CN209908693U - 一种具有双模式供电系统的便携充气机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种具有双模式供电系统的便携充气机，属于通信系统配套设备技术领域。包括充气机外壳和布设在充气机外壳内部的气路系统和控制电路系统，首次在充气机中利用嵌入式控制电路，使充气机在24V直流电或220V交流电状态下均可以可靠运行，攻克了充气机在野外等特殊环境下电源特殊的难题，并采用压力传感器配合控制电路，智能化全逻辑控制，安装后可方便进行漏气检测，可按照需求随时调整并监测工作状况，可自行设置工作压力上下限范围，配合强力循环通风系统，确保系统稳定，延长使用寿命。整机质量较小，体积较小，可随时携带，随地展开，可满足野外作业使用，且免于维护，使用寿命长，结构简单，性能稳定优越，技术参数可靠。

Description

一种具有双模式供电系统的便携充气机

技术领域

本实用新型属于通信系统配套设备技术领域，具体涉及一种具有双模式供电系统的便携充气机。

背景技术

充气机在工业生产、先进武器装备、广播电视、雷达天线、航海运输、气象、地质等方面得到了广泛的应用，该市场一直被国外垄断，其技术难点在于大流量空气干燥、自动压力设限、温湿度及露点值指标控制、自动化智能控制、在不同工作环境(高温、低温、高湿、高海拔等)下性能表现不佳等，严重制约我国科学技术，武器装备，工作效率的发展与进步，同时在知识产权上受限于人，安全保密无法充分保障，影响我国技术领域，军事领域，信息领域的安全，在一定程度上影响武器装备作战性能的充分发挥，因此我国无论是工业生产，社会生活，还是科学研究，军事作战，都需要一款拥有自主知识产权，且关键技术指标优于进口产品，并能广泛应用于不同工作环境(高温、低温、高湿、高海拔)下的性能优良，使用寿命长，免维护，性能稳定，智能化控制使得操作简便，可按照需求随时调整并监测工作状况的充气机。

目前在国内外现有技术中，各系统应用的充气机，普遍采取增压、降温、吸附、可溶盐吸收等方法进行空气干燥。这些方法运行维护成本高，使用寿命短。国内双缸机干燥空气自动充气机是微波通信系统工程中一种辅助设备，通过该机能把空气过滤和干燥，并以一定的压力将干燥洁净的空气冲入微波系统中的波导或电缆馈线中，以确保电磁波传播参数处于良好状态，该机提供的干燥空气压力是连续可调，但其应用范围有限，不能适应于大型装备应用且不能满足野外恶劣环境，极端条件下的使用。而应用于大型工业装备的充气设备体积庞大，不便于携带，操作使用繁琐，需要专业人员定岗定位操作负责，野外应用困难，维护麻烦，控制难度大，自动化程度低。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种具有双模式供电系统的便携充气机，结构设计合理、轻便、小巧，便于携带，性能稳定可靠，采用双模式供电系统，可以满足野外使用的需要。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种具有双模式供电系统的便携充气机，包括充气机外壳和布设在充气机外壳内部的气路系统和控制电路系统；

气路系统包括无油活塞式空气压缩机，无油活塞式空气压缩机通过管路与过滤装置连接，管路上设有电磁阀，过滤装置连接有高分子渗膜式干燥装置，高分子渗膜式干燥装置连接有出气管口，无油活塞式空气压缩机与驱动装置连接，驱动装置通过电源供电；电源和驱动装置之间设有两条电路，其中一条电路设有逆变器；

控制电路系统包括单片机，单片机连接有A/D电路、放大电路和数显及控制系统，放大电路与设在出气管口的气压传感器连接；单片机还分别与无油活塞式空气压缩机和电磁阀连接，单片机与无油活塞式空气压缩机之间还设有固态继电器。

优选地，高分子渗膜式干燥装置与出气管口之间设有保压阀。

优选地，单片机还连接有报警电路。

优选地，单片机还连接有漏气检测电路。

优选地，驱动装置与电源之间设有避雷装置，避雷装置与单片机连接。

优选地，高分子渗膜式干燥装置和出气管口之间还设有连通器。

优选地，数显及控制系统包括数字显示面板和控制按键。

优选地，单片机为ATMEGA16。

优选地，过滤装置与高分子渗膜式干燥装置之间还设有双联汽水分离器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型公开的一种具有双模式供电系统的便携充气机，首次在充气机中利用嵌入式控制电路，使充气机在24V直流电或220V交流电状态下均可以可靠运行，攻克了充气机在野外等特殊环境下电源特殊的难题，并采用压力传感器配合控制电路，智能化全逻辑控制，安装后可方便进行漏气检测，可按照需求随时调整并监测工作状况。可根据需要自行设置工作压力上下限范围，配合强力循环通风系统，确保系统稳定，延长使用寿命。使用高性能空气压缩机产生气源，使得野外使用不再依赖于车载气瓶实现，从空气取气，缩小了本实用新型的体积，使其更加便携，结构更简单。采用以大气为气源的膜干燥方案，与底盘取气相比较，主要是技术实现上，底盘取气取消气泵，压力流量不易控制，膜干燥的方案不容易实现，其它干燥方案存在耗材、设备体积重量等方面的问题；同时本实用新型在使用便利性和对车载影响方面优于底盘取气的方案。该干燥方式使用寿命长，不需电源使用，安全结构紧凑，直接利用压缩空气本身压力作为分离水器的推动力，绝对脱水率高达99％以上，干燥空气露点可达-40℃～60℃。在电路控制上设计嵌入式电路，改变了原有的庞大的气体操纵台的控制模式。整机质量较小，体积较小，可随时携带，随地展开，可满足野外作业使用，且免于维护，使用寿命长，结构简单，性能稳定优越，技术参数可靠。

进一步地，在高分子渗膜式干燥装置与出气管口之间设置保压阀，使系统产生的气体保持恒压，达到稳压，系统稳定，减震的目的。

进一步地，报警电路可以在系统出现异常状况时进行报警。

进一步地，漏气检测电路能自动检测气路故障并根据故障性质做出相应处理及报警，保证系统安全可靠运行。

进一步地，在驱动装置与电源之间设置避雷装置，避雷装置与单片机连接，保证设备的使用安全。

进一步地，高分子渗膜式干燥装置和出气管口之间设置连通器，使干燥过滤完的气体得到一定的缓冲，防止产生气压冲击，保持气压连续稳定。

进一步地，单片机使用的ATMEGA16，是一款高性能、高抗干扰、低功耗、宽电圧的新一代单片机，对空气干燥机的各项工作进行控制，大大提高了充气机的抗电磁干扰能力，方便了高、低压和充气次数设置。

进一步地，过滤装置与高分子渗膜式干燥装置之间还设有双联汽水分离器，可以隔离空气中大部分的水蒸气及直径大于5μm的灰尘杂质，进一步提高压缩空气的纯净度和干燥度。

附图说明

图1为本实用新型的工作原理示意图；

图2为本实用新型的单片机控制电路图；

图3为本实用新型的压力采集电路图；

图4为本实用新型的负载用电电路图；

图5为本实用新型的数显电路图；

图6为本实用新型的控制按键电路图；

图7为本实用新型的漏气检测及报警电路图；

图中：1为充气机外壳；2为气路系统，2-1为无油活塞式空气压缩机，2-2为高分子渗膜式干燥装置，2-3为电磁阀，2-4为电源，2-5为过滤装置，2-6为保压阀，2-7为出气管口，2-8为驱动装置，2-9为避雷装置，2-10为固态继电器，2-11为逆变器；3为气路系统，3-1为单片机，3-2为气压传感器，3-3为A/D电路，3-4为放大电路，3-5为数显及控制系统，3-6为报警电路，3-7为漏气检测电路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

图1为本实用新型的工作原理示意图，本实用新型的具有双模式供电系统的便携充气机，包括充气机外壳1和布设在充气机外壳内部的气路系统2和控制电路系统3；

气路系统2包括无油活塞式空气压缩机2-1，无油活塞式空气压缩机2-1通过管路与过滤装置2-5连接，管路上设有电磁阀2-3，过滤装置2-5连接有高分子渗膜式干燥装置2-2，还可以在过滤装置2-5与高分子渗膜式干燥装置2-2之间设置双联汽水分离器，高分子渗膜式干燥装置2-2连接有出气管口2-7，可以在高分子渗膜式干燥装置2-2和出气管口2-7之间还设置连通器，可以在高分子渗膜式干燥装置2-2与出气管口2-7之间设置保压阀2-6；无油活塞式空气压缩机2-1与驱动装置2-8连接，驱动装置2-8通过电源2-4供电；电源2-4和驱动装置2-8之间设有两条电路，分别对应两个电源接口，其中一条电路设有逆变器2-11，用以连接直流电源，另一条用以连接交流电源；还可以在驱动装置2-8与电源2-4之间设置避雷装置2-9，避雷装置2-9与单片机3-1连接；单片机3-1与无油活塞式空气压缩机2-1之间还设有固态继电器2-10。

控制电路系统3包括单片机3-1，单片机3-1连接有A/D电路3-3、放大电路3-4和数显及控制系统3-5，单片机3-1还可以连接报警电路3-6和漏气检测电路3-7。放大电路3-4与设在出气管口2-7的气压传感器3-2连接；单片机3-1还分别与无油活塞式空气压缩机2-1和电磁阀2-3连接；数显及控制系统3-5包括数字显示面板和控制按键，控制按键包括启动按键、漏气检测按键和系统压力设置按键等。数显及控制系统可以设置并确认气压，输出气压显示(KPa计量)、工作和故障显示灯等。

图2为单片机控制电路图，可以采用ATMEGA16单片机，性能能够满足使用需求。图3为压力采集电路图，用于气压传感器3-2检测气压并传回单片机3-1；图4为负载用电电路图，图5为数显电路图，图6为控制按键电路图，图7为漏气检测及报警电路图。

空气压缩过滤系统选用进口高性能无油活塞式空气压缩机，是一种自吸式压缩机。在整个系统里通过过滤装置，将空气中的杂质和水分过滤出去：①在进气口设计安装有特制专用过滤器，该过滤器采用的是两块厚纤维毡过滤。通过此装置，可以过滤掉直径大于1μm的杂质灰尘，该过滤器可以清洗后重复使用。②在特制双联汽水分离器部采用的是两个5μm树脂纤维过滤器，通过双联汽水分离器，可以隔离空气中大部分的水蒸气及直径大于5μm的灰尘杂质。③在渗膜式干燥管中，采用每根直接为0.5mm的中空系膜组成一个直径为￠16mm的U形过滤装置，对水分及杂质进行分离。渗膜干燥管采用了无数根直径为500μm的中空系膜来对气体进行干燥及过滤，空气在650-700Kpa的压力下通过其干燥过滤，确保了干燥空气的纯净和干燥。通过三级处理后的压缩空气经过测试干燥度露点优于-40℃、最高可达-55℃；洁净度为对照美国联邦标准(FED-STD209)为100级、国际标准(ISO14644-1)为5级、中国《药品生产质量管理规范》标准为B级，B级空气质量标准为无菌配制和罐装等高风险操作A级洁净区域所处的背景区域。

高分子渗膜式干燥系统通过采用全新的渗膜式干燥技术和电子控制技术，提供露点优于-40℃、流量＞1600L/h、压力1KPa～40KPa的干燥空气，同时提供超时运行报警和漏气检测等综合功能。该系统由一组含氟高分子树脂合成加工而成的中空纤维膜产品，当每一根中空纤维膜的内外侧间有水分浓度差产生时，膜间会产生一种使该浓度差趋向均一的驱动力。水分以此为驱动力穿透膜壁，由水分浓度高的一侧向水分浓度低的一侧移动。高分子渗膜式干燥管是基于膜渗透原理，渗透速率与膜的材料及其密度、厚度、有效渗透面积、材料的物理特性以及膜两侧的水汽分压差等有关，其工作原理是：①湿压缩空气进入中心套管输送到套管的底部，然后从渗膜纤维管的内部流过。②在管芯的出口处，一部分干燥的压缩空气通过反吹阀减压膨胀后成为反吹气。由于体积膨胀变得更加干燥，然后流经纤维管的外表面。③结果两股不同湿度的气流以相反的方向流经纤维管的内外表面，潮湿的压缩空气流经内表面，而干燥的反吹气流经外表面。由于相对湿度的差异，压缩空气中的水分向反吹气中扩散。④压缩空气流经中心套管后变成干燥的压缩空气。⑤变得潮湿的反吹气被释放到干燥管外。

本实用新型的工作流程如下：

本实用新型采用24V直流电或220V交流电作为电源2-4供电，使用直流电时需要外接逆变器2-11，接交流电时不需要接逆变器，电源2-4在避雷装置2-9保护下，向驱动装置2-8和单片机3-1供电，在单片机3-1控制下的数显及控制系统3-5工作，通过控制按键，使驱动装置2-8通电，在固态继电器2-10的隔离下，控制空气压缩机2-1启动，以空气作为气源产生压缩空气，同时，可以在数显及控制系统3-5上对系统压力进行设定，从空气压缩机2-1产生的压缩空气在经过过滤装置2-5过滤后电磁换向阀2-3控制下，流入双联汽水分离器，再进入高分子渗膜式干燥装置2-2进行干燥处理，流经连通器后从出气管口2-7流出，在出气管口2-7安装保压阀2-6为经过空气压缩过滤、干燥系统产生的气体保持恒压，达到稳压，系统稳定，减震的目的，并且在出气管口2-7安装快速接头，便于外充气回路连接。同时，在出气管口2-7安装气压传感器3-2，敏感气路输出压力值，经过放大电路3-4对信号放大后，将其接入A/D电路3-3，再将信号传输进单片机3-1，与之前在数显及控制系统3-5上设定的系统压力范围进行比较，通过漏气检测电路3-7判断本实用新型是否存在漏气，以此来显示系统压力和进行漏气检测与报警，当压力不足，本实用新型产生漏气时，与单片机3-1连接报警电路3-6产生报警亮灯提醒。在充气机数显及控制系统3-5有漏气检测按钮，按下之后，漏气检测指示灯亮，通过压力数字显示器的压力变化观察用气箱体系统的漏气情况，如果压力值下降过快，则系统的密闭性能较差；反之，如果压力稳定，则系统密闭性能较好；重新按下漏气检测按钮，充气机恢复充气。同时，当连续充气30分钟仍未达到压力上限值时，充气机提出告警，面板上的告警指示灯亮，但此时机器仍然正常工作，直至充到上限压力值。充气完成之后，按下停止按钮，切断电源2-4，空气压缩机2-1停止工作，完成充气操作。

Claims (9)

1.一种具有双模式供电系统的便携充气机，其特征在于，包括充气机外壳(1)和布设在充气机外壳内部的气路系统(2)和控制电路系统(3)；

气路系统(2)包括无油活塞式空气压缩机(2-1)，无油活塞式空气压缩机(2-1)通过管路与过滤装置(2-5)连接，管路上设有电磁阀(2-3)，过滤装置(2-5)连接有高分子渗膜式干燥装置(2-2)，高分子渗膜式干燥装置(2-2)连接有出气管口(2-7)，无油活塞式空气压缩机(2-1)与驱动装置(2-8)连接，驱动装置(2-8)通过电源(2-4)供电；电源(2-4)和驱动装置(2-8)之间设有两条电路，其中一条电路设有逆变器(2-11)；

控制电路系统(3)包括单片机(3-1)，单片机(3-1)连接有A/D电路(3-3)、放大电路(3-4)和数显及控制系统(3-5)，放大电路(3-4)与设在出气管口(2-7)的气压传感器(3-2)连接；单片机(3-1)还分别与无油活塞式空气压缩机(2-1)和电磁阀(2-3)连接，单片机(3-1)与无油活塞式空气压缩机(2-1)之间还设有固态继电器(2-10)。

2.根据权利要求1所述的具有双模式供电系统的便携充气机，其特征在于，高分子渗膜式干燥装置(2-2)与出气管口(2-7)之间设有保压阀(2-6)。

3.根据权利要求1所述的具有双模式供电系统的便携充气机，其特征在于，单片机(3-1)还连接有报警电路(3-6)。

4.根据权利要求1所述的具有双模式供电系统的便携充气机，其特征在于，单片机(3-1)还连接有漏气检测电路(3-7)。

5.根据权利要求1所述的具有双模式供电系统的便携充气机，其特征在于，驱动装置(2-8)与电源(2-4)之间设有避雷装置(2-9)，避雷装置(2-9)与单片机(3-1)连接。

6.根据权利要求1所述的具有双模式供电系统的便携充气机，其特征在于，高分子渗膜式干燥装置(2-2)和出气管口(2-7)之间还设有连通器。

7.根据权利要求1所述的具有双模式供电系统的便携充气机，其特征在于，数显及控制系统(3-5)包括数字显示面板和控制按键。

8.根据权利要求1所述的具有双模式供电系统的便携充气机，其特征在于，单片机(3-1)为ATMEGA16。

9.根据权利要求1所述的具有双模式供电系统的便携充气机，其特征在于，过滤装置(2-5)与高分子渗膜式干燥装置(2-2)之间还设有双联汽水分离器。

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