[發明專利]新型節能密煉機上頂栓氣缸及其控制系統

有效

• 申請號: 200810057126.7
• 申請日: 2008-01-30
• 公開（公告）號: CN101498325A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 蔡茂林;趙彤
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;SMC(中國)有限公司
• 主分類號: F15B11/02
• 分類號: F15B11/02;F15B11/16;B29B7/80
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于氣動系統節能領域，涉及橡膠密煉機上的新型節能上頂栓氣缸及其控制系統。

背景技術：

上頂栓氣缸的節能是橡膠密煉機中氣動系統節能領域的關鍵技術。氣動系統由于成本低、無污染、易維護、輸出力及工作速度調節非常容易等優點在工業自動化中發揮著重要作用，橡膠密煉機中的上頂栓裝置普遍采用氣缸驅動。由于上頂栓氣缸的空氣消耗量在橡膠工業工廠中占氣動系統總能耗很大比例且其能量利用率不高，在能源問題日益突出的今天，上頂栓氣缸的節能對橡膠工業的節能降耗有著重要的意義。

國內外現有的上頂栓氣缸都是采用單一氣缸驅動，伸縮速度慢，空氣消耗量大。本發明將上頂栓氣缸改為兩級氣缸驅動，可大幅度地提高伸縮速度、節省壓縮空氣。

另外，由于上頂栓氣缸非常耗能，國內外一部分的上頂栓機構改為液壓氣缸來實現，然而液壓系統中的漏油會污染工作環境，影響產品質量，而且設備投資成本高、故障率高、維護復雜。由于本發明的新型節能氣缸結構簡單、輕便、安裝維護簡單、成本較低，壓力滿足技術要求，另外工作介質為純凈的空氣，不但具有防火、防爆的能力，而且不會引入雜質，影響產品質量，所以可以替代液壓缸。

發明內容：

本發明的目的：提供一種新型節能上頂栓氣缸及其控制系統。

本發明的技術方案：一種基于兩級氣缸的新型節能上頂栓氣缸驅動裝置(參見圖1)，其控制系統由位置傳感器、換向閥、控制器等構成(參見圖2)。

該驅動機構初始狀態為主活塞5、副活塞4都位于氣缸行程上端。密煉開始的加載復位動作順序如下：

(1)副氣缸換向閥10由下位切換至中位，副氣缸3的上下兩腔與氣控先導式調壓閥14的輸出口連通，活塞桿7在其連接的重錘8的重力下下行并帶動副活塞4下行。此時，副氣缸3的下腔壓縮空氣回收至副氣缸3的上腔；

(2)當副活塞4下行至副氣缸3的行程下端終端時，位置傳感器信號SW4發出，控制器17控制鎖緊氣缸換向閥9由下位切換至上位，鎖緊擋塊1伸出，將活塞桿7的上頂端鎖緊，活塞桿7與副氣缸3的缸體連成一體；

(3)鎖緊氣缸2鎖緊后，位置傳感器信號SW1發出，控制器17控制主氣缸換向閥11由上位切換至下位，主活塞及其連接部5下行，帶動安裝在主活塞及其連接部5上的副氣缸3的缸體連同被鎖緊的活塞桿7下行進行密煉過程的加載；

(4)主活塞及其連接部5下行至行程下端終端時，密煉加載結束，位置傳感器信號SW6發出，控制器17控制鎖緊氣缸換向閥9由上位切換至下位，鎖緊氣缸2復位，鎖緊擋塊1縮回，鎖緊解除；

(5)鎖緊解除后，位置傳感器信號SW2發出，控制器17控制主氣缸換向閥11由下位切換至上位，副氣缸換向閥10由中位切換至下位，主活塞及其連接部5上行，主氣缸6的上腔壓縮空氣經換向閥11、單向閥12回收至副氣缸3的下腔，副活塞4與主活塞及其連接部5同時上行；

(6)當主、副氣缸各自到達行程上端終端時，位置傳感器信號SW5、SW3發出，一個加載復位過程完成。

另外，主、副氣缸的加載與復位時的壓縮空氣供給壓力都可由壓力傳感器13、電/氣調壓閥15、氣控先導式調壓閥14與控制器17構成的壓力控制系統根據工藝要求進行設定。

本發明的優點是：與現行上頂栓系統相比，新型氣動節能上頂栓系統，可大幅度地提高伸縮速度、節省壓縮空氣。此外該裝置結構簡單、輕便、安裝維護簡單，成本較低。具有防火、防爆的能力，不會引入雜質、保證了產品質量。

附圖說明

圖1是本發明上頂栓氣缸結構簡圖。其中：1、鎖緊擋塊，2、鎖緊氣缸，3、副氣缸，4、副活塞，5、主活塞及其連接部，6、主氣缸，7、活塞桿，8、重錘。

圖2是本發明上頂栓氣缸控制系統的構成框圖。其中：1、鎖緊擋塊，2、鎖緊氣缸，3、副氣缸，4、副活塞，5、主活塞及其連接部，6、主氣缸，7、活塞桿，8、重錘，9、鎖緊氣缸換向閥，10、副氣缸換向閥，11、主氣缸換向閥，12、單向閥，13、壓力傳感器，14、氣控先導式調壓閥，15、電/氣調壓閥，16、氣源，17、控制器；

SW1、SW2：鎖緊氣缸上兩端的位置傳感器信號；

SW3、SW4：副氣缸上兩端的位置傳感器信號；

SW5、SW6：主氣缸上兩端的位置傳感器信號；

Pin：壓力傳感器的輸出信號；

Pout：電/氣調壓閥的輸入信號。