CN203730880U - 一种采用气体外部控制的机械延时器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种采用气体外部控制的机械延时器，包括阀体和储气缸；阀体上设有进气口和出气口，该阀体内安装有驱动活塞本体，该驱动活塞本体上套设有复位弹簧；驱动活塞本体的上端设有控制进气口和出气口间的连通道启闭的阀瓣，该驱动活塞本体内开设有上下贯通的气道和与储气缸相连通的气孔，气道上设有与气孔相连通的通气小孔；气道的上开口与进气口连通，下开口与设在阀体外的充气阀单元相密闭连接；气道内设有可沿气道轴向移位以控制通气小孔与气孔相连通或者截止的调节活塞。利用外部气体直接控制延时时间，延时控制精准、稳定及可靠，并且在保证延时器重复使用性和操作性前提下，实现气体快速释放作用，确保整个系统安全可靠运行。

Description

一种采用气体外部控制的机械延时器

技术领域

本实用新型涉及机械延时装置领域，具体是指一种采用气体外部控制的机械延时器。

背景技术

延时器是一种对被操作对象人为延时一定时间间隔进行操作的控制装置，其应用领域非常广泛。随着科技不断创新，举延时器应用在消防气体灭火系统中为例，为了不受灭火系统的电源或灭火报警控制器、电控系统等故障影响，目前基本摒弃了传统电子式时间继电器，而采用气动式机械延时器。目前气动机械延时器的结构大同小异，工作原理是使气体经由节流阀在加压室内积蓄并产生压力，当加压室的压力达到设定压力时，推动阀瓣打开通道，最终实现延时出气作用。

所述现有气动机械延时器均采用内部节流阀结构来实现延时工作，延时时间长短主要取决于节流阀的节流孔大小，由此对节流孔的精度要求较高，实践中通常很难做到高精度延时控制作用；而且目前延时器延时时间的长短通常是固定不可调的，需要调整时，只能将延时器拆开进行手动调试，不仅操作繁琐，而且调整精准度也很难保障。另外，延时器延时使用后需要对加压室内气体进行释放，目前一种方式是通过打开延时器后盖能够作快速释放，但其存在拆卸并重复调试麻烦，也会给整个系统运行带来安全隐患；另一种方式是采用节流孔释放，但其释放速度极慢，极不实用，故而现有延时器在气体释放操作中存在可操作性、重复使用性不佳问题。再有，目前气动延时器其内部各部件，特别是滑动部件间配合不够紧凑合理，由此会带来一些不可控的干扰因素，从而影响延时器延时的稳定性和可靠性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种采用气体外部控制的机械延时器，利用外部气体直接控制延时时间，延时控制和延时调控精准、稳定且可靠，并且在保证延时器重复使用性和操作性前提下，能够实现气体快速释放作用，确保整个系统安全可靠运行。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种采用气体外部控制的机械延时器，包括阀体和安装在该阀体下端部上的储气缸；所述阀体上设有进气口和出气口，该阀体内安装有驱动活塞本体，该驱动活塞本体上套设有两端分别抵持在该驱动活塞本体和所述阀体上的复位弹簧；所述驱动活塞本体上设有控制所述进气口和出气口间的连通道启闭的阀瓣，该驱动活塞本体内开设有上下贯通的气道和与所述储气缸相连通的气孔，所述气道上设有与所述气孔相连通的通气小孔；所述气道的上开口与所述进气口连通，下开口通过一管道与设在所述阀体外的充气阀单元相密闭连接；所述气道内设有可沿该气道轴向移位以控制所述通气小孔与气孔相连通或者截止的调节活塞。

所述充气阀单元上还安装有压力秒表。

所述气道内对应所述通气小孔的上方位置设有过滤机构。

所述驱动活塞本体包括驱动活塞上本体和驱动活塞下本体，该驱动活塞上本体通过螺纹联接所述驱动活塞下本体，所述阀瓣通过螺纹联接所述驱动活塞上本体。

所述调节活塞具有可伸入并密封所述通气小孔的锥状活塞头。

所述调节活塞包括从上至下依次连设的锥状活塞头、中间部和尾部，所述尾部的端面面积大于所述中间部的横截面积。

采用上述方案后，本新型相对于现有技术的有益效果在于：系统开始工作前，首先通过充气阀单元对该充气阀体端充装预设的压力气体，该压力气体直接作用于调节活塞的下端面，调节活塞向上移动，对通气小孔进行机械密封。系统开始工作时，驱动气体从阀体的进气口进入连通道并对阀瓣施压，阀瓣对连通道实现密封，气体无法通过出气口排出，而是从气道的上开口直接进入气道内，驱动气体到达通气小孔时会通过一定压力作用于调节活塞，调节活塞向下微量移动后保持稳定，调节活塞和通气小孔间形成一定的缝隙，此时驱动气体即可通过缝隙，经由气孔进入储气缸内（延时开始）。经过一定时间，驱动气体不断往储气缸充气加压，产生一定压力作用于驱动活塞本体的下端部，从而产生一定的力克服部件的摩擦力以及复位弹簧的预紧力，进而带动驱动活塞本体及阀瓣形成一滑动部件向上移动；此时阀瓣打开连通道，驱动气体即可顺利顺沿连通道，从出气口排出，以此达到延时效果。

本案机械延时器利用外部气体，通过气体控制调节活塞两端压差的大小，来控制与通气小孔间形成的缝隙的大小，实现秒数控制延时时间效果，相比现有节流阀控制方式，本案延时控制具有高精准度、高稳定性和可靠性优点。本案新型机械延时器只需控制充装预设的压力气体的气量，即可简易实现延时长短的秒数调控，调控精准、简单又便捷。再有，系统延时后释放气体时，可直接利用调节活塞将储气缸内的气体作简易又快速得释放，保证了延时器重复使用性和操作性，从而确保整个系统安全可靠运行。

附图说明

图1本新型机械延时器的截面示意图；

图2是图1的局部放大图。

标号说明

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本案作进一步详细的说明。

本案涉及一种采用气体外部控制的机械延时器，如图1-2所示，主要包括阀体1、储气缸2、驱动活塞本体3及充气阀单元6。储气缸2连设在阀体1的下端部上，阀体1的上端部和侧壁上分别开设有进气口11和出气口12。驱动活塞本体3安装在阀体1内，并且可沿阀体1的轴向来回移位。驱动活塞本体3上套设有一复位弹簧4，该复位弹簧4的上下两端分别抵持在驱动活塞本体3和阀体1上。阀体1和驱动活塞本体3间形成有连通进气口11和出气口12的连通道13。驱动活塞本体3上（较佳地在上端部）设有阀瓣5，借助该阀瓣5与阀体1间的可调配合作用，实现控制连通道13的开启或者关闭的目的。

驱动活塞本体3内开设有气道31和气孔32。气道31沿驱动活塞本体3的轴向呈上下贯通，对应具有上开口311和下开口312。阀体1的进气口11与气道31的上开口311上下正对连通，阀体1的下开口312通过一管道与设在阀体1外的充气阀单元6相密闭连接。气孔32的两端连通气道31和储气缸2，对应气道31上设有与气孔32相连通的通气小孔313。气道31内设有可沿气道31轴向移位的调节活塞33，以控制通气小孔313与气孔32相连通或者截止。

系统开始工作前，先通过充气阀单元6对充气阀体端充装预设的压力气体，该压力气体直接作用于调节活塞33的下端面，调节活塞33相应向上移动，从而实现对通气小孔313进行微小机械密封。延时器内部驱动活塞本体3，借助复位弹簧4作用，实现阀瓣5对连通道13关闭密封，进气口11和出气口12间的通道隔断。系统开始工作时，驱动气体3从阀体1的进气口11进入连通道13并对阀瓣5施压，阀瓣5对连通道13实现密封，由此驱动气体无法通过出气口12排出，而是从气道31的上开口311直接进入气道31内，驱动气体到达通气小孔313时会通过一定压力作用于调节活塞33，调节活塞33向下微量移动后保持稳定，调节活塞33和通气小孔313间形成一定的缝隙，此时驱动气体即可通过该缝隙，经由气孔32进入储气缸2内（此时延时开始）。随着驱动气体不断往储气缸2充气加压，经过一定时间后，储气缸2内气体产生一定压力P3作用于驱动活塞本体3的下端部，从而产生一定的力克服部件的摩擦力以及复位弹簧4的预紧力，进而带动驱动活塞本体3及阀瓣5形成一滑动部件向上移动。此时阀瓣5打开连通道13，驱动气体即可顺利顺沿连通道13，从出气口12排出，以此达到延时出气效果。

本案机械延时器独创地利用外部气体，通过气体控制调节活塞33两端压差的大小，从而来控制与通气小孔313间形成的缝隙的大小，实现控制延时效果，延时控制精准到秒数，相比现有节流阀控制方式，本案延时控制具有高精准度、高稳定性和可靠性优点。而且，本新型机械延时器只需简单控制充装预设的压力气体的气量，即可简易实现延时长短的秒数调控，调控精准、简单又便捷。再有，系统延时后需要释放气体时，可直接利用调节活塞33（具体通过充气阀单元6释放充气气体，使调节活塞33向下移动，从而与通气小孔313间形成有大缝隙），将储气缸2内的气体快速释放，保证了延时器重复使用性和操作性，确保整个系统安全可靠运行。

所述充气阀单元6可以为现有公知的充气阀机构，如本案给出一较佳实施例，充气阀单元6主要包括充气阀体61、管道62及单向阀63。管道62较佳地采用软管，其密封连接在充气阀体61和驱动活塞本体3的下开口312间，单向阀63通过单向阀弹簧64安装在充气阀体61内，充气阀芯65安装在充气阀体61内对应单向阀63的外侧旁，较佳地还于充气阀体61上螺设有一充气阀盖66。充气时，先将充气阀盖66取下，利用充气装置的内螺纹与充气阀体61的外螺纹密封联接，再将充气阀芯65往下顶使密封开启，压力气体依次经由单向阀63、充气阀体61内腔、管道62，直至驱动活塞本体3内的对应调节活塞33下端部的腔体内。

优选地，充气阀单元6上安装有压力秒表8，具体一实施方式，充气阀单元6上还设有充气三通7，充气三通7的第一通密封连接充气阀体61，第二通通过管套67、管接头螺母68密封连接管道62，第三通上安装有压力秒表8，具体地该压力秒表8通过压力表接头81密封安装在充气三通7上。本新型机械延时器通过对气体压力的控制来达到控制延时时间的目的，充气压力的大小通过压力秒表8转换成时间秒数显示出，由此系统需要延时的时间通过压力秒表8显示的秒数可以直观的放映出。充气过程中，当压力秒表8显示出系统所需的时间秒数时，即可停止充气，旋出充气装置，旋紧充气阀盖66，即简易完成外部充气阀处压力的充装。

优选地，驱动活塞本体3包括驱动活塞上本体34和驱动活塞下本体35，该驱动活塞上本体34通过螺纹联接驱动活塞下本体35，阀瓣5通过螺纹联接驱动活塞上本体34。驱动活塞本体3分为上下两部分便于结构组装成型，驱动活塞上本体34、驱动活塞下本体35及阀瓣5采用螺纹联接构成一整体的滑动部件，该结构设计排除了延时器内部滑动件结构上一些不可控的不利干扰因素，能够使延时器控制中更加精准可靠。

优选地，调节活塞33用于与通气小孔313间形成微小机械密封，给出一较佳实施例，调节活塞33的密封部位具有可伸入并密封通气小孔313的锥状活塞头331，气孔32对应较佳地采用倾斜设置的斜孔结构。

如图2所示，当调节活塞33与通气小孔313处于机械密封临界状态时，调节活塞33受到向上的合力F_合上=（π/4）*D₂ ²*P₂，当延时器开始工作时，从进气口11进气的驱动气体压力P₁恒定，调节活塞33受到向下的合力F_{合 下}=（π/4）*D₁ ²*P₁。由图2可知，此时调节活塞将向下移动，使管道62内的气体压缩，压力P₂随之升高，使调节活塞33受力达到平衡，调节活塞33稳定不动。此时，调节活塞33向下移动了一定距离，使调节活塞的上锥面与通气小孔313形成一定的缝隙（该缝隙的大小与压力秒表8的秒数相对应），驱动气体通过此缝隙进入储气缸1内，延时开始。调节活塞33受力达到平衡时，F_合上=F_合下，得（π/4）*D₂ ²*P₂=（π/4）*D₁ ²*P₁，其中P1为一恒定的值，通过改变预充气体P2的值就可以实现对缝隙大小的控制，即实现延时器外部直接秒数控制延时时间。

进一步如图2所示，调节活塞33包括从上至下依次连设的锥状活塞头331、中间部332和尾部333，尾部333的端面面积大于中间部332的横截面积。由此受力平衡时D1<D2,即P1>P2，即可实现在外部利用低压气体实现对延时器内部高压气体的控制，将气体低压控制高压的新概念巧妙地转换到延时器延时秒数的控制中。当然调节活塞33不一定呈上述依次连设的三部分结构，只要设计调节活塞33的两端部受压面的尺寸（即D1、D2）如上述大小关系即可。

上述调节活塞3的上锥面与通气小孔313间形成的缝隙的截流孔面积必须远小于气道内驱动气体的直径，由此才能保证当防护区发生火灾，系统启动时，延时器达到一定的延时作用。为了防止所述缝隙被异物堵塞，优选地，气道3内对应位于通气小孔313上方的位置处设有过滤机构9，该过滤机构9具体可以为滤网，其安装在驱动活塞上本体34的顶部位置，并通过压紧螺母91固定。滤网网孔的孔径远小于上述缝隙，由此起到很好地过滤作用，防止缝隙被异物堵塞，保证产品绝对安全可靠。

优选地，设计中阀体1的进气口11和出气口12上可以分别设有进气接头14和出气接头15，以便于与外部机构相连接。

优选地，为了确保结构密封性，本案机械延时器的多处位置均设有密封圈结构，比如阀体1与储气缸2间、阀体1与驱动活塞本体3间、驱动活塞本体3与阀瓣5间、充气阀体61与充气阀盖66间、充气阀体61与充气三通7间、充气三通7与管道62间、调节活塞33与气道31间，等等。这里需要着重说明的是，阀体1内对应连通道13位置设有用于与阀瓣5相密封的凸缘结构，阀瓣5的相应位置设有阀瓣密封垫51，起到优异密封作用。充气阀体61上设有与充气阀盖66相密封的密封圈，在充气时也起到与充气装置相密封功效。

以上所述仅为本新型的优选实施例，凡跟本新型权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本新型权利要求的范围。

Claims (6)

1.一种采用气体外部控制的机械延时器，包括阀体和安装在该阀体下端部上的储气缸；所述阀体上设有进气口和出气口，其特征在于：该阀体内安装有驱动活塞本体，该驱动活塞本体上套设有两端分别抵持在该驱动活塞本体和所述阀体上的复位弹簧；所述驱动活塞本体上设有控制所述进气口和出气口间的连通道启闭的阀瓣，该驱动活塞本体内开设有上下贯通的气道和与所述储气缸相连通的气孔，所述气道上设有与所述气孔相连通的通气小孔；所述气道的上开口与所述进气口连通，下开口通过一管道与设在所述阀体外的充气阀单元相密闭连接；所述气道内设有可沿该气道轴向移位以控制所述通气小孔与气孔相连通或者截止的调节活塞。

2.如权利要求1所述的一种采用气体外部控制的机械延时器，其特征在于：所述充气阀单元上还安装有压力秒表。

3.如权利要求1所述的一种采用气体外部控制的机械延时器，其特征在于：所述气道内对应所述通气小孔的上方位置设有过滤机构。

4.如权利要求1所述的一种采用气体外部控制的机械延时器，其特征在于：所述驱动活塞本体包括驱动活塞上本体和驱动活塞下本体，该驱动活塞上本体通过螺纹联接所述驱动活塞下本体，所述阀瓣通过螺纹联接所述驱动活塞上本体。

5.如权利要求1所述的一种采用气体外部控制的机械延时器，其特征在于：所述调节活塞具有可伸入并密封所述通气小孔的锥状活塞头。

6.如权利要求1或者5所述的一种采用气体外部控制的机械延时器，其特征在于：所述调节活塞包括从上至下依次连设的锥状活塞头、中间部和尾部，所述尾部的端面面积大于所述中间部的横截面积。