Устройство повышения давления
Первый датчик (70а) обнаружения положения и второй датчик (70b) обнаружения положения в устройстве (10) повышения давления обнаруживают положение первого поршня (44) или второго поршня (46). Механизм (48) подачи текучей среды обеспечивает подачу текучей среды в первую камеру (34а) повышения давления и/или вторую камеру (36а) повышения давления. На основе результатов обнаружения первого датчика (70а) обнаружения положения и второго датчика (70b) обнаружения положения механизм (48) подачи текучей среды выполняет переключение между операцией подачи текучей среды в первую приводную камеру (34b) и выпуском текучей среды из второй приводной камеры (36b) и операцией выпуска текучей среды из первой приводной камеры (34b) и подачи текучей среды во вторую приводную камеру (36b). Технический результат - упрощение внутренней конструкции и уменьшение внешних размеров. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству повышения давления, выполненному с возможностью повышения давления текучей среды.
Предпосылки создания изобретения
Устройство повышения давления, которое с целью подачи текучей среды высокого давления в гидро(пневмо)устройство повышает давление подаваемой текучей среды и выводит наружу текучую среду после повышения давления, было раскрыто, например, в выложенной заявке на патент Японии, опубликованной под №09-158901, выложенной заявке на патент Японии, опубликованной под №2008-223841, выложенной заявке на патент Японии, опубликованной под №2002-039105, выложенной заявке на патент Японии, опубликованной под №2001-311404, выложенной заявке на патент Японии, опубликованной под №10-267001, выложенной заявке на патент Японии, опубликованной под №10-267002, и выложенной заявке на патент Японии на полезную модель, опубликованной под №05-075501.
В таких устройствах повышения давления поршневой шток проходит в первую камеру и вторую камеру в цилиндре и в результате соединения первого поршня с одним концом поршневого штока внутри первой камеры, а второго поршня - с другим концом поршневого штока внутри второй камеры каждая из камер, как первая камера, так и вторая камера, разделена внутри на камеру повышения давления и приводную камеру. Кроме того, первый поршень и второй поршень выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения, осуществляемого за счет подачи и выпуска текучей среды в/из приводной камеры, обеспечивающего повышение давления текучей среды в камере повышения давления и вывод текучей среды после повышения давления наружу.
Сущность изобретения
Однако известное из уровня техники устройство повышения давления для предотвращения остановки поршня на полпути в процессе операции повышения давления снабжено механизмом привода (механизмом предотвращения останова) с помощью механического механизма, имеющим многоступенчатую конструкцию, которая обусловливает усложнение внутренней конструкции. Кроме того, монтаж регулятора, регулирующего значение давления текучей среды в качестве объекта повышения давлении, приводит к увеличению внешних размеров.
Кроме того, в известном из уровня техники устройстве повышения давления переключение операций подачи и выпуска текучей среды выполняется в результате приведения поршней в контакт с ударными штифтами, встроенными в устройство. Проблема такого устройства заключается в том, что звуки (ударные шумы), которые возникают каждый раз, когда в результате перемещения поршни приводятся в контакт с ударными штифтами, вызывают появление шума, и эти звуки (рабочие звуки), вырабатываемые устройством повышения давления в процессе работы поршней, имеют большую силу.
Настоящее изобретение было разработано для решения вышеупомянутых проблем, и задачей настоящего изобретения является создание устройства повышения давления, обеспечивающего возможность упрощения внутренней конструкции и уменьшения внешних размеров.
Дополнительной задачей настоящего изобретения является создание устройства повышения давления, позволяющего уменьшить силу рабочих звуков.
Устройство повышения давления в соответствии с настоящим изобретением включает в себя первую камеру и вторую камеру, примыкающую к первой камере. В этом случае поршневой шток проходит в первую камеру и вторую камеру. Внутри первой камеры в результате соединения первого поршня с одним концом поршневого штока первая камера разделена на первую камеру повышения давления со стороны второй камеры и первую приводную камеры, удаленную от второй камеры. В то же время внутри второй камеры в результате соединения второго поршня с другим концом поршневого штока, вторая камера разделена на вторую камеру повышения давления со стороны первой камеры и вторую приводную камеру, удаленную от первой камеры.
Кроме того, в устройстве повышения давления датчик обнаружения положения обнаруживает положение первого поршня или второго поршня. Кроме того, в устройстве повышения давления механизм подачи текучей среды обеспечивает подачу текучей среды, по меньшей мере, в одну из первой камеры повышения давления и второй камеры повышения давления и на основе результата обнаружения датчика обнаружения положения выполняет переключение между операцией подачи текучей среды в первую приводную камеру и выпуском текучей среды из второй приводной камеры и операцией выпуска текучей среды из первой приводной камеры и подачи текучей среды во вторую приводную камеру.
Таким образом, в настоящем изобретении вместо известного из уровня техники механизма привода поршня с помощью механического механизма привод первого поршня, поршневого штока и второго поршня осуществляется в результате электрического управления направлением перемещения на основе результата обнаружения датчика обнаружения положения. Таким образом, механизм привода первого поршня, поршневого штока и второго поршня может быть упрощен, и внутренняя конструкция устройства повышения давления может быть простой и одноступенчатой.
Кроме того, в устройстве повышения давления управление выполняется только для подачи текучей среды, по меньшей мере, в одну из первой камеры повышения давления и второй камеры повышения давления и для подачи или выпуска текучей среды в/из первой приводной камеры и второй приводной камеры. Следовательно, в настоящем изобретении нет никакой необходимости в регуляторе, и значение давления (заданное значение) текучей среды после повышения давления является фиксированным. В результате внешние размеры устройства повышения давления могут быть уменьшены, и устройство повышения давления может быть выполнено компактным.
Кроме того, в настоящем изобретении, как указано выше, переключение между операциями подачи и выпуска текучей среды выполняется на основе результата обнаружения датчика обнаружения положения, и поэтому вышеупомянутые ударные штифты становятся ненужными. В результате шумы, возникающие в процессе перемещения первого и второго поршней, могут быть подавлены, и сила рабочих звуков устройства повышения давления может быть уменьшена.
В этом случае механизм подачи текучей среды содержит первый канал подачи текучей среды, выполненный с возможностью подачи текучей среды, подаваемой снаружи, в первую камеру повышения давления, второй канал подачи текучей среды, выполненный с возможностью подачи текучей среды, подаваемой снаружи, во вторую камеру повышения давления, первый электромагнитный клапан, выполненный с возможностью обеспечения подачи текучей среды, подаваемой снаружи, в первую приводную камеру или выпуска текучей среды внутри первой приводной камеры наружу на основе результата обнаружения датчика обнаружения положения, и второй электромагнитный клапан, выполненный с возможностью обеспечения подачи текучей среды, подаваемой снаружи, во вторую приводную камеру или выпуска текучей среды внутри второй приводной камеры наружу на основе результата обнаружения датчика обнаружения положения.
Таким образом, в результате использования первого электромагнитного клапана и второго электромагнитного клапана переключение направления перемещения первого поршня, поршневого штока и второго поршня выполняется электрически, что обеспечивает возможность дополнительного упрощения внутренней конструкции устройства повышения давления.
В этом случае механизм подачи текучей среды может дополнительно включать в себя первый впускной обратный клапан, установленный в первом канале подачи текучей среды и выполненный с возможностью предотвращения обратного потока текучей среды из первой камеры повышения давления, и второй впускной обратный клапан, установленный во втором канале подачи текучей среды и выполненный с возможностью предотвращения обратного потока текучей среды из второй камеры повышения давления. Этот признак обеспечивает возможность надежного повышения давления текучей среды в первой камере повышения давления и второй камере повышения давления.
Кроме того, устройство повышения давления дополнительно включает в себя механизм вывода текучей среды, выполненный с возможностью вывода наружу текучей среды, давление которой было повышено в первой камере повышения давления или во второй камере повышения давления. В этом случае механизм вывода текучей среды может включать в себя первый выпускной обратный клапан, выполненный с возможностью предотвращения обратного потока текучей среды в первую камеру повышения давления, и второй выпускной обратный клапан, выполненный с возможностью предотвращения обратного потока текучей среды во вторую камеру повышения давления. Этот признак обеспечивает возможность более надежного повышения давления текучей среды в первой камере повышения давления и второй камере повышения давления.
Кроме того, датчик обнаружения положения может включать в себя первый датчик обнаружения положения, выполненный с возможностью обнаружения прибытия первого поршня или второго поршня со стороны одного торцевого участка первой камеры или второй камеры, и второй датчик обнаружения положения, выполненный с возможностью обнаружения прибытия первого поршня или второго поршня со стороны другого торцевого участка первой камеры или второй камеры. Вследствие легкости обнаружения положения первого поршня или второго поршня этот признак обеспечивает возможность дополнительного упрощения внутренней конструкции устройства повышения давления и позволяет повысить производительность устройства повышения давления.
Кроме того, датчик обнаружения положения может включать в себя магнитный датчик, выполненный с возможностью обнаружения положения первого поршня или второго поршня в результате обнаружения магнитного поля, создаваемого магнитом, смонтированным на первом поршне или на втором поршне. Этот признак обеспечивает легкость и точность обнаружения положения первого поршня или второго поршня.
Кроме того, в устройстве повышения давления между первой камерой и второй камерой размещен центральный корпус, на торцевом участке первой приводной камеры, удаленном от центрального корпуса, размещена первая крышка, а на торцевом участке второй приводной камеры, удаленном от центрального корпуса, размещена вторая крышка. В этом случае первый поршень может перемещаться внутри первой камеры без приведения в контакт с центральным корпусом и первой крышкой, а второй поршень может перемещаться внутри второй камеры без приведения в контакт с центральным корпусом и второй крышкой.
Этот признак обеспечивает возможность плавного перемещения первого поршня и второго поршня при подаче или выпуске текучей среды в/из первой камеры повышения давления, второй камеры повышения давления, первой приводной камеры и второй приводной камеры.
Указанные выше цели, возможности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из приводимого ниже подробного описания предпочтительного варианта осуществления, сопровождаемого ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в перспективе устройства повышения давления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления;
Фиг. 2 - вид в перспективе устройства повышения давления, показанного на фиг. 1, если смотреть с другого направления;
Фиг. 3 - вид в перспективе устройства повышения давления, показанного на фиг. 2, с отделенным от центрального корпуса блоком управления;
Фиг. 4 - вид устройства повышения давления, показанного на фиг. 1, в разрезе по линии IV-IV;
Фиг. 5 - вид в перспективе устройства повышения давления, показанного на фиг. 1, со срезанным верхним боковым участком;
Фиг. 6 - схема конструкции первого электромагнитного клапана и второго электромагнитного клапана;
Фиг. 7 - схематический вид в разрезе, иллюстрирующий принцип работы устройства повышения давления, показанного на фиг. 1; и
Фиг. 8 - схематический вид в разрезе, иллюстрирующий принцип работы устройства повышения давления, показанного на фиг. 1.
Описание вариантов осуществления
Ниже со ссылками на чертежи приводится подробное описание предпочтительного варианта осуществления устройства повышения давления в соответствии с настоящим изобретением.
Конструкция устройства повышения давления
в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления
Как показано на фиг. 1-5, устройство 10 повышения давления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления включает в себя тандемную цилиндровую конструкцию, в который первый цилиндр 14 располагается с примыканием к центральному корпусу 12 со стороны одного торцевого участка (со стороны в направлении А1), а второй цилиндр 16 - с примыканием к центральному корпусу 12 со стороны другого торцевого участка (со стороны направлении А2). Следовательно, в устройстве 10 повышения давления первый цилиндр 14, центральный корпус 12 и второй цилиндр 16 располагаются с примыканием друг к другу в указанном порядке от направления А1 в сторону направления А2. Кроме того, внешние окружные поверхности первого цилиндра 14, центрального корпуса 12 и второго цилиндра 16 выполнены практически заподлицо друг с другом.
На верхней поверхности центрального корпуса 12 размещен блок 18 управления в форме блока. В блоке 18 управления на боковой поверхности в направлении А1 размещен соединительный разъем 20. Соединительный разъем 20 соединен с первым электромагнитным клапаном 22 и вторым электромагнитным клапаном 24 внутри блока 18 управления и может быть соединен с PLC (с программируемым логическим контроллером) 26, представляющим собой устройство управления более высокого уровня для устройства 10 повышения давления.
В блоке 18 управления на боковой поверхности в направлении А2 установлен впускной порт 28, принимающий подаваемую текучую среду (например, воздух) из внешнего источника подачи текучей среды (непоказанного), а с обеих сторон от впускного порта 28 установлены первый выпускной порт 30 и второй выпускной порт 32.
Как показано на фиг. 2-4, внутри первого цилиндра 14 сформирована первая камера 34, а внутри второго цилиндра 16 - вторая камера 36. В этом случае на торцевом участке первого цилиндра 14 в направлении А1 закреплена первая крышка 38, а на торцевом участке в направлении А2 располагается центральный корпус 12, причем эта крышка и центральный корпус образуют первую камеру 34. В то же время на торцевом участке второго цилиндра 16 в направлении А1 располагается центральный корпус 12, а на торцевом участке в направлении А2 закреплена вторая крышка 40, причем центральный корпус и эта крышка образуют вторую камеру 36.
Кроме того, внутри устройства 10 повышения давления через центральный корпус 12 в направлениях А проходит поршневой шток 42, доходящий до первой камеры 34 и второй камеры 36. В первой камере 34 с одним концом поршневого штока 42 в направлении А1 соединен первый поршень 44. В результате первая камера 34 оказывается разделенной на первую камеру 34а повышения давления со стороны в направлении А2 и первую приводную камеру 34b со стороны в направлении А1. В то же время во второй камере 36 с другим концом поршневого штока 42 в направлении А2 соединен второй поршень 46. В результате вторая камера 36 оказывается разделенной на вторую камеру 36а повышения давления со стороны в направлении А1 и вторую приводную камеру 36b со стороны в направлении А2. Кроме того, первый поршень 44 перемещается внутри первой камеры 34 в направлениях А без приведения в контакт с центральным корпусом 12 и первой крышкой 38, а второй поршень 46 перемещается внутри второй камеры 36 в направлениях А без приведения в контакт с центральным корпусом 12 и второй крышкой 40.
В вышеупомянутых блоке 18 управления и центральном корпусе 12 установлен механизм 48 подачи текучей среды, который сообщается с впускным портом 28 и подает текучую среду, подаваемую из источника подачи текучей среды через впускной порт 28, по меньшей мере, в одну из первой камеры 34а повышения давления и второй камеры 36а повышения давления.
Механизм 48 подачи текучей среды включает в себя впускной канал 50а, который сообщается с впускным портом 28 и проходит в направлении вниз от верхней поверхности центрального корпуса 12, первый канал 50b подачи текучей среды, через который впускной канал 50а и первая камера 34а повышения давления сообщаются друг с другом, и второй канал 50 с подачи текучей среды, через который впускной канал 50а и вторая камера 36а повышения давления сообщаются друг с другом.
В первом канале 50b подачи текучей среды установлен первый впускной обратный клапан 52а, который обеспечивает возможность подачи текучей среды из впускного порта 28 в первую камеру 34а повышения давления при одновременном предотвращении обратного потока текучей среды из первой камеры 34а повышения давления. Кроме того, во втором канале 50 с подачи текучей среды установлен второй впускной обратный клапан 52b, который обеспечивает возможность подачи текучей среды из впускного порта 28 во вторую камеру 36а повышения давления при одновременном предотвращении обратного потока текучей среды из второй камеры 36а повышения давления.
На передней поверхности центрального корпуса 12 сформирован выходной порт 54, который выводит наружу текучую среду, давление которой было повышено в результате описываемой ниже операции повышения давления с помощью устройства 10 повышения давления. Кроме того, в центральном корпусе 12 установлен механизм 56 вывода текучей среды, который сообщается с выходным портом 54 и выводит наружу через выходной порт 54 текучую среду, давление которой было повышено в первой камере 34а повышения давления или второй камере 36а повышения давления.
Механизм 56 вывода текучей среды установлен на нижнем боковом участке поршневого штока 42 в центральном корпусе 12. Механизм 56 вывода текучей среды включает в себя первый выходной канал 58а, через который выходной порт 54 и первая камера 34а повышения давления сообщаются друг с другом, и второй выходной канал 58b, через который выходной порт 54 и вторая камера 36а повышения давления сообщаются друг с другом.
В первом выходном канале 58а установлен первый выпускной обратный клапан 60а, который обеспечивает возможность выхода текучей среды после повышения давления из первой камеры 34а повышения давления в выходной порт 54 при одновременном предотвращении обратного потока текучей среды в первую камеру 34а повышения давления. Кроме того, во втором выходном канале 58b установлен второй выпускной обратный клапан 60b, который обеспечивает возможность выхода текучей среды после повышения давления из второй камеры 36а повышения давления в выходной порт 54 при одновременном предотвращении обратного потока текучей среды во вторую камеру 36а повышения давления.
Как показано на фиг. 5 и 6, механизм 48 подачи текучей среды дополнительно включает в себя первый приводной канал 62а, сообщающийся с первой приводной камерой 34b, и второй приводной канал 62b, сообщающийся со второй приводной камерой 36b. Первый приводной канал 62а представляет собой канал, который соединяет первую приводную камеру 34b и соединительный порт 64а первого электромагнитного клапана 22 между собой и проходит в направлениях А через верхние боковые участки внутри первого цилиндра 14 и центрального корпуса 12. Один концевой участок первого приводного канала 62а сообщается с первой приводной камерой 34b, а другой его концевой участок сообщается с соединительным портом 64а первого электромагнитного клапана 22 внутри блока 18 управления. В то же время второй приводной канал 62b представляет собой канал, который соединяет вторую приводную камеру 36b и соединительный порт 66а второго электромагнитного клапана 24 между собой и проходит в направлениях А через верхние боковые участки внутри второго цилиндра 16 и центрального корпуса 12. Один концевой участок второго приводного канала 62b сообщается со второй приводной камерой 36b, а другой его концевой участок сообщается с соединительным портом 66а второго электромагнитного клапана 24 внутри блока 18 управления.
Каждый из первого электромагнитного клапана 22 и второго электромагнитного клапана 24 представляет собой двухпозиционный электромагнитный клапан одностороннего действия с тремя портами. В частности, первый электромагнитный клапан 22 включает в себя соединительный порт 64а, соединенный через первый приводной канал 62а с первой приводной камерой 34b, порт 64b подачи, выпускной порт 64с и соленоид 64d. В то же время второй электромагнитный клапан 24 включает в себя соединительный порт 66а, соединенный через второй приводной канал 62b со второй приводной камерой 36b, порт 66b подачи, выпускной порт 66 с и соленоид 66d.
При этом в случае, когда управляющие сигналы с PLC 26 через соединительный разъем 20 подаются на соленоид 64d, а на соленоид 66d управляющие сигналы не подаются (подача управляющих сигналов прекращена), порт 64b подачи и соединительный порт 64а первого электромагнитного клапана 22 соединяются друг с другом и выпускной порт 66 с и соединительный порт 66а второго электромагнитного клапана 24 соединяются друг с другом. Таким образом, текучая среда подается из впускного порта 28 в первую приводную камеру 34b через первый приводной канал 62а, а текучая среда, находящаяся внутри второй приводной камеры 36b, выпускается наружу через второй приводной канал 62b и второй выпускной порт 32. В результате под действием давления текучей среды, подаваемой в первую приводную камеру 34b, первый поршень 44, поршневой шток 42 и второй поршень 46 перемещаются в сторону второй приводной камеры 36b (в направлении А2).
В то же время в случае, когда подача управляющих сигналов с PLC 26 на соленоид 64d прекращается, а на соленоид 66d через соединительный разъем 20 управляющие сигналы подаются, выпускной порт 64с и соединительный порт 64а первого электромагнитного клапана 22 соединяются друг с другом и порт 66b подачи и соединительный порт 66а второго электромагнитного клапана 24 соединяются друг с другом. Таким образом, текучая среда, находящаяся внутри первой приводной камеры 34b, выпускается наружу через первый приводной канал 62а и первый выпускной порт 30, а из впускного порта 28 через второй приводной канал 62b текучая среда подается во вторую приводную камеру 36b. В результате под действием давления текучей среды, подаваемой во вторую приводную камеру 36b, первый поршень 44, поршневой шток 42 и второй поршень 46 перемещаются в сторону первой приводной камеры 34b (в направлении А1).
Как показано на фиг. 1-3 и 5, на каждой из боковых поверхностей первого цилиндра 14 и второго цилиндра 16 (на передней поверхности со стороны выпускного порта 54 и на задней поверхности) вверху и внизу сформированы две канавки 68, которые проходят в направлениях А. В две канавки 68, сформированные на передней поверхности первого цилиндра 14, вмонтированы первый датчик 70а обнаружения положения и второй датчик 70b обнаружения положения. Кроме того, как показано на фиг. 4, во внешнюю окружную поверхность первого поршня 44 вмонтирован кольцевой постоянный магнит 72.
Первый датчик 70а обнаружения положения представляет собой магнитный датчик, который обнаруживает магнитное поле постоянного магнита 72 при перемещении первого поршня 44 в положение (со стороны одного торцевого участка первой камеры 34) в непосредственной близости от центрального корпуса 12 внутри первой камеры 34 и вырабатывает сигнал обнаружения, поступающий на PLC 26. Второй датчик 70b обнаружения положения представляет собой магнитный датчик, который обнаруживает магнитное поле постоянного магнита 72 при перемещении первого поршня 44 в положение (со стороны другого торцевого участка первой камеры 34) в непосредственной близости от первой крышки 38 внутри первой камеры 34 и вырабатывает сигнал обнаружения, поступающий на PLC 26. В частности, первый датчик 70а обнаружения положения и второй датчик 70b обнаружения положения обнаруживают положение первого поршня 44 за счет обнаружения магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом 72. На основе сигналов обнаружения первого датчика 70а обнаружения положения и второго датчика 70b обнаружения положения PLC 26 вырабатывает управляющие сигналы, поступающие на соединительный разъем 20 для возбуждения соленоида 64d или соленоида 66d.
Принцип работы устройства повышения давления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления
Ниже со ссылками на фиг. 7 и 8 приводится описание принципа работы устройства 10 повышения давления, имеющего описанную выше конструкцию. В случае необходимости это описание будет также сопровождаться ссылками на фиг. 1-6. При этом в целях упрощения описания виды устройства 10 повышения давления в разрезе на фиг. 7 и 8 показаны схематично и не в пропорциональном масштабе.
Описывается случай поочередного перемещения первого поршня 44 и второго поршня 46 в направлении А1 и направлении А2, в результате которого обеспечивается поочередное повышение давления и вывод наружу текучей среды (например, воздуха), подаваемой в первую камеру 34а повышения давления и вторую камеру 36а повышения давления.
Сначала со ссылками на фиг. 7 приводится описание случая повышения давления текучей среды, подаваемой во вторую камеру 36а повышения давления, в результате перемещения первого поршня 44 и второго поршня 46 в направлении А1.
В этом случае, например, первый поршень 44 располагается внутри первой камеры 34 с небольшим зазором от центрального корпуса 12, а второй поршень 46 располагается во второй камере 36 с небольшим зазором от второй крышки 40.
Текучая среда, подаваемая из внешнего источника подачи текучей среды, подается из впускного порта 28 в механизм 48 подачи текучей среды. Через первый канал 50b подачи текучей среды механизм 48 подачи текучей среды подает текучую среду в первую камеру 34а повышения давления. При этом вторая камера 36а повышения давления уже заполнена текучей средой в результате предыдущей операции.
В этом случае первый датчик 70а обнаружения положения обнаруживает магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом 72, смонтированным на первом поршне 44, и вырабатывает сигнал обнаружения, поступающий в PLC 26. На основе сигнала обнаружения от первого датчика 70а обнаружения положения PLC 26 вырабатывает управляющий сигнал, поступающий на соединительный разъем 20, для возбуждения соленоида 66d второго электромагнитного клапана 24. Таким образом, на вход блока 18 управления через соединительный разъем 20 поступает управляющий сигнал.
При подаче управляющего сигнала происходит возбуждение соленоида 66d второго электромагнитного клапана 24 (первое положение) и обеспечивается сообщение второй приводной камеры 36b с впускным портом 28 через второй приводной канал 62b, соединительный порт 66а и порт 66b подачи. Таким образом, через второй приводной канал 62b и т.д. текучая среда из источника подачи текучей среды подается во вторую приводную камеру 36b. За счет текучей среды, подаваемой во вторую приводную камеру 36b, на второй поршень 46 воздействует отжимающее усилие, направленное в сторону первой приводной камеры 34b (в направлении А1).
В то же время на соленоид 64d первого электромагнитного клапана 22 управляющий сигнал не подается, и поэтому соленоид 64d находится в размагниченном состоянии (второе положение). Следовательно, через первый приводной канал 62а, соединительный порт 64а и выпускной порт 64с первая приводная камера 34b соединяется с первым выпускным портом 30, и текучая среда, находящаяся внутри первой приводной камеры 34b, выпускается наружу. В результате за счет текучей среды, подаваемой в первую камеру 34а повышения давления, на первый поршень 44 воздействует отжимающее усилие, направленное в сторону первой приводной камеры 34b (в направлении А1).
Таким образом, в примере на фиг. 7 в первую камеру 34а повышения давления текучая среда подается, во вторую приводную камеру 36b текучая среда подается, а текучая среда, находящаяся внутри первой приводной камеры 34b, выпускается. При этом за счет текучей среды, подаваемой в первую камеру 34а повышения давления и вторую приводную камеру 36b, первый поршень 44 и второй поршень 46 воспринимают отжимающие усилия в направлении А1. В результате первый поршень 44, поршневой шток 42 и второй поршень 46, как показано на фиг. 7, как одно целое перемещаются в направлении А1.
Вследствие перемещения второго поршня 46 в направлении А1 текучая среда, находящаяся внутри второй камеры 36а повышения давления сжимается, и значение давления этой текучей среды увеличивается (давление повышается). Во второй камере 36а повышения давления давление подаваемой текучей среды можно повысить до уровня в два раза, превышающего максимальное первоначальное давление. Текучая среда после повышения давления выводится наружу через второй выходной канал 58b и выходной порт 54 механизма 56 вывода текучей среды.
В случае, когда в процессе перемещения первого поршня 44, поршневого штока 42 и второго поршня 46 в направлении А1 постоянный магнит 72 перемещается за границы участка возможного обнаружения первого датчика 70а обнаружения положения, первый датчик 70а обнаружения положения прекращает вырабатывать сигнал обнаружения, поступающий на PLC 26. После этого в результате прибытия первого поршня 44 в положение в непосредственной близости от первой крышки 38 (в положение с небольшим зазором от первой крышки 38) перемещение первого поршня 44, поршневого штока 42 и второго поршня 46 в направлении А1 прекращается.
Ниже со ссылками на фиг. 8 приводится описание случая повышения давления текучей среды, подаваемой в первую камеру 34а повышения давления, в результате перемещения первого поршня 44, поршневого штока 42 и второго поршня 46 в направлении А2.
Сначала механизм 48 подачи текучей среды подает текучую среду во вторую камеру 36а повышения давления через второй канал 50с подачи текучей среды. При этом в результате предыдущей операции, показанной на фиг. 7, первая камера 34а повышения давления уже заполнена текучей средой. Кроме того, второй датчик 70b обнаружения положения обнаруживает магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом 72, и вырабатывает сигнал обнаружения, поступающий в PLC 26. На основе сигнала обнаружения от второго датчика 70b обнаружения положения PLC 26 прекращает вырабатывать управляющий сигнал, поступающий на соединительный разъем 20, для соленоида 66d второго электромагнитного клапана 24, но начинает вырабатывать управляющий сигнал для соленоида 64d первого электромагнитного клапана 22. Таким образом, на вход блока 18 управления через соединительный разъем 20 поступает управляющий сигнал для возбуждения соленоида 64d.
Поэтому при подаче управляющего сигнала происходит возбуждение соленоида 64d первого электромагнитного клапана 22 (первое положение) и обеспечивается сообщение первой приводной камеры 34b с впускным портом 28 через первый приводной канал 62а, соединительный порт 64а и порт 64b подачи. Таким образом, через первый приводной канал 62а и т.д. текучая среда из источника подачи текучей среды подается в первую приводную камеру 34b. За счет текучей среды, подаваемой в первую приводную камеру 34b, на первый поршень 46 воздействует отжимающее усилие, направленное в сторону второй приводной камеры 36b (в направлении А2).
В то же время на соленоид 66d второго электромагнитного клапана 24 подача управляющего сигнала прекращена, и поэтому соленоид 66d находится в размагниченном состоянии (второе положение). Таким образом, через второй приводной канал 62b, соединительный порт 66а и выпускной порт 66 с вторая приводная камера 36b соединена со вторым выпускным портом 32, и текучая среда, находящаяся внутри второй приводной камеры 36b, выпускается наружу. В результате за счет текучей среды, подаваемой во вторую камеру 36а повышения давления, на второй поршень 46 воздействует отжимающее усилие, направленное в сторону второй приводной камеры 36b (в направлении А2).
Следовательно, в примере на фиг. 8 во вторую камеру 36а повышения давления текучая среда подается, в первую приводную камеру 34b текучая среда подается, а текучая среда, находящаяся внутри второй приводной камеры 36b, выпускается. Таким образом, за счет текучей среды, подаваемой в первую приводную камеру 34b и вторую камеру 36а повышения давления, первый поршень 44 и второй поршень 46 воспринимают отжимающие усилия в направлении А2. В результате первый поршень 44, поршневой шток 42 и второй поршень 46, как показано на фиг. 8, как одно целое перемещаются в направлении А2.
Таким образом, текучая среда, находящаяся внутри первой камеры 34а повышения давления сжимается вследствие перемещения первого поршня 44 в направлении А2, и значение давления этой текучей среды увеличивается (давление повышается). В первой камере 34а повышения давления давление подаваемой текучей среды также можно повысить до уровня в два раза, превышающего максимальное первоначальное давление, и текучая среда после повышения давления выводится наружу через первый выходной канал 58а и выходной порт 54 механизма 56 вывода текучей среды.
В случае, когда в процессе перемещения первого поршня 44, поршневого штока 42 и второго поршня 46 в направлении А2 постоянный магнит 72 перемещается за границы участка возможного обнаружения второго датчика 70b обнаружения положения, второй датчик 70b обнаружения положения прекращает вырабатывать сигнал обнаружения, поступающий на PLC 26. После этого в результате прибытия второго поршня 46 в положение в непосредственной близости от второй крышки 40 (в положение с небольшим зазором от второй крышки 40) перемещение первого поршня 44, поршневого штока 42 и второго поршня 46 в направлении А2 прекращается.
Устройство 10 повышения давления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления выполняет операции повышения давления, показанные на фиг. 7 и 8, поочередно в результате возвратно-поступательного перемещения первого поршня 44, поршневого штока 42 и второго поршня 46 в направлении А1 и направлении А2. Таким образом, в устройстве 10 повышения давления значение давления текучей среды, подаваемой из внешнего источника подачи текучей среды, может быть повышено до уровня в два раза, превышающего максимальное первоначальное давление, и текучая среда после повышения давления может выводиться наружу через выходной порт 54 поочередно из первой камеры 34а повышения давления и второй камеры 36а повышения давления.
При этом текучая среда после повышения давления, выводимая из устройства 10 повышения давления, хранится в наружном резервуаре (непоказанном). В результате обеспечивается возможность подачи текучей среды после повышения давления в любое произвольное гидро(пневмо)устройство.
Преимущества устройства повышения давления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления
Как описано выше, в устройстве 10 повышения давления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления вместо известного из уровня техники механизма привода для привода поршней с помощью механического механизма привод первого поршня 14, поршневого штока 42 и второго поршня 46 в направлении А1 и направлении А2 осуществляется в результате электрического управления направлением перемещения на основе результатов обнаружения первого датчика 70а обнаружения положения и второго датчика 70b обнаружения положения. Таким образом, механизм привода первого поршня 44, поршневого штока 42 и второго поршня 46 может быть упрощен, и внутренняя конструкция устройства повышения давления может быть простой и одноступенчатой.
Кроме того, в устройстве 10 повышения давления управление выполняется только для подачи текучей среды, по меньшей мере, в одну из первой камеры 34а повышения давления и второй камеры 36а повышения давления и для подачи или выпуска текучей среды в/из первой приводной камеры 34b и второй приводной камеры 36b. Следовательно, в устройстве 10 повышения давления нет никакой необходимости в регуляторе, и значение давления (заданное значение) текучей среды после повышения давления является фиксированным. В результате по сравнению с известным из уровня техники устройством повышения давления, снабженным регулятором, внешние размеры устройства 10 повышения давления могут быть уменьшены, и устройство 10 повышения давления может быть выполнено компактным.
Кроме того, в известном из уровня техники устройстве повышения давления переключение операций подачи и выпуска текучей среды выполняется в результате приведения поршней в контакт с ударными штифтами, встроенными в устройство. Проблема такого устройства заключается в том, что звуки (ударные шумы), которые возникают каждый раз, когда в результате перемещения поршни приводятся в контакт с ударными штифтами, вызывают появление шума, и эти звуки (рабочие звуки), вырабатываемые устройством повышения давления в процессе работы поршней, имеют большую силу.
В отличие от этого, в устройстве 10 повышения давления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления, как указано выше, переключение между операциями подачи и выпуска текучей среды выполняется на основе результатов обнаружения первого датчика 70а обнаружения положения и второго датчика 70b обнаружения положения, и поэтому вышеупомянутые ударные штифты становятся ненужными. В результате шумы, возникающие в процессе перемещения первого поршня 44 и второго поршня 46, могут быть подавлены, и сила рабочих звуков устройства повышения давления может быть уменьшена.
Кроме того, в результате использования первого электромагнитного клапана 22 и второго электромагнитного клапана 24 переключение направления перемещения первого поршня 44, поршневого штока 42 и второго поршня 46 выполняется электрически, что обеспечивает возможность дополнительного упрощения внутренней конструкции устройства 10 повышения давления.
При этом, как описано выше, в известном из уровня техники устройстве повышения давления возвратно-поступательное перемещение поршня обеспечивается с помощью механического механизма и определить снаружи число выполняемых при этом операций движения трудно. В отличие от этого, в устройстве 10 повышения давления в соответствии с рассматриваемым вариантом осуществления положение первого поршня 44 может быть легко обнаружено с помощью первого датчика 70а обнаружения положения определения положения и второго датчика 70b обнаружения положения, и поэтому число операций движения, совершаемых первым поршнем 44, поршневым штоком 42 и вторым поршнем 46 можно легко определить с помощью PLC 26. Кроме того, устройство 10 повышения давления может быть соответствующим образом использовано для подачи текучей среды под давлением в различные гидро(пневмо)устройства, например, на производственной линии завода. В частности, это объясняется тем, что на заводе линии электропитания располагаются в самых разных местах, и можно легко обеспечить электропитание первого датчика 70а обнаружения положения, второго датчика 70b обнаружения положения, первого электромагнитного клапана 22 и второго электромагнитного клапана 24.
Кроме того, механизм 48 подачи текучей среды, снабженный первым впускным обратным клапаном 52а и вторым впускным обратным клапаном 52b, и механизм 56 вывода текучей среды, снабженный первым выпускным обратным клапаном 60а и вторым выпускным обратным клапаном 60b, обеспечивают возможность надежного повышения давления текучей в первой камере 34а повышения давления и второй камере 36а повышения давления.
Кроме того, легкость обнаружения положения первого поршня 44 с помощью первого датчика 70а обнаружения положения и второго датчика 70b обнаружения положения обеспечивает возможность дополнительного упрощения внутренней конструкции устройства 10 повышения давления и позволяет повысить производительность устройства 10 повышения давления.
Кроме того, первый датчик 70а обнаружения положения и второй датчик 70b обнаружения представляют собой магнитные датчики, которые обнаруживают положение первого поршня 44 в результате обнаружения магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом 72, смонтированным на первом поршне 44, что обеспечивает легкость и точность обнаружения положения первого поршня 44.
В приведенном выше описании был рассмотрен случай, когда первый датчик 70а обнаружения положения и второй датчик 70b обнаружения положения обнаруживают положение первого поршня 44. Однако очевидно, что те же самые эффекты можно получить и в случае, когда первый датчик 70а обнаружения положения и второй датчик 70b обнаружения положения вмонтированы в канавки 68 второго цилиндра 16, а постоянный магнит 72 смонтирован на втором поршне 46 и первый датчик 70а обнаружения положения и второй датчик 70b обнаружения положения обнаруживают положение второго поршня 46.
Кроме того, в устройстве 10 повышения давления между первой камерой 34 и второй камерой 36 размещен центральный корпус 12, на торцевом участке первой приводной камеры 34 в направлении А1, удаленном от центрального корпуса 12, размещена первая крышка 38, а на торцевом участке второй приводной камеры 36 в направлении А2, удаленном от центрального корпуса 12, размещена вторая крышка 40. В этом случае первый поршень 44 перемещается внутри первой камеры 34 без приведения в контакт с центральным корпусом 12 и первой крышкой 38, а второй поршень 46 перемещается внутри второй камеры 36 без приведения в контакт с центральным корпусом 12 и второй крышкой 40. Этот признак обеспечивает возможность плавного перемещения первого поршня 44 и второго поршня 46 при подаче или выпуске текучей среды в/из первой камеры 34а повышения давления, второй камеры 36а повышения давления, первой приводной камеры 34b и второй приводной камеры 36b.
Настоящее изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными выше, и очевидно, что возможны самые различные модифицированные или дополнительные конструкции, не выходящие за пределы сущности настоящего изобретения, определяемой прилагаемой формулой изобретения.
1. Устройство (10) повышения давления, содержащее:
центральный корпус (12);
первый цилиндр (14), отделенный от центрального корпуса (12) и расположенный с примыканием к центральному корпусу (12) со стороны одного его торцевого участка;
второй цилиндр (16), отделенный от центрального корпуса (12) и расположенный с примыканием к центральному корпусу (12) со стороны другого его торцевого участка;
первую камеру (34), сформированную внутри первого цилиндра (14);
вторую камеру (36), сформированную внутри второго цилиндра (16) рядом с первой камерой (34) через центральный корпус (12);
поршневой шток (42), проходящий через центральный корпус (12) в первую камеру (34) и вторую камеру (36);
первый поршень (44), который в результате соединения с одним концом поршневого штока (42) внутри первой камеры (34), выполнен с возможностью разделения первой камеры (34) на первую камеру (34а) повышения давления со стороны второй камеры (36) и первую приводную камеру (34b), удаленную от второй камеры (36);
второй поршень (46), который в результате соединения с другим концом поршневого штока (42) внутри второй камеры (36) выполнен с возможностью разделения второй камеры (36) на вторую камеру (36а) повышения давления со стороны первой камеры (34) и вторую приводную камеру (36b), удаленную от первой камеры (34);
датчик (70а, 70b) обнаружения положения, выполненный с возможностью обнаружения положения первого поршня (44) или второго поршня (46);
блок (18) управления, расположенный на верхней поверхности центрального корпуса (12); и
механизм (48) подачи текучей среды, установленный в центральном корпусе (12) и блоке (18) управления и выполненный с возможностью обеспечения подачи текучей среды по меньшей мере в одну из первой камеры (34а) повышения давления и второй камеры (36а) повышения давления и переключения между операцией подачи текучей среды в первую приводную камеру (34b) и выпуска текучей среды из второй приводной камеры (36b) и операцией выпуска текучей среды из первой приводной камеры (34b) и подачи текучей среды во вторую приводную камеру (36b), выполняемого на основе результата обнаружения датчика (70а, 70b) обнаружения положения,
причем механизм (48) подачи текучей среды содержит:
первый канал (50b) подачи текучей среды, сформированный внутри центрального корпуса (12) и выполненный с возможностью подачи текучей среды, подаваемой снаружи, в первую камеру (34а) повышения давления;
второй канал (50с) подачи текучей среды, сформированный внутри центрального корпуса (12) и выполненный с возможностью подачи текучей среды, подаваемой снаружи, во вторую камеру (36а) повышения давления;
первый электромагнитный клапан (22), установленный внутри блока (18) управления и выполненный с возможностью обеспечения подачи текучей среды, подаваемой снаружи, в первую приводную камеру (34b) или выпуска текучей среды внутри первой приводной камеры (34b) наружу на основе результата обнаружения датчика (70а, 70b) обнаружения положения; и
второй электромагнитный клапан (24), установленный внутри блока (18) управления и выполненный с возможностью обеспечения подачи текучей среды, подаваемой снаружи, во вторую приводную камеру (36b) или выпуска текучей среды внутри второй приводной камеры (36b) наружу на основе результата обнаружения датчика (70а, 70b) обнаружения положения.
2. Устройство (10) повышения давления по п. 1, отличающееся тем, что механизм (48) подачи текучей среды дополнительно содержит:
первый впускной обратный клапан (52а), установленный в первом канале (50b) подачи текучей среды и выполненный с возможностью предотвращения обратного потока текучей среды из первой камеры (34а) повышения давления; и
второй впускной обратный клапан (52b), установленный во втором канале (50 с) подачи текучей среды и выполненный с возможностью предотвращения обратного потока текучей среды из второй камеры (36а) повышения давления.
3. Устройство (10) повышения давления по п. 1, отличающееся тем, что дополнительно содержит:
механизм (56) вывода текучей среды, установленный в центральном корпусе (12) и выполненный с возможностью вывода наружу текучей среды, давление которой было повышено в первой камере (34а) повышения давления или во второй камере (36а) повышения давления;
причем этот механизм (56) вывода текучей среды включает в себя первый выпускной обратный клапан (60а), выполненный с возможностью предотвращения обратного потока текучей среды в первую камеру (34а) повышения давления, и второй выпускной обратный клапан (60b), выполненный с возможностью предотвращения обратного потока текучей среды во вторую камеру (36а) повышения давления.
4. Устройство (10) повышения давления по п. 1, отличающееся тем, что датчик (70а, 70b) обнаружения положения содержит первый датчик (70а) обнаружения положения, выполненный с возможностью обнаружения прибытия первого поршня (44) или второго поршня (46) со стороны одного торцевого участка первой камеры (34) или второй камеры (36), и второй датчик (70b) обнаружения положения, выполненный с возможностью обнаружения прибытия первого поршня (44) или второго поршня (46) со стороны другого торцевого участка первой камеры (34) или второй камеры (36).
5. Устройство (10) повышения давления по п. 1 или 4, отличающееся тем, что датчик (70а, 70b) обнаружения положения содержит магнитный датчик, выполненный с возможностью обнаружения положения первого поршня (44) или второго поршня (46) в результате обнаружения магнитного поля, создаваемого магнитом (72), смонтированным на первом поршне (44) или на втором поршне (46).
6. Устройство (10) повышения давления по п. 1, отличающееся тем, что:
на торцевом участке первой приводной камеры (34b), удаленном от центрального корпуса (12), размещена первая крышка (38);
на торцевом участке второй приводной камеры (36b), удаленном от центрального корпуса (12), размещена вторая крышка (40);
первый поршень (44) перемещается внутри первой камеры (34) без приведения в контакт с центральным корпусом (12) и первой крышкой (38); и
второй поршень (46) перемещается внутри второй камеры (36) без приведения в контакт с центральным корпусом (12) и второй крышкой (40).
