本發(fā)明屬于抽空裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種在密閉腔體內(nèi)快速抽真空及充氣的裝置和方法。

背景技術(shù)：

在3D打印、材料成型等領(lǐng)域，為了在高溫環(huán)境下金屬材料不被氧化，往往需要在密閉的腔體中充入氮?dú)饣蛘叨栊詺怏w等保護(hù)氣體，對(duì)打印或者成型等的過(guò)程進(jìn)行空氣的隔離保護(hù)，以提升效果和產(chǎn)品的性能。目前的做法是，使用抽真空設(shè)備，把密閉腔體內(nèi)的空氣抽出，然后再把惰性氣體充入到密閉腔體內(nèi)。但是，抽真空的過(guò)程非常緩慢，根據(jù)要求的真空度的不同，往往短則需要數(shù)十分鐘，長(zhǎng)則數(shù)個(gè)小時(shí)，甚至長(zhǎng)達(dá)十幾個(gè)小時(shí)，因?yàn)殡S著空氣越來(lái)越稀薄，內(nèi)外的壓力差越來(lái)越大，抽取腔體內(nèi)的空氣的難度也越來(lái)越大。生產(chǎn)制造過(guò)程中，占用了大量的準(zhǔn)備輔助時(shí)間，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種快速抽真空及充氣的裝置，旨在解決密閉腔體直接抽真空及充氣過(guò)程速度慢、效率低的問(wèn)題。

本發(fā)明是這樣解決的：一種快速抽真空及充氣的裝置，包括儲(chǔ)氣腔體、連接在所述儲(chǔ)氣腔體上的用于抽真空和充氣的氣管組件和與所述儲(chǔ)氣腔體配合的排空組件，所述排空組件包括可填滿儲(chǔ)氣腔體的氣囊、連接在所述儲(chǔ)氣腔體上的用于控制外界氣體進(jìn)出所述氣囊的收放閥門組件和控制所述氣囊進(jìn)出于所述儲(chǔ)氣腔體內(nèi)的控制組件，所述氣囊上設(shè)有開(kāi)口，所述開(kāi)口密封連接在所述收放閥門組件上。

本發(fā)明提供的快速抽真空及充氣的裝置相對(duì)于現(xiàn)有的技術(shù)具有的技術(shù)效果為：抽空時(shí)，儲(chǔ)氣腔體內(nèi)呈負(fù)壓，通過(guò)收放閥門組件和控制組件來(lái)控制氣囊進(jìn)入到儲(chǔ)氣腔體內(nèi)，由于氣囊內(nèi)部進(jìn)入空氣，使得氣囊進(jìn)入并填充儲(chǔ)氣腔體，使得儲(chǔ)氣腔體內(nèi)的氣壓維持穩(wěn)定或不至于減小，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氣腔體內(nèi)不易被抽走的空氣排出去，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速高效的抽空，整個(gè)過(guò)程中，由于氣囊開(kāi)口密封連接在收放閥門組件上，進(jìn)而保證了儲(chǔ)氣腔體內(nèi)的密封性，同時(shí)抽空時(shí)儲(chǔ)氣腔體內(nèi)的負(fù)壓以及氣囊內(nèi)的正壓差使得儲(chǔ)氣腔體內(nèi)的空氣更快地全部排出，從而解決了現(xiàn)有的裝置抽空速度慢，效率低的問(wèn)題。

本發(fā)明還提供一種快速抽真空及充氣的方法，通過(guò)前述的快速抽真空及充氣的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括以下步驟：

抽真空：通過(guò)氣管組件抽出所述儲(chǔ)氣腔體中的氣體，同時(shí)調(diào)節(jié)所述收放閥門組件為通氣狀態(tài)，使氣體進(jìn)入氣囊，使所述氣囊進(jìn)入所述儲(chǔ)氣腔體并逐漸擴(kuò)張?zhí)顫M所述儲(chǔ)氣腔體，通過(guò)所述氣囊內(nèi)的氣壓輔助推動(dòng)所述儲(chǔ)氣腔體內(nèi)的氣體排出；

充氣：通過(guò)所述氣管組件向所述儲(chǔ)氣腔體充氣，然后將所述氣囊收回使其移出所述儲(chǔ)氣腔體，調(diào)節(jié)所述收放閥門組件為關(guān)閉狀態(tài)。

本發(fā)明提供的快速抽真空及充氣的方法相對(duì)于現(xiàn)有的抽空方法具有的技術(shù)效果為：通過(guò)氣囊的釋放與回收來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)快速抽空和充氣，整個(gè)實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)單高效，進(jìn)而能很大地提高生產(chǎn)的效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的快速抽真空及充氣的裝置的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的快速抽真空及充氣的裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

需要說(shuō)明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”或“設(shè)置于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者間接在該另一個(gè)元件上。當(dāng)一個(gè)元件被稱為是“連接于”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或間接連接至該另一個(gè)元件上。

還需要說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的左、右、上、下等方位用語(yǔ)，僅是互為相對(duì)概念或是以產(chǎn)品的正常使用狀態(tài)為參考的，而不應(yīng)該認(rèn)為是具有限制性的。

請(qǐng)參照附圖1和圖2所示，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，提供一種快速抽真空及充氣的裝置，包括儲(chǔ)氣腔體10、連接在儲(chǔ)氣腔體10上的用于抽真空和充氣的氣管組件20和與儲(chǔ)氣腔體10配合的排空組件30，該氣管組件20上連接有電磁閥203，并且該氣管組件20上還連接有與之配合的送氣或抽氣裝置，該排空組件30包括可彈性填滿儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)部的氣囊301、連接在儲(chǔ)氣腔體10上的收放閥門組件302和控制氣囊301進(jìn)出于儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的控制組件303，該收放閥門組件302用于控制外界氣體進(jìn)出該氣囊301，該氣囊301上設(shè)有與外界連通的開(kāi)口3011，該開(kāi)口3011密封連接在收放閥門組件302上，該氣囊301的外側(cè)在抽空時(shí)勻速進(jìn)入到儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)并貼附在儲(chǔ)氣腔體10的內(nèi)壁上，進(jìn)而將儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的所有空氣都排出去，該氣囊301的內(nèi)部與外界連通，也即該氣囊301是通過(guò)進(jìn)入到氣囊301的空氣將氣囊301撐大后貼附在儲(chǔ)氣腔體10的內(nèi)壁上。

以上設(shè)計(jì)的快速抽真空及充氣的裝置，抽空時(shí)，儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)呈負(fù)壓，通過(guò)收放閥門組件302和控制組件303來(lái)控制氣囊301勻速進(jìn)入到儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)，由于氣囊301內(nèi)部進(jìn)入空氣，使得氣囊301進(jìn)入并填充儲(chǔ)氣腔體10，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)不易被抽走的空氣排出去，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)快速高效的抽空，整個(gè)過(guò)程中，由于氣囊301開(kāi)口3011密封連接在收放閥門組件302上，進(jìn)而保證了儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的密封性，同時(shí)抽空時(shí)儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的負(fù)壓以及氣囊301內(nèi)的正壓差使得儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的空氣更快地全部排出，從而解決了現(xiàn)有的裝置抽空速度慢，效率低的問(wèn)題。

具體他，如圖1和圖2所示，在本發(fā)明實(shí)施例中，該氣管組件20包括連接在儲(chǔ)氣腔體10上端的進(jìn)氣管201和出氣管202，該進(jìn)氣管201和出氣管202均與儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)連通，該電磁閥203包括連接在進(jìn)氣管201上的充氣閥2031和連接在出氣管202上的抽空閥2032。

在本實(shí)施例中，該儲(chǔ)氣腔體10是3D打印、材料成型或者其他設(shè)備的存儲(chǔ)保護(hù)氣體的裝置。其腔壁上面有三個(gè)基本的通路，一個(gè)連接抽真空管路，也即本實(shí)施例中的出氣管202，一個(gè)連接充保護(hù)氣體管路，也即本實(shí)施例中的進(jìn)氣管201，一個(gè)連接氣囊301收放管路，也即本實(shí)施例中前述的收放閥門組件302。

在本實(shí)施例中，該充氣閥2031用于進(jìn)氣管201的開(kāi)啟和閉合，其一端連接儲(chǔ)氣腔體10，另一端連接需要充的氣體儲(chǔ)存瓶；抽真空完成充氣開(kāi)始時(shí)開(kāi)啟，充氣完成時(shí)閉合。該抽空閥2032用于出氣管202的開(kāi)啟和閉合，其一端連接腔體，另一端連接抽真空設(shè)備，抽真空時(shí)開(kāi)啟，抽真空完成時(shí)閉合。

具體他，如圖1和圖2所示，在本發(fā)明實(shí)施例中，該收放閥門組件302包括沿儲(chǔ)氣腔體10下端中間向外延伸的管狀件3021、連接在管狀件3021內(nèi)的球閥3022和連接在管狀件3021上并控制球閥3022轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)組件3023，該球閥3022轉(zhuǎn)動(dòng)連接在在管狀件3021內(nèi)，并且隨著轉(zhuǎn)動(dòng)到不同的角度實(shí)現(xiàn)對(duì)管狀件3021內(nèi)的密封和開(kāi)啟，該管狀件3021與儲(chǔ)氣腔體10連通，并且該球閥3022上開(kāi)設(shè)有供外界氣體和該氣囊301通過(guò)的柱狀通孔(圖未示)，該管狀件3021上對(duì)應(yīng)球閥3022處優(yōu)選為設(shè)有凸起，也即該球閥3022的直徑大于該管狀件3021非凸起部分的直徑，這樣設(shè)計(jì)可以使得球閥3022在管狀件內(nèi)的密封性更好。

在本實(shí)施例中，該球閥3022通過(guò)驅(qū)動(dòng)組件3023驅(qū)動(dòng)時(shí)進(jìn)行特定角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)其柱狀通孔與管狀件3021的同軸時(shí)，儲(chǔ)氣腔體10與管狀件3021連通，當(dāng)球閥3022的柱狀通孔的軸向與管狀件3021的軸向垂直時(shí)，該球閥3022將管狀件3021密封，同時(shí)該驅(qū)動(dòng)組件3023上還設(shè)有位置檢測(cè)編碼器(圖未示)，該位置檢測(cè)編碼器的設(shè)置可以進(jìn)一步檢測(cè)到球閥3022所處的位置，從而根據(jù)正在進(jìn)行步驟來(lái)控制驅(qū)動(dòng)組件3023轉(zhuǎn)動(dòng)或維持球閥3022所處的位置。

具體他，如圖1和圖2所示，在本發(fā)明實(shí)施例中，該氣囊301膨脹時(shí)呈袋狀，該氣囊301沿開(kāi)口3011固定連接在管狀件3021內(nèi)壁上，也即該氣囊301開(kāi)口3011的形狀與管狀件3021橫截面的形狀一致，該氣囊301的開(kāi)口3011部分優(yōu)選為通過(guò)法蘭結(jié)構(gòu)固定連接在管狀件3021的內(nèi)壁上，并且該開(kāi)口3011優(yōu)選為連接在球閥3022的下方，也即在該球閥3022遠(yuǎn)離儲(chǔ)氣腔體10的一側(cè)，這樣設(shè)計(jì)可以保證往儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)充氣時(shí)，通過(guò)關(guān)閉球閥3022，使得氣囊301無(wú)法再進(jìn)入到儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)。

具體他，如圖1和圖2所示，在本發(fā)明實(shí)施例中，該控制組件303包括可容置非膨脹狀態(tài)下的氣囊301的收放腔3031和連接在收放腔3031內(nèi)的卷軸組件，該收放腔3031連接在管狀件3021的末端，并且該收放腔3031與管狀件3021連通，同時(shí)該氣囊301的開(kāi)口3011密封連接于所述球閥3022和所述收放腔3031；該卷軸組件包括驅(qū)動(dòng)件3033和連接在驅(qū)動(dòng)件3033上的卷軸3032，該卷軸3032上連接有收放線3034，該收放線3034一端固定連接在氣囊301的內(nèi)側(cè)底部，且另一端連接在卷軸3032上。

在本實(shí)施例中，該收放腔3031通過(guò)裝配間隙與外界連通，并且該卷軸3032或者驅(qū)動(dòng)件3033上還設(shè)置有拉力感應(yīng)器(圖未示)，由于收放腔3031由于本身的裝配間隙與外界連通，進(jìn)而當(dāng)儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)抽真空時(shí)，球閥3022打開(kāi)，由于儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的空氣被抽離，進(jìn)而儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的壓力小于大氣壓力，此時(shí)收放腔3031內(nèi)的空氣擠壓位于管狀件3021內(nèi)壁上的開(kāi)口3011，卷軸3032或者驅(qū)動(dòng)件3033上的拉力感應(yīng)器檢測(cè)到一定的拉力值后，該拉力是由于氣囊301兩側(cè)的壓力差使得收放線對(duì)卷軸3032或者驅(qū)動(dòng)件3033實(shí)施的，該驅(qū)動(dòng)件3033開(kāi)始驅(qū)動(dòng)該卷軸3032轉(zhuǎn)動(dòng)，使得氣囊301穿過(guò)球閥3022上的柱狀通孔和管狀件3021后進(jìn)入到儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)，由于出氣管202持續(xù)在排空，球閥3022處于打開(kāi)狀態(tài)，氣體進(jìn)入到氣囊301中，進(jìn)而氣囊301進(jìn)入到儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的部分迅速膨脹，然后貼合在儲(chǔ)氣腔體10的內(nèi)壁上，在這個(gè)過(guò)程中，卷軸3032一直勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，控制氣囊301進(jìn)入儲(chǔ)氣腔體10的速度，這樣可以將儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的空氣逐步排空。

在本實(shí)施例中，該收放線3034一端連接在氣囊301的內(nèi)側(cè)底部，該底部是指離開(kāi)口3011最遠(yuǎn)的地方，該收放線3034另一端纏繞連接在卷軸3032上，通過(guò)卷軸3032勻速旋轉(zhuǎn)，使得收放線3034逐步釋放，進(jìn)而氣囊301在儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的高度逐漸上升，最后充滿整個(gè)儲(chǔ)氣腔體10，進(jìn)而完成儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的排空。

在本實(shí)施例中，該氣囊301優(yōu)選為由高彈性薄膜組成，這樣設(shè)計(jì)的氣囊301具有較高的彈性和韌性，在具有內(nèi)外壓力差的情況下可以緊緊地貼附在儲(chǔ)氣腔體10的內(nèi)腔壁上，進(jìn)而擠壓儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的空氣。

具體地，在本發(fā)明實(shí)施例中，該卷軸3032轉(zhuǎn)動(dòng)釋放或回收收放線3034的速度與還可以與氣囊301內(nèi)外兩側(cè)的壓力差正相關(guān)，也即卷軸3032轉(zhuǎn)動(dòng)的速度根據(jù)拉力檢測(cè)裝置檢測(cè)到的拉力來(lái)進(jìn)行適應(yīng)性的調(diào)整，這樣可以更快地將儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的空氣排空。

或者，該卷軸3032轉(zhuǎn)動(dòng)釋放或回收收放線3034的速度與還可以與氣囊301內(nèi)外兩側(cè)的壓力差不相關(guān)，也即該卷軸3032全稱保持勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣設(shè)計(jì)可以避免氣囊301過(guò)快進(jìn)入到儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)而使得儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)局部氣體無(wú)法排出的問(wèn)題。

當(dāng)然，卷軸3032的轉(zhuǎn)動(dòng)速度還可以是先勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，然后加速轉(zhuǎn)動(dòng)，由于剛開(kāi)始儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的空氣較多，保證氣囊301勻速進(jìn)入到儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)可以避免邊角部分的空氣無(wú)法排出，后期由于儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的空氣余量不多，氣囊301加速進(jìn)入可以更快地將剩余的空氣排出，從而提高生產(chǎn)的效率。

本發(fā)明還提供一種快速抽真空及充氣的方法，其通過(guò)前述的快速抽真空及充氣的裝置來(lái)實(shí)施，具體包括以下步驟；

抽真空過(guò)程，先關(guān)閉充氣閥2031，同時(shí)打開(kāi)抽空閥2032并轉(zhuǎn)動(dòng)球閥3022至使管狀件3021與氣囊301連通，此時(shí)儲(chǔ)氣腔體10內(nèi)的空氣經(jīng)出氣管202排出使得內(nèi)部氣壓減小，然后拉力感應(yīng)器檢測(cè)到拉力后，驅(qū)動(dòng)件3033驅(qū)動(dòng)該卷軸3032反向轉(zhuǎn)動(dòng)釋放收放線3034，該氣囊301通過(guò)管狀件3021逐漸進(jìn)入并填滿所述儲(chǔ)氣腔體10；

充氣過(guò)程，在抽真空過(guò)程完成后，先關(guān)閉抽空閥2032，同時(shí)打開(kāi)充氣閥2031，接著驅(qū)動(dòng)件3033驅(qū)動(dòng)該卷軸3032正向轉(zhuǎn)動(dòng)逐步完全收回收放線3034，待氣囊301完全回收到收放腔3031后，然后關(guān)閉球閥3022和充氣閥2031。

通過(guò)上述步驟，利用氣囊301的釋放與回收來(lái)輔助實(shí)現(xiàn)快速抽空和充氣，整個(gè)實(shí)施過(guò)程簡(jiǎn)單高效，進(jìn)而能很大地提高生產(chǎn)的效率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。