专利名称：采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵及方法
技术领域：
本发明涉及注油机驱动技术，特别是涉及一种适用于隧道工程机械、矿山机械、石油开采机械、建筑机械、汽车、拖拉机等机械的远程、多点、大流量干油润滑的气动注油机的驱动气泵的自动换向技术。
背景技术：
现有注油机的驱动机构有机动、液压动力、气动、手动、电动等形式，大都存在结构复杂、加工成本高、噪音大、操作费力等缺点、并因换向机构存在机械摩擦，所以使用寿命也较短(寿命长短还取决于加工工艺、材料、使用工况等)。如气动注油机中，采用机动换向、钢球定位，换向采用机械撞击方式，由活塞杆带动配气阀控制杆从而使滑阀换向，通过调节撞击间距来控制行程，其结构复杂、造价高、自动化程度低、运行噪音大，而且对零件硬度要求高，加工复杂，维修困难。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、造价低、噪音低、运动平稳、换向可靠、自动化程度高、寿命长的采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵及电控自动换向方法。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的一种采用电控自动换向系统的气动注油机驱动气泵，包括一泵体装置，设有一缸体组件和一活塞组件；所述缸体组件包括缸筒、连接所述缸筒上下端的上缸盖和下缸盖、用于固定所述上下缸盖的拉杆、螺母、各种垫圈和密封圈等，所述上缸盖和下缸盖分别设有上气口和下气口；其特征在于，所述缸筒用透磁效果好的金属材料制造，所述活塞组件包括设于所述缸筒中的上活塞和下活塞、设于所述上下活塞之间的磁环、连接所述上下活塞的活塞杆，所述磁环用磁场强度适当的永磁材料制造；一换向控制装置，设有自动电磁换向阀、连接所述自动电磁换向阀气口的单向节流阀、分别设置于所述缸筒外壁上下端的上干簧管开关和下干簧管开关、各种气管和管接头等，所述自动电磁换向阀的各控制气口分别连接进气口、出气口、所述上缸盖的上气口和所述下缸盖的下气口，电源经所述上干簧管开关和下干簧管开关分别电气连接所述自动电磁换向阀的第一线圈和第二线圈；当所述自动电磁换向阀的第一线圈通电时，所述进气口接通所述上气口，所述出气口接通所述下气口；当所述自动电磁换向阀的第二线圈通电时，所述进气口接通所述下气口，所述出气口接通所述上气口；所述单向节流阀用于控制活塞组件的移动速度；所述干簧管开关采取电磁屏蔽措施，以防止外部磁场干扰。
驱动气泵工作时，设有所述磁环的所述活塞组件移动到所述缸筒的上端时，所述磁环使所述缸筒外壁上端的所述上干簧管开关闭合，与所述上干簧管开关电气连接的所述自动电磁换向阀的第一线圈通电，所述驱动气泵的压缩气体由所述进气口经所述上气口进所述缸筒上部的无杆腔，使所述活塞组件换向下移；当所述活塞组件移动到所述缸筒的下端时，所述磁环使所述缸筒外壁下端的所述下干簧管开关闭合，与所述下干簧管开关电气连接的所述自动电磁换向阀的第二线圈通电，所述驱动气泵的压缩气体由所述进气口经所述下气口进所述缸筒下部的有杆腔，使所述活塞组件换向上移，如此重复使所述活塞组件在所述缸筒中上下换向往复移动；用连杆把所述驱动气泵的活塞杆与注油机的注油缸相联，带动它一起往复移动，以达到吸压干油到作业面的目的。
较佳地，所述换向控制装置设有连接进气口的油雾器，所述油雾器用于气泵内活塞组件的润滑。
较佳地，所述换向控制装置设有连接出气口的消声器，所述消声器用于排气的消声。
较佳地，所述单向节流阀连接自动电磁换向阀的出气口。
较佳地，所述驱动气泵的进气口前端设有过滤减压器。
较佳地，所述驱动气泵的进气口前端设有由油量检测系统的行程开关控制的电磁换向阀。
较佳地，所述缸筒用透磁效果好的纯不锈钢材料制造。
较佳地，所述磁环用磁场强度适当的氧化铽铁氧体永磁材料制造。
本发明的注油机驱动气泵的电控自动换向方法，其步骤如下一、初始化按下手动换向阀，启动油量检测系统，检测干油桶的油量，以确保驱动气泵在干油桶有油的情况下工作；按下手动阀，压缩气体经过自动电磁换向阀，进入到驱动气泵；二、电控自动换向过程1)有杆腔进气压缩气体通过进气口、自动电磁换向阀、下气口进入到驱动气泵的有杆腔，无杆腔的回气经上气口、自动电磁换向阀、单向节流阀，由出气口排出，活塞组件向上移动；2)活塞向上移动换向为向下移动活塞组件移动到缸筒的上端时，活塞组件中的磁环使缸筒外壁上端的上干簧管开关闭合，电源通过上干簧管开关使自动电磁换向阀第一线圈通电，使进气口接通上气口，出气口接通下气口，活塞组件换向；3)无杆腔进气压缩气体通过进气口、自动电磁换向阀、上气口进入到驱动气泵无杆腔，有杆腔的回气经下气口、自动电磁换向阀、单向节流阀，由出气口排出，活塞组件向下移动；4)活塞向下移动换向为向上移动活塞组件移动到缸筒的下端时，活塞组件中的磁环使缸筒外壁下端的下干簧管开关闭合，电源通过下干簧管开关使自动电磁换向阀第二线圈通电，使进气口接通下气口，出气口接通上气口，活塞组件换向；重复有杆腔进气的步骤1)；由步骤1)至步骤4)循环往复，使活塞组件反复上下换向移动；带动活塞杆、连杆完成注油作业。
利用本发明提供的采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵，由于换向系统采用非摩擦接触的电控气动自动换向形式，所以驱动气泵具有噪音低、运动平稳、换向可靠、自动化程度高、寿命长的优点；而且本发明的换向系统，技术方案实施相当简单，零件工艺性好，各部件都可用相应的棒料和管材加工，用普通机床即可完成全部机加工；干簧管开关、气阀和电磁阀等均有标准件供应，所以驱动气泵具有结构简单、造价低的优点。
图1是本发明实施例注油机驱动气泵的剖面结构示意图；图2是本发明图1实施例的B向视图；图3是本发明图1实施例注油机驱动气泵去上罩后的俯视图；图4是本发明图3实施例的沿A-A线的部分放大结构示意图；图5是本发明实施例注油机驱动气泵的换向系统的工作原理图。
具体实施例方式
以下结合
对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
参见图1～图4所示，本发明实施例所提供的一种采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵，包括一泵体装置，设有一缸体组件和一活塞组件；缸体组件包括透磁效果好的纯不锈钢制造的缸筒6、连接缸筒6上下端的上缸盖4、36和下缸盖10、连接下缸盖10的干簧管保护板37、用于固定上下缸盖4、10的拉杆1、螺母2、各种垫圈5和密封圈11、14、20等，上缸盖4和下缸盖10分别设有上气口44和下气口42；活塞组件包括设于缸筒6中的上活塞22和下活塞8、设于上下活塞22、8之间的磁环7、能在下缸盖10中上下移动的活塞杆9，上下活塞22、8由小圆螺母19、止动垫圈18、密封圈17固定在活塞杆9上端，磁环7用磁场强度适当的永磁材料氧化铽铁氧体制造；泵体缸内径为230mm；一换向控制装置，设有用于换向控制的自动电磁换向阀28、连接自动电磁换向阀28出气口的单向节流阀34、分别置于缸筒6外壁上下端的上干簧管开关23和下干簧管开关45、连接进气口的油雾器30、连接出气口的消声器35、线卡24、各种气管21和管接头25、26、31、32等，自动电磁换向阀28的各控制气口分别连接进气口43、出气口、上缸盖4的上气口44和下缸盖10的下气口42，电源经上干簧管开关23和下干簧管开关45分别电气连接自动电磁换向阀28的第一线圈和第二线圈；当自动电磁换向阀28的第一线圈通电时，进气口43接通上气口44，出气口接通下气口42；当自动电磁换向阀28的第二线圈通电时，进气口43接通下气口42，出气口接通上气口44；单向节流阀34用于控制活塞组件的移动速度；油雾器30用于气泵内活塞组件的润滑；消声器35用于排气的消声；本发明实施例的干簧管开关23、45需要采取电磁屏蔽措施，防止外部磁场干扰。
驱动气泵工作时，在包括上活塞22、磁环7和下活塞8的活塞组件移动到缸筒6的上端时，磁环7使缸筒6外壁上端的上干簧管开关23闭合，与上干簧管开关23电气连接的电磁换向阀28第一线圈通电，驱动气泵的压缩气体由进气口43经上气口44进缸筒6上部的无杆腔，使活塞组件换向下移；当活塞组件移动到缸筒6的下端时，磁环7使缸筒6外壁下端的下干簧管开关45闭合，与下干簧管开关45电气连接的电磁换向阀28第二线圈通电，驱动气泵的压缩气体由进气口43经下气口42进缸筒6下部的有杆腔，使活塞组件换向上移，如此重复便可使活塞组件在缸筒中上下换向往复移动；用连杆把驱动气泵的活塞杆与注油机的注油缸相联，带动它一起往复移动，以达到吸压干油到作业面的目的。
参见图5所示，本发明实施例所提供的一种采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵的控制部分包括换向系统和油量检测系统油量检测系统的气路经过滤减压器51、减压阀68、压力表67、手动换向阀64、节流阀63，连接到升降缸62(升降缸62控制行程开关69)；打开手动换向阀64，气体经过减压阀68，通过节流阀63进入到升降缸62开始动作直至检测干油桶的油量到位。另一路是经过止回阀65、按钮阀66连接到手动换向阀64，按钮阀66是为方便取桶而给干油桶补气的，止回阀65是为了防止干油进入气路而设置的。
换向系统的气路经过滤减压器51、控制电磁换向阀52、换向减压阀53、压力表54、手动阀55、油雾器57，作为进气口连接自动电磁换向阀60的一控制气口，缸筒上部的无杆腔经上缸盖的上气口连接自动电磁换向阀60的另一控制气口，缸筒下部的有杆腔经下缸盖的下气口连接自动电磁换向阀60的另外一控制气口，自动电磁换向阀60的出气口经单向节流阀59连接消声器58，活塞经活塞杆、连杆与注油机的注油缸相联；换向系统的电路电源经电气总开关74分别连接置于缸筒外壁上下端的上干簧管开关70和下干簧管开关71，上干簧管开关70和下干簧管开关71的另一端分别连接自动电磁换向阀60的第一线圈和第二线圈；另外电源经行程开关69连接控制电磁换向阀52，当油量检测系统检测到干油桶内油用尽时，行程开关69使控制电磁换向阀52自动切断驱动气泵的气路，主气路卸荷，经消声器56排气。
本发明实施例的采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵的电控自动换向方法，其步骤如下一、初始化合上电气总开关74；按下手动换向阀64，启动油量检测系统，检测干油桶的油量，以确保驱动气泵在干油桶有油的情况下工作；
按下手动阀55，气体经过换向减压阀53、油雾器57、自动电磁换向阀60(已属自动工作状态)，进入到驱动气泵61；二、电控自动换向过程1)有杆腔进气气体通过进气口、自动电磁换向阀60、下气口进入到驱动气泵61有杆腔，无杆腔的回气经上气口、自动电磁换向阀60、单向节流阀59、消声器58，由出气口排出，活塞组件75向上移动；2)活塞向上移动换向为向下移动活塞组件75移动到缸筒的上端时，活塞组件75中的磁环使驱动气泵61上端的上干簧管开关70闭合，电源通过上干簧管开关70使自动电磁换向阀60的第一线圈通电，使进气口接通上气口，出气口接通下气口，活塞组件75换向；3)无杆腔进气气体通过进气口、自动电磁换向阀60、上气口进入到驱动气泵61无杆腔，有杆腔的回气经下气口、自动电磁换向阀60、单向节流阀59、消声器58，由出气口排出，活塞组件75向下移动；4)活塞向下移动换向为向上移动活塞组件75移动到缸筒的下端时，活塞组件75中的磁环使驱动气泵61下端的下干簧管开关71闭合，电源通过下干簧管开关71使自动电磁换向阀60的第二线圈通电，使进气口接通下气口，出气口接通上气口，活塞组件75换向；重复有杆腔进气的步骤一)；由步骤1)至步骤4)循环往复，使活塞组件反复上下换向移动；带动活塞杆、连杆完成注油作业。
在本发明的上述实施例中，所述缸筒也可用透磁效果好的铝制造。
在本发明的上述实施例中，所述单向节流阀也可设置于进气口与自动电磁换向阀(控制气口)之间，用于控制活塞组件的移动速度。
在本发明的上述实施例中，所述磁环也可用磁场强度适当的永磁材料铝镍钴、钕铁硼、锶等铁氧体制造在本发明的上述实施例中，驱动气泵的缸径为Φ230mm，使用的主要另部件如下干簧管开关上海利岛的D系列舌簧型磁性开关(D-A54)；自动电磁换向阀上海利岛的2位五通电磁换向阀(VF8220-4DZ204)；单向节流阀上海利岛的AS系列单向节流阀(AS4000-04)；消声器上海利岛的AN系列消声器(AN400-04)；油雾器上海利岛的油雾器(AL4000-06)；用于缸径Φ230的驱动气泵控制的磁环参数磁环外径Φ1＝220-230mm磁环内径Φ2＝176-186mm磁环厚度B＝5-7mm磁环外径Φ1可取值230，225，222mm，磁环内径Φ2可取值186，183，176mm磁环厚度B可取值5、6、7mm磁环材料氧化铽铁氧体，磁环的磁通为600高斯。
主要参数(进口气流量小于800L/Min时)
权利要求
1.一种采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵，包括一泵体装置，设有一缸体组件和一活塞组件；所述缸体组件包括缸筒、连接所述缸筒上下端的上缸盖和下缸盖、用于固定所述上下缸盖的拉杆、螺母、各种垫圈和密封圈，所述上缸盖和下缸盖分别设有上气口和下气口；其特征在于，所述缸筒用透磁效果好的金属材料制造，所述活塞组件包括设于所述缸筒中的上活塞和下活塞、设于所述上下活塞之间的磁环、连接所述上下活塞的活塞杆，所述磁环用磁场强度适当的永磁材料制造；一换向控制装置，设有自动电磁换向阀、连接所述自动电磁换向阀气口的单向节流阀、分别设置于所述缸筒外壁上下端的上干簧管开关和下干簧管开关，所述自动电磁换向阀的各控制气口分别连接进气口、出气口、所述上缸盖的上气口和所述下缸盖的下气口，电源经所述上干簧管开关和下干簧管开关分别电气连接所述自动电磁换向阀的第一线圈和第二线圈；当所述自动电磁换向阀的第一线圈通电时，所述进气口接通所述上气口，所述出气口接通所述下气口；当所述自动电磁换向阀的第二线圈通电时，所述进气口接通所述下气口，所述出气口接通所述上气口；所述单向节流阀用于控制活塞组件的移动速度；所述干簧管开关采取电磁屏蔽措施；驱动气泵工作时，设有所述磁环的所述活塞组件移动到所述缸筒的上端时，所述磁环使所述缸筒外壁上端的所述上干簧管开关闭合，与所述上干簧管开关电气连接的所述自动电磁换向阀的第一线圈通电，所述驱动气泵的压缩气体由所述进气口经所述上气口进所述缸筒上部的无杆腔，使所述活塞组件换向下移；当所述活塞组件移动到所述缸筒的下端时，所述磁环使所述缸筒外壁下端的所述下干簧管开关闭合，与所述下干簧管开关电气连接的所述自动电磁换向阀的第二线圈通电，所述驱动气泵的压缩气体由所述进气口经所述下气口进所述缸筒下部的有杆腔，使所述活塞组件换向上移，如此重复使所述活塞组件在所述缸筒中上下换向往复移动。
2.根据权利要求1所述的采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵，其特征是，所述换向控制装置设有连接进气口的油雾器。
3.根据权利要求1所述的采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵，其特征是，所述换向控制装置设有连接出气口的消声器。
4.根据权利要求1所述的采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵，其特征是，所述单向节流阀连接自动电磁换向阀的出气口。
5.根据权利要求1所述的采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵，其特征是，所述驱动气泵的进气口前端设有过滤减压器。
6.根据权利要求1所述的采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵，其特征是，所述驱动气泵的进气口前端设有由油量检测系统的行程开关控制的电磁换向阀。
7.根据权利要求1所述的采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵，其特征是，所述缸筒用透磁效果好的纯不锈钢材料制造。
8.根据权利要求1所述的采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵，其特征是，所述磁环用磁场强度适当的铁氧体永磁材料制造。
9.一种注油机驱动气泵的电控自动换向方法，其特征是，步骤如下1)有杆腔进气压缩气体通过进气口、自动电磁换向阀、下气口进入到驱动气泵的有杆腔，无杆腔的回气经上气口、自动电磁换向阀、单向节流阀，由出气口排出，活塞组件向上移动；2)活塞向上移动换向为向下移动活塞组件移动到缸筒的上端时，活塞组件中的磁环使缸筒外壁上端的上干簧管开关闭合，电源通过上干簧管开关使自动电磁换向阀第一线圈通电，使进气口接通上气口，出气口接通下气口，活塞组件换向；3)无杆腔进气压缩气体通过进气口、自动电磁换向阀、上气口进入到驱动气泵无杆腔，有杆腔的回气经下气口、自动电磁换向阀、单向节流阀，由出气口排出，活塞组件向下移动；4)活塞向下移动换向为向上移动活塞组件移动到缸筒的下端时，活塞组件中的磁环使缸筒外壁下端的下干簧管开关闭合，电源通过下干簧管开关使自动电磁换向阀第二线圈通电，使进气口接通下气口，出气口接通上气口，活塞组件换向；重复有杆腔进气的步骤1)；由步骤1)至步骤4)循环往复，使活塞组件反复上下换向移动；带动活塞杆、连杆完成注油作业。
全文摘要
一种采用电控自动换向系统的注油机驱动气泵及方法，驱动气泵工作时，设有磁环的活塞在缸筒内上下往复移动，当移动到缸筒上端时，磁环使缸筒上端上干簧管开关闭合，从而使自动电磁换向阀第一线圈通电，进气口接通上气口，出气口接通下气口，进气使活塞换向下移；当活塞移动到缸筒下端时，磁环使缸筒下端下干簧管开关闭合，从而使自动电磁换向阀第二线圈通电，进气口接通下气口，出气口接通上气口，进气使活塞换向上移；如此重复使活塞在缸筒中上下换向往复移动，用连杆把活塞杆与注油机的注油缸相联并一起往复移动，以达到吸压干油到作业面的目的。本发明的驱动气泵具有结构简单、造价低、噪音小、运动平稳、换向可靠、寿命长的优点。
文档编号F16N13/16GK1719091SQ20051002748
公开日2006年1月11日 申请日期2005年7月4日 优先权日2005年7月4日
发明者花克勤, 杨征瑞 申请人:上海应用技术学院, 上海天衣机械密封工程有限公司