CN108202069B - 一种用于零件清洗机的气体动力装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于零件清洗机的气体动力装置，包括结构相同且相对连接的上导风壳和下导风壳；上导风壳和下导风壳构成装置壳体；旋转轴设置在装置壳体内，上端伸出上导风壳顶端连接零件清洗机；还包括设置在旋转轴上，安装方向相反的上叶轮和下叶轮；上叶轮设置在上导风壳内，下叶轮设置在下导风壳内；上导风壳连通上进气口，下导风壳连通下进气口；旋转轴上还设置有制动装置；还包括用于控制上进气口和下进气口空气流量的控制单元，控制单元还连接制动装置；本发明安全可靠、传动距离短，效率高、体积小、集成化程度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种气体动力装置，具体涉及一种用于零件清洗机的气体动力装置。
背景技术
现有的零件清洗机中普遍采用电机作为其旋转、翻转、平移的动力源；由于清洗液可导电，电机工作电压普遍为高压，加之清洗机工作时的旋转、翻转、平移等运动，致使清洗液飞溅；存在电机进水的安全隐患，危及设备及人员安全；现有的零件清洗机多采用对清洗箱进行密封、合理布置进排水口、在旋转轴和壳体的配合处使用密封圈、将电机安装在一密封盒内，或者将电机安装在离清洗液较远位置等方法来防止电机进水，保护设备及人员安全。
这种方法需要在旋转轴和壳体的配合处使用密封圈，对于竖直安装的转轴其密封效果较差；密封圈存在一定的使用寿命，且转轴的旋转速度较高会进一步缩短其寿命；对于连续工作的生产线，关停设备进行密封圈的更换势必会造成一定的经济损失；将电机安装在一密封盒内，不方便电机的检修且密封盒除遮拦外别无作用，浪费材料；将电机安装在离清洗液较远位置，势必会增加传动距离，增加传动的成本；过长的传动距离也会增加现场人员的安全隐患。
发明内容
本发明提供一种采用压缩空气作为动力源，不存在水与电接触的问题，安全可靠不需要防水与绝缘问题的用于零件清洗机的气体动力装置。
本发明采用的技术方案是：一种用于零件清洗机的气体动力装置，包括结构相同且相对连接的上导风壳和下导风壳；上导风壳和下导风壳构成装置壳体；旋转轴设置在装置壳体内，上端伸出上导风壳顶端连接零件清洗机；还包括设置在旋转轴上，安装方向相反的上叶轮和下叶轮；上叶轮设置在上导风壳内，下叶轮设置在下导风壳内；上导风壳连通上进气道，下导风壳连通下进气道；旋转轴上还设置有制动装置；还包括用于控制上进气道和下进气道空气流量的控制单元，控制单元连接制动装置。
进一步的，所述制动装置包括制动盘和气爪；制动盘通过花键连接旋转轴；气爪同时连接控制单元和制动盘。
进一步的，所述控制单元包括压缩空气通过阀门Q1和与其连接的气源处理单元K1；气源处理单元K1同时连接三位五通阀Q2的1口和二位五通阀Q3的1口；三位五通阀Q2的2口连接反转流量调节阀R2的2口，其4口连接正转流量调节阀R1的2口，其3口和5口连通大气；正转流量调节阀R1的1口连接上进气道，反转流量调节阀R2的1口连接下进气道；二位五通阀Q3的2口连接气爪的张开进气口，其4口连接气爪的夹紧进气口，其3口和5口连通大气；正转流量调节阀R1设有从1口流向2口的单向旁通支路，反转流量调节阀R2设有从1口流向2口的单向旁通支路。
进一步的，所述上进气道和下进气道均垂直于旋转轴。
进一步的，所述上导风壳顶部为法兰安装面，底部设置有向外延伸的凸缘；凸缘用于连接上导风壳和下导风壳。
进一步的，所述旋转轴和上导风壳之间设置有上轴承；旋转轴和下导风壳之间设置有下轴承。
进一步的，所述上轴承和上导风壳之间接触部位设置有轴承座圈；下轴承和下导风壳之间接触部位设置有轴承座圈。
进一步的，所述上轴承和上叶轮之间设置有上套筒；下轴承和下叶轮之间设置有下套筒。
进一步的，所述上进气道一端连接固定板，另一端连接上导风壳；下进气道一端连接固定板，另一端连接下导风壳。
进一步的，所述上轴承和下轴承结构相同，且均为塑料止推轴承。
本发明的有益效果是：
（1）本发明采用压缩空气作为动力源，不存在水与电接触的问题，安全可靠，不用考虑防水与绝缘问题；
（2）本发明可集成安装在清洗机内部，不需要较长的传动装置，体积小、集成化程度高；
（3）本发明气体路线设计合理，正反转不会相互影响，效率高；
（4）本发明采用气爪作为制动夹紧装置，动力源统一，且夹紧力大、制动效能好。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明控制单元结构示意图。
图中：1-旋转轴，2-上导风壳，3-上轴承，4-上套筒，5-上叶轮，6-制动盘，7-下叶轮，8-下套筒，9-下轴承，10-下导风壳，11-控制单元，12-下进气道，13-气爪，14-上进气道，15-固定板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
如图1-2所示，一种用于零件清洗机的气体动力装置，包括结构相同且相对连接的上导风壳2和下导风壳10；上导风壳2和下导风壳10构成装置壳体；旋转轴1设置在装置壳体内，上端伸出上导风壳2顶端连接零件清洗机；还包括设置在旋转轴1上，安装方向相反的上叶轮5和下叶轮7；上叶轮5设置在上导风壳2内，下叶轮7设置在下导风壳10内；上导风壳2连通上进气道14，下导风壳10连通下进气道12；旋转轴1上还设置有制动装置；还包括用于控制上进气道14和下进气道12空气流量的控制单元11，控制单元11连接制动装置。
使用时，旋转轴1上部为外花键，用于与清洗机旋转部分连接，传递动力；旋转轴1也可以通过使用联轴器与需要动力的轴连接；旋转轴1与上叶轮5和下叶轮7配合段设置有键槽；上叶轮5和下叶轮7均通过平键装配于旋转轴1上，用于将气体的动能转变为旋转轴1转动的机械能；上叶轮5可将气体的动能转变为旋转轴1正转的机械能，下叶轮7可将气体的动能转变为旋转轴1反转的机械能；上叶轮5和下叶轮7完全相同。
进一步的，所述制动装置包括制动盘6和气爪13；制动盘6通过花键连接旋转轴1；气爪13同时连接控制单元11和制动盘6；旋转轴1上与制动盘6配合段设置有外花键；气爪13用于制动时夹紧制动盘6；控制单元可控制气流方向实现上叶轮5和下叶轮7的正反转；也可以通过皮带摩擦的方式实现制动。
进一步的，所述控制单元包括压缩空气通过阀门Q1和与其连接的气源处理单元K1；气源处理单元K1同时连接三位五通阀Q2的1口和二位五通阀Q3的1口；三位五通阀Q2的2口连接反转流量调节阀R2的2口，其4口连接正转流量调节阀R1的2口，其3口和5口连通大气；正转流量调节阀R1的1口连接上进气道14，反转流量调节阀R2的1口连接下进气道12；二位五通阀Q3的2口连接气爪13的张开进气口，其4口连接气爪13的夹紧进气口，其3口和5口连通大气；正转流量调节阀R1设有从1口流向2口的单向旁通支路，反转流量调节阀R2设有从1口流向2口的单向旁通支路。
进一步的，所述上进气道14和下进气道12均垂直于旋转轴1；气体从上进气道14或下进气道12进入上导风壳2或下导风壳10内，气流吹到上叶轮5或下叶轮7的叶片上，经过叶片的反射作用，将气流改变方向，沿旋转轴1方向吹出，其结构与飞机发动机结构类似；其气体还可以起到吹干零件的作用，避免零件被水浸湿。
进一步的，所述上导风壳2顶部为法兰安装面，底部设置有向外延伸的凸缘；凸缘用于连接上导风壳2和下导风壳10。
进一步的，所述旋转轴1和上导风壳2之间设置有上轴承3；旋转轴1和下导风壳10之间设置有下轴承9。
进一步的，所述上轴承3和上导风壳2之间接触部位设置有轴承座圈；轴承座圈可固定上轴承3外圈，并从上往下抵紧轴承外圈；下轴承9和下导风壳10之间接触部位设置有轴承座圈；轴承座圈固定下轴承9外圈，并从下往上抵紧轴承外圈。
进一步的，所述上轴承3和上叶轮5之间设置有上套筒4；上套筒4大端抵在上叶轮5小端面上，上套筒4小端抵在上轴承3内圈上；下轴承9和下叶轮7之间设置有下套筒8，下套筒8大端抵在下叶轮7小端面上，下套筒8小端抵在下轴承9内圈上。
进一步的，所述上进气道14一端连接固定板15，另一端连接上导风壳2；下进气道12一端连接固定板15，另一端连接下导风壳10；固定板15上设有与上进气道14和下进气道12相对应的气体流通孔；上进气道14与固定板15连接端设置有法兰面，与对应固定板15上的流通孔周围设有与法兰面对应的通孔，上进气道14与固定板15通过螺栓连接；下进气道12与固定板15连接端设置有法兰面，与对应固定板15上的流通孔周围设有与法兰面对应的通孔，下进气道12与固定板15通过螺栓连接。
进一步的，所述上轴承3和下轴承9结构相同，且均为塑料止推轴承；上轴承3和下轴承9均与旋转轴1过盈配合。
上导风壳2和下导风壳10结构相同，上导风壳2顶部法兰安装面上设置有通孔，用于在基体上安装该动力装置；上导风壳2底部的凸缘上设有通孔，用于连接上导风壳2和下导风壳10；下导风壳10底部设有法兰安装面，法兰安装面上设有通孔，用于在机体上安装该气体动力装置；下导风壳10顶部向外延伸形成凸缘，凸缘上设有通孔，用于连接上导风壳2；上导风壳2和下导风壳10之间通过螺栓连接。
本装置正转时通过控制单元控制具有一定压力的压缩空气通过上进气道14进入上导风壳2，带动上叶轮5顺时针旋转；通过调节进入上进气道14的空气流量即可实现无级调速；反转时，通过控制单元控制具有一定压力的压缩空气通过下进气道12进入下导风壳10，带动下叶轮7逆时针旋转；通过调节进入下进气道12的空气流量即可实现无极调速；上叶轮5和下叶轮7的转动带动旋转轴1旋转，从而带动清洗机运转
控制单元包括正反转支路和制动支路，正反转支路包括三位五通阀Q2、正转流量调节阀R1和反转流量调节阀R2；制动支路包括二位五通阀Q3，三位五通阀Q2和二位五通阀Q3连接气源处理单元K1，气源处理单元K1连接到压缩空气通过阀门Q1。
正转时，三位五通阀Q2的1口和4口接通，2口和3口接通，通过调节正转流量调节阀R1调节转速；由下叶轮7反转引起的下部倒流气体，通过下进气道12、反转流量调节阀R2和三位五通阀Q2流回大气；反转时，三位五通阀Q2的1口和2口接通，4口和5口接通，通过调节反转流量调节阀R2调节转速；由于上叶轮5反转引起的上部倒流气体，通过上进气道14、正转流量调节阀R1、三位五通阀Q2流回大气；制动时，二位五通阀Q3的1口和4口接通，2口和3口接通；正常工作时，二位五通阀Q3的1口和2口接通，4口和5口接通。
使用时，压缩空气经阀门Q1流入气源处理单元K1；正转时，压缩空气从三位五通阀Q2的1口流入，4口流出，再从正转流量调节阀R1的2口流入，1口流出，再流经上进气道14，进入上导风壳2，吹动上叶轮5，进而带动旋转轴1旋转，但是正转时，上导风壳2内的压缩空气会通过导风壳与叶轮之间的间隙流入下导风壳10，则下叶轮7反转会引起下部倒流气体，降低正转时的效率，所以此时倒流气体通过下进气道12，再通过反转流量调节阀R2，最后从三位五通阀Q2的2口流入，经3口流回大气，从而避免了倒流气体不能流出而降低正转时的转速；反转时，压缩空气从三位五通阀Q2的1口流入，2口流出，再从反转流量调节阀R2的2口流入，1口流出，再流经下进气道12，进入下导风壳10，吹动下叶轮7，带动旋转轴1旋转，但是反转时，下导风壳10内的压缩空气会通过导风壳与叶轮之间的间隙流入上导风壳2，则上叶轮5反转会引起上部倒流气体，降低反转时的效率，所以此时倒流气体通过上进气道14，再通过正转流量调节阀R1，最后从三位五通阀Q2的4口流入，经5口流回大气，从而避免了倒流气体不能流出而降低反转时的转速；制动时，压缩空气经二位五通阀Q3的1口流入，4口流出，再流入气爪13的1口，压缩空气充满1口这端的的气缸，推动活塞向右移动，实现气爪的夹紧，此时气爪13的2口这端的气缸内的气体经二位五通阀Q3的2口流入，3口流出，排入大气；气体动力装置正常工作时，压缩气体经二位五通阀Q3的1口流入，2口流出，再流入气爪13的2口，压缩空气充满2口这端的的气缸，推动活塞向左移动，实现气爪的打开，此时气爪13的1口这端的气缸内的气体经二位五通阀Q3的4口流入，5口流出，排入大气。
本发明使用压缩空气替代电力作为能量来源，方便、安全、高效，通过调节气体流量实现无级调速；上轴承3和下轴承9均采用塑料止推轴承，减少了零件种类；上导风壳2和下导风壳10相同，减少了零件种类，降低加工成本，方便装配与更换；上叶轮5和下叶轮7相同，上套筒4和下套筒8相同，减少了零件种类，降低加工成本，方便装配与更换；制动盘6用花键设置在旋转轴1上，承载能力高；上导风壳2和下导风壳10起到抵紧轴承外圈的作用，并限制了整个旋转机构在竖直方向的位置；并且采用气爪13作为制动夹紧装置，夹紧力大，整个装置动力源统一；固定板15起到安装固定各个阀门和气爪13、提供上进气道14和下进气道12与气管的连接位置的作用；正转时，由下叶轮7吸入下导风壳10的空气能够通过下进气道12回到大气；反转时，由上叶轮5吸入上导风壳2的空气通过上进气道14回到大气，减小了非工作叶轮产生的阻力影响。
本发明采用压缩空气作为动力源，不存在水与电的接触问题，安全可靠不用考虑防水与绝缘问题；通过巧妙的气体线路设计，正反转不会相互影响，效率高；并且采用气爪13作为制动夹紧装置，动力源统一，且夹紧力大，制动效果好；采用叶轮使得装置的转化效率高；本发明体积小、集成化程度高，可集成安装在清洗机内部不需要较长的传动装置。
Claims (1)
1.一种用于零件清洗机的气体动力装置，其特征在于，包括结构相同且相对连接的上导风壳（2）和下导风壳（10）；上导风壳（2）和下导风壳（10）构成装置壳体；旋转轴（1）设置在装置壳体内，上端伸出上导风壳（2）顶端连接零件清洗机；还包括设置在旋转轴（1）上，安装方向相反的上叶轮（5）和下叶轮（7）；上叶轮（5）设置在上导风壳（2）内，下叶轮（7）设置在下导风壳（10）内；上导风壳（2）连通上进气道（14），下导风壳（10）连通下进气道（12）；旋转轴（1）上还设置有制动装置；还包括用于控制上进气道（14）和下进气道（12）空气流量的控制单元（11），控制单元（11）连接制动装置；
所述制动装置包括制动盘（6）和气爪（13）；制动盘（6）通过花键连接旋转轴（1）；气爪（13）同时连接控制单元（11）和制动盘（6）；
所述控制单元包括压缩空气通过阀门Q1和与其连接的气源处理单元K1；气源处理单元K1同时连接三位五通阀Q2的1口和二位五通阀Q3的1口；三位五通阀Q2的2口连接反转流量调节阀R2的2口，其4口连接正转流量调节阀R1的2口，其3口和5口连通大气；正转流量调节阀R1的1口连接上进气道（14），反转流量调节阀R2的1口连接下进气道（12）；二位五通阀Q3的2口连接气爪（13）的张开进气口，其4口连接气爪（13）的夹紧进气口，其3口和5口连通大气；正转流量调节阀R1设有从1口流向2口的单向旁通支路，反转流量调节阀R2设有从1口流向2口的单向旁通支路；
正转时，三位五通阀Q2的1口和4口接通，2口和3口接通，通过调节正转流量调节阀R1调节转速；由下叶轮（7）反转引起的下部倒流气体，通过下进气道（12）、反转流量调节阀R2和三位五通阀Q2流回大气；反转时，三位五通阀Q2的1口和2口接通，4口和5口接通，通过调节反转流量调节阀R2调节转速；由于上叶轮（5）反转引起的上部倒流气体，通过上进气道（14）、正转流量调节阀R1、三位五通阀Q2流回大气；制动时，二位五通阀Q3的1口和4口接通，2口和3口接通；正常工作时，二位五通阀Q3的1口和2口接通，4口和5口接通；
所述上进气道（14）和下进气道（12）均垂直于旋转轴（1）；
所述上导风壳（2）顶部为法兰安装面，底部设置有向外延伸的凸缘；凸缘用于连接上导风壳（2）和下导风壳（10）；
所述旋转轴（1）和上导风壳（2）之间设置有上轴承（3）；旋转轴（1）和下导风壳（10）之间设置有下轴承（9）；
所述上轴承（3）和上叶轮（5）之间设置有上套筒（4）；下轴承（9）和下叶轮（7）之间设置有下套筒（8）；
所述上轴承（3）和上导风壳（2）之间接触部位设置有轴承座圈；轴承座圈可固定上轴承（3）外圈，并从上往下抵紧轴承外圈；下轴承（9）和下导风壳（10）之间接触部位设置有另一轴承座圈；另一轴承座圈固定下轴承（9）外圈，并从下往上抵紧轴承外圈；
所述上轴承（3）和上叶轮（5）之间设置有上套筒（4）；上套筒（4）大端抵在上叶轮（5）小端面上，上套筒（4）小端抵在上轴承（3）内圈上；下轴承（9）和下叶轮（7）之间设置有下套筒（8），下套筒（8）大端抵在下叶轮（7）小端面上，下套筒（8）小端抵在下轴承（9）内圈上；
所述上进气道（14）一端连接固定板（15），另一端连接上导风壳（2）；下进气道（12）一端连接固定板（15），另一端连接下导风壳（10）；
上导风壳（2）顶部法兰安装面上设置有通孔，用于本气体动力装置在机体上的安装；下导风壳（10）底部设有法兰安装面，法兰安装面上设有通孔，用于本气体动力装置在机体上的安装；
所述上轴承（3）和下轴承（9）结构相同，且均为塑料止推轴承，上轴承（3）和下轴承（9）均与旋转轴过盈配合。
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