CN112867589A - 用于控制气动部件的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于控制气动部件(E)的设备(1)，包括旨在与气动部件入口连接的压缩空气供应回路(2)。该回路包括：单稳态常闭阀(V)，其入口旨在与压缩空气源(P)连接，出口旨在与气动部件连接；双稳态分配器(D1)，其第一端口旨在与压缩空气源连接，第二端口与单稳态常开分配器(D2)的第一端口连接，单稳态分配器(D2)的第二端口与单稳态阀的气动控制端口连接，双稳态分配器(D1)可处于在所述分配器的第一与第二端口之间产生连接的打开状态和第一、第二端口彼此断开的非打开状态，单稳态分配器(D2)可处于在分配器的第一与第二端口之间产生连接的空闲和所述分配器的第二端口与排气出口连接的排气状态。

Description

用于控制气动部件的设备

本发明涉及流体流动控制领域，特别是用于通过真空搬运。

更具体地，本发明涉及一种用于控制诸如文丘里真空泵或喷射器之类的气动部件的设备。本发明还涉及一种真空发生器设备，其包括连接到这种控制设备的喷射器。

背景技术

喷射器普遍地用于供应抽吸搬运操作所需的真空，尤其是用于移动难以抓持或脆弱的物体。

概括地说，喷射器包括管道，该管道包括文丘里式喷嘴，其具有：

－入口孔，用于连接到压缩空气供应回路；

－出口孔，用于由喷嘴加速的空气射流；以及

－布置在入口孔与出口孔之间的抽吸孔，在入口孔与出口孔之间流动的空气射流通过该抽吸孔产生抽吸。

抽吸孔连接到至少一个吸盘，该至少一个吸盘布置成被施加抵靠待抓持的物体。供应回路通常通过阀连接到压力源，该阀可在供应状态与排气状态之间被控制，供应状态使喷射器的供应回路处于压力下并因此使得物体能被抓持，排气状态使供应回路能连接到排气，从而放开物体。在抓持物体的整个过程中，始终维持对喷射器的供应：通常认为由此产生的压缩空气的消耗过多。

设有调节器装置的供应回路是已知的，该调节器装置用于自动调节由喷射器产生的真空，从而节省压缩空气。原理在于，当真空度达到预定阈值时，切断向喷射器的供应，但不将供应回路连接到排气，以防止真空度损失。如果真空度因为泄漏而下降到预定阈值以下，则重新建立对喷射器的供应。如上所述，通过将喷射器连接到排气来放开物体。

调节器装置常常包括电子控制回路，该用于在打开状态与关闭状态之间切换阀，打开状态用于向喷射器供应压缩空气，关闭状态用于中断向喷射器的供应，但不将其连接到排气。出于成本和控制简单的原因，通常使用常闭的单稳态阀，以使得在阀的控制端口处没有电力的情况下，阀处于其关闭状态。然而，在电源失效和阀下游泄漏的情况下，吸盘中的压力都将增加，从而使被吸力提起的物体掉落。

已知的方案包括使用电容器或电池，其使阀能够在断电期间回到其打开状态。然而，该方案需要额外的能源，从而增加了购买供应回路以及使用其的成本。

发明目的

因此，本发明的目的是提出一种用于控制喷射器的设备，该设备即使在电压下降的情况下也能够维持负压并至少部分地消除上述缺点。

发明内容

为了实现该目的，本发明提出了一种用于控制气动部件的控制设备，该设备包括用于连接到气动部件的入口的压缩空气供应回路。回路包括常闭单稳态阀和双稳态方向阀，单稳态阀具有用于连接到压缩空气源的入口和用于连接到气动部件的出口，双稳态方向阀具有第一端口和第二端口，第一端口用于连接到压缩空气源，第二端口连接到常开单稳态方向阀的第一端口，单稳态方向阀的第二端口连接到单稳态阀的气动控制端口。

双稳态方向阀能够处于通过状态和非通过状态，在通过状态中，在所述方向阀的第一端口与第二端口之间产生连接，在非通过状态中，第一端口和第二端口彼此断开。单稳态方向阀能够处于空闲状态和排气状态，在空闲状态中，在所述方向阀的第一端口与第二端口之间产生连接，在排气状态中，所述方向阀的第二端口连接到排气出口。

特别地，控制设备包括用于切换方向阀的电子控制回路。

有利地，电子控制电路于是包括布置成控制双稳态方向阀的状态的第一控制单元，以及布置成使单稳态方向阀处于排气状态的第二控制单元。

本发明还提供了一种真空发生器设备，其包括喷射器和这种控制设备，单稳态阀的出口连接到喷射器的入口孔。

附图说明

根据下文的描述能更好地理解本发明，这些描述纯粹是示意性的而非限制性的，并且应该参考附图来阅读，附图中：

图1是本发明的特定实施例中的真空发生器设备的示意图，该设备处于关闭状态；

图2是类似于图1的视图，该设备处于主动抽吸阶段；以及

图3是类似于图1的视图，该设备处于被动抽吸维持阶段；以及

具体实施方式

参考附图，下文描述应用于搬运物体O的喷射器E的本发明。

概括地说，喷射器E包括管道，该管道包括文丘里式喷嘴，该喷嘴具有：

－入口孔，用于连接到压缩空气供应回路；

－出口孔，其连接到消音器S；以及

－布置在入口孔与出口孔之间的抽吸孔，在入口孔与出口孔之间流动的空气射流通过其产生抽吸。

抽吸孔连接到校准的止回阀C，校准的止回阀C本身连接到吸盘Ve。吸盘Ve包括波纹部，该波纹部具有自由端部分，该自由端部分可大幅变形以紧密地贴合物体O的表面。过滤器F2布置在吸盘Ve与止回阀C之间，以避免喷射器E的任何故障。喷射器E具有常规结构，本文中不再详细描述。

总体上以附图标记1表示的本发明的真空发生器设备包括压缩空气供应回路2，该压缩空气供应回路2的入口连接到压缩空气源P，出口连接到喷射器E的入口孔。过滤器F1布置在压缩空气源与供应回路2的入口之间，以避免污染所述供应回路2。

供应回路2包括常闭的单稳态阀V，该单稳态阀V具有经由过滤器F1连接到压缩空气源P的入口，以及连接到喷射器E的入口孔的出口。

供应回路2还包括双稳态方向阀D1，该双稳态方向阀D1具有经由过滤器F1连接到压缩空气源P的第一端口，以及连接到常开单稳态方向阀D2的第一端口的第二端口。单稳态方向阀D2的第二端口连接到单稳态阀V的控制入口或端口。

按照传统方式，双稳态方向阀D1具有滑动件，该滑动件能处于两种状态：通过状态(图2和3中所示)和排气状态(图1中所示)，在通过状态中，滑动件在所述方向阀的第一端口与第二端口之间提供连接，在排气状态中，滑动件阻止空气在第一端口与第二端口之间通过，同时将第二端口连接到敞开空气。

双稳态方向阀D1的状态由两个电磁体控制，该电磁体布置在所述阀的相对(两)端以移动滑动件，使得第一控制单元UC1产生的至少50毫秒(ms)的电脉冲用以改变双稳态方向阀D1的状态。应当注意，在该示例中，持续时间大于50ms的脉冲对双稳态方向阀D1的操作没有影响。

按照传统方式，单稳态方向阀D2具有滑动件，该滑动件能处于两种状态：空闲状态(图1和2中所示)和排气状态(图3中所示)，在空闲状态中，滑动件在所述方向阀的第一端口与第二端口之间建立连接，在排气状态中，滑动件抑制空气在第一端口与第二端口之间通过，同时将第二端口连接到敞开空气。

单稳态方向阀D2的状态由布置在所述阀的一端的电磁体控制，使得由第二控制单元UC2产生的电压移动滑动件，以使单稳态方向阀D2能够从空闲状态转变成排气状态。

第一控制单元UC1和第二控制单元UC2与供应回路2一起形成用于控制喷射器E的设备。控制单元UC2连接到布置在吸盘附近的至少一个压力传感器(未示出)，以监测吸盘中的压力。

下文描述用于控制喷射器E的设备的操作。

第一控制单元UC1用于通过控制双稳态方向阀D1的状态来切换喷射器E以产生真空。

因此，当真空发生器设备1的使用者试图通过使用吸盘Ve来提起物体O时，控制单元D1产生持续时间至少为50ms的电脉冲，以使双稳态方向阀D1从排气状态转变为通过状态。压缩空气然后穿过双稳态方向阀D1和空闲状态下的方向阀D2，从而具有使单稳态阀V从关闭状态转变为打开状态并因此向喷射器E供应压缩空气的作用。然后，物体O被吸盘Ve抽吸，并且其自由端部分紧密贴合到被被抽吸物体O的表面。

此后，第二控制单元UC2用于通过控制单稳态方向阀D2的状态来调节由喷射器E产生的真空。

因此，当由布置在真空盘Ve附近的压力传感器测量的真空达到预定阈值时，控制单元UC2产生电压，使得单稳态方向阀D2从空闲状态转变为排气状态，从而具有使单稳态阀V从打开状态转变为关闭状态的效果。因此不再向喷射器E供应压缩空气。然而止回阀C防止从吸盘Ve损失真空度，使得物体O仍压靠于吸盘Ve的自由端部分。控制单元UC2因此用于节省压缩空气。

如果由于泄漏导致传感器测得的真空度下降到预定阈值以下，则第二控制单元UC2停止产生电压，从而使单稳态方向阀D2从排气状态转变为空闲状态，因此具有使单稳态阀V从关闭状态转变为打开状态的作用，并且因此具有重新启动抽吸的作用。因此限制了在泄漏的情况下物体O掉落的风险。

同样地，当由第二控制单元UC2产生的电压不足或甚至不存在时，单稳态方向阀D2从排气状态转变为空闲状态，从而如上所述，具有重新启动抽吸的作用，因此避免了物体O掉落。

因此，即使在第二控制单元UC2的电源失效或单稳态方向阀D2故障的情况下，在第一控制单元UC1和双稳态方向阀D1的控制下，控制设备1仍然能以降级模式、即不调节真空度的模式运行，使喷射器E能够永久地被供应压缩空气。

自然地，本发明不限于所描述的实施例而是涵盖落在由权利要求书限定的本发明的范围内的任何变型。

在压缩空气供应回路中，双稳态方向阀D1和单稳态方向阀D2的位置可以互换。

如在所描述的示例中，电子控制回路可以包括两个分离的控制单元UC1和UC2，然而它也能包括单个控制单元。

供应回路能包括除了所描述的组件之外的部件，并且能直接或间接地连接到压力源。

在压缩空气源与供应回路2的入口之间的过滤器F1的存在是可选的。

吸盘Ve与止回阀C之间的过滤器F2的存在是可选的。

单稳态阀V可以是用于增大空气流量的阀。

使用术语“方向阀”来涵盖任何具有两种状态(通过供应状态和阻塞或排气状态)的流体分配设备和用于从至少一种状态转变为另一种状态的控制装置。间接受控的方向阀，换句话说由电磁阀控制的方向阀能代替直接受控的方向阀D1和D2。

喷射器E能是任何类型(单级、多级、润滑式的、无油的、……)。

Claims (4)

1.一种用于控制气动部件(E)的控制设备(1)，所述控制设备包括压缩空气供应回路(2)，所述压缩空气供应回路用于连接到所述气动部件的入口，所述压缩空气供应回路包括常闭单稳态阀(V)和双稳态方向阀(D1)，所述单稳态阀具有用于连接到压缩空气源(P)的入口和用于连接到所述气动部件的所述入口的出口，所述双稳态方向阀(D1)具有第一端口和第二端口，所述第一端口用于连接到所述压缩空气源，所述第二端口连接到常开单稳态方向阀(D2)的第一端口，所述单稳态方向阀(D2)的第二端口连接到所述单稳态阀的气动控制端口；

所述双稳态方向阀(D1)能够处于通过状态和非通过状态，在所述通过状态中，所述方向阀的所述第一端口与所述第二端口之间产生连接，在所述非通过状态中，所述第一端口和所述第二端口彼此断开；并且

所述单稳态方向阀(D2)能够处于空闲状态和排气状态，在所述空闲状态中，所述方向阀的所述第一端口与所述第二端口之间产生连接，在所述排气状态中，所述方向阀的所述第二端口连接到排气出口。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其特征在于，包括用于切换所述方向阀的电子控制回路。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述电子控制回路既包括布置成控制所述双稳态方向阀(D1)的状态的第一控制单元(UC1)，还包括布置成使所述单稳态方向阀(D1)处于所述排气状态的第二控制单元(UC2)。

4.一种真空发生器设备，包括喷射器(E)和根据权利要求1至3中任一权利要求所述的控制设备，所述单稳态阀(V)的所述出口连接到所述喷射器的入口孔。

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