整体密闭负压腔，从而对喷射泵4的抽气效果进行了加强，喷射泵4和负压气缸3的组合对抽气管道6的抽气进行了增强，即第二级抽气效果增强开始。

经过时间t1以后，即在t1时刻，连接活塞22向下移动使气压阀门2打开，气压阀门2与负压气缸3连通并形成气压差，气体被吸入到负压气缸3后，第二活塞32向下运动推动气体进入喷射泵4，即为对抽风管道6的第一级抽气效果增强；t1时刻负压气缸3内气压达到最低负压点；从t1时刻开始，正压气缸1内气压继续升高，负压气缸3内气压从最低负压点缓慢回升，气压阀门2保持打开状态，气压阀门2的进气口继续抽气。

再经过t2时间，即在t1+t2时刻，正压气缸1内压力与弹簧安全阀14的释放压力相等，正压气缸1内气压开始下降，负压气缸3内气压继续回升，气压阀门2保持打开状态；从t1+t2时刻开始，正压气缸1内气压继续下降，负压气缸3内气压继续回升，连接活塞22开始向正压气缸1的一端移动。

再经过t3时间，即在t1+t2+t3时刻，正压气缸1内气压下降至弹簧安全阀14的关闭压力，弹簧安全阀14停止泄放压力，正压气缸1压力停止下降，连接活塞22回到最上端位置，气压阀门2关闭，则气压阀门2的进气口停止抽气。基于此，为使连接活塞22在t1+t2+t3时刻回到最上端位置，需使弹簧安全阀14关闭的压力和大气压力的总和要小于弹簧24向上的作用力，因此弹簧安全阀14的关闭压力应尽可能小。同时，在t1+t2+t3时刻，弹簧安全阀14关闭，连接活塞22回到最上端位置，气压阀门2关闭，气体吸入口27停止抽气，回到和0时刻相同的状态。

所述抽气装置在下一个t1+t2+t3周期内，重复0～t1+t2+t3时间内的过程，依次往复进行周期性抽气增强；在每个周期里，t1～t1+t2+t3时间段内气压阀门2打开，0～t1时间段内气压阀门2关闭；尽量减小t1时长占t1+t2+t3的比例，可增强抽气效果，调节弹簧安全阀14使其泄放压力比关闭压力尽可能的大，使正压气缸1容积比负压气缸3容积小，使进入喷射泵4的压缩空气流量比进入正压气缸1的压缩空气流量大；另外在满足要求的情况下，选择作用力尽可能小的弹簧24，可使正压气缸1内的活塞面积大于负压气缸3内的活塞面积。

综上，上述实施例所提供的抽气装置及方法，通过正压气缸1、气压阀门2和负压气缸3的配合及喷射泵4和负压气缸3的配合，实现两级抽气和效果增强，从而更有效地解决船舶舱室粉尘收集系统中抽风管道的吸气效果较弱、舱室内设备被粉尘污染、故障率高、不可维修和成本高的问题。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种抽气装置，其特征在于，包括正压气缸、气压阀门、负压气缸、喷射泵、流量调配装置和抽风管道；

所述流量调配装置设有进气口、第一出气口和第二出气口，所述流量调配装置的进气口与外界连通，所述流量调配装置的第一出气口与所述正压气缸的进气口连通，所述流量调配装置的第二出气口与所述喷射泵的进气口连通；

所述气压阀门连接于所述正压气缸和所述负压气缸之间，所述喷射泵设有吸气口，所述气压阀门的进气口用于与粉尘产生装置相连接，所述气压阀门的出气口与所述负压气缸的进气口连通，所述负压气缸的出气口与所述喷射泵的吸气口连通，所述喷射泵的出气口与所述抽风管道连通。

2.如权利要求1所述的抽气装置，其特征在于，还包括金属网板，且所述正压气缸、所述气压阀门、所述负压气缸、所述喷射泵、所述流量调配装置和所述抽风管道都用扎带固定在所述金属网板上。

3.如权利要求1所述的抽气装置，其特征在于，所述气压阀门的出气口与所述负压气缸的进气口之间、所述负压气缸的出气口与所述喷射泵的吸气口之间均通过软管连通。

4.如权利要求1所述的抽气装置，其特征在于，所述正压气缸包括第一气缸缸体、第一活塞和弹簧安全阀，所述第一活塞设于所述第一气缸缸体内，所述第一气缸缸体设有泄压口，所述弹簧安全阀位于所述泄压口处；

所述气压阀门包括阀体、连接活塞、第一连杆和第二连杆，所述连接活塞位于所述阀体内，所述第一连杆的第一端和第二连杆的第一端均与所述连接活塞相连接；

所述负压气缸包括第二气缸缸体和第二活塞，所述第二活塞位于所述第二气缸缸体内；

所述第一连杆的第二端伸入所述第一气缸缸体内并与所述第一活塞连接，所述第二连杆的第二端伸入所述第二气缸缸体内并与所述第二活塞连接；

所述连接活塞和所述第二气缸缸体的外壁之间设置有弹簧，且所述弹簧套在所述第二连杆外。

5.如权利要求4所述的抽气装置，其特征在于，所述第一气缸缸体包括有第一气缸盖，所述第二气缸缸体包括有第二气缸盖，所述第一气缸盖和所述第二气缸盖相对设置，所述第一连杆的第二端穿过所述第一气缸盖后与所述第一活塞连接，所述第二连杆的第二端穿过所述第二气缸盖后与所述第二活塞连接。

6.如权利要求1所述的抽气装置，其特征在于，所述喷射泵包括喷嘴、吸入室、混合管、扩散管、吸气管和压出管，所述喷嘴第一端为所述喷射泵的进气口，所述喷嘴的第二端穿入所述吸入室内，且所述喷射泵的吸气口开设于所述吸入室，所述混合管设于所述吸入室和所述扩散管之间，且所述压出管与所述扩散管连通。

7.如权利要求1所述的抽气装置，其特征在于，所述流量调配装置包括三通阀和流量调节阀，所述三通阀的三个通口分别构成所述流量调配装置的进气口、第一出气口和第二出气口，且所述三通阀的第一出气口和第二出气口处分别设有所述流量调节阀。

8.一种如权利要求1至7任一项所述的抽气装置的抽气方法，其特征在于，包括以下步骤：

流量调配装置将压缩空气进行调节后经喷射泵的进气口输入喷射泵内；

流量调配装置将另一部分压缩空气经调节后输入到正压气缸内，使气压阀门的出气口与负压气缸的进气口之间的连通通路打开，并将粉尘气体吸入到负压气缸中，喷射泵通过其吸气口再将进入负压气缸的所述粉尘气体通过负压气缸的挤压作用和喷射泵的吸入作用输送到喷射泵内；

喷射泵将其吸气口吸入的粉尘气体和进气口进入的压缩空气进行混合，再将所述混合气体输送给抽风管道。

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