CN108119441B - 一种气动脉冲气容定时系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动脉冲气容定时系统，包括过滤器、可调节流阀、工作气容及逻辑开关，还包括两位三通阀组、不可调节流阀、脉冲气容及快排阀，所述过滤器一端连接气源，另一端连接有五通插头，所述五通插头的其他插头分别与所述两位三通阀组的各输入端连接；所述两位三通阀组的输出端与所述可调节流阀输入端连接，所述可调节流阀输出端与所述快排阀输入端连接，所述快排阀输出端与所述脉冲气容输入端连接，所述脉冲气容输出端通过所述两位三通阀组、所述不可调节流阀与所述工作气容连接，所述工作气容与所述逻辑开关连接。与现有技术相比，本发明设计合理，能通过脉冲信号来控制气容充气的时间和频率，断续对气容充气，保证定时的准确性。

Description

一种气动脉冲气容定时系统

技术领域

本发明涉及气动设备技术领域，具体涉及一种气动脉冲气容定时系统。

背景技术

现有的气容定时系统由过滤器、可调节流阀、逻辑开关及工作气容组成。过滤器输出口与可调节流阀输入口相连，可调节流阀输出口与气容相连，气容与逻辑开关控制端相连。工作时，气体依次通过过滤器和可调节流阀进入气容，气容经过一段时间连续充气，内部气压达到预定值，由于气容与逻辑开关控制端相连，当气容内部气压达到预定值时，逻辑开关控制端动作，逻辑开关气流通道开启，定时结束，通过调节可调节流阀的通道缝隙可调整进入气容的气流量，进而控制气容内部气压达到预定值的时间，从而实现定时的目的。

这种气容定时系统使用广泛，但是在使用中也存在一些问题：按照目前一些使用气动定时系统的设备要求，单个气容的设定时间至少为10min，如果要满足单个气容10min的定时需要，可调节流阀的通道缝隙需要调节到非常狭窄，使用过程中热胀冷缩及气体内部细微杂质对通道缝隙的影响此种情况下就显得尤为明显，通道缝隙的细微变化最终将会极大影响定时的准确性；另外，因为可调节流阀的进气通道缝隙狭窄，进气量本身就非常小，而定时结束后，由于系统中排气结构缺陷，气容内的气体无法完全排出，存在部分残余，在定时系统下一次定时充气时，由于气容中残余气体的存在，导致定时系统的定时准确性受到很大影响；此外，如果想要将原气容定时系统单个气容定时时间增大到15min或者更长，此时只能通过调节“可调节流阀”减小通道缝隙或增大气容容积的方法实现，但由于此两种方法存在通道缝隙易堵塞或设备内部空间限制的问题，很难实现。

发明内容

为解决上述缺陷，本发明的目的是提供一种气动脉冲气容定时系统，改变传统的气容定时系统采用连续充气的方式，通过发出脉冲信号的方式来控制气容充气的时间和频率，断续对气容充气。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种气动脉冲气容定时系统，包括过滤器、可调节流阀、工作气容及逻辑开关，还包括两位三通阀组、不可调节流阀、脉冲气容及快排阀，所述过滤器一端连接气源，另一端连接有五通插头，所述五通插头的其他插头分别与所述两位三通阀组的各输入端连接；所述两位三通阀组的输出端与所述可调节流阀输入端连接，所述可调节流阀输出端与所述快排阀输入端连接，所述快排阀输出端与所述脉冲气容输入端连接，所述脉冲气容输出端通过所述两位三通阀组、所述不可调节流阀与所述工作气容连接，所述工作气容与所述逻辑开关连接；当工作气容内部压力达到逻辑开关控制端所需压力时，逻辑开关控制端动作，逻辑开关气流通道开启，定时结束；通过所述脉冲气容在定时时间过程中多次充气、排气过程产生的多组脉冲信号控制所述两位三通阀组的开启和关闭，对所述工作气容断续充气。

优选的是，所述两位三通阀组包括常闭两位三通阀NC1、常闭两位三通阀NC2、常开两位三通阀NO1及常开两位三通阀NO2，所述常闭两位三通阀NC1和常闭两位三通阀NC2的输入端、常开两位三通阀NO1的控制端及常开两位三通阀NO2的输入端分别与所述五通插头的其他端口连接。

所述脉冲气容输出端与所述常闭两位三通阀NC1的控制端连接，所述常闭两位三通阀NC1的输出端分别与所述常闭两位三通阀NC2的控制端和常开两位三通阀NO2的控制端连接，所述常闭两位三通阀NC2的输出端与所述不可调节流阀输入端相连，所述不可调节流阀输出端与所述工作气容连接。

本发明在工作时，气源通过过滤器进入五通接头，分别进入常闭两位三通阀NC1的输入端、常闭两位三通阀NC2的输入端、常开两位三通阀NO2的输入端及常开两位三通阀NO1的控制端，此时常开两位三通阀NO1的控制端处于关闭状态，气流从常开两位三通阀NO2的输出端进入可调节流阀输入端，从可调节流阀输出端进入快排阀的输入端，然后气流从快排阀的输出端进入脉冲气容，脉冲气容输出端连接常闭两位三通阀NC1的控制端，经过一段时间t充气，脉冲气容内压力达到一定压力值后（例如0.15MPa），常闭两位三通阀NC1的控制端动作，常闭两位三通阀NC1的输出端开启，常闭两位三通阀NC1的输出端气流进入常闭两位三通阀NC2的控制端和常开两位三通阀NO2的控制端，引起常闭两位三通阀NC2的控制端和常开两位三通阀NO2的控制端动作，导致常闭两位三通阀NC2的输出端开启和常开两位三通阀NO2的输出端关闭，此时一方面气流通过常闭两位三通阀NC2的输出端进入工作气容，工作气容进行充气，另一方面，常开两位三通阀NO2的输出端不再输出气流，脉冲气容停止充气，通过快排阀完成脉冲气容短时间（例如0.2s）排气过程，压力下降，与脉冲气容相连的常闭两位三通阀NC1的控制端复位，常闭两位三通阀NC1的输出端无气流流出，进而常闭两位三通阀NC2的控制端复位，输出端关闭，常开两位三通阀NO2的控制端复位，输出端开启，此时一方面常闭两位三通阀NC2的输出端无气流输出，工作气容充气结束，另一方面，常开两位三通阀NO2的输出端输出气流，脉冲气容再次充气，进入下一个脉冲周期，经过多个充气放气周期，当工作气容压力达到逻辑开关控制端所需压力时（例如2.0MPa），逻辑开关控制端动作，逻辑开关气流通道开启，定时结束；通过调节可调节流阀的通道缝隙，调整脉冲气容充气时间，进而调整工作气容的充气时间，最终实现设定定时时间的目的。

本发明通过将气源气体依次通过过滤器、两位三通阀、快排阀和可调节流阀进入脉冲气容，脉冲气容通过充气排气过程产生脉冲信号控制两位三通阀组的开启和关闭，进而对工作气容断续充气，工作气容经过一段时间断续充气，气容内部气压达到预定值，工作气容与逻辑开关控制端相连，逻辑开关控制端动作，逻辑开关气流通道开启，定时结束。

本发明的有益效果是：通过脉冲气容产生可控的脉冲信号控制工作气容的充气时间和频率，达到定时目的，本发明的定时时间比原气容定时系统可调范围大很多，在可调节流阀通道缝隙相同情况下，和传统的气容定时系统相比，本发明的定时时间呈倍数放大，以放大16倍为例，传统气容定时系统单个气容定时时间为10min，如保持可调节流阀通道缝隙不变，此脉冲气容定时系统定时时间可达到160min；

此外，本发明在一个定时周期内可以多次调节“可调节流阀”，校准每个脉冲周期，因此可实现精确快速设定定时时间，不需要反复重启定时系统来校准定时时间；

另外，由于增加了快排阀和两位三通阀分别对脉冲气容和工作气容中气体进行排放，降低了气体的残余量，因此能够实现每个脉冲周期的一致性和最终定时的准确性；

最后，为了防止低气压对于设备和使用场所造成危害，本发明中的工作气容并联1个两位三通阀，当出现低气压时，工作气容通过并联的两位三通阀排气，进而实现系统自动复位，定时重新开始的功能，从而保证了定时时间内设备有效工作时间；

鉴于本发明具有定时时间放大的功能，一方面，相同定时时间下，本发明相比传统气容定时系统的可调节流阀的通道缝隙更宽，大大降低了通道堵塞的风险，另一方面，不需要过大容积的气容也可实现较长时间定时功能，气容可以实现小型化，从而解决了长时间定时气容容积无法增大的空间限制。

与现有技术相比，本发明适用范围广泛，定时时间可调范围大，准确性高，能通过脉冲信号来控制气容充气的时间和频率，断续对气容充气，实现准确定时的目的。

附图说明

下面根据附图及实施例，对本发明的结构和特征作进一步描述。

图1为本发明的结构示意图。

图2是本发明的气路工作原理示意图。

图3是本发明现有技术的结构示意图。

附图1、图2及图3中，1.工作气容，2.脉冲气容，3.常闭两位三通阀NC1，4.常开两位三通阀NO1，5.常闭两位三通阀NC2，6.常开两位三通阀NO2，7.气管，8.快排阀，9.可调节流阀，10.五通插头，11.过滤器，12.气源入口，13.逻辑开关，14.不可调节流阀。

具体实施方式

参看附图1和图2是本发明的一种实施例。

一种气动脉冲气容定时系统，包括过滤器11、可调节流阀9、工作气容1及逻辑开关13，还包括两位三通阀组、不可调节流阀14、脉冲气容2及快排阀8，所述过滤器11一端连接气源，另一端连接有五通插头10，所述五通插头10的其他插头分别与所述两位三通阀组的各输入端连接；所述两位三通阀组的输出端与所述可调节流阀9输入端连接，所述可调节流阀9输出端与所述快排阀8输入端连接，所述快排阀8输出端与所述脉冲气容2输入端连接，所述脉冲气容2输出端通过所述两位三通阀组、所述不可调节流阀14与所述工作气容1连接，所述工作气容1与所述逻辑开关13连接，当工作气容1达到逻辑开关13控制端所需压力时，逻辑开关13输出端输出气流；通过所述脉气容2在工作过程中产生的脉冲信号控制所述两位三通阀组的开启和关闭，对所述工作气容1断续充气。

优选的是，所述两位三通阀组包括常闭两位三通阀NC1、常闭两位三通阀NC2、常开两位三通阀NO1及常开两位三通阀NO2，所述常闭两位三通阀NC1和常闭两位三通阀NC2的输入端、常开两位三通阀NO1的控制端及常开两位三通阀NO2的输入端分别与所述五通插头10的其他端口连接。

所述脉冲气容2输出端与所述常闭两位三通阀NC1的控制端连接；所述常闭两位三通阀NC1的输出端分别与所述常闭两位三通阀NC2的控制端和常开两位三通阀NO2的控制端连接，所述常闭两位三通阀NC2的输出端通过所述不可调节流阀14与所述工作气容1连接。

本发明的实施例在工作时，气源通过过滤器进入五通接头，分别进入常闭两位三通阀NC1的P输入端、常闭两位三通阀NC2的P输入端、常开两位三通阀NO2的P输入端及常开两位三通阀NO1的Z控制端，此时常开两位三通阀NO1的Z控制端处于关闭状态，气流从常开两位三通阀NO2的A输出端进入可调节流阀P输入端，从可调节流阀A输出端进入快排阀的P输入端，然后气流从快排阀的A输出端进入脉冲气容，脉冲气容A输出端连接常闭两位三通阀NC1的Z控制端，经过一段时间t充气，脉冲气容内压力达到一定压力值后（例如0.15MPa），常闭两位三通阀NC1的Z控制端动作，常闭两位三通阀NC1的A输出端开启，常闭两位三通阀NC1的A输出端气流进入常闭两位三通阀NC2的Z控制端开启和常开两位三通阀NO2的Z控制端关闭，此时一方面气流通过常闭两位三通阀NC2的A输出端进入工作气容，工作气容进行充气，另一方面，常开两位三通阀NO2的A输出端不再输出气流，脉冲气容停止充气，通过快排阀完成脉冲气容短时间排气过程，压力下降，常闭两位三通阀NC1的Z控制端复位，常闭两位三通阀NC1的A输出端无气流流出，进而常闭两位三通阀NC2的Z控制端复位，A输出端关闭，常开两位三通阀NO2的Z控制端复位，A输出端开启，此时一方面常闭两位三通阀NC2的A输出端无气流输出，工作气容充气结束，另一方面，常开两位三通阀NO2的A输出端输出气流，脉冲气容再次充气，进入下一个脉冲周期，经过多个充气放气周期，当工作气容压力达到逻辑开关Z控制端所需压力时（例如2.0MPa），逻辑开关Z控制端动作，逻辑开关气流通道开启，定时结束；通过调节可调节流阀的通道缝隙，调整脉冲气容充气时间，进而调整工作气容的充气时间，最终实现设定定时时间的目的。

本发明的实施例通过将气源气体依次通过过滤器、两位三通阀、快排阀和可调节流阀进入脉冲气容，脉冲气容通过充气放气过程产生脉冲信号控制两位三通阀的开启和关闭，进而对工作气容断续充气，工作气容经过一段时间断续充气，气容内部气压达到预定值，与工作气容相连的逻辑开关Z控制端输入压力信号，逻辑开关气流通道打开，定时结束。据此可知，本发明适用范围广泛，定时时间可调范围大，准确性高，能通过脉冲信号来控制气容充气的时间和频率，断续对气容充气，实现准确定时的目的。

本发明在实际生产中主要使用在电机吹扫装置上，电机吹扫装置主要用于大型防爆电机，对于正压型防爆电机，在启动之前需要将电机内部爆炸性气体排出，吹扫装置在电机启动之前将普通气体通入电机内部用于排出爆炸性气体，吹扫时间一般为30min，吹扫30min后吹扫装置自动给出允许电机启动的信号，电机方可启动，30min的定时时间就是通过气动脉冲气容定时系统实现的。由于电机吹扫装置用于具有爆炸性气体或粉尘的场合，而且在吹扫气体流量不足情况下系统需要自动复位，重新开始定时，因此我们常见的电子定时（有爆炸隐患）和机械定时（低流量下无法自动复位）方法无法同时满足此要求，而本发明动力为纯气动，不存在爆炸隐患，使用气容定时低流量下自动复位，对于电机吹扫装置对定时的两方面要求都能够满足。

此外，本发明经过简单改进可以做成脉冲发生装置，用于气动零部件疲劳试验，实现整个疲劳试验流程的自动化。

以上所描述的仅为本发明的较佳实施例，上述具体实施例不是对本发明的限制，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种气动脉冲气容定时系统，包括过滤器、可调节流阀、工作气容及逻辑开关，其特征在于：还包括两位三通阀组、不可调节流阀、脉冲气容及快排阀，所述过滤器一端连接气源，另一端连接有五通插头，所述五通插头的其他插头分别与所述两位三通阀组的各输入端连接；所述两位三通阀组的输出端与所述可调节流阀输入端连接，所述可调节流阀输出端与所述快排阀输入端连接，所述快排阀输出端与所述脉冲气容输入端连接，所述脉冲气容输出端通过所述两位三通阀组、所述不可调节流阀与所述工作气容连接，所述工作气容与所述逻辑开关连接；当工作气容内部压力达到逻辑开关控制端所需压力时，逻辑开关控制端动作，逻辑开关气流通道开启，定时结束；通过所述脉冲气容在定时时间过程中多次充气、排气过程产生的多组脉冲信号控制所述两位三通阀组的开启和关闭，对所述工作气容断续充气。

2.根据权利要求1所述的气动脉冲气容定时系统，其特征在于：所述两位三通阀组包括常闭两位三通阀NC1、常闭两位三通阀NC2、常开两位三通阀NO1及常开两位三通阀NO2，所述常闭两位三通阀NC1和常闭两位三通阀NC2的输入端、常开两位三通阀NO1的控制端及常开两位三通阀NO2的输入端分别与所述五通插头的其他端口连接。

3.根据权利要求2所述的气动脉冲气容定时系统，其特征在于：所述脉冲气容输出端与所述常闭两位三通阀NC1的控制端连接，所述常闭两位三通阀NC1的输出端分别与所述常闭两位三通阀NC2的控制端和常开两位三通阀NO2的控制端连接，所述常闭两位三通阀NC2的输出端与所述不可调节流阀输入端相连，所述不可调节流阀输出端与所述工作气容连接。