一种气胀轴自动充气联动安全装置及其气胀轴收卷装置的制作方法

本实用新型涉及机械技术领域，更具体地，涉及一种气胀轴自动充气联动安全装置及其气胀轴收卷装置。

背景技术：

气胀轴是一种特制的收卷、放卷轴，也就是经过高压充气后表面可以突起的轴，放气后表面部份迅速缩回的轴。气胀轴叫法虽多，但工作原理都相同，当需要锁紧外部的部件（比如圆形纸筒）时，只需要气枪对着气胀轴上的气嘴完成充气即可，由突出的部分顶住外部的部件，需要放松卸料时，用手按下气嘴上的滑动气芯进行放气，突出部分落下，就可以取下气胀轴外部的部件。

气胀轴的使用极为方便、快捷，只需自备气源，控制其内部压力就可实现其功能，因而，气胀轴的用途十分广泛，凡有收卷放卷机器的都可适用气胀轴。但是，目前对于气胀轴的应用，一般都是先将物料芯插入气胀轴，然后对气胀轴进行充气，充气完成后才进入开机生产，生产完成后，再由人工对气胀轴手动按压气嘴进行放气，最后将物料芯抽出。这样难免存在两方面问题：一方面，人工充气，对充气的时间和充气压力难以保证，特别是由于人工操作，有时会忘记充气就进行开机生产，这样就会导致物料芯与气胀轴不紧固，轻则影响生产，出现质量问题，重则因物料重晃动大（部分物料重量可达一吨）而造成人身安全事故；另一方面，由于充放气由人工操作完成，大大加重了工作强度，降低了生产效率。

技术实现要素：

本实用新型旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种气胀轴自动充气联动安全装置，用于解决设有气胀轴的机器在没有完成充气紧固物料的情况下就开机运行，造成安全隐患问题。

本实用新型采取的技术方案是：

一种气胀轴自动充气联动安全装置，用于实现气胀轴收卷装置的充气控制，所述气胀轴收卷装置包括气胀轴，设置在气胀轴端部的气嘴和驱动所述气胀轴旋转工作的发动机控制系统，所述气胀轴自动充气联动安全装置包括设置在气嘴旁侧的用于对气胀轴充气的充气装置和提供气源的气源装置；所述气源装置与充气装置之间接有充气管道，用于实现气体自所述气源装置到气胀轴的流通，所述充气管道上设有第一控制阀门，所述第一控制阀门与充气装置之间设有压力传感器；所述充气装置、压力传感器以及第一控制阀门均与发动机控制系统电连接。

具体的，所述发动机采用伺服电机，由于伺服电机是伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置，可使控制速度，位置精度非常准确，其对应的发动机控制系统能将电压信号转化为转矩和转速以驱动控制对象，具有反应快速的特点，作为自动控制系统中执行元件，具有机电时间常数小、线性度高的优点，且成本低。

本实用新型中，所述气胀轴自动充气联动安全装置采用的充气装置可以实现对气胀轴的自动充气；设置压力传感器，可以确保充气压力的稳定，避免充气过多或者充气不足导致气源浪费或无法实现卡紧物料的现象；所述充气装置与发动机控制系统电连接，只有所述气胀轴完成充气，且充气达到合格要求后，所述发动机控制系统才会启动气胀轴运转工作。综上，本实用新型采用这种结构也可以实现设有该气胀轴自动充气联动安全装置的气胀轴收卷装置的一键式启动，需要使用所述气胀轴装置进行生产操作时，只需打开所述发动机控制系统的控制开关，发动机控制系统控制所述第一控制阀门打开，使得气源装置内的气体进入充气装置对气胀轴进行充气，只有所述压力传感器检测到充气压力合格后，所述发动机控制系统才会启动所述气胀轴运转，有效避免由于充气不足导致物料晃动引起的安全隐患。

进一步的，所述充气装置包括可与所述气嘴对接的气头和用于使所述气头做往复移动的动力装置，所述气头与充气管道接通，所述动力装置与发动机控制系统电连接。具体的，当所述充气装置需要对气胀轴进行充气时，所述气头在动力装置的作用下伸出进入到气嘴中对气胀轴进行充气，当充气完毕后，所述气头再在动力装置的作用下缩回退出气嘴完成充气。

进一步的，所述充气装置呈气缸结构，包括缸筒，设置在缸筒内的活塞以及一端与所述活塞连接的活塞杆，所述缸筒旁侧设有分别位于活塞两侧的第一进气管道和第二充气管道，所述第一进气管道和第二充气管道分别用于实现活塞杆的伸缩；所述活塞杆沿轴线方向设有中空管道，活塞杆的另一端设有中心管道的单向阀；所述活塞杆的中心管道与充气管道接通。具体的，本实用新型中，所述充气装置呈气缸结构，活塞杆沿轴线方向设有中空管道，活塞杆的端部设有中心管道的单向阀，这一端作为气头对所述气胀轴进行充气，气胀轴的气嘴可打开所述单向阀，当气头伸出到气胀轴的气嘴位置时，单向阀自动打开，实现充气，当其缩回离开气胀轴的气嘴时，单向阀自动关闭，停止充气，气缸活塞两侧隔开，此时若第一进气管道有气源进入，活塞杆伸出，若第二充气管道有气源进入，活塞杆缩回，如此往复，实现了气头的往复移动，由于所述活塞杆与充气管道接通，当作为气头的活塞杆进入气胀轴的气嘴处，活塞杆的移动停止，充气开始。这种结构简单且方便实用。

进一步的，所述活塞在与活塞杆的连接位置设有与所述中空管道接通的通孔，所述充气管道与气缸的无杆腔相通。在实际的应用中，由于所述活塞杆需要伸缩往复移动，为了实现所述中空管道与充气管道的稳定接通，本实用新型采用这种结构，当所述活塞杆伸入到气胀轴的气嘴处时，活塞杆停止移动，所述第一控制阀门打开，使得所述气源装置内的气体自充气管道进入气缸的无杆腔，再从通孔进入所述活塞杆的中空管道内，最后进入气胀轴实现充气。

进一步的，所述第一进气管道和第二充气管道均与所述气源装置接通；第一进气管道和第二充气管道与所述气源装置之间设有第二控制阀门，所述第二控制阀门与发动机控制系统电连接，第二控制阀门用于控制第一进气管道和第二充气管道的进气以实现所述活塞杆的伸缩。本实用新型中，为了实现对所述气胀轴的自动充气，必须实现对作为气头的活塞杆的伸缩移动的控制，当所述发动机控制系统被启动后，其控制第二控制阀门使得第一进气管道有气源进入，活塞伸出，当所述发动机控制系统被关闭，其控制第二控制阀门使得第二充气管道有气源进入，活塞缩回。

进一步的，所述第二控制阀门为两位五通电磁阀，分别与气源装置、第一进气管道、第二充气管道以及两个排气孔接通。本实用新型中，为了实现对作为气头的活塞杆的伸缩移动，需要实现对第一进气管道和第二充气管道的交替式充气，两位五通电磁阀可以实现这种功能，具体的，所述两位五通电磁阀具有一个共同的入口压力源，即气源装置，和两个排气口，允许排气从阀，即第一进气管道和第二充气管道的每个出口进行单独的控制。采用两位五通电磁阀能结构简单，控制方便且成本低。

进一步的，所述气胀轴自动充气联动安全装置还包括与大气接通的卸气管道，所述卸气管道与第一控制阀门接通，所述第一控制阀门为二位三通电磁阀，分别与气源装置、卸气管道以及充气装置接通。本实用新型中，所述气胀轴自动充气联动安全装置还包括与大气接通的卸气管道，当第一控制阀门打开到与卸气管道接通时，可以实现对气胀轴的自动卸气，因此，所述第一控制阀门需具有一个进口两个出口，且进口和出口的开闭方便控制，采用三通电磁阀可以很好得实现，具体的，所述气源装置与进口相通，充气装置和卸气管道分别与两个出口相通。采用二位三通电磁阀能长时间保持关闭或打开状态，且使用寿命更长。

进一步的，所述气胀轴自动充气联动安全装置还包括用于检测气胀轴的旋转速度的速度传感器，所述速度传感器与第一控制阀门和第二控制阀门电连接。本实用新型中，由于气胀轴在所述发动系统的控制下被停止运转后，由于惯性还会运转一段时间，为了确保安全生产，设置速度传感器，只有在气胀轴的旋转速度不超过安全速度，可以直接为静止时，才开始启动卸气动作，这样可以避免在气胀轴还没有停止旋转，物料未被取下就卸气，导致物料随着旋转的气胀轴运转晃动的危险。

进一步的，所述气源装置为空压机。本使用新型中，所述气源装置采用空压机，可以直接提供气源动力，只需通过打开气管就可以实现气体的定向流动，不用另外设置泵体给予气源一个动力，这样可有效简化结构， 节约成本。

一种设有所述气胀轴自动充气联动安全装置的气胀轴收卷装置，所述气胀轴收卷装置的气嘴设置在所述气胀轴的轴中心点位置。设置所述气胀轴的气嘴设置在轴中心点位置，充气时，可以均匀实现充气，实现机器的平稳运转。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

一种气胀轴自动充气联动安全装置，所述充气装置与发电机系统电连接，只有所述气胀轴完成充气，所述发动机控制系统才会启动气胀轴运转工作，避免了造成安全隐患；设置与所述发电机系统电连接的压力传感器，在进行自动充电时，能有效控制气胀轴压力达到合格要求；所述充气装置采用气缸结构，能有效实现气头的伸缩移动和控制，同时实现所述气头伸出时对气胀轴充气；设置卸气管道，当需要停止运转，卸下物料时，所述发动机控制系统收到关闭控制，对气胀轴进行放气。一种设有所述气胀轴自动充气联动安全装置的气胀轴收卷装置，所述气胀轴收卷装置的气嘴设置在所述气胀轴的轴中心点位置，能够实现均匀充气，实现机器的平稳运转，同时，该气胀轴收卷装置具有一键启动，自动充气，运转和放气的功能。综上，本发明提供的一种气胀轴自动充气联动安全装置具有结构简单，控制方便，安全可靠的效果。

附图说明

图1为本实用新型的装置结构示意图。

图2为本实用新型的装置的剖面图。

具体实施方式

本实用新型附图仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供了一种气胀轴自动充气联动安全装置，用于实现气胀轴收卷装置的充气控制，所述气胀轴收卷装置包括气胀轴70，设置在气胀轴70端部的气嘴71和驱动所述气胀轴70旋转工作的发动机控制系统80，所述气胀轴自动充气联动安全装置包括设置在气嘴71旁侧的用于对气胀轴70充气的充气装置20和提供气源的气源装置10；所述气源装置10与充气装置20之间接有充气管道，用于实现气体自所述气源装置10到气胀轴70的流通，所述充气管道上设有第一控制阀门30，所述第一控制阀门30与充气装置20之间设有压力传感器40；所述充气装置20、压力传感器40以及第一控制阀门30均与发动机控制系统80电连接。

具体的，发动机90采用伺服电机。在具体使用过程中，需要使用所述气胀轴收卷装置时，打开发动机对应的发动机控制系统80，发动机控制系统80控制所述第一控制阀门30打开，使得气源装置10与充气装置20相通，压力传感器40检测了所述气胀轴70的压力，当所述气胀轴70内压力不足，所述充气装置20对气胀轴70进行充气，当压力充足，即已经完成充气，发动机控制系统80启动，使得所述气胀轴70运转工作。本实用新型中，只有所述气胀轴70完成充气，且充气达到合格要求后，所述发动机控制系统80才会启动气胀轴70运转工作有效避免由于充气不足导致物料晃动引起的安全隐患。

进一步的，所述充气装置20包括可与所述气嘴71对接的气头21和用于使所述气头21做往复移动的动力装置，所述气头21与充气管道接通，所述动力装置与发动机控制系统80电连接。

在具体的工作过程中，当所述充气装置20需要对气胀轴70进行充气时，所述气头21在动力装置的作用下伸出进入到气嘴71中对气胀轴70进行充气，当充气完毕后，所述气头21再在动力装置的作用下缩回退出气嘴71完成充气。

进一步的，所述充气装置20呈气缸结构，包括缸筒，设置在缸筒内的活塞以及一端与所述活塞连接的活塞杆，所述缸筒旁侧设有分别位于活塞两侧的第一进气管道22和第二充气管道23，所述第一进气管道22和第二充气管道23分别用于实现活塞杆的伸缩；所述活塞杆沿轴线方向设有中空管道，活塞杆的另一端设有中心管道的单向阀；所述活塞杆的中心管道与充气管道接通。

在实际工作中，所述充气装置20呈气缸结构，活塞杆沿轴线方向设有中空管道，活塞杆的端部设有中心管道的单向阀，这一端作为气头21对所述气胀轴70进行充气，当其伸出到气胀轴70的气嘴71位置时，单向阀自动打开，实现充气，当其缩回离开气胀轴70的气嘴71时，单向阀自动关闭，停止充气，气缸活塞两侧隔开，此时若第一进气管道22有气源进入，活塞杆伸出，若第二充气管道23有气源进入，活塞杆缩回，如此往复，实现了气头21的往复移动，由于所述活塞杆与充气管道接通，当作为气头21的活塞杆进入气胀轴70的气嘴71处，活塞杆的移动停止，充气开始。这种结构简单且方便实用。

由于所述活塞杆需要伸缩往复移动，为了实现所述中空管道与充气管道的稳定接通，本实用新型中，所述活塞在与活塞杆的连接位置设有与所述中空管道接通的通孔，所述充气管道与气缸的无杆腔相通。采用这种结构，当所述活塞杆伸入到气胀轴70的气嘴71处时，活塞杆停止移动，所述第一控制阀门30打开，使得所述气源装置10内的气体自充气管道进入气缸的无杆腔，再从通孔进入所述活塞杆的中空管道内，最后进入气胀轴70实现充气。

进一步的，所述第一进气管道22和第二充气管道23均与所述气源装置10接通；第一进气管道22和第二充气管道23与所述气源装置10之间设有第二控制阀门50，所述第二控制阀门50与发动机控制系统80电连接，第二控制阀门50用于控制第一进气管道22和第二充气管道23的进气以实现所述活塞杆的伸缩。在实际工作过程中，当所述发动机控制系统80被启动后，其控制第二控制阀门50使得第一进气管道22有气源进入，活塞伸出，当所述发动机控制系统80被关闭，其控制第二控制阀门50使得第二充气管道23有气源进入，活塞缩回。

进一步的，所述第二控制阀门50为两位五通电磁阀，分别与气源装置10、第一进气管道22、第二充气管道23以及两个排气孔接通。本实用新型中，为了实现对作为气头21的活塞杆的伸缩移动，需要实现对第一进气管道22和第二充气管道23的交替式充气，两位五通电磁阀可以实现这种功能，具体的，所述两位五通电磁阀具有一个共同的入口压力源，即气源装置10，和两个排气口，允许排气从阀，即第一进气管道22和第二充气管道23的每个出口进行单独的控制。

进一步的，所述气胀轴自动充气联动安全装置还包括与大气接通的卸气管道60，所述卸气管道60与第一控制阀门30接通，所述第一控制阀门30为二位三通电磁阀，分别与气源装置10、卸气管道60以及充气装置20接通。本实用新型中，所述二位三通电磁阀具有一个进口两个出口，具体的，所述气源装置10与进口相通，充气装置20和卸气管道60分别与两个出口相通，当第一控制阀门30打开到与卸气管道60接通时，可以实现对气胀轴70的自动卸气，当第一控制阀门30打开到与气源装置10接通时，可以实现对气胀轴70的自动充气。

进一步的，所述气胀轴自动充气联动安全装置还包括用于检测气胀轴70的旋转速度的速度传感器，所述速度传感器与第一控制阀门30和第二控制阀门50电连接。

具体的，当发动机控制系统80收到停止控制，所述速度传感器对气胀轴70的旋转速度进行检测，当其速度为零，或者不高于安全值，再控制第一控制阀门30和第二控制阀门50，使得气头21伸入气胀轴70的气嘴71内且与卸气管道60接通，实现放气。

进一步的，所述气源装置10为空压机。

一种设有所述气胀轴自动充气联动安全装置的气胀轴收卷装置，所述气胀轴收卷装置的气嘴71设置在所述气胀轴70的轴中心点位置。

实施例2

如图2所示，本实施例提供了一种气胀轴自动充气联动安全装置，用于实现气胀轴收卷装置的充气控制，所述气胀轴收卷装置包括气胀轴70，设置在气胀轴70端部的气嘴71和驱动所述气胀轴70旋转工作的发动机控制系统80，所述气胀轴自动充气联动安全装置包括设置在气嘴71旁侧的用于对气胀轴70充气的充气装置20和提供气源的气源装置10；所述气源装置10与充气装置20之间接有充气管道，用于实现气体自所述气源装置10到气胀轴70的流通，所述充气管道上设有第一控制阀门30，所述第一控制阀门30与充气装置20之间设有压力传感器40；所述充气装置20、压力传感器40以及第一控制阀门30均与发动机控制系统80电连接。

具体的，所述发动机90采用伺服电机。在具体使用过程中，需要使用所述气胀轴收卷装置时，打开所述发动机控制系统80，发动机控制系统80控制所述第一控制阀门30打开，使得气源装置10与充气装置20相通，压力传感器40检测了所述气胀轴70的压力，当所述气胀轴70内压力不足，所述充气装置20对气胀轴70进行充气，当压力充足，即已经完成充气，发动机控制系统80启动，使得所述气胀轴70运转工作。本实用新型中，只有所述气胀轴70完成充气，且充气达到合格要求后，所述发动机控制系统80才会启动气胀轴70运转工作有效避免由于充气不足导致物料晃动引起的安全隐患。

进一步的，所述充气装置20包括可与所述气嘴71对接的气头21和用于使所述气头21做往复移动的动力装置，所述气头21与充气管道接通，所述动力装置与发动机控制系统80电连接。

在具体的工作过程中，当所述充气装置20需要对气胀轴70进行充气时，所述气头21在动力装置的作用下伸出进入到气嘴71中对气胀轴70进行充气，当充气完毕后，所述气头21再在动力装置的作用下缩回退出气嘴71完成充气。

进一步的，所述气胀轴自动充气联动安全装置还包括与大气接通的卸气管道60，所述卸气管道60与第一控制阀门30接通，所述第一控制阀门30为二位三通电磁阀，分别与气源装置10、卸气管道60以及充气装置20接通。本实用新型中，所述二位三通电磁阀具有一个进口两个出口，具体的，所述气源装置10与进口相通，充气装置20和卸气管道60分别与两个出口相通，当第一控制阀门30打开到与卸气管道60接通时，可以实现对气胀轴70的自动卸气，当第一控制阀门30打开到与气源装置10接通时，可以实现对气胀轴70的自动充气。

进一步的，所述气源装置10为空压机。

一种设有所述气胀轴自动充气联动安全装置的气胀轴收卷装置，所述气胀轴收卷装置的气嘴71设置在所述气胀轴70的轴中心点位置。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的具体实施方式的限定。凡在本实用新型权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。