專利名稱：氣動開關裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常關于氣動活塞作動筒裝置，它可用于許多要提供往復運動的場合，尤其是在每個末端位置具有軟制動階段的移動的場合，本發(fā)明尤其可導出能節(jié)省氣源的裝置，它可安靜地工作并能在電源在某些時候出毛病時進行工作。本發(fā)明的一個特殊的實施例設計成用一個封閉的空氣系統(tǒng)來操作。
本發(fā)明特別設計成作為開關門的迅速、安全、有效和便宜的裝置，作為一種解決問題的方案，兩種門即轉(zhuǎn)動門和滑動門均行。對于在相對方向的麻煩的滑動門的操作上具有許多特殊的優(yōu)點，這類滑動門在打開時，兩扇門向相對方向朝旁邊分開，在關閉時，上述兩扇門從旁邊相互朝對方移動。
下面將主要參照這項應用來描述本發(fā)明，但應該看到，這并不是要限制本發(fā)明或本發(fā)明的使用領域。
已知的自動開門裝置包括電動、液壓和氣動操作的開門裝置，這種開門裝置通常制成當一個人或目標進入預定的掃描區(qū)域時，門就打開，當過一段預定時間后就關閉。然而本發(fā)明也可用于這類門，在一個按鈕壓下后門就打開。這種開門裝置通常制成具有某種類型的夾緊保護機構，它在門開始關閉時，如果在門之間留有障礙物可使門重新打開。
上述類型的電動和液壓開門裝置常具有很重的開關動作，因此如果對某個人的夾緊保護機構出毛病或如果在不具有夾緊保護裝置的門的某些部位有障礙物、比如門的上或下邊緣附近具有障礙物，那么人和目標就可能會被傷害。因此這兩種開門裝置常做成具有特殊的控制裝置，用在打開的距離上改變門移動的速度和力量。這種控制裝置使已有的產(chǎn)品的制造成本很貴。
在很多情況下用油注齒輪和類似的控制裝置作開門裝置，這可能導致油廢物的污染，另外因為油是易燃的，它的存在在有火的情況下也會產(chǎn)生問題。
在很多情況下直接操作的氣動開門裝置也會產(chǎn)生與電動和液壓開門裝置同樣的問題，它也會在移動時具有很高的速度和力量，有時在門停在其末端位置時產(chǎn)生撞擊噪音。
很多現(xiàn)有的開門裝置也做成在電流中斷的情況下停止其開門功能，門就停留在關閉和鎖緊狀態(tài)。為了在火災時打開門，在火災時常導致電流出毛病，上述門必須做成具有某種類型的釋放裝置，它可在緊急情況起動。在很多情況下必須讓操作人員切斷釋放裝置，這將推遲門的打開時間。通常這種緊急情況釋放裝置做成在它們動作后使門保持在打開狀態(tài)，這可能導致完全進入火災中心的缺點，這可能加劇火災。
因此本發(fā)明基于這個問題，為一個或多個物體、如門往復起動提供一氣動裝置，該裝置-對制造來說是簡單、有效和便宜的，-最好在兩個移動方向上提供快速的起動移動和減速的末端移動，-至少在總的工作距離的后一半期間提供速度制動和逐步減小的力距，-在電流出毛病時自動關門，-然而在這種情況下的門可以由人的手力很容易地打開而不必使用工具，-即使在電流出毛病的情況下也能多次重新關門，-緊急情況下釋放極其簡單，從而使門保持打開，-操作時很安靜，-用一基本封閉的空氣系統(tǒng)操作時很經(jīng)濟，-提供迅速開門和緩慢而輕柔地關門，-采用相當?shù)偷暮头浅０踩臍鈮簛聿僮鳎?即使在電流出毛病的情況下，使人完全能通過門進入和離開，在火災時具有極大的安全性，-其它優(yōu)越性。
按照本發(fā)明的可用作開關裝置的氣動裝置，做成具有帶基本封閉的空氣系統(tǒng)操作的氣動活塞作動筒設施，在一個方向、例如在打開的方向產(chǎn)生完全的壓力，以下稱操作力；在返回移動(關閉)采用比完全壓力要小的空氣壓力，以下稱為返回力；在完全壓力移動或操作移動和返回移動中，在活塞作動筒設施的相對的活塞腔中加有一反向壓力。本發(fā)明的進一步的特征及優(yōu)點將從下面參照附圖的詳細的說明中看得更清楚。


圖1表示通過本發(fā)明的氣動活塞作動簡裝置的剖面視圖，圖2示出沿圖1Ⅱ-Ⅱ線的剖面，圖3～6示出本發(fā)明的活塞作動筒裝置的使用場合的例子，它用于雙滑動門的開關裝置，其中圖3表示在開門階段時的門，圖4表示完全打開時的門，圖5表示關門階段時的門，圖6表示完全關閉狀態(tài)的門。
圖1和2所示的氣動活塞作動簡裝置通常包括一個活塞作動筒設施，該設施有一個可將活塞2放在其中的作動筒1，并具有一根伸出的活塞桿3，一個氣壓作動系統(tǒng)4包括第一個壓氣罐5(以下稱-罐)和第二個壓氣罐6(以下稱+罐)，一個壓氣泵7包括一個壓力控制(調(diào)節(jié)器)裝置8，它連結(jié)在-罐5和+罐6之間，一個閥門9，最好是電動三通閥，它連結(jié)在一側(cè)的正側(cè)或活塞作動筒設施的工作腔10、以及另一側(cè)上的負側(cè)或返回腔11的-罐和+罐之間。
活塞作動筒設施是已知類型的，其中作動筒部分1具有星形截面部分，如圖2所示，在星的端部具有通孔，在孔中裝有螺柱12，它們能伸展，用于與前端12和后端13一起來推動作動筒部分1。星形作動筒1的端部上的另一個通道14用于傳輸壓縮空氣。通過這樣布局，就可能在同一個作動筒端，在圖示的情況下為前端12上提供用于工作腔(正側(cè))10和返回腔(負側(cè))11的氣路連接15和16。為了在作動筒的返回腔(負側(cè))11和壓縮空氣連接件16之間提供聯(lián)通，空氣通道14連到后端13上的旁路通道17上。
空氣連接件15直接導入作動筒的正腔10。兩個空氣連接件15和16從閥門9的共用出口18分出，閥門9的另一側(cè)具有與-罐5連通的第一連接件19和與+罐6聯(lián)通的第二連接件20。閥門9可在兩個不同位置、即閥門出口18和-罐5之間的第一位置和+罐6和閥門出口18之間的第二位置之間調(diào)節(jié)。連到作動筒負腔11上的空氣連接件16具有單向閥21和減壓閥22。單向閥21允許壓縮空氣通過空氣通道14進入作動筒的負腔11而能防止空氣從上述負腔流出。減壓閥22能設定負腔11的任何選擇壓力，然而上述壓力最好設定成負腔11的壓力小于正側(cè)(工作腔)10的最大工作壓力。
為了增大負腔11的體積，活塞桿最好做成空心的，從而形成活塞桿腔23。在活塞2附近的活塞桿腔23上提供一個開口24，使負腔11和活塞桿腔23之間能自由聯(lián)通。
在-罐5和泵7之間有導管25，在泵7和+罐6之間具有可連接到壓力調(diào)節(jié)器8上的第二導管26。壓力調(diào)節(jié)器8連接到泵7上從而在+罐6的壓力降到一定量級時起動泵7，在+罐的壓力達到某一預定的高壓量級時關掉泵7。
上述空氣壓力裝置的目的是在工作腔10內(nèi)提供較高壓力的工作沖程、和在返回腔11內(nèi)提供較低壓力的返回沖程，從而提供一個安靜、有效而又經(jīng)濟地工作的裝置，它能通過一個封閉的或基本封閉的空氣系統(tǒng)在兩個方向提供良好的有阻尼的移動。
該裝置工作的開始狀態(tài)是--罐5含有從正腔10排出的空氣具有平均的高壓，-+罐6具有通常高于-罐5的壓力，-返回腔11的返回壓力在開始狀態(tài)由壓力控制閥21限定，可能相當?shù)停热鐬?巴，和-壓氣泵7通過導管25接收來自-罐5的空氣，它將上述空氣壓縮到一個相當高的壓力，如5～6巴，該壓力由壓力調(diào)節(jié)器8控制通過導管26進入+罐6。
該裝置的工作情況如下A、工作沖程為了提供工作沖程，閥門9設定成如圖1虛線箭頭所示，在該狀態(tài)，在+罐6中的較高壓力如5～6巴通過導管20、閥門9和導管18和15進入活塞作動筒設施的工作腔10。在開始狀態(tài)，壓力控制閥22也感知到在負腔11、空氣通道14和活塞桿腔23內(nèi)具有較低的壓力，如1巴。現(xiàn)在活塞2如圖1所示向右移動，工作腔10的高壓使活塞迅速開始移動，然而由于返回腔11的單向閥21封閉，返回腔11的反向壓力將會迅速增大并減小活塞的速度，從而使活塞2在工作沖程的末端在低的受阻尼的速度上移動。
B、返回沖程當活塞進行返回沖程時，閥門9轉(zhuǎn)到圖1中實線箭頭的位置，從而工作腔10中的高壓排放到導管15、18和19、再到-罐5。由于壓縮空氣排放到-罐5中，故使空氣排放差不多是無聲的，從而避免了常常出現(xiàn)的壓縮空氣流的高的聲音，如果這些壓縮空氣排到室內(nèi)，這個聲音聽起來是很大的?？諝馀湃?罐5還可通過重新使用系統(tǒng)中已存在的壓力，從而節(jié)省獲得壓縮空氣的成本。來自返回腔11、空氣通道14和活塞桿腔23的壓縮空氣的壓力常常是在工作腔10內(nèi)的空氣排放以后高于工作腔10的壓力，活塞朝左移動，如圖1所示，開始時速度較高，然后隨著工作腔10和-罐5的空氣阻尼力對移動的反作用，逐步減小速度，活塞緩慢而輕柔地停止在其初始工作階段的位置，亦即新的工作循環(huán)開始的位置。
如果-罐5中的空氣量不能足以充滿+罐6，則通過-罐5中的單向閥27來補充壓縮空氣的量。
在活塞2的完全縮回位置上的返回腔11的反向壓力相對于工作腔10和-罐5中的壓縮空氣的壓力弱到一個人可用手推到所需要的位置。
如果因為某種原因有必要將活塞推到其完全伸展的位置，可通過導管16上的排放閥28做到，通過壓縮該閥門，將返回腔11和活塞桿腔23內(nèi)的壓縮空氣排放到周圍空間中，從而使工作腔10和-罐5中的壓力迫使活塞2朝作動筒1的外部移動，當然也能通過僅使返回腔11中部分的壓縮空氣排出，使活塞2返回并停在其部分伸展位置，此時工作腔10和返回腔的壓力相互平衡。
在圖3～6中，示出了圖1～2中開關門形式的裝置的特殊使用場合。應該看到，上述裝置僅用于示例而不能限制本發(fā)明。在上述附圖中，本發(fā)明用于兩扇的、相互相對工作的滑動門上，但是很顯然，本發(fā)明也可用于單扇滑動門、轉(zhuǎn)門、垂直的或其它方式工作的擋板上。
在圖示的情況下，活塞作動筒裝置包在一個由兩個隔開的滑輪29、30組成的載體內(nèi)，滑輪上繞著環(huán)形帶31。兩扇門32中的一扇通過連接件33連到帶31的下方通路上，第二扇門34通過另一個連接件35連到帶31的上方通路上。另外，第二個連接件35直接連接到活塞桿3的端部上?；钊麠U3的移動分別帶動兩扇門32和34相互朝向移動和相互分開。
為了使兩扇門自動工作，閥門9最好是電動的，它連接到一個探測器36上，該探測器可以是光電的、紅外控制器和/或聲或光探測器。探測器36連接到定時器37上，定時器限定門32和34保持打開的時間。
開關門的工作與圖1和2所示的一樣。打開雙扇滑動門的優(yōu)選壓力可以是工作腔10內(nèi)的打開壓力為5～6巴，返回腔11內(nèi)的未加壓返回壓力約1巴。
圖3示出該裝置的打開階段。當一個人或目標進入探測器36的掃描區(qū)時，象激活定時器37一樣激活探測器36。閥門9立即設置在通向+罐6的位置，+罐6中壓力降低使泵開始工作、從-罐5吸取空氣，壓縮上述空氣并迫使空氣進入+罐6，通過導管20、18和15使工作腔10處于打開壓力下?；钊?向右移，如圖3所示，門32和34移開，因此打開門，返回腔11內(nèi)的空氣受壓。開門移動受到返回腔11內(nèi)增大的反向壓力產(chǎn)生的反作用，開門階段緩慢停止并在末端位置受到阻尼。
當門完全打開時，如圖4所示，在工作腔10內(nèi)具有完全的工作壓力，在返回腔11、空氣通道14和活塞桿腔23內(nèi)的空氣均受壓。只要探測器36和定時器是激活的，門就保持打開。門保持打開的時間可根據(jù)需要而改變。
當?shù)竭_定時器設定時間的末端時，在探測器36的掃描區(qū)沒有障礙物，閥門從+罐6切換到-罐5，如圖5所示。因此空氣工作腔10排放到-罐5。隨著工作腔10的壓力下降，活塞2克服工作腔10導管15、18和19的壓力作用開始朝關閉方向移動。返回移動開始時比較快，隨著活塞2的關閉移動，工作腔10和-罐5中的空氣受壓，在返回移動的末端附近逐步減速。
當門完全關閉時，該位置如圖6所示，在工作腔10和-罐5中具有一定的反向壓力，在返回腔11、空氣通道14和活塞桿腔23內(nèi)約有1巴的壓力。上述最后提到的壓力使門保持在一定力量下的關閉，這個力不比“用手”開門的力大，并且低到在一個人或目標出現(xiàn)在門之間時不管探測器36的大的掃描區(qū)，基本不會有損害的程度。
在出現(xiàn)電源損壞的情況下，探測器36、定時器37和泵7停止工作，因此門保持關閉。由于在返回腔11中的關閉壓力較小，因此有可能如上所述“用手”打開門，并由于封閉的空氣系統(tǒng)的作用，這些門在無外力作用下亦會重新關閉。這在失火的情況下可能是非常重要的，失火時人能通過門離開，在人通過后門又重新關閉，因此可防止外面的空氣進入火區(qū)中心。
在電源損壞的情況下，腔10、11和23以及罐5和6內(nèi)的壓力足以使門開關若干次，當然這取決于上述壓力的空氣漏泄情況，次數(shù)可能稍少一些。
如果因為某種原因要求在電源損壞的情況下使門保持打開，通過壓下排放閥28就能做到，壓下排放閥就可使返回腔11、空氣通道14和活塞桿腔中的壓力排放出來。上述排放閥28起到一個緊急釋放裝置的作用。在-罐5和工作腔10的殘留壓力可使門保持打開狀態(tài)。
一旦電源接通，泵7再次起動，閥9轉(zhuǎn)到+罐6，返回腔11和活塞桿腔23供到約如1巴的壓力，只要探測器36和定時器37未被激活，門就再次關閉。
當然，也可將上述開門裝置的帶式移動與某種已知的皮帶傳動聯(lián)合起來，從而產(chǎn)生開關門時所需要的移動形式和所需要的力。
權利要求
1．氣動開關裝置，尤其適用于需要提供往復移動的場合，特別是在每個末端位置用于具有軟制動階段的移動中，該裝置包括一氣動活塞作動筒設施(1,2)，它具有作用在大活塞區(qū)上的工作腔(10)和作用在由活塞桿(3)的區(qū)域減小的活塞區(qū)上的返回腔(11)，該裝置布局成由壓力作動系統(tǒng)(4)來操作，其特征在于該壓力作動系統(tǒng)(4)制成基本封閉的壓力系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有宜在工作腔(10)內(nèi)產(chǎn)生工作壓力和在返回腔(11)內(nèi)產(chǎn)生較低反向壓力的氣壓泵(7)。
2．按照權利要求1的裝置，其特征在于該壓力系統(tǒng)包括稱之謂+罐(6)的第一壓力罐，它具有宜在工作腔(10)內(nèi)在工作沖程中推動活塞(2)的、起到工作壓力作用的預定的高壓；稱之謂-罐(5)的第二壓力罐，工作腔(10)的空氣能排放到第二壓力罐中，使活塞(2)返回到其完全回縮的位置。
3．按照權利要求2的裝置，其特征在于壓力系統(tǒng)做成返回腔(11)，在活塞(2)完全回縮時，具有某個預定的小于工作腔(10)中工作壓力的壓力。
4．權利要求3的裝置，其特征在于返回腔(11)布局成由單向閥(21)防止返回腔(11)內(nèi)空氣的排放而加壓到上述較低的壓力，因此活塞(4)在工作沖程中被推出作動筒(1)時返回腔(11)中的空氣受壓。
5．按照權利要求2、3或4的裝置，其特征在于氣壓泵裝在-罐(5)和+罐(6)之間，泵(7)接收來自-罐(5)的空氣，壓縮上述空氣，并迫使這些空氣進入+罐(6)；在正罐(6)中的氣壓量級由壓力調(diào)節(jié)器(18)控制。
6．按照權利要求2～5中任何一個的裝置，其特征在于閥(9)安裝在一側(cè)為-罐(5)和正罐(6)、以及另一側(cè)為活塞作動筒設施的工作腔(10)之間，該閥門可置于兩個不同的位置，即第一個位置，在該位置+罐(6)連到工作腔(10)上，由此進行工作沖程；和第二個位置，在該位置，工作腔連到-罐(5)上，因此至少部分工作腔的排放壓力排放到-罐(5)中，以啟動作動筒(1)中的活塞(2)的返回移動。
7．權利要求2-6中任何一個的裝置，其特征在于返回腔(11)通過減壓閥(22)連到工作腔(10)的壓縮空氣進口(15)上，在活塞(2)完全回縮時給返回腔(11)上述預定的較低的壓力，通過單向閥(21)防止返回腔(11)內(nèi)壓力的不希望有的排放，并通過緊急釋放閥(28)，使返回腔(11)內(nèi)的壓力可緊急排放。
8．按照上述任何一個權利要求的用于開門的裝置，其特征在于該裝置包括一探測器(36)，它具有預定的掃描區(qū)并連接到-罐(5)/+罐(6)和活塞作動筒設施的工作腔(10)之間的閥9上，這樣只要目標一進入探測器(36)的掃描區(qū)，上述探測器(36)就將+罐(6)連接到工作腔(10)上，在上述目標離開探測器(36)的掃描區(qū)后就將工作腔(10)連接到-罐(5)上。
9．按照權利要求8的裝置，其特征在于在目標離開探測器(36)的掃描區(qū)后的一個預定期間內(nèi)，探測器(36)與定時器(37)合作使門保持打開。
10．按照權利要求8或9的裝置，用作滑動雙扇門在相對方向操作的開關裝置，其特征在于活塞桿(3)通過連接到雙扇門的一扇(34)上的連接件(35)連接到繞在兩個滑輪(29、30)上的帶子(31)的一條通路上；兩扇門的第二扇(32)連接到同樣帶子(31)的第二條通路上，由此當活塞(2)在作動筒(1)內(nèi)移動時，兩扇門(32,34)同步地并具有同樣速度地相互相對離開和靠近移動。
全文摘要
一種如用于開關門的氣動開關裝置,在門移動的每個端部具有軟制動階段,該裝置包括作用在大活塞區(qū)的工作腔(10)和作用在由活塞桿(3)減小的活塞區(qū)上的返回腔(11)。該裝置布局成由基本封閉的壓力作動系統(tǒng)(4)操作,該系統(tǒng)具有宜于在工作腔(10)產(chǎn)生工作壓力、在返回腔(11)產(chǎn)生較低的反向壓力的氣壓泵(7)。壓力系統(tǒng)可包括第一罐稱謂+罐(6),它具有在工作腔(10)中在初始工作沖程時推進活塞(2)的起工作壓力作用的某個預定高壓,還包括第二個罐。稱謂－罐(5),在活塞(2)處于完全回縮位置時,工作腔(10)中的空氣排放－罐(5)。返回腔(11)可以是一個總是充以預定壓力的完全封閉的腔。
文檔編號E05F15/06GK1215453SQ9719357
公開日1999年4月28日 申請日期1997年3月4日 優(yōu)先權日1996年4月1日
發(fā)明者伯特·哈約 申請人:艾·哈拉斯安全網(wǎng)股份公司