[发明专利]压缩空气管线自增压装置及其增压方法

权利要求书

1.一种压缩空气管线自增压装置，包括截止阀(1)、气动三联体(2)、 储气罐(23)，其特征在于：在储气罐(23)顶部一侧装设支板架(26)，在支 板架(26)上部一侧的管线上依序连接截止阀(1)和气动三联体(2)和三通 管接头(6)，三通管接头(6)的一出口连接甲管路(5)的一端，甲管路(5) 的另一端与随动阀的顶进口(3)连通相接；所述的随动阀(7)由阀体(9)、 通大气口(4)、侧出口(10)和底出口(12)和随动阀芯组成，阀体(9)顶面 居中处设有顶进口(3)、在顶进口(3)两旁顶面处均设有通大气口(4)；阀体 (9)的两端侧面上均设有侧出口(10)；阀体(9)底面均布两个底出口(12)； 阀体(9)内装设作往返运动的、中空的随动阀芯，在随动阀芯的中空区内以隔 板分隔成C₁腔和C₂腔，在C₁腔侧的随动阀芯顶面设有与顶进口(3)相连通的 小孔(28)，在C₁腔侧的随动阀芯底面设有与底出口(12)相连通的气槽；在C₂腔侧的随动阀芯顶面设有与顶进口(3)相连通的小孔(28)，在C₂腔侧的随动阀 芯底面设有与底出口(12)相连通的气槽；三通管接头(6)的另一直通出口连 接乙管路(8)的一端，乙管路(8)的另一端与增压器(19)顶部居中处的顶 进口(18)连通相接，；所述的增压器(19)由壳体、进入口(14)、单向阀组、 双活塞和锁阀(16)组成，壳体内壳体顶面居中处设有顶进口(18)，壳体底面 居中处设有接口(25)，壳体两侧的端盖内均连接锁阀(16)，两锁阀(16)的 顶面均设有入口(15)，两入口(15)分别以丙管路(11)与随动阀两端侧面的 出口(10)连通相接，；在两锁阀(16)与壳体连接处的顶面均设有进入口(14)， 两进入口(14)分别以丁管路(13)与随动阀的两底出口(12)连通相接；在 由相同大小的A₂腔和B₁腔组成的壳体内装设由活塞杆两端均连接活塞体(24) 的双活塞；与增压器(19)顶部居中处的顶进口(18)位置相对应的活塞杆段 上以密封圈连接支阀体(21)，支阀体(21)的顶、底部内均设有单向阀组，顶 部的单向阀组与增压器(19)顶部居中处的顶进口(18)连通相接，底部的单 向阀组与壳体底面居中处设有接口(25)连通相接，接口(25)以管路(22) 连通相接在储气罐(23)上。

2.按权利要求1所述的压缩空气管线自增压装置，其特征在于：所述的 顶部单向阀组由两个单向阀(20)组成，每个单向阀(20)是采用弹簧施压于 阀口的圆球的结构；它们并列装在支阀体(21)内，其中一侧的单向阀(20) 的一接口与顶进口(18)连通相接，另一接口与相应的活塞腔连通；另一侧的 单向阀(20)的一接口与顶进口(18)连通相接，另一接口与相应的活塞腔连 通。

3.按权利要求1所述的压缩空气管线自增压装置，其特征在于：所述的 底部单向阀组由两个单向阀(20)组成，每个单向阀(20)是采用弹簧施压于 阀口的圆球的结构；它们并列装在支阀体(21)内，其中一侧的单向阀(20) 的一接口与底接口(25)连通相接，另一接口与相应的活塞腔连通；另一侧的 单向阀(20)的一接口与底接口(25)连通相接，另一接口与相应的活塞腔连 通。

4.按权利要求1所述的压缩空气管线自增压装置，其特征在于：所述的 每个锁阀(16)由端盖、弹簧(17)和阀头(27)组成，在端盖顶面的阀口内 装阀头(27)，阀头(27)与端盖内腔之间装设弹簧(17)，端盖顶面设有入口 (15)，当弹簧(17)被顶开时，其阀口可与相应的增压器(19)壳体内相连通。

5.按权利要求1所述的压缩空气管线自增压装置，其特征在于：所述的 每个活塞体(24)的外侧与同侧的端盖面之间形成A₁腔。

6.按权利要求1所述的压缩空气管线自增压装置，其特征在于：所述的 增压器(19)的壳体两端均装有把手(29)。

7.一种按权利要求1所述的压缩空气管线自增压装置的增压方法，其 特征在于：来自气源的压缩空气通过管线上的三联体(2)进行过滤并带 着润滑剂油雾的压缩空气进入三通管接头(6)，其中一路压缩空气流经三 通管接头(6)的垂直出口经甲管路(5)进入随动阀(7)顶面的顶进口(4)， 从随动阀(7)右侧的底出口(12)和侧出口(10)进入增压器的A₁腔， 即双活塞中右侧的活塞体(24)与同侧的端盖面相接触而构成A₁腔；另一路 压缩空气流经三通管接头(6)的直通出口经过乙管路(8)进入增压器顶面 的单向阀组直接进入增压器B₁腔和B₂腔；而A₂腔通过随动阀(7)底面左侧 的底出口(12)和随动阀(7)顶面的通大气孔(4)直接与大气相通，增压 器内的双活塞失去平衡，双活塞中的左侧的活塞体(24)开始向左侧移动， 此时各腔的压力分别是A₁腔为P₁、A₂腔为P₀、B₁为P₂、B₂腔为P₁，活塞体的 直径为D，活塞杆的直径为d

双活塞受力的平衡方程式为：

F_a·P₁+F_b·P₁＝F_b·P₂

式中：F_a＝πD²/4，F_b＝π(D²-d²)/4；F_a表示活塞体外径面积；F_b表示 活塞体的环形面积，

P₂＝(F_a·P₁+F_b·P₁)/F_b＝P₁(2D²-d²)/(D²-d²)

即B₁腔的气体被增压了。当左侧的活塞体(24)碰开同侧的锁阀(16) 使随动阀(7)左腔突然失去压力，由于随动阀芯的小孔效应，使随动阀芯两 端压力失衡随动阀芯就向左移动，实现增压器(19)的气源换向，增压器(19) 的B₂腔变成增压腔。如此类推，不断反复，实现对压缩空气管线的气源增压， 增压后的气体储存到储气罐(23)中。