CN110873215A - 管路用增压型自平衡稳压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管路用增压型自平衡稳压装置，包括壳体，所述壳体下端部设有供流体通过的管路，所述壳体上端部设有稳压组件。所述稳压组件包括开设在所述壳体内的空气腔、开设在所述管路上的管路开口。所述空气腔内动密封设置有能上下移动的活塞部，所述活塞部的下端延伸出所述空气腔并与位于所述管路开口处的弹性膜片连接。所述活塞部的上端设有与压缩空气接触的上受力面，所述弹性膜片的下端设有与流体接触的下受力面，所述上受力面的面积大于所述下受力面的面积。所述空气腔内还设有与所述活塞部配合以调节空气压力的压力调节部。本发明的稳压装置不仅扩大了稳压装置的稳压范围，而且无需人工操作即可实时调节空气压力，操作简便。

Description

管路用增压型自平衡稳压装置
技术领域
本发明涉及流体管路稳压技术领域，尤其涉及一种管路用增压型自平衡稳压装置。
背景技术
目前，在泵送油漆时管路内的流体压力(流体压力是指流体垂直作用于单位面积上的力，即流体压强)会存在周期性的波动，为了减少这种波动，工厂通常会采用外加稳压装置来补偿流体压力，具体做法为：在管路侧壁上加装空气腔，空气腔内填充有压缩空气以产生与流体压力相等的空气压力(空气压力是指空气垂直作用于单位面积上的力，即空气压强)，在空气腔与管路之间密封设置有弹性膜片。当流体压力减弱时，弹性膜片上受到空气腔内压缩空气的作用力向管路方向变形，使流体压力与空气压力趋向平衡；当流体压力增大时，弹性膜片上受到流体的作用力向空气腔的方向变形，使流体压力与空气压力趋向平衡，以此达到稳压目的。
但现有的稳压装置在使用时存在如下问题：(1)空气压力与流体压力的比值为1:1,其对管路的稳压范围是受空气压力的限制，当管路内的流体压力远大于空气压力时，则需要通过额外的增压装置对压缩空气先进行加压后才能通入到空气腔内以对管路进行稳压，操作十分不便；(2)现有的空气腔不具备调压功能，若管路内的流体压力改变时(非周期性波动)，还需要人工对空气腔内的空气压力进行调压操作，较为麻烦，而且手动调节难以保证空气压力与流体压力相适配。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种管路用增压型自平衡稳压装置，不仅扩大了稳压装置的稳压范围，而且无需人工操作即可自动调节空气压力，操作简便。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种管路用增压型自平衡稳压装置，包括壳体，所述壳体下端部设有供流体通过的管路，所述壳体上端部设有用于稳定流体压力的稳压组件。所述稳压组件包括开设在所述壳体内的空气腔、开设在所述管路侧壁上的管路开口。所述空气腔内动密封设置有能上下移动的活塞部，所述活塞部的下端延伸出所述空气腔并与位于所述管路开口处的弹性膜片连接。所述活塞部的上端设有与压缩空气接触的上受力面，所述弹性膜片的下端设有与流体接触的下受力面，所述上受力面的面积大于所述下受力面的面积。所述空气腔内还设有与所述活塞部配合以调节空气压力的压力调节部。
通过弹性膜片与活塞部的连接将两者结合为一个整体，通过活塞部的上受力面与压缩空气接触用以承受压缩空气的作用力，通过弹性膜片的下受力面与流体接触用以承受流体的作用力；当上受力面承受到的空气作用力与下受力面承受的流体作用力相等时，活塞部及弹性膜片能保持静止；当管路内的流体压力周期性增大时，即下受力面承受的流体作用力大于上受力面承受的空气作用力，此时弹性膜片受流体的上推带动活塞部沿着空气腔上移；当管路内的流体压力周期性减小时，即下受力面承受的流体作用力小于上受力面承受的空气压作用力，此时活塞部受压缩空气的下压带动弹性膜片向管路方向移动；根据压强＝压力/受力面积可知，在压力相等时(即下受力面承受的流体作用力与上受力面承受的空气作用力相等)，空气压力/流体压力＝下受力面的面积/上受力面的面积；通过将上受力面的面积设置为大于下受力面的面积使得空气压力能够对比它大的流体压力进行稳压，进而在空气压力不变的情况下扩大了对流体压力的稳压范围。当改变管路内的流体压力时(非周期性变化)，通过活塞部在空气腔内的上下移动驱动压力调节部对空气腔内的空气压力进行调节以产生与流体压力匹配的空气压力，减少人工操作。
本发明的有益效果在于：通过上受力面积大于下受力面积提高了稳压装置的稳压范围，通过压力调节部与活塞部的配合能够根据管路内的流体压力变化自动调节空气腔内的空气压力，操作简便。
进一步来说，所述活塞部包括活塞盘、连杆、支撑盘。所述连杆竖直设置，其一端与所述活塞盘固接，另一端与所述支撑盘固接。所述活塞盘位于所述空气腔内，其侧壁设有与所述空气腔的内壁动密封的一号橡胶圈。所述支撑盘位于所述管路开口处，其下端固定贴合在所述弹性膜片的上端。
进一步来说，所述活塞盘将所述空气腔分隔为上腔室、下腔室，所述上腔室内设有供压缩空气进入的空气入口，所述下腔室内设有与外部大气连通的排气口；所述压力调节部包括进气阀、排气阀、排气管道，所述排气管道内嵌在所述壳体内，其一端设有与所述上腔室连通的管道进气口，另一端设有与所述下腔室连通的管道排气口；所述进气阀位于所述空气入口处，用以开启或关闭所述空气入口；所述排气阀位于所述管道排气口处，用以开启或关闭所述管道排气口。当活塞盘上移至指定位置时，活塞盘能打开进气阀以开启空气入口，当活塞盘下移至指定位置时，活塞盘能打开排气阀以开启管道排气口。
进一步来说，所述进气阀包括固接在所述上腔室内的进气阀外壳，所述进气阀外壳内自上而下设置有依次连接的进气弹簧、进气柱塞、进气顶杆；所述进气柱塞能上下移动以启闭所述空气入口，所述进气顶杆的下端延伸出所述进气阀外壳并能抵靠到所述活塞盘的上端面上；当进气弹簧处于自然状态时，所述进气柱塞封堵住所述空气入口，所述进气顶杆与活塞盘之间留有间隙。
进一步来说，所述排气口处设置有消音器。
进一步来说，所述壳体内设有位于所述空气腔与管路开口之间的隔板，所述管路上一体设置有围绕所述开口边缘外侧设置的开口抬边；所述弹性膜片的边缘部位密封设置在所述隔板与开口抬边之间。
进一步来说，所述隔板上还设有用于穿设所述连杆的通孔，所述通孔内固接有与所述连杆动密封的二号密封圈。
进一步来说，所述隔板与弹性隔膜之间还设有检测空腔，所述检测空腔上设有与泄漏检测器连接的检漏口，所述泄漏检测器用于检测是否有流体泄漏到所述检测空腔内。
进一步来说，所述上受力面与下受力面的面积比为2:1～3:1。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的活塞部与弹性膜片的结构示意图；
图3为本发明实施例的进气阀的结构示意图。
图中：
1-壳体；2-管路；21-流体进口；22-流体出口；23-管路开口；231-开口抬边；3-空气腔；31-上腔室；311-空气入口；32-下腔室；321-排气口；4-活塞部；41-上受力面；42-活塞盘；43-连杆；44-支撑盘；45-一号橡胶圈；5-弹性膜片；51-下受力面；6-消音器；71-进气阀；711-进气阀外壳；712-进气弹簧；713-进气柱塞；714-进气顶杆；72-排气阀；73-排气管道；731-管道进气口；732-管道排气口；8-隔板；81-二号橡胶圈；9-检测空腔；91-检漏口；10-泄漏检测器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例
参见附图1所示，本发明的一种管路用增压型自平衡稳压装置，包括壳体1，所述壳体1下端部设有供流体通过的管路2，所述管路的一端设有流体进口21，另一端设有流体出口22。所述壳体1上端部设有用于稳定流体压力的稳压组件。所述稳压组件包括开设在所述壳体1内的空气腔3、开设在所述管路2侧壁上的管路开口23。所述空气腔3内动密封设置有能上下移动的活塞部4，所述活塞部4的下端延伸出所述空气腔3并与位于所述管路开口23处的弹性膜片5连接。所述活塞部4的上端设有与压缩空气接触的上受力面41，所述弹性膜片5的下端设有与流体接触的下受力面51，所述上受力面41的面积大于所述下受力面51的面积。所述空气腔3内还设有与所述活塞部4配合以调节空气压力的压力调节部。
通过弹性膜片5与活塞部4的连接将两者结合为一个整体，活塞部4的上受力面41与压缩空气接触用以承受压缩空气的作用力，弹性膜片5的下受力面51与流体接触用以承受流体的作用力；当上受力面41承受到的空气作用力与下受力面51承受的流体作用力相等时，活塞部4及弹性膜片5能保持静止；当管路2内的流体压力周期性增大时，下受力面51承受的流体作用力大于上受力面41承受的空气作用力，此时弹性膜片5受流体的上推带动活塞部4沿着空气腔3上移；当管路2内的流体压力周期性减小时，下受力面51承受的流体作用力小于上受力面41承受的空气压作用力，此时活塞部4受压缩空气的下压带动弹性膜片5向管路2方向移动，以此达到稳压的作用。
根据压强＝压力/受力面积可知，在压力相等时(即下受力面承受的流体作用力与上受力面承受的空气作用力相等)，空气压力/流体压力＝下受力面的面积/上受力面的面积，若将上受力面41的面积设置为大于下受力面51的面积则可以使空气压力对比它大的流体压力进行稳压，进而在空气压力不变的情况下扩大了对流体压力的稳压范围。例如，上受力面的面积是下受力面的面积的两倍时，若空气腔内通入1kg(0.1MPa)的空气压力，则可对流体压力为0-2kg(0-0.2MPa)的管路进行稳压。
根据管路泵送油漆时常用的流体压力结合常用的压缩空气的空气压力，本实施例将所述上受力面41与下受力面51的面积比设定在2:1～3:1的范围内。
参见附图2所示，所述活塞部4包括活塞盘42、连杆43、支撑盘44。所述连杆43竖直设置，其一端与所述活塞盘42固接，另一端与所述支撑盘44固接。所述活塞盘42位于所述空气腔3内，其上端设有所述上受力面41，其侧壁固接有与所述空气腔3的内壁动密封的一号橡胶圈45。所述支撑盘44位于所述管路开口23处，其下端固定贴合在所述弹性膜片5的上端。
参见附图1所示，所述活塞盘42将所述空气腔3分隔为上腔室31、下腔室32，所述上腔室31内设有供压缩空气进入的空气入口311，所述下腔室32内设有与外部大气连通的排气口321，所述排气口321上设置有消音器6。所述空气入口311、排气口321位于所述壳体1的同一侧。所述压力调节部包括进气阀71、排气阀72、排气管道73，所述排气管道73内嵌在所述壳体1内，其一端设有与所述上腔室31连通的管道进气口731，另一端设有与所述下腔室32连通的管道排气口732。所述进气阀71位于所述空气入口311处，用以开启或关闭所述空气入口311。所述排气阀72位于所述管道排气口732处，用以开启或关闭所述管道排气口732。
参见附图3所示，所述进气阀71包括固接在所述上腔室31内的进气阀外壳711，所述进气阀外壳711内自上而下设置有依次连接的进气弹簧712、进气柱塞713、进气顶杆714，所述进气柱塞713能上下移动以启闭所述空气入口311，所述进气顶杆714的下端延伸出所述进气阀外壳711并能抵靠到所述活塞盘42的上端面上。当进气弹簧712处于自然状态时，所述进气柱塞713封堵住所述空气入口311，所述进气顶杆714与活塞盘42之间留有间隙。所述排气阀72位于所述管道排气口732处，其包括固接在所述下腔室32内的排气阀外壳，所述排气阀外壳内自下而上设置有依次连接的排气弹簧、排气柱塞、排气顶杆，所述排气柱塞能上下移动以启闭所述管道排气口732，所述排气顶杆的上端延伸出所述排气阀外壳并能抵靠到所述活塞盘42的下端面上。当排气弹簧处于自然状态时，所述排气柱塞封堵住所述管道排气口732，所述排气顶杆与活塞盘42之间留有间隙。
初始状态时通过空气入口311向上腔室31内通入与流体压力匹配的压缩空气，即空气压力/流体压力＝下受力面的面积/上受力面的面积，当流体压力出现周期性波动时，所述活塞盘42随之在排气顶杆、进气顶杆714之间出现周期性上下移动，以稳定流体压力，此时进气弹簧712、排气弹簧均处于自然状态，空气入口311、管道排气口732均处于关闭状态；当流体压力增大时(流体压力大于空气压力的稳压范围)，活塞盘42受力上移至抵靠到进气顶杆714上并推动进气顶杆714上移，进气柱塞713随之上移并打开空气入口311，进气弹簧712被压缩，此时压缩空气通过空气入口311进入到上腔室31内以增大空气压力，直至上腔室31内的空气压力增大至与流体压力匹配，活塞盘42下移至稳压状态时的位置，进气柱塞713在进气弹簧712的作用下下移至封堵住空气入口311；当流体压力减小时(流体压力大于空气压力的稳压范围)，活塞盘42受力下移至抵靠到排气顶杆上并推动排气顶杆下移，排气柱塞随之下移并打开管道排气口732，排气弹簧被压缩，此时上腔室31内的压缩空气通过排气管道73进入到进入到下腔室32内，并通过排气口321排出到大气内，直至上腔室32内的空气压力减小至与流体压力匹配，活塞盘42上移至稳压状态时的位置，排气柱塞在排气弹簧的作用下上移至封堵住管道排气口732。通过压力调节部与活塞部4的配合使得稳压组件兼具了调压功能，进而能够根据管路2内的流体压力变化自动调节空气腔3内的空气压力。
参见附图1所示，所述壳体1内还设有位于所述空气腔3与管路开口23之间的隔板8，所述管路2上一体设置有围绕所述管路开口23边缘外侧设置的开口抬边231。所述弹性膜片5的边缘部位密封设置在所述隔板8与开口抬边231之间。所述隔板8上还设有用于穿设所述连杆43的通孔，所述通孔内固接有与所述连杆43动密封的二号密封圈81。
为了避免弹性膜片5破裂导致流体泄漏，所述隔板8与弹性隔膜5之间设有检测空腔9，所述检测空腔9上设有与泄漏检测器10连接的检漏口91，所述泄漏检测器10用于检测是否有流体泄漏到所述检测空腔9内。所述泄漏检测器10为现有技术，其能够通过控制器与报警器电连，当检测空腔9内有泄漏的流体时，所述泄漏检测器10能将泄漏信号传输给控制器，并通过报警器发出警报。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种管路用增压型自平衡稳压装置，包括壳体，所述壳体下端部设有供流体通过的管路，所述壳体上端部设有用于稳定流体压力的稳压组件；其特征在于：所述稳压组件包括开设在所述壳体内的空气腔、开设在所述管路侧壁上的管路开口；所述空气腔内动密封设置有能上下移动的活塞部，所述活塞部的下端延伸出所述空气腔并与位于所述管路开口处的弹性膜片连接；所述活塞部的上端设有与压缩空气接触的上受力面，所述弹性膜片的下端设有与流体接触的下受力面，所述上受力面的面积大于所述下受力面的面积；所述空气腔内还设有与所述活塞部配合以调节空气压力的压力调节部。
2.根据权利要求1所述的稳压装置，其特征在于：所述活塞部包括活塞盘、连杆、支撑盘；所述连杆竖直设置，其一端与所述活塞盘固接，另一端与所述支撑盘固接；所述活塞盘位于所述空气腔内，其侧壁设有与所述空气腔的内壁动密封的一号橡胶圈；所述支撑盘位于所述管路开口处，其下端固定贴合在所述弹性膜片的上端。
3.根据权利要求2所述的稳压装置，其特征在于：所述活塞盘将所述空气腔分隔为上腔室、下腔室，所述上腔室内设有供压缩空气进入的空气入口，所述下腔室内设有与外部大气连通的排气口；所述压力调节部包括进气阀、排气阀、排气管道，所述排气管道内嵌在所述壳体内，其一端设有与所述上腔室连通的管道进气口，另一端设有与所述下腔室连通的管道排气口；所述进气阀位于所述空气入口处，用以开启或关闭所述空气入口；所述排气阀位于所述管道排气口处，用以开启或关闭所述管道排气口。
4.根据权利要求3所述的稳压装置，其特征在于：所述进气阀包括固接在所述上腔室内的进气阀外壳，所述进气阀外壳内自上而下设置有依次连接的进气弹簧、进气柱塞、进气顶杆；所述进气柱塞能上下移动以启闭所述空气入口，所述进气顶杆的下端延伸出所述进气阀外壳并能抵靠到所述活塞盘的上端面上；当进气弹簧处于自然状态时，所述进气柱塞封堵住所述空气入口，所述进气顶杆与活塞盘之间留有间隙；所述排气阀与所述进气阀结构相同。
5.根据权利要求3所述的稳压装置，其特征在于：所述排气口处设置有消音器。
6.根据权利要求2-5任一所述的稳压装置，其特征在于：所述壳体内还设有位于所述空气腔与管路开口之间的隔板，所述管路上一体设置有围绕所述管路开口边缘外侧设置的开口抬边；所述弹性膜片的边缘部位密封设置在所述隔板与开口抬边之间。
7.根据权利要求6所述的稳压装置，其特征在于：所述隔板上还设有用于穿设所述连杆的通孔，所述通孔内固接有与所述连杆动密封的二号密封圈。
8.根据权利要求6所述的稳压装置，其特征在于：所述隔板与弹性隔膜之间还设有检测空腔，所述检测空腔上设有与泄漏检测器连接的检漏口，所述泄漏检测器用于检测是否有流体泄漏到所述检测空腔内。
9.根据权利要求1所述的稳压装置，其特征在于：所述上受力面与下受力面的面积比为2:1～3:1。
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