專利名稱：壓力空氣終端增壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種壓力空氣終端增壓裝置，該裝置特別適用于作為遠 距離管道輸送壓力空氣的終端增壓裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中需要使用壓力空氣作為生產(chǎn)中的動力源，通過氣動工 具和設(shè)備來進行篩分、包裝、夾緊、旋轉(zhuǎn)等動作，完成工業(yè)生產(chǎn)的需要。對 于大型企業(yè)往往是通過管道輸送壓力空氣的方式向企業(yè)用氣的終端裝備輸 氣。但是經(jīng)過遠距離的管道輸送，到達用氣終端裝備時，其氣壓值會有所下
降；或因終端多處裝備同時使用壓力空氣使得管道里的氣壓迅速下降，有時 甚至于降到無法正常使用終端氣動工具或設(shè)備。
特別是對于機械加工中使用壓力空氣對加工件進行夾裝狀態(tài)時，其氣壓 一旦發(fā)生泄漏、下降，就很可能會發(fā)生因工件松動而造成危險，輕則工件報 廢、刀具損壞；嚴(yán)重時，則可能會造成機毀人亡的事故。因此，在工廠里保 證能持續(xù)向使用壓力空氣的終端氣動工具或設(shè)備提供正常的壓力空氣是非常 重要的生產(chǎn)工作條件之一。
其次，當(dāng)終端用氣裝置上需要使用超過平時管道壓力空氣壓力時， 一般 情況下只有增加新壓力空氣源裝置，譬如加大空壓機站主機的負荷能力，向 管道里輸送壓力更高的壓力空氣；或者說在需要使用高壓力空氣的工作生產(chǎn) 現(xiàn)場使用新的空壓機，但是這必須依靠增加設(shè)備才能實現(xiàn)這個需求。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的正是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足之處而提供一 種壓力空氣終端增壓裝置。該裝置在因遠距離輸送壓力空氣而使得氣壓下降 時，不必依靠新的壓力空氣源就能實現(xiàn)在進氣壓力值的一倍到二倍范圍之間 自由調(diào)節(jié)后再輸出，供終端氣動工具或設(shè)備使用。
本實用新型的目的可通過下述技術(shù)措施來實現(xiàn)本實用新型的終端增壓裝置包括通過串聯(lián)方式依次相連的輸入端直通截 止閥、初級過濾組件、增壓閥、二級過濾組件、儲氣筒、輸出端直通截止閥 和各連接管路。
本實用新型中所述初級過濾組件是由依次串聯(lián)連接的空氣濾清器、油水
分離器、設(shè)置有排氣消聲器的二位三通旋鈕式換向閥、單向閥組成；其中空 氣濾清器的輸入端接輸入端直通截止閥的輸出端，二位三通旋鈕式換向閥的 輸出端分別與單向閥和增壓閥的輸入端相連，單向閥和增壓閥的輸出端并聯(lián) 接入二級過濾組件輸入端。
本實用新型中所述增壓閥包括調(diào)壓閥、增壓氣缸，所述增壓氣缸是由啞 鈴式結(jié)構(gòu)的共用一根活塞桿的大、小活塞缸組成；在小活塞缸的缸壁上設(shè)置 有兩個進氣單向閥和兩個排氣單向閥；其中，兩個進氣單向閥分別與小活塞 缸的無桿腔、有桿腔相連通，且其輸入端并聯(lián)接入初級過濾組件輸出端，兩 個排氣單向閥分別與小活塞缸的無桿腔、有桿腔相連通，且其輸出端并聯(lián)接
入二級過濾組件輸入端，并通過反饋管路接入調(diào)壓閥；所述調(diào)壓閥的輸入端
接入初級過濾組件輸出端，其輸出端通過氣動換向閥接入大活塞缸的有桿腔
或無桿腔，氣動換向閥的排氣口處通過排氣消聲器與大氣相連通。
本實用新型中所述二級過濾組件是由依次串聯(lián)連接的空氣濾清器、設(shè)置 有排氣消聲器的二位三通旋鈕式換向閥組成；其中空氣濾清器的輸入端接增
壓閥的輸出端，并與初級過濾組件中單向閥的輸出端相接，二位三通旋鈕式 換向閥的輸出端與儲氣筒相連。
本實用新型的工作原理及有益效果如下
本實用新型的增壓功能主要是依靠增壓閥來完成的。管道壓力空氣通過 輸入端直通截止閥、初級過濾組進入到增壓閥；在增壓閥中，壓力空氣被分 成兩路，其中一路通過二個進氣單向閥分別進入到增壓氣缸的小活塞缸的無 桿腔和有桿腔，在無桿腔和有桿腔之間壓差的作用下，使得位于小活塞缸內(nèi) 的活塞在壓差的作用下從無桿腔向有桿腔推動；另一路經(jīng)調(diào)壓閥流過氣動換 向閥后進入到增壓氣缸的大活塞缸的無桿腔或有桿腔。假定此時氣動換向閥 使得壓力空氣進入到大活塞缸的有桿腔，則大活塞缸的無桿腔經(jīng)氣動換向閥 的出氣口和設(shè)置在該出氣口的排氣消聲器直接通大氣，所以大活塞缸無桿腔內(nèi)無壓力；因此在大活塞缸有桿腔的推力和小活塞缸兩腔壓力差的共同作用 下，使得位于小活塞缸內(nèi)的活塞在壓差的作用下從無桿腔向有桿腔運動，并 使得小活塞缸的無桿腔內(nèi)充滿管道壓力空氣，這就是增壓氣缸的抽氣過程， 也可稱為增壓閥的吸氣過程。
當(dāng)吸氣運動使得位于小活塞缸內(nèi)的活塞碰到氣動換向閥限位開關(guān)時，氣 動換向閥開始換向，切換大活塞缸的無桿腔、有桿腔的接口位置，壓力空氣 經(jīng)調(diào)壓閥流過氣動換向閥后進入到大活塞缸的無桿腔；而大活塞缸有桿腔則 經(jīng)氣動換向閥的出氣口和設(shè)置在該出氣口的排氣消聲器直接通大氣，所以大 活塞缸的有桿腔內(nèi)無壓力，并在下面涉及的計算中將該腔排空阻力忽略不計。
假定位于大活塞缸內(nèi)的活塞(大活塞)面積為Sm，位于小活塞缸內(nèi)的活 塞(小活塞)面積為Sn，活塞桿截面積Sd。因此在大活塞缸的無桿腔壓力 Pl. Sm和小活塞缸的有桿腔壓力Pl.(Sn-Sd)的共同推力作用下，小活塞向無桿 腔方向運動，并在小活塞缸的無桿腔產(chǎn)生反推力P2. Sn。由于活塞桿沒有彎曲 變形，所以推力與反推力必然會平衡相等，因此下列計算式成立
PI. Sm+ Pl.(Sn畫Sd) =P2. Sn
P2=Pl.(Sm+Sn-Sd)/Sn
由于活塞桿截面積Sd很小，而大活塞面積Sm遠遠大于小活塞面積Sn， 因此增壓輸出的壓力空氣P2顯而易見高于進氣壓力Pl，因此小活塞缸的無桿 腔內(nèi)剛吸進來的壓力空氣P1，經(jīng)增壓后向二級過濾組件輸送高壓氣P2，這就 是增壓氣缸的增壓壓氣過程，也可稱為增壓閥的增壓過程。
當(dāng)增壓輸出高壓氣結(jié)束時，大活塞觸碰氣動換向閥，該閥又會自動切換 到吸氣狀態(tài)，周而復(fù)始，自動完成吸氣、增壓送氣動作。
綜上所述，可見本裝置在不必增加新的動力源前提下，利用管道壓力空 氣，通過調(diào)節(jié)增壓閥里的調(diào)壓閥，就可自動實現(xiàn)將管道壓力空氣增壓，并在 進氣壓力的一倍到二倍壓力值的范圍內(nèi)由操作人員觀察增壓閥進氣氣壓表和 輸出氣壓表的數(shù)值P1和P2，可以方便地進行調(diào)節(jié)控制。


圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理圖。圖2是圖1中增壓閥的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖3是圖2中的調(diào)壓閥與氣動換向閥之間不連通狀態(tài)的結(jié)構(gòu)原理圖。
圖l的序號為1-1是輸入端直通截止閥，1-2是儲氣筒排污排水直通截 止閥，l-3是輸出端直通截止閥，2是初級過濾組件，3是進氣氣壓表，4是增 壓閥，5是輸出氣壓表，6是二級過濾組件，7是儲氣筒，8-l是初級過濾組件 里的二位三通旋鈕式換向閥，8-2是二級過濾組件里的二位三通旋鈕式換向 閥，9-1是初級過濾組件里的空氣濾清器，9-2是二級過濾組件里的空氣濾清 器，IO是初級過濾組件里的單向閥，11是初級過濾組件里的油水分離器，12-1 是初級過濾組件里的排氣消聲器，12-2是二級過濾組件里的排氣消聲器。
圖2的序號為3是進氣氣壓表，5是輸出氣壓表，12-3是增壓閥里的排 氣消聲器，13是氣動換向閥，14-1、 14-2均是排氣單向閥，14-3、 14-4均是 進氣單向閥，15是增壓氣缸小活塞缸的有桿腔，16是增壓氣缸小活塞缸的無 桿腔，17是調(diào)壓閥，18是增壓氣缸大活塞缸的有桿腔，19是增壓氣缸大活塞 缸的無桿腔。
圖3的序號為17是調(diào)壓閥。
具體實施方式
本實用新型以下將結(jié)合實施例(附圖)作進一步描述，但并不限制本實 用新型。
如圖1所示，本實用新型壓力空氣終端增壓裝置包括通過串聯(lián)方式依次 相連的輸入端直通截止閥1-1、初級過濾組件2、增壓閥4、 二級過濾組件6、 儲氣筒7、輸出端直通截止閥l-3和各連接管路。所述初級過濾組件2是由依 次串聯(lián)連接的空氣濾清器9-l、油水分離器11、設(shè)置有排氣消聲器12-1的二 位三通旋鈕式換向閥8-1、單向閥IO組成；其中空氣濾清器9-l的輸入端接 輸入端直通截止閥1-1的輸出端，二位三通旋鈕式換向閥8-1的輸出端分別與 單向閥10和增壓閥4的輸入端相連，單向閥10和增壓閥4的輸出端并聯(lián)接 入二級過濾組件6輸入端。所述二級過濾組件6是由依次串聯(lián)連接的空氣濾 清器9-2、設(shè)置有排氣消聲器12-2的二位三通旋鈕式換向閥8-2組成；其中空 氣濾清器9-2的輸入端接增壓閥4的輸出端，并與初級過濾組件2中單向閥10的輸出端相接，二位三通旋鈕式換向閥8-2的輸出端與儲氣筒7相連。
如圖2、圖3所示，所述增壓閥4包括調(diào)壓閥17、增壓氣缸，所述增壓 氣缸是由吸鈴式結(jié)構(gòu)的共用一根活塞桿的大、小活塞缸組成；在小活塞缸的 缸壁上設(shè)置有兩個進氣單向閥14-3、 14-4和兩個排氣單向閥14-1、 14-2;其 中，兩個進氣單向閥14-3、 14-4分別與小活塞缸的無桿腔、有桿腔相連通， 且該兩個進氣單向閥14-3、 14-4的輸入端并聯(lián)接入初級過濾組件2輸出端， 兩個排氣單向閥14-1、 14-2分別與小活塞缸的無桿腔、有桿腔相連通，且該 兩個排氣單向閥14-1、 14-2的輸出端并聯(lián)接入二級過濾組件6輸入端，并通 過反饋管路接入調(diào)壓閥17;所述調(diào)壓閥17的輸入端接入初級過濾組件2輸出 端，其輸出端通過氣動換向閥13接入大活塞缸的有桿腔18或無桿腔19，氣 動換向閥13的排氣口處通過排氣消聲器12-3與大氣相連通。 本實用新型的具體工作原理及方式如下-
關(guān)閉本裝置輸出端的直通截止閥1-3，打開輸入端的直通截止閥1-1，管 道壓力空氣P1輸入到本裝置，并對儲氣筒7進行充氣。充氣結(jié)束后，本實用 新型裝置就會自動按增壓閥4里調(diào)壓閥17設(shè)定的壓力值自動進行增壓，并向 儲氣筒7輸出壓力空氣P2。
當(dāng)輸出氣壓P2達到調(diào)壓閥17預(yù)先設(shè)定值時，此時從排氣單向閥14-2出 來的反饋氣壓控制調(diào)壓閥17 (如圖3所示)自動切斷其輸出到氣動換向閥13 這條管路，使調(diào)壓閥17與氣動換向閥13之間處于不連通狀態(tài)。 一旦當(dāng)儲氣 筒7輸出壓力空氣到終端氣動工具或用氣裝備，并使得P2值下降時，因為控 制調(diào)壓閥4的反饋氣壓低于P2 了，所以調(diào)壓閥17與氣動換向閥13之間的管 路自動接通，增壓氣缸又開始自動增壓工作。
初級過濾組件2的空氣濾清器9-l主要是將管道來氣中的灰塵、管道內(nèi)壁 的銹蝕物等固體顆粒物過濾去除掉。本實用新型是氣動元件組成的系統(tǒng)，所 以在它的進氣端——初級過濾組件2里使用油水分離器11，可使在其后面的 各氣動元件基本上在氣體處于干燥的狀態(tài)下工作，避免氣動元件內(nèi)腔被水氣 銹蝕，而影響它們的正常工作。二級過濾組件6里的空氣過濾器9-2則進一步 將增壓后的壓力空氣里的灰塵雜物去除掉，讓終端用氣的氣動工具或裝備能 使用到清潔的壓力空氣。儲氣筒下方的l-2是儲氣筒的排污排水直通截止閥，操作人員需要定期對它進行排放。此處可排出沉淀在儲氣筒底部的臟物和水 份，進一步提高終端用氣的清潔程度。
當(dāng)本實用新型停止工作時，關(guān)閉輸入端直通截止閥1-1，將初級過濾組件
2的二位三通旋鈕式換向閥8-1切換到其出氣口與排氣消聲器12-1處于連通 狀態(tài)，使得空氣過濾器9-l和油水分離器ll與大氣相通，讓它們的內(nèi)腔卸去 載荷。
氣動換向閥13總會使得增壓氣缸的大活塞缸的有桿腔或無桿腔的其中一 個腔與氣動換向閥的出氣口接通，該出氣口通過排氣消聲器12-3與大氣相通。 假定增壓氣缸停止工作時，它的有桿腔18與排氣消聲器12-3相通；此時無桿 腔19則與調(diào)壓閥17相通。將二級過濾組件6的二位三通旋鈕式換向閥8-2 切換到其出氣口與排氣消聲器12-2處于連通狀態(tài)，增壓氣缸小活塞缸的有桿 腔15和無桿腔16里的壓力空氣通過排氣單向閥14-1和14-2，再經(jīng)過空氣過 濾器9-2與大氣相通，使它們的內(nèi)腔卸去載荷。而大活塞缸的無桿腔19內(nèi)的 壓力空氣則經(jīng)調(diào)壓閥17，通過進氣單向閥14-3和14-4，然后與上述相同，再 通過空氣過濾器9-2與大氣相通，使它們的內(nèi)腔卸去載荷。
關(guān)閉輸出端直通截止閥1-3，使本實用新型裝置與終端氣動工具或裝備切 斷，然后打開儲氣筒排污排水直通截止閥l-2將儲氣筒7里的壓力空氣排空。
本實用新型初級過濾組件2和二級過濾組件6里所用的二位三通旋鈕式 換向閥8-1和8-2，其結(jié)構(gòu)形式也可采用二位三通推拉式手動換向閥。
權(quán)利要求1、一種壓力空氣終端增壓裝置，其特征在于該裝置包括通過串聯(lián)方式依次相連的輸入端直通截止閥(1-1)、初級過濾組件(2)、增壓閥(4)、二級過濾組件(6)、儲氣筒(7)、輸出端直通截止閥(1-3)和各連接管路。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力空氣終端增壓裝置，其特征在于所述初級過濾組件(2)是由依次串聯(lián)連接的空氣濾清器(9-1)、油水分離器(11)、 設(shè)置有排氣消聲器(12-1)的二位三通旋鈕式換向閥(8-1)、單向閥(10)組 成；其中空氣濾清器(9-1)的輸入端接輸入端直通截止閥(1-1)的輸出端， 二位三通旋鈕式換向閥(8-1)的輸出端分別與單向閥(10)和增壓閥(4)的 輸入端相連，單向閥(10)和增壓閥(4)的輸出端并聯(lián)接入二級過濾組件(6) 輸入端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力空氣終端增壓裝置，其特征在于所述增 壓閥(4)包括調(diào)壓閥(17)、增壓氣缸，所述增壓氣缸是由啞鈴式結(jié)構(gòu)的共 用一根活塞桿的大、小活塞缸組成；在小活塞缸的缸壁上設(shè)置有兩個進氣單 向閥(14-3)、 (14-4)和兩個排氣單向閥(14-1)、 (14-2);其中，兩個進氣單 向閥(14-3)、 (14-4)分別與小活塞缸的無桿腔、有桿腔相連通，且該兩個進 氣單向閥(14-3)、 (14-4)的輸入端并聯(lián)接入初級過濾組件(2)輸出端，兩 個排氣單向閥(14-1)、 (14-2)分別與小活塞缸的無桿腔、有桿腔相連通，且 該兩個排氣單向閥(14-1)、 (14-2)的輸出端并聯(lián)接入二級過濾組件(6)輸 入端，并通過反饋管路接入調(diào)壓閥(17);所述調(diào)壓閥(17)的輸入端接入初 級過濾組件(2)輸出端，其輸出端通過氣動換向閥(13)接入大活塞缸的有 桿腔(18)或無桿腔(19)，氣動換向閥(13)的排氣口處通過排氣消聲器(12-3) 與大氣相連通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓力空氣終端增壓裝置，其特征在于所 述二級過濾組件(6)是由依次串聯(lián)連接的空氣濾清器(9-2)、設(shè)置有排氣消 聲器(12-2)的二位三通旋鈕式換向閥(8-2)組成；其中空氣濾清器(9-2) 的輸入端接增壓閥(4)的輸出端，并與初級過濾組件(2)中單向閥(10) 的輸出端相接，二位三通旋鈕式換向閥(8-2)的輸出端與儲氣筒(7)相連。
專利摘要一種壓力空氣終端增壓裝置，其特征在于該裝置包括通過串聯(lián)方式依次相連的輸入端直通截止閥(1-1)、初級過濾組件(2)、增壓閥(4)、二級過濾組件(6)、儲氣筒(7)、輸出端直通截止閥(1-3)和各連接管路。本實用新型的裝置在因遠距離輸送壓力空氣而使得氣壓下降時，不必依靠新的壓力空氣源就能實現(xiàn)在進氣壓力值的一倍到二倍范圍之間自由調(diào)節(jié)后再輸出，供終端氣動工具或設(shè)備使用。
文檔編號F17D3/01GK201259087SQ20082014929
公開日2009年6月17日 申請日期2008年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者張文歌, 張景仙, 虹 李, 程鵬波, 趙永波, 趙運平 申請人:鄭州宇通重工有限公司