[其他]一种气动控制装置

说明书

一种节能式的气动控制装置可应用于工业自动化控制系统中。

目前，由于气动系统摩擦阻力大，气体可缩性使得系统刚性差，气体易泄漏，从而导致气动系统效率低，功耗、能耗均很大。为此国内外在消除泄漏，减少管道压力损失，改进密封圈等方面进行了大量的改进工作。87年本发明人曾发明了一种无密封圈的气动元件，其特征是取消了气动缸活塞上防止内泄密的密封圈（见中国专利申请号872095506），减少了气缸内的摩擦阻力。采用这种气缸后所使用的气动控制装置如图1所示，它是由气源Ps，无密封圈气缸1，溢流减压阀2，单向阀3，中间加压式三位五通阀4，调压阀5，自动排水式分水滤气器6，二次油雾器7，排水节流阀8和单板机组成。上述气缸1可将流体动力变换为直线机械力及直线运动，溢流减压阀2稳定头腔A和B腔的进气压力，单向阀3是A腔（或B腔）的排气通路，中间加压式三位五通阀4控制气动缸换向，中间加压使气缸能平稳地在任意位置上停止，以提高系统的刚性并起缓冲作用，排气节流阀8起调速作用，单板机9给阀4加电信号使其导通。整个回路气流流程如下：当9给4右端加电信号后，电磁阀导通，阀芯向右移，Ps与A腔接通，B腔与4中通道B′O₂接通，此时A腔进气，B腔排气，气缸1作进程运行。A腔进气流程，Ps→5→6→7→4→2→气缸1的A腔；B腔排气流程，B腔→3→4中B′O₂→8→排入大气。当9给4左端加电信号时，阀芯向左移，Ps与B腔接通，A腔与4中通道A′O₁接通，此时B腔进气，A腔排气，气缸作回路运行。B腔的进气流程，P_s→5→6→7→4→2→气缸1的B腔；A腔排气流程，A腔→3→A′O₁→8→排入大气。上述气动控制装置由于采用了无密封圈的气缸代替了原有气缸，减少了摩擦阻力，耗能系数从1.25左右降至1.1左右，但从其工作过程可看出，整个回路中动作仍耗能较大（A、B腔均需从气源供气）。

本实用新型的目的就在于提供一种回程基本不耗能的气动控制装置。

该装置如图2所示，除前述回路外，还包括一个由溢流减压阀2，单向阀3，自动排水式滤气器6，贮能缸10，二位四通阀11，快速排气阀12，二位二通阀13组成的节能回路和一个由自动可调压力单向阀14，贮能器15，梭阀16组成的节能辅助回路。整个装置工作的初始状态必须是A腔无气体，B腔先由气源Ps进气，其进气流程为（此时9已给4左端加电信号，Ps与B腔接通），Ps→5→16→6→7→4→2→B腔。B腔充满气后，A腔无气可排。转为A腔进气，此9给阀4右端加电信号使其导通Ps与A腔接通，其气体流程为Ps→5→16→6→7→4→2→A腔。同时B腔开始排气，过程为B腔气体通过阀3，二位二通阀13→阀4后分为两路，一路直接切换阀11，使B腔排气能进入贮能缸内中的C腔。同时另一路从阀13→阀4中通道B′O₂→8→3→6→2→11→C腔，使贮能缸10中活塞推到贮能缸上端；同时D腔排气，排气路程是由D腔→11→15，这样既减少了D腔中压力，又对贮能器15进行了贮能。阀4左端加电信号后，A腔与阀4中A′O₁接通，A腔排气。排气由A腔通过阀4后分为三路，一路直接切换阀13，切断Ps与B腔的通路；另一路进入阀4中A′O₁切换阀11，使D腔中剩余气体通过12快速排入大气，以降低D腔中压力，保证A腔气体能进入D腔；因为阀11已被切换，所以第三路气通过A′O₁→8→12→11→D腔→推动活塞压缩C腔气体进入B腔，即B腔进气流程为，C腔→11→3→2→B腔。整个装置如上所述，如此循环下去。