CN113309761A - 一种磁-气位置检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁‑气位置检测装置，包括主体、上盖、阀体、膜片、磁片、阀芯、弹簧座、伸缩弹簧、第一容腔、第二容腔、第一导通孔、第三容腔、第二导通孔、第四容腔、排气口、供气口、信号口、阀孔、磁环和环形槽，所述主体的底部与气缸的外壁固定连接，且主体顶部的外缘与上盖底部的外缘固定连接，所述上盖底部的内缘与阀体顶部的外缘相接触，所述阀体底部的外缘与膜片顶部的外缘相接触；该发明通过检测设置在活塞上磁环的强磁信号，转换为气压信号输出，从而检测出气缸的运动位置，无需使用电力，限制条件少，适用性强，能应用于防爆要求等特殊场合，结构简单，检测准确，气动系统成本低。

Description

一种磁-气位置检测装置
技术领域
本发明涉及位置检测装置技术领域，具体为一种磁-气位置检测装置。
背景技术
气缸是气压传动系统中将压缩空气能转换为机械能输出的执行元件，一般由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成，在使用中通常需要检测活塞杆运动的位置。目前，传统的位置检测形式主要由两种：一种是在气缸缸筒上安装磁性开关，并在活塞上安装磁环，气缸运动时，活塞带动强磁性磁环一起运动，当磁环运动到磁性开关位置时，磁环的磁力作用在磁性开关的干簧管上，干簧管的触点发生导通或断开变化，再通过干簧管的导通与断开来检测磁环的位置，也即是气缸中活塞的位置，从而实现对气缸位置的检测；另一种是在活塞杆上安装一个撞块，通过在机电设备的适当位置安装气动行程阀或者电气接近开关，若使用气动行程阀，则通过撞快推动气动行程阀阀芯运动，实现气动行程阀换向，改变气体信号的通路，从而检测出活塞杆的位置，若使用电气接近开关，当撞快到达接近开关位置时，接近开关发出电气信号，从而检测到活塞杆的位置。
然而，前者气动系统结构简单，检测准确，气动系统成本较低，而后者气动系统结构复杂，系统成本较高，有时气动行程阀或者电气接近开关安装位置还受限制，给气缸位置检测带来不便。因此，利用磁性开关的气缸位置检测装置使用最为广泛，已经满足了人们的大部分需求，但仍然存在一些不足，主要有以下问题：一是必须使用电气信号，与电气控制系统配合才能完成气缸位置检测，存在一定的限制条件，二是在有防爆要求的场合，不方便使用电气控制，适用性差，难以满足特殊场景的使用需求；三是在一些简单的气动控制系统中，使用电气控制系统会显著增加整个气动系统的成本。
因此，设计一种磁-气位置检测装置是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磁-气位置检测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种磁-气位置检测装置，包括主体、上盖、阀体、膜片、磁片、阀芯、弹簧座、伸缩弹簧、第一容腔、第二容腔、第一导通孔、第三容腔、第二导通孔、第四容腔、排气口、供气口、信号口、阀孔、磁环和环形槽，所述主体的底部与气缸的外壁固定连接，且主体顶部的外缘与上盖底部的外缘固定连接，所述上盖底部的内缘与阀体顶部的外缘相接触，所述阀体底部的外缘与膜片顶部的外缘相接触，所述膜片内部的中心嵌装有磁片，且膜片顶部的中心部位与阀芯的一端相接触，所述阀芯的中段嵌装在阀体顶部中心的通孔内，且阀芯的另一端与弹簧座底部的中心接触，所述弹簧座顶部的中心与伸缩弹簧的一端接触，所述伸缩弹簧的另一端与上盖底部的中心相接触，所述上盖与弹簧座之间形成有第一容腔，且上盖与阀体之间形成有第二容腔，所述第二容腔通过上盖与弹簧座之间的间隙与第一容腔连通，且第二容腔通过阀体上纵向开设的第一导通孔与阀体与膜片之间形成的第三容腔连通。
进一步的，所述第三容腔通过膜片上开设的第二导通孔与膜片与主体之间形成的第四容腔连通，且第三容腔通过主体和阀体侧面底端开设的排气口与外界空气连通。
进一步的，所述主体的两侧分别开设有供气口和信号口，所述供气口和信号口均与阀体上横向开设的阀孔连通。
进一步的，所述磁片位于阀芯的的正下方，所述磁环固定套接在气缸的活塞上。
进一步的，所述阀芯中段的两侧均开设有环形槽，所述环形槽之间形成的凸台将阀孔截成两段。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：该发明通过检测设置在活塞上磁环的强磁信号，转换为气压信号输出，从而检测出气缸的运动位置，无需使用电力控制，限制条件少，便于使用，且适用性强，满足了防爆等特殊场合的使用需求，结构简单，位置检测准确，降低了位置检测的成本。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的整体结构主视剖视图；
图2是图1中A处的局部放大图；
图3是本发明中阀芯的局部结构主视图；
图中：1、主体；2、上盖；3、阀体；4、膜片；5、磁片；6、阀芯；7、弹簧座；8、伸缩弹簧；9、第一容腔；10、第二容腔；11、第一导通孔；12、第三容腔；13、第二导通孔；14、第四容腔；15、排气口；16、供气口；17、信号口；18、阀孔；19、磁环；20、环形槽；21、凸台；22、活塞。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种磁-气位置检测装置，包括主体1、上盖2、阀体3、膜片4、磁片5、阀芯6、弹簧座7、伸缩弹簧8、第一容腔9、第二容腔10、第一导通孔11、第三容腔12、第二导通孔13、第四容腔14、排气口15、供气口16、信号口17、阀孔18、磁环19和环形槽20，主体1的底部与气缸的外壁固定连接，主体1的两侧分别开设有供气口16和信号口17，供气口16和信号口17均与阀体3上横向开设的阀孔18连通，且主体1顶部的外缘与上盖2底部的外缘固定连接，上盖2底部的内缘与阀体3顶部的外缘相接触，阀体3底部的外缘与膜片4顶部的外缘相接触，膜片4内部的中心嵌装有磁片5，磁片5位于阀芯6的的正下方，磁环19固定套接在气缸的活塞22上，阀芯6中段的两侧均开设有环形槽20，环形槽20之间形成的凸台21将阀孔18截成两段，且膜片4顶部的中心部位与阀芯6的一端相接触，阀芯6的中段嵌装在阀体3顶部中心的通孔内，且阀芯6的另一端与弹簧座7底部的中心接触，弹簧座7顶部的中心与伸缩弹簧8的一端接触，伸缩弹簧8的另一端与上盖2底部的中心相接触，上盖2与弹簧座7之间形成有第一容腔9，且上盖2与阀体3之间形成有第二容腔10，第二容腔10通过上盖2与弹簧座7之间的间隙与第一容腔9连通，且第二容腔10通过阀体3上纵向开设的第一导通孔11与阀体3与膜片4之间形成的第三容腔12连通，第三容腔12通过膜片4上开设的第二导通孔13与膜片4与主体1之间形成的第四容腔14连通，且第三容腔12通过主体1和阀体3侧面底端开设的排气口15与外界空气连通，无需使用电力控制，限制条件少，便于使用，且适用性强，满足了防爆等特殊场合的使用需求，结构简单，位置检测准确，降低了位置检测的成本；该发明使用时，先从供气口16输入压缩空气，从信号口17输出压缩空气，当活塞22远离本装置时，阀芯6在伸缩弹簧8的弹簧力和膜片4的弹性力、阀芯6的重力、阀芯6与阀体3的摩擦力共同作用下处于平衡状态，阀芯6上的凸台21将阀体3上的阀孔18封闭，供气口16的压缩空气不能通过阀孔18流入信号口17，本装置没有信号输出；当活塞22处于本装置下方时，活塞22上安装的磁环19与膜片4上的磁片5产生较大的磁力作用，当磁环19与膜片4上的磁片5极性相反时，它们相互吸引，膜片4在吸力的作用下向下变形，阀芯6在伸缩弹簧8的弹性力作用下向下移动，阀芯6上侧的环形槽20向下移动，使得阀孔18导通，供气口16输入的压缩空气通过阀孔18和阀芯6上的环形槽20从信号口17流出，从而输出气缸位置的检测信号；而当磁环19与膜片4上的磁片5极性相同时，它们相互排斥，膜片4在排斥力的作用下向上变形，推动阀芯6、压缩伸缩弹簧8，阀芯6在磁铁的排斥力、膜片4的弹力和伸缩弹簧8的弹性力共同作用下向上移动，阀芯6下侧的环形槽20向上移动，使得阀孔18导通，供气口16输入的压缩空气通过阀孔18和阀芯6上的环形槽20从信号口17流出，从而输出气缸位置的检测信号，因此，不论气缸上安装的磁环19的极性如何，当活塞22上磁环19移动到本装置下方时，本装置都能够使压缩空气从供气口16进入，从信号口17输出压缩空气，从而实现对活塞22位置的检测，即对活塞杆位置的检测，无需使用电力，限制条件少，适用性强，能应用于防爆要求等特殊场合，结构简单，检测准确，气动系统成本低。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种磁-气位置检测装置，包括主体(1)、上盖(2)、阀体(3)、膜片(4)、磁片(5)、阀芯(6)、弹簧座(7)、伸缩弹簧(8)、第一容腔(9)、第二容腔(10)、第一导通孔(11)、第三容腔(12)、第二导通孔(13)、第四容腔(14)、排气口(15)、供气口(16)、信号口(17)、阀孔(18)、磁环(19)、环形槽(20)、凸台(21)和活塞(22)，其特征在于：所述主体(1)的底部与气缸的外壁固定连接，且主体(1)顶部的外缘与上盖(2)底部的外缘固定连接，所述上盖(2)底部的内缘与阀体(3)顶部的外缘相接触，所述阀体(3)底部的外缘与膜片(4)顶部的外缘相接触，所述膜片(4)内部的中心嵌装有磁片(5)，且膜片(4)顶部的中心部位与阀芯(6)的一端相接触，所述阀芯(6)的中段嵌装在阀体(3)顶部中心的通孔内，且阀芯(6)的另一端与弹簧座(7)底部的中心接触，所述弹簧座(7)顶部的中心与伸缩弹簧(8)的一端接触，所述伸缩弹簧(8)的另一端与上盖(2)底部的中心相接触，所述上盖(2)与弹簧座(7)之间形成有第一容腔(9)，且上盖(2)与阀体(3)之间形成有第二容腔(10)，所述第二容腔(10)通过上盖(2)与弹簧座(7)之间的间隙与第一容腔(9)连通，且第二容腔(10)通过阀体(3)上纵向开设的第一导通孔(11)与阀体(3)与膜片(4)之间形成的第三容腔(12)连通。
2.根据权利要求1所述的一种磁-气位置检测装置，其特征在于：所述第三容腔(12)通过膜片(4)上开设的第二导通孔(13)与膜片(4)与主体(1)之间形成的第四容腔(14)连通，且第三容腔(12)通过主体(1)和阀体(3)侧面底端开设的排气口(15)与外界空气连通。
3.根据权利要求1所述的一种磁-气位置检测装置，其特征在于：所述主体(1)的两侧分别开设有供气口(16)和信号口(17)，所述供气口(16)和信号口(17)均与阀体(3)上横向开设的阀孔(18)连通。
4.根据权利要求1所述的一种磁-气位置检测装置，其特征在于：所述磁片(5)位于阀芯(6)的正下方，所述磁环(19)固定套接在气缸的活塞(22)上。
5.根据权利要求1所述的一种磁-气位置检测装置，其特征在于：所述阀芯(6)中段的两侧均开设有环形槽(20)，所述环形槽(20)之间形成的凸台(21)将阀孔(18)截成两段。
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