TWI492825B - 壓縮空氣分配器 - Google Patents

Description

壓縮空氣分配器 技術領域

本發明涉及一種用於利用壓力介質工作的工具(特別是手持式工具)的減壓裝置，該減壓裝置包括用於連接輸入壓力源的壓力連接裝置、用於連接工具的工作壓力輸出端以及用於分離輸入壓力通道和工作壓力腔的減壓閥，其中，該減壓閥具有雙作用閥活塞，該閥活塞具有一個反向於閥彈簧的彈力被施加工作壓力的工作壓力活塞面和一個朝所述閥彈簧的彈力方向被施加輸入壓力的密封活塞面，該密封活塞面用於將所述輸入壓力通道和所述工作壓力腔予以密封隔離，其中，所述工作壓力腔通過排氣通道與形成在所述壓力連接裝置上的排氣裝置連接，以便對該排氣裝置的排氣活塞施加所述工作壓力，該排氣活塞通過所述輸入壓力源的連接件保持在其關閉位置上。本發明還涉及一種具有上述減壓裝置的壓縮空氣分配器。

背景技術

減壓裝置的作用是將壓縮空氣源提供的氣壓減小至適用於工具的氣壓。這類工具例如是利用壓縮空氣工作的推出裝置，通常又被稱作“氣釘槍”，或者是其他類型的氣動工具，如氣動螺絲刀或利用壓縮空氣工作的噴槍，以上只是氣動工具的部分實施方式。

長時間以來，這類氣動工具原則上一直存在以網路化模式進行工作的可能性，這需要將氣動工具連接在一個穩定的壓縮空氣分配網路上。壓縮空氣源所提供的網路氣壓通常僅略高於氣動工具所需要的一般情況下不超過10巴的工作壓力。

除了用網路氣壓操作氣動工具外，也可以設置一個以可更換方式與氣動工具連接且實施為壓力筒的壓力介質儲存器，這樣一來，氣動工具工作時就可以不依賴於網路氣壓，這個儲存器容積有限，因而充注在其內部的壓縮空氣處於很高的壓力下。因此，這種壓力介質儲存器的充注壓力往往比網路壓力高好幾個數量級，約為300巴。

出於這一原因，配備壓力介質儲存器的離網氣動工具所用的減壓裝置必須能夠可靠地將這麼高的輸入壓力減小至一個能讓該工具工作足夠長時間的工作壓力。另外，這種減壓裝置如果是直接安裝在工具上，就最好盡可能地小，以便減輕重量。

發明概要

因此，本發明的目的是提供一種用於利用壓力介質工作的工具的減壓裝置，這種減壓裝置在輸入壓力和工作壓力之間的壓差較大的情況下也能確保工具穩定工作，並且可以在占用盡可能小的空間的同時達到理想的減壓效果。

為了達成上述目的，本發明提出一種具有如申請專利範圍第1項所述特徵的減壓裝置。本發明還提出一種具有如申請專利範圍第6項所述特徵的壓縮空氣分配器。

本發明的減壓裝置具有用於連接輸入壓力源的壓力連接裝置、用於連接工具的工作壓力輸出端以及用於分離輸入壓力通道和工作壓力腔的減壓閥，其中，該減壓閥具有雙作用閥活塞，該閥活塞具有一個反向於閥彈簧的彈力被施加工作壓力的工作壓力活塞面和一個朝閥彈簧的彈力方向被施加輸入壓力的密封活塞面。該密封活塞面用於將輸入壓力通道和工作壓力腔予以密封隔離，其中，工作壓力腔通過排氣通道與形成在壓力連接裝置上的排氣裝置連接，以便對該排氣裝置的排氣活塞施加工作壓力，該排氣活塞通過輸入壓力源的連接件保持在其關閉位置上。

本發明的減壓裝置特別穩定，原因在於，用工作壓力操作的閥活塞可以確保減壓閥相對於輸入壓力的關閉功能不受閥彈簧影響。用於對減壓閥施加偏壓力的閥彈簧只是用來調節工作壓力的大小和界定閥的開啟位置，因此，就算閥彈簧失效，也能可靠地到達閥的關閉位置。因此，本發明的減壓裝置非常適合使用較高的輸入壓力，例如在該減壓裝置的壓力連接裝置上連接一個壓力介質儲存器。

此外，本發明的減壓裝置也很適合與壓力介質儲存器配合使用，因為用於為工作壓力腔排氣的排氣裝置與用於連接壓力介質儲存器的壓力連接裝置結合在一起，這樣一來，從減壓裝置或壓力連接裝置上拆除壓力介質儲存器時，該排氣裝置就會被強制啟動。亦即，從減壓裝置上拆除壓力介質儲存器時，可以實現工作壓力腔的准自動排氣，從而確保在拆除壓力介質儲存器後，連接在工作壓力輸出端上的工具不再受到壓力作用。當連接在工作壓力輸出端上的氣動工具是一種利用壓縮空氣工作的推出裝置(例如氣釘槍)時，這一點特別重要，因為這樣可以避免該推出裝置在拆除壓力介質儲存器後被意外啟動。這裡考慮的主要是工作安全性或勞保問題，因為任何時候都可以從減壓裝置上拆除任何料位元的壓力介質儲存器。

所述排氣裝置的一種功能特別穩定且特別節省空間的實施方案是將該排氣裝置實施為壓力連接裝置的組成部分，具體是：壓力連接裝置的連接管被一圓柱形套筒包圍，以便形成用於所述排氣活塞的排氣筒，將所述連接件安裝到壓力連接裝置上時，該排氣活塞移動至其關閉位置。

根據所述排氣裝置的一種特別優選的實施方式，如果通過一個形成在連接管和排氣活塞之間的環形間隙來為排氣筒排氣，就不需要設置向外延伸的附加排氣孔。

另一種可以減小減壓裝置體積的方案是，減壓閥的閥活塞具有一個形成在活塞桿上的中央通孔，以便對工作壓力活塞面施加工作壓力。在此情況下，該活塞桿不僅用作工作壓力活塞面和密封活塞面之間的力傳遞元件，同時還形成一個可為工作壓力活塞面施加工作壓力的通道。

所述閥彈簧在減壓裝置中的一種特別緊湊的佈置方案是：在活塞桿上安裝一個用以形成閥彈簧的壓縮彈簧，該壓縮彈簧的其中一個末端抵在一個形成在閥孔內的殼體凸臺上，另一末端抵在一個形成在活塞桿上的支柱上。

本發明還提出一種具有如申請專利範圍第6項所述特徵的壓縮空氣分配器。

本發明的壓縮空氣分配器將本發明的減壓裝置與一工具連接件予以結合，該工具連接件具有多個平行分佈的工具連接裝置，其中一個工具連接裝置通過減壓閥與減壓裝置的工作壓力通道連接，這樣就可以選擇性地直接通過減壓裝置的工作壓力輸出端為這其中一個工具連接裝置提供形成在減壓裝置內的工作壓力，為配有減壓閥的另一工具連接裝置提供一個低於形成在減壓裝置內的工作壓力的工作壓力。

因此，本發明的壓縮空氣分配器不但可以連接工作壓力最高不超過10巴的傳統工具，也可連接工作壓力數倍於常規工作壓力，例如為20巴至25巴的工具。這樣一來，使用本發明的壓縮空氣分配器的工具，如果實施為推出裝置，就可以在產生與低壓工具相同的推出力的情況下以相對更高的工作壓力工作，從而可以減小工具中所用的推出活塞的工作活塞面。通過減小推出活塞面可以減少工具內的壓力損失，如果配合使用可更換式壓力介質儲存器，就可延長工具的工作時間。

根據所述壓縮空氣分配器的一種特別有利的實施方案，所述工具連接件具有一個可與減壓裝置進行模組式連接的連接殼體，通過這種方式，所述減壓裝置可以配合各種工具連接件進行使用。

就所述壓縮空氣分配器的操作而言，一種特別有利的方案是：減壓裝置與工具連接件一起收容在一共用殼體內，這樣在設計壓縮空氣分配器的功能單元(即減壓裝置和工具連接件)時，只要考慮功能方面，而不需要關注它們的外觀，因為這裡只涉及上述共用殼體的外觀。

就所述壓縮空氣分配器的工作安全性而言，一種特別有利的方案是：所述殼體實施為防護罩，將壓縮空氣分配器的功能單元(即減壓裝置和工具連接件)收容在該殼體內後，可以避免它們產生機械負荷。

所述殼體有利地採用隔熱設計，以便確保壓縮空氣分配器在極低的環境溫度下也能穩定工作。

圖式簡單說明

下面借助附圖對所述減壓裝置以及配有減壓裝置的壓縮空氣分配器的優選實施方式進行詳細說明。

第1圖為減壓裝置的一種實施方式，其中示出了用於連接輸入壓力源的壓力連接裝置；

第2圖為第1圖所示的減壓裝置沿第1圖中II-II切割線截取的剖面圖；

第3圖為第1圖所示的減壓裝置沿第1圖中III-III切割線截取的剖面圖；

第4圖為第1圖所示的減壓裝置的側視圖，其中示出了工作壓力輸出端；

第5圖為所述減壓裝置與第2圖類似的剖面圖，其中包括壓力介質儲存器上與壓力連接裝置連接的連接件和處於開啟狀態的減壓閥；

第6圖為所述減壓裝置與第2圖類似的剖面圖，其中包括處於關閉狀態的減壓閥；

第7圖為排氣過程中所述減壓裝置與第2圖類似的剖面圖；

第8圖為壓縮空氣分配器的一種實施方式的等距視圖，包括減壓裝置以及連接在該減壓裝置上的工具連接件；

第9圖為第11圖以俯視圖形式展示的工具連接件的剖面圖；

第10圖為連接在減壓裝置上的工具連接件的側視圖；

第11圖為連接在減壓裝置上的工具連接件的俯視圖；

第12圖為第10圖所示的工具連接件的局部剖面圖；

第13圖為收容在防護罩內的壓力分配器的等距視圖；

第14圖為收容在防護罩的下半殼內的壓力分配器的等距視圖。

具體實施方式

第1圖所示的減壓裝置10包括一個佈置在壓力連接側11的壓力連接裝置12，這個壓力連接裝置用於連接例如實施為壓力筒22(第5圖)的壓力介質儲存器。

第2圖為減壓裝置10的縱向剖面圖，包括形成在減壓殼體13內的壓力連接裝置12、減壓閥14和安全閥15。壓力連接裝置12通過輸入壓力通道16與工作壓力腔17連通，該工作壓力腔通過工作壓力通道18(第3圖)與佈置在壓力輸出側19的工作壓力輸出端20(第4圖)連通。除工作壓力輸出端20外，工作壓力通道18還與安全閥15(第2圖)連通。

第5圖為連接壓力筒22後的減壓裝置10，該壓力筒配有一個實施為接口管的連接件21。壓力筒22的連接件21擰入壓力連接裝置12的收容孔23，從而在壓力筒22和壓力連接裝置12的連接管24之間建立起壓力連接，這樣就可以通過輸入壓力通道16在閥活塞26的密封活塞面28上對該閥活塞施加來自於壓力筒22的輸入壓力，該閥活塞佈置在閥收容孔25上，其密封活塞面形成在閥桿27的軸向末端。

在減壓閥14如第5圖所示的初始狀態下，同心安裝在閥桿27上的壓縮彈簧29對減壓閥14的閥活塞26施加朝其開啟位置方向作用的偏壓力，該壓縮彈簧在本實施例中實施為碟簧組，其中，活塞頭30抵在一個從安裝側方向將閥收容孔25封閉的孔塞31上。在經輸入壓力通道16進入工作壓力腔17的體積通過活塞桿27中的通孔68對形成在活塞頭30的工作壓力活塞面32施加壓力之前，閥活塞26一直停留在上述初始位置上，這個壓力大於張緊在殼體凸台33和形成在活塞桿27上的支柱69之間的壓縮彈簧29的彈力。

如第6圖所示，隨著工作壓力腔17內的壓力進一步升高，閥活塞26的密封活塞面28最終壓向一個形成於通往輸入壓力通道16的過渡區域內的閥座34，這樣一來，輸入壓力通道16無法進一步輸送體積，從而在工作壓力腔17中產生大小由壓縮彈簧29的彈力界定的工作壓力。

為了防止閥活塞26由於減壓閥14上出現部件故障而無法到達如第6圖所示的關閉位置，從而導致工作壓力腔17內的壓力上升超過預期工作壓力，工作壓力通道18內佈置有與工作壓力輸出端20(第4圖)平行的安全閥15。安全閥15具有一個佈置在閥收容孔35中的閥活塞36，壓縮彈簧39對該閥活塞施加向後朝密封活塞面37作用的偏壓力，以便調節觸發壓力，該壓縮彈簧的偏壓力可用偏壓裝置38加以調節。

具有如第6圖所示配置的減壓裝置10已處於可用狀態，如果此時啟動連接在工作壓力輸出端20上的用電設備(例如氣釘槍)，工作壓力腔17中的體積就會經工作壓力通道18流出，從而使得工作壓力腔17內壓力下降，在壓縮彈簧29的作用下，閥活塞26移動到第5圖所示的開啟位置，接著，來自於輸入壓力通道16的體積補注入工作壓力腔17，直至再度達到上述工作壓力為止。

第7圖為從壓力連接裝置12上拆除壓力筒22或壓力筒22的連接件21後的減壓裝置10的示意圖。在此過程中，形成在壓力連接裝置12上且通過排氣通道40與工作壓力腔17連通的排氣裝置41被啟動。排氣裝置41具有排氣筒42，該排氣筒因壓力連接裝置12的螺紋套43同心佈置在壓力連接裝置12的連接管24上而形成。排氣筒42中安裝有排氣活塞44，該排氣活塞具有一個實施為筒體且具有圓環形活塞頭46的活塞桿45。

特別如第6圖所示，當連接件21連接在壓力連接裝置12上時，該連接件將排氣活塞44推入其上部最終位置。從壓力連接裝置12上拆除連接件21時，存在於排氣通道40中的工作壓力通過連接管24中的連接孔(未圖示)作用於活塞頭46並引起排氣活塞44的位移，如第7圖所示，在此位移過程中，排氣活塞44的活塞桿45向下穿過排氣筒42上的通孔47後突伸在外面。排氣活塞44移動到其下部排氣位置後，活塞頭46位於一個形成在連接管24上的排氣密封裝置48下方，這樣一來，由活塞頭46界定的閥腔49中的體積就可以通過一個圓柱形排氣口48流到外部，該排氣口形成在連接管24和與之同心佈置的活塞桿45之間。

通過上述方式確保工作壓力腔17在拆除壓力筒22後會強制排氣，從而避免連接在減壓裝置10的工作壓力輸出端20上的工具被意外啟動。

第8圖為第1圖至第7圖所示的減壓裝置10的等距視圖，該減壓裝置與工具連接件51連接後形成壓力分配器50，第9圖至第12圖也對這個工具連接件進行了圖示。工具連接件51通過其連接殼體71(第9圖)的連接側52連接在減壓裝置10的壓力輸出側19(第4圖)上，使得減壓裝置10的工作壓力輸出端20被工具連接件51的連接側52上的工作壓力輸入端70覆蓋(第9圖)。

如第8圖至第12圖整體所示，工具連接件51具有兩個工作壓力輸出端53和54，其中，工作壓力輸出端53通過工作壓力通道55與工作壓力通道56直接連通，該工作壓力通道存在由減壓裝置10決定的工作壓力p1。工作壓力輸出端54則通過工作壓力通道57與減壓閥58(第8圖)連通，該減壓閥可將工作壓力p1減小至工作壓力p2。工作壓力輸出端53、54各配有一個壓力連接裝置59、60且各與一個安全閥61、62平行設置。如第12圖所示，一限壓閥72與工作壓力輸出端54平行設置，以便限定最大工作壓力p2。

這樣一來，第8圖所示的壓力分配器50可以選擇性地將用電設備(即氣動工具)連接在具有工作壓力p1的工作壓力輸出端53的壓力連接裝置59上，或者連接在具有工作壓力p2(低於工作壓力p1)的工作壓力輸出端54的壓力連接裝置60上。舉例而言，在對減壓裝置10內所安裝的壓縮彈簧29進行相應選擇後，工作壓力p1可為23巴，經減壓閥58減壓處理的工作壓力p2可為6巴。

如第13圖和第14圖所示，壓力分配器50可以配備一個既隔熱又耐撞擊的防護罩63，如圖所示，該防護罩優選由兩部分構成，即下殼64和上殼65。其中，不僅壓力連接裝置12、59和60可以通過該防護罩上的開口被觸及到，亦即伸出在防護罩63外部，減壓閥58以及與減壓裝置10的輸入壓力通道16連通的、用於連接在減壓裝置10上的壓力筒的料位顯示器66也是如此。此外，用於顯示經減壓閥58減壓處理的工作壓力p2的壓力錶67和用於減壓閥58的調節裝置也以可見或可觸及的方式佈置在防護罩63上。

10．．．減壓裝置

11．．．壓力連接側

12．．．壓力連接裝置

13．．．減壓殼體

14、58．．．減壓閥

15、61、62．．．安全閥

16．．．輸入壓力通道

17．．．工作壓力腔

18‧‧‧工作壓力通道

19‧‧‧壓力輸出側

20、53、54‧‧‧工作壓力輸出端

21‧‧‧連接件

22‧‧‧壓力筒

23‧‧‧收容裝置

24‧‧‧連接管

25‧‧‧閥收容孔

26‧‧‧閥活塞

27‧‧‧閥桿

28‧‧‧密封活塞面

29‧‧‧壓縮彈簧

30‧‧‧活塞頭

31‧‧‧孔塞

32‧‧‧工作壓力活塞面

33‧‧‧殼體凸台

34‧‧‧閥座

35‧‧‧閥收容孔

36‧‧‧閥活塞

37‧‧‧密封活塞面

38‧‧‧偏壓裝置

39‧‧‧壓縮彈簧

40‧‧‧排氣通道

41‧‧‧排氣裝置

42‧‧‧排氣筒

43‧‧‧螺紋套

44‧‧‧排氣活塞

45‧‧‧活塞桿

46‧‧‧活塞頭

47‧‧‧通孔

48‧‧‧環形間隙

49‧‧‧閥腔

50‧‧‧壓力分配器

51‧‧‧工具連接件

52‧‧‧連接側

55、56、57‧‧‧工作壓力通道

59、60‧‧‧壓力連接裝置

63‧‧‧防護罩

64‧‧‧下殼

65‧‧‧上殼

66‧‧‧料位顯示器

67‧‧‧壓力錶

68‧‧‧通孔

69‧‧‧支柱

70‧‧‧工作壓力輸入端

71‧‧‧連接殼體

72‧‧‧限壓閥

第1圖為減壓裝置的一種實施方式，其中示出了用於連接輸入壓力源的壓力連接裝置；

第2圖為第1圖所示的減壓裝置沿第1圖中II-II切割線截取的剖面圖；

第3圖為第1圖所示的減壓裝置沿第1圖中III-III切割線截取的剖面圖；

第4圖為第1圖所示的減壓裝置的側視圖，其中示出了工作壓力輸出端；

第5圖為所述減壓裝置與第2圖類似的剖面圖，其中包括壓力介質儲存器上與壓力連接裝置連接的連接件和處於開啟狀態的減壓閥；

第6圖為所述減壓裝置與第2圖類似的剖面圖，其中包括處於關閉狀態的減壓閥；

第7圖為排氣過程中所述減壓裝置與第2圖類似的剖面圖；

第8圖為壓縮空氣分配器的一種實施方式的等距視圖，包括減壓裝置以及連接在該減壓裝置上的工具連接件；

第9圖為第11圖以俯視圖形式展示的工具連接件的剖面圖；

第10圖為連接在減壓裝置上的工具連接件的側視圖；

第11圖為連接在減壓裝置上的工具連接件的俯視圖；

第12圖為第10圖所示的工具連接件的局部剖面圖；

第13圖為收容在防護罩內的壓力分配器的等距視圖；

第14圖為收容在防護罩的下半殼內的壓力分配器的等距視圖。

10‧‧‧減壓裝置

12‧‧‧壓力連接裝置

14‧‧‧減壓閥

15‧‧‧安全閥

16‧‧‧輸入壓力通道

17‧‧‧工作壓力腔

18‧‧‧工作壓力通道

21‧‧‧連接件

26‧‧‧閥活塞

28‧‧‧密封活塞面

29‧‧‧壓縮彈簧

34‧‧‧閥座

35‧‧‧閥收容孔

36‧‧‧閥活塞

37‧‧‧密封活塞面

38‧‧‧偏壓裝置

39‧‧‧壓縮彈簧

40‧‧‧排氣通道

44‧‧‧排氣活塞

46‧‧‧活塞頭

Claims (9)

1. 一種壓縮空氣分配器，其包括一用於利用壓力介質工作的工具(特別是手持式工具)的減壓裝置及一工具連接件，所述減壓裝置包括一用於連接一輸入壓力源的壓力連接裝置、一用於連接一工具的工作壓力輸出端以及一用於分離一輸入壓力通道和一工作壓力腔的減壓閥，其中，所述減壓閥具有一雙作用閥活塞，所述閥活塞具有一反向於一閥彈簧的彈力被施加工作壓力的工作壓力活塞面和一朝所述閥彈簧的彈力方向被施加輸入壓力的密封活塞面，所述密封活塞面用於將所述輸入壓力通道和所述工作壓力腔予以密封隔離，其中，所述工作壓力腔通過一排氣通道與一形成在所述壓力連接裝置上的排氣裝置連接，以便對該排氣裝置的一排氣活塞施加所述工作壓力，所述排氣活塞通過所述輸入壓力源的一連接件保持在其關閉位置上；其中，所述減壓裝置的工作壓力輸出端通過所述工具連接件中的一工作壓力輸入端與所述工具連接件中的一工作壓力通道連通，所述工作壓力通道與一第一壓力連接裝置連接，所述第一壓力連接裝置用於一以較高工作壓力工作的工具，所述工作壓力通道平行於所述第一壓力連接裝置同時還與至少一個其他壓力連接裝置連接，所述其他壓力連接裝置用於連接一以較低工作壓力工作的工具，其中，所述工作壓力通道和所述其他壓力連接裝置通過一減壓閥建立連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述的壓縮空氣分配器，其特徵在於，所述排氣裝置實施為所述壓力連接裝置的組成部分，具體是：所述壓力連接裝置的一連接管被一圓柱形套筒包圍，以便形成一用於所述排氣活塞的排氣筒，將所述連接件安裝到所述壓力連接裝置上時，所述排氣活塞移動至其關閉位置。
3. 如申請專利範圍第2項所述的壓縮空氣分配器，其特徵在於，所述連接管和所述排氣活塞之間設有一用於為所述排氣筒排氣的環形間隙。
4. 如申請專利範圍第1項所述的壓縮空氣分配器，其特徵在於，所述減壓閥的閥活塞具有一形成在一活塞桿上的中央通孔，以便對所述工作壓力活塞面施加工作壓力。
5. 如申請專利範圍第4項所述的壓縮空氣分配器，其特徵在於，所述活塞桿上設有一用以形成所述閥彈簧的壓縮彈簧，所述壓縮彈簧的其中一個末端抵在一形成在一閥孔內的殼體凸台上，另一末端抵在一形成在所述活塞桿上的支柱上。
6. 如申請專利範圍第1項所述的壓縮空氣分配器，其特徵在於，所述工具連接件具有一可與所述減壓裝置進行模組式連接的連接殼體。
7. 如申請專利範圍第1項所述的壓縮空氣分配器，其特徵在於，所述減壓裝置與所述工具連接件一起收容在一共用殼體內。
8. 如申請專利範圍第7項所述的壓縮空氣分配器，其特徵 在於，所述殼體實施為防護罩。
9. 如申請專利範圍第7項所述的壓縮空氣分配器，其特徵在於，所述殼體採用隔熱設計。