增压器

文档序号:425688 发布日期:2021-12-21 浏览:40次 >En<

阅读说明:本技术 增压器 (Pressure booster ) 是由 浅叶毅 于 2020-05-14 设计创作,主要内容包括:一种增压器(10),该增压器(10)设置有能够与第一活塞(42)和第二活塞(46)交替接触的先导切换阀(78)。先导切换阀包括插入固定阀元件(80)内部的可移动阀元件(88)和插入可移动阀元件内部的先导阀元件(100),并且设置有与可移动阀元件的一端相邻的第一先导室(96)和与可移动阀元件的另一端相邻的第二先导室(98)。(A supercharger (10) is provided with a pilot switching valve (78) that can alternately contact a first piston (42) and a second piston (46). The pilot switching valve includes a movable valve element (88) inserted inside a fixed valve element (80) and a pilot valve element (100) inserted inside the movable valve element, and is provided with a first pilot chamber (96) adjacent to one end of the movable valve element and a second pilot chamber (98) adjacent to the other end of the movable valve element.)

增压器

技术领域

本发明涉及在输出流体之前增加可压缩流体(例如压缩空气)的压力的增压器。

背景技术

增压器在本领域中是公知的,其包括中央壳体两侧上的一对缸体部分并且被构造为通过使相互连结的一对活塞往复运动来增加供应的压缩空气的压力以输出压缩空气。

在例如日本特开专利公报No.02-212908中描述的增压器中,一对缸体部分中的每一个被活塞分隔成增压室和驱动室,并且切换阀在压力控制阀的输出端口和排气端口之间切换该对驱动室中的每一个的连接目标。在增压器中,当活塞在冲程末端推动推杆时,切换阀的位置发生切换。

发明内容

然而,在上述增压器中,当活塞以低速被驱动时(例如在操作结束时),活塞的推动力可能不会作用在接近中立位置的切换阀上。这可能会导致切换阀停在中立位置。

本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供能够防止切换阀在使用期间停止在中立位置的增压器。

根据本发明的增压器包括:第一缸体部分,第一缸体部分设置在中央壳体的一侧;第二缸体部分,第二缸体部分设置在中央壳体的另一侧;第一缸体部分中的第一活塞和第二缸体部分中的第二活塞,第一活塞和第二活塞相互连接并且被构造为将供应到供应端口的可压缩流体的压力从初级压力增加到次级压力,并且通过往复运动从输出端口输出可压缩流体;以及先导(pilot)切换阀,先导切换阀被构造为与第一活塞和第二活塞交替接触。先导切换阀包括插入固定阀元件内部的可移动阀元件和插入可移动阀元件内部的先导阀元件,并且设置有与可移动阀元件的一端相邻设置的第一先导室和与可移动阀元件的另一端相邻设置的第二先导室。

根据上述增压器,可移动阀元件由第一先导室和第二先导室中的气压驱动。因此,在使用增压器时,先导切换阀不会停在中立位置。此外,由于先导阀元件设置在可移动阀元件的内部,所以可以使增压器紧凑。

根据本发明的增压器的先导切换阀包括插入固定阀元件内部的可移动阀元件和插入可移动阀元件内部的先导阀元件,并且设置有与可移动阀元件的一端相邻设置的第一先导室和与可移动阀元件的另一端相邻设置的第二先导室。因此,在使用增压器时先导切换阀不会停止在中立位置,此外,可以使增压器紧凑。

当结合附图考虑时,本发明的上述和其他目的、特征和优点将通过以下描述变得更加显而易见,在附图中通过说明性示例的方式示出了本发明的优选实施例。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的增压器的横截面视图;

图2是在不同点处截取的图1中的增压器的横截面视图;

图3是在不同点处截取并从不同方向观察的图1中的增压器的横截面视图;

图4是图1中的A部分的放大图;

图5是图1中的B部分的放大图;

图6是当图1中的增压器处于预定操作状态时对应于图1的图;

图7是对应于图5并示出图1中的增压器的先导切换阀的第一操作状态的图;

图8是对应于图5并示出图1中的增压器的先导切换阀的第二操作状态的图;

图9是对应于图5并示出图1中的增压器的先导切换阀的第三操作状态的图;

图10是对应于图5并示出图1中的增压器的先导切换阀的第四操作状态的图;

图11是对应于图5并示出图1中的增压器的先导切换阀的第五操作状态的图;

图12是对应于图5并示出图1中的增压器的先导切换阀的第六操作状态的图;

图13是对应于图5并示出图1中的增压器的先导切换阀的第七操作状态的图;

图14是对应于图5并示出图1中的增压器的先导切换阀的第八操作状态的图;

图15是对应于图5并示出图1中的增压器的先导切换阀的第九操作状态的图;

图16是对应于图5的图,用于示出当图1的增压器的先导切换阀处于预定状态时,可移动阀元件如何从中间位置脱离;

图17是对应于图5的图,用于示出当图1的增压器的先导切换阀处于另一状态时,可移动阀元件如何从中间位置脱离;

图18是对应于图5并示出当图1的增压器的先导切换阀处于又一状态时可移动阀元件从中间位置脱离之前的状态的图;和

图19是与图18相关并示出可移动阀元件从中间位置脱离之后的状态的图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述根据本发明的增压器的优选实施例。在以下描述中,有关方向(诸如上、下、左、右)的术语是指附图上的方向,并不基于增压器的实际布置。

如图1至图3所示,根据该实施例的增压器10包括在其中容纳驱动机构单元的中央壳体12、设置在中央壳体12的一侧上的第一缸体部分18和设置在中央壳体12的另一侧上的第二缸体部分20。中央壳体12包括长方体第一本体14和设置在第一本体14上方的圆柱形第二本体16。

第一本体14设置有:供应端口22,作为处于初级压力的可压缩流体的空气(压缩空气)从空气供应源(未示出)供应到该供应端口22;输出端口24,处于升高压力的空气从输出端口24输出;以及排出端口26,空气从排出端口26排出。供应端口22和输出端口24在长方体第一本体14的一个侧表面中开口,排出端口26在相对的侧表面中开口。

第一本体14设置有在连接有第一缸体部分18的侧表面中开口的第一供应路径34a和第一输出路径36a,并且设置有在连接有第二缸体部分20的侧表面中开口的第二供应路径34b和第二输出路径36b。第一供应路径34a和第二供应路径34b与供应端口22连通,第一输出路径36a和第二输出路径36b与输出端口24连通。

第一供应路径34a设置有第一供应止回阀34a1。第一供应止回阀34a1允许空气从供应端口22流向第一增压室48a(如下所述)的通道并阻止空气从第一增压室48a流向供应端口22。第二供应路径34b设置有第二供应止回阀34b1。第二供应止回阀34b1允许空气从供应端口22流向第二增压室48b(如下所述)的通道并阻止空气从第二增压室48b流向供应端口22。

第一输出路径36a设置有第一输出止回阀36a1。第一输出止回阀36a1允许空气从第一增压室48a流向输出端口24的通道并阻止空气从输出端口24流向第一增压室48a。第二输出路径36b设置有第二输出止回阀36b1。第二输出止回阀36b1允许空气从第二增压室48b流向输出端口24的通道并阻止空气从输出端口24流向第二增压室48b。

第一缸体部分18包括第一缸体管40和第一活塞42。第一活塞42可移动地设置在形成于第一缸体管40内部的活塞滑动孔40a中。活塞滑动孔40a被第一活塞42分隔成与第一本体14相邻设置的第一增压室48a和设置在与第一本体14所在的一侧相对的一侧上的第一驱动室50a。

第二缸体部分20包括第二缸体管44和第二活塞46。第二活塞46具有与第一活塞42相同的形状,并且可移动地设置在形成于第二缸体管44内部的活塞滑动孔44a中。活塞滑动孔44a被第二活塞46分隔成与第一本体14相邻设置的第二增压室48b和设置在与第一本体14所在的一侧相对的一侧上的第二驱动室50b。

第一活塞42和第二活塞46通过活塞杆52连结在一起成为一件。活塞杆52插入第一本体14并由第一本体14支撑。第一缸体管40设置有第一空气管道51a,用于将先导切换阀78(如下所述)连接到第一驱动室50a。第二缸体管44设置有第二空气管道51b,用于将先导切换阀78连接到第二驱动室50b。

驱动机构单元包括压力调整机构部分54,压力调整机构部分54被构造为将从输出端口24输出的空气的压力增加到预定的次级压力,并且在增加之后,在使第一活塞42和第二活塞46减速或停止的同时维持次级压力。驱动机构单元还包括先导切换阀78,先导切换阀78被构造为在第一驱动室50a和第二驱动室50b之间切换要供应的空气的供应状态,以切换第一活塞42和第二活塞46的移动方向。

首先,将主要参考图4描述压力调整机构部分54的结构。第一本体14设置有横向于供应端口22并在第一本体14的上表面中开口的竖直孔28。支撑压力调整阀元件56和调节阀元件66的阀块74固定到竖直孔28的内周。

压力调整阀元件56包括插入形成在阀块74的上部中的滑动孔74a中的大直径圆柱形部分56a、形成在大直径圆柱形部分56a上方的小直径圆柱形部分56b以及从大直径圆柱形部分56a的上端向外突出的凸缘部分56c。凸缘部分56c与阀块74的上表面接触以限制压力调整阀元件56的向下移动。

压力调整阀元件56包括在小直径圆柱形部分56b的上表面中开口的小直径孔部分56d以及与小直径孔部分56d邻接并在大直径圆柱形部分56a的下表面中开口的大直径孔部分56e。杆形释放(relief)阀元件58插入到压力调整阀元件56的小直径孔部分56d和大直径孔部分56e中。锥形表面58a在轴向方向上形成在释放阀元件58的中间,并且与形成在压力调整阀元件56的小直径孔部分56d的下端处的角部分56f协同作用。反馈室76在竖直方向上形成在阀块74的中间部分处,并且经由路径(未示出)与输出端口24连通。

当释放阀元件58的锥形表面58a与压力调整阀元件56的角部分56f接触时,反馈室76与第二本体16的内部空间38绝缘。另一方面,当释放阀元件58的锥形表面58a与压力调整阀元件56的角部分56f分离时,反馈室76与第二本体16的内部空间38连通。第二本体16的内部空间38经由形成在第二本体16中的释放孔39始终暴露在大气中。因此,当释放阀元件58的锥形表面58a与压力调整阀元件56的角部分56f分离时,反馈室76中的空气向大气开放。

可旋转压力调整手柄60设置在第二本体16的外周上。附接到压力调整手柄60的柄部60a在第二本体16内部延伸并与设置在第二本体16内部的螺母构件62接合。螺母构件62由第二本体16支撑从而可在轴向方向(竖直方向)上移动并且不能绕轴线旋转。

由螺旋弹簧形成的压力调整弹簧64设置在螺母构件62和压力调整阀元件56之间。压力调整阀元件56被压力调整弹簧64向下偏压。压力调整弹簧64的偏压力可以通过旋转压力调整手柄60以改变螺母构件62的位置来调节。这允许从输出端口24输出的空气的次级压力被设置在期望水平。当螺母构件62位于最高位置时,压力调整弹簧64的偏压力近似为零。

当释放阀元件58的锥形表面58a与压力调整阀元件56的角部分56f接触时,压力调整阀元件56被反馈室76中的气压向上偏压。当反馈室76中的气压的偏压力超过压力调整弹簧64的偏压力时,压力调整阀元件56的凸缘部分56c与阀块74的上表面分离,并且压力调整阀元件56向上移动。

调节阀元件66包括:圆柱形引导部分66a,其插入到形成在阀块74的下部中的滑动孔74b中;以及阀部分66b,其直径大于引导部分66a并以连结方式设置在引导部分66a下方。环形橡胶构件66c附接到邻近外周的阀部分66b的上表面,以与从阀块74的下表面突出的环形突起74c协同作用。阀部分66b在比橡胶构件66c更靠近内周的位置处具有在竖直方向上穿过阀部分66b的连通孔(未示出)。

与阀部分66b的外周相邻的空间72连接到供应端口22,而阀部分66b下方的空间70连接到先导切换阀78的供应开口80c(如下所述)。当阀部分66b上的橡胶构件66c与阀块74的环形突起74c接触时,阀部分66b下方的空间70与邻近阀部分66b的外周的空间72绝缘。另一方面,当阀部分66b上的橡胶构件66c与阀块74的环形突起74c分离时,阀部分66b下方的空间70经由阀部分66b的连通孔连接到与阀部分66b的外周相邻的空间72。

调节阀元件66被由设置在第一本体14中的竖直孔28的底部中的螺旋弹簧形成的调节弹簧68向上偏压,并且引导部分66a的上端与释放阀元件58的下端接触。调节弹簧68的弹簧常数小于压力调整弹簧64的弹簧常数。

当压力调整阀元件56的凸缘部分56c随着压力调整阀元件56被压力调整弹簧64向下偏压而与阀块74的上表面接触时,释放阀元件58被压力调整阀元件56向下推动,并且与释放阀元件58的下端接触的调节阀元件66也克服调节弹簧68的偏压力被向下推动。因此,阀部分66b上的橡胶构件66c与阀块74的环形突起74c分离,并且阀部分66b下方的空间70与邻近阀部分66b的外周的空间72连通。这允许来自供应端口22的空气被供应到先导切换阀78的供应开口80c。

另一方面,当反馈室76内的气压的偏压力超过压力调整弹簧64的偏压力时,压力调整阀元件56向上移动,并且调节阀元件66由于调节弹簧68的偏压力而向上移动。因此,阀部分66b上的橡胶构件66c与阀块74的环形突起74c接触,而阀部分66b下方的空间70与邻近阀部分66b的外周的空间72绝缘。这防止来自供应端口22的空气被供应到先导切换阀78的供应开口80c。

密封构件13a和密封构件13b分别设置在阀块74的上部的外周和压力调整阀元件56的大直径圆柱形部分56a的外周上,使得反馈室76和第二本体16的内部空间38可以彼此绝缘。另外,密封构件13c和密封构件13d分别设置在阀块74的下部的外周和调节阀元件66的引导部分66a的外周上,使得反馈室76与邻近阀部分66b的外周的空间72可以彼此绝缘。

接下来,将主要参考图5描述先导切换阀78的结构。第一本体14具有穿过第一本体14并容纳先导切换阀78的水平孔30。此外,第一本体14在水平孔30的下方具有连接先导切换阀78和第一空气管道51a的第一连接孔32a以及连接先导切换阀78和第二空气管道51b的第二连接孔32b。

先导切换阀78包括:圆柱形主固定阀元件(固定阀元件)80,其固定在水平孔30内部;可移动阀元件88,其插入主固定阀元件80内部以可相对于主固定阀元件80在轴向方向上移动;以及先导阀元件100,其插入可移动阀元件88内部以可相对于可移动阀元件88在轴向方向上移动。

主固定阀元件80具有布置在主固定阀元件80的轴向方向上的第一排出开口80a、第一驱动室连接开口80b、供应开口80c、第二驱动室连接开口80d和第二排出开口80e。第一排出开口80a和第二排出开口80e与排出端口26连通。第一驱动室连接开口80b经由第一空气管道51a与第一驱动室50a连通,第二驱动室连接开口80d经由第二空气管道51b与第二驱动室50b连通。供应开口80c与调节阀元件66的阀部分66b下方的空间70连通。

密封构件15a至15d分别在第一排出开口80a和第一驱动室连接开口80b之间、在第一驱动室连接开口80b和供应开口80c之间、在供应开口80c和第二驱动室连接开口80d之间、以及在第二驱动室连接开口80d和第二排出开口80e之间的位置处附接到主固定阀元件80的外周,并且与水平孔30的壁表面接触。

第一插入板82a和第一侧板84a的叠层设置在第一本体14和第一缸体管40之间。第一插入板82a与主固定阀元件80的端部接触并且包括凸缘部分82a1,该凸缘部分82a1具有形成在对应于第一本体14的水平孔30的位置处的孔部分82a2。第一侧板84a包括具有孔部分84a2的凸缘部分84a1,孔部分84a2对应于第一插入板82a的孔部分82a2。第一副固定阀元件86a设置在第一插入板82a的凸缘部分82a1和第一侧板84a的凸缘部分84a1之间。

密封构件15e设置在第一本体14、第一插入板82a和主固定阀元件80之间。密封构件15f设置在第一插入板82a、第一侧板84a和第一副固定阀元件86a之间。此外,密封构件15g设置在第一侧板84a和第一副固定阀元件86a之间,以与可移动阀元件88滑动接触。

第二插入板82b和第二侧板84b的叠层设置在第一本体14和第二缸体管44之间。第二插入板82b与主固定阀元件80的端部接触并且包括具有孔部分82b2的凸缘部分82b1,孔部分82b2形成在对应于第一本体14的水平孔30的位置处。第二侧板84b包括具有孔部分84b2的凸缘部分84b1,孔部分84b2对应于第二插入板82b的孔部分82b2。第二副固定阀元件86b设置在第二插入板82b的凸缘部分82b1和第二侧板84b的凸缘部分84b1之间。

密封构件15h设置在第一本体14、第二插入板82b和主固定阀元件80之间。密封构件15i设置在第二插入板82b、第二侧板84b和第二副固定阀元件86b之间。此外,为第二副固定阀元件86b与可移动阀元件88滑动接触而设置密封构件15j。

可移动阀元件88包括第一阀部分90和第二阀部分92。第一阀部分90包括:厚壁大直径本体部90a,其与附接到主固定阀元件80的内周的两个密封构件15k和15m滑动接触;薄壁小直径圆柱形端部90b,其连结到本体部90a的一端;以及连接端部90c,其连结到大直径部的另一端。第一阀部分90的圆柱形端部90b具有在径向方向上穿过圆柱形端部90b的第一径向孔90d。第一阀部分90的本体部90a具有:第二径向孔90e,其在与圆柱形端部90b相邻的位置处在径向方向上穿过本体部90a;以及第三径向孔90f,其在与连接端部90c相邻的位置处在径向方向上穿过本体部90a。第一阀部分90的圆柱形端部90b在第一增压室48a内部突出并且能够与第一活塞42接触。

第二阀部分92包括:厚壁大直径本体部92a,其与附接到主固定阀元件80的内周的两个密封构件15n和15p滑动接触;薄壁圆柱形连接端部92c,其连结到本体部92a的一端;以及薄壁小直径圆柱形端部92b,其连结到本体部92a的另一端。第二阀部分92的本体部92a具有:第四径向孔92d,其在与连接端部92c相邻的位置在径向方向上穿过本体部92a;第五径向孔92e,其在轴向方向上的中间在径向方向上穿过本体部92a;以及第六径向孔92f,其在与圆柱形端部92b相邻的位置处在径向方向上穿过本体部92a。本体部92a在第四径向孔92d和第五径向孔92e之间的位置处设置有从外周向外突出的凸缘部92h。第二阀部分92的圆柱形端部92b在第二增压室48b的内部突出并且能够与第二活塞46接触。

第一阀部分90的连接端部90c插入到第二阀部分92的连接端部92c中的预定位置,并且通过螺纹连接连接到连接端部92c。为连接部提供密封构件15q。套筒94邻近第一阀部分90的连接端部90c和第二阀部分92的连接端部92c的外周设置,以保持在第一阀部分90的本体部90a的端面和第二阀部分92的凸缘部92h之间。套筒94包括:第一陆(land)部分94a,其在与第一阀部分90的本体部90a相邻的位置处朝向主固定阀元件80的内部突出;以及第二陆部分94b,其在与第二阀部分92的凸缘部92h相邻的位置处朝向主固定阀元件80的内部突出。

位于第一陆部分94a左侧的左环形室94c,位于第一陆部分94a和第二陆部分94b之间的中间环形室94d,以及位于第二陆部分94b右侧的右环形室94e形成在主固定阀元件80的内周和可移动阀元件88的外周之间。左环形室94c连接到第一排出开口80a,右环形室94e连接到第二排出开口80e。

可移动阀元件88可在第一阀部分90的本体部90a的端面与第一插入板82a接触的位置和第二阀部分92的本体部92a的端面与第二插入板82b接触的位置之间移动。当第一阀部分90的本体部90a的端面与第一插入板82a接触或接近时,供应开口80c经由中间环形室94d连接到第一驱动室连接开口80b,并且供应开口80c和第二驱动室连接开口80d之间的连通被第二陆部分94b切断。当第二阀部分92的本体部92a的端面与第二插入板82b接触或接近时,供应开口80c与第一驱动室连接开口80b之间的连通被第一陆部分94a切断,并且供应开口80c经由中间环形室94d连接到第二驱动室连接开口80d。

由第一阀部分90、主固定阀元件80、第一副固定阀元件86a和第一插入板82a包围的第一先导室96形成在第一阀部分90的本体部90a的左侧。由第二阀部分92、主固定阀元件80、第二副固定阀元件86b和第二插入板82b包围的第二先导室98形成在第二阀部分92的本体部92a的右侧。第一阀部分90的本体部90a的左端面的区域(即第一先导室96中的气压经由其作用于第一阀部分90的本体部90a的区域)大于第二阀部分92的本体部92a的右端面的区域(即第二先导室98内的气压经由其作用于第二阀部分92的本体部92a的区域)。

先导阀元件100包括串行连接的第一轴部分102a和第二轴部分102b。活塞部分104经由密封构件15r在轴向方向上附接到先导阀元件100的中间。第一轴部分102a的面对第一增压室48a的端部可以从可移动阀元件88的第一阀部分90突出并与第一活塞42接触。第二轴部分102b的面对第二增压室48b的端部可以从可移动阀元件88的第二阀部分92突出并与第二活塞46接触。

活塞部分104设置在形成在可移动阀元件88的第二阀部分92的连接端部92c内部的缸体部92g中,并且经由密封构件15s与缸体部92g的壁表面滑动接触。缸体部92g被活塞部分104分隔成位于活塞部分104的左侧的活塞左室108和位于活塞部分104的右侧的活塞右室110。先导阀元件100可相对于可移动阀元件88在活塞部分104与可移动阀元件88的第一阀部分90的连接端部90c接触的位置和活塞部分104与缸体部92g的底表面接触的位置之间移动。

当先导阀元件100的活塞部分104与可移动阀元件88的第一阀部分90的连接端部90c的端部接触时,先导阀元件100的第二轴部分102b从可移动阀元件88的第二阀部分92突出的长度为零。此外,当先导阀元件100的活塞部分104与可移动阀元件88的缸体部92g的底表面接触时,先导阀元件100的第一轴部分102a从可移动阀元件88的第一阀部分90突出的长度为零。

先导阀元件100在第一轴部分102a和第二轴部分102b的内部均具有在轴向方向上延伸的轴孔106。第一轴部分102a具有:第一径向孔112a,其从轴孔106的左端分支并在第一轴部分102a的外周表面中开口;以及第二径向孔112b,其从轴孔106的中间分支并在第一轴部分102a的外周表面中开口。第二轴部分102b具有从轴孔106的右端分支并在第二轴部分102b的外周表面中开口的第三径向孔112c。

布置在轴向方向上的三个密封构件(第一密封构件15t、第二密封构件15u和第三密封构件15v)附接到先导阀元件100的第一轴部分102a的外周,并且与可移动阀元件88的第一阀部分90的内周接触。在第一轴部分102a的外周与第一阀部分90的内周之间,第一环形间隙114a、第二环形间隙114b以及第三环形间隙114c分别形成在第一密封构件15t和第二密封构件15u之间的区域中、第二密封构件15u和第三密封构件15v之间的区域中以及第三密封构件15v右侧的区域中。

先导阀元件100的第一径向孔112a面对第一环形间隙114a,并且第一先导室96经由可移动阀元件88的第一径向孔90d、第一环形间隙114a以及先导阀元件100的第一径向孔112a与先导阀元件100的轴孔106连通。先导阀元件100的第二径向孔112b面对第三环形间隙114c,并且活塞左室108经由第三环形间隙114c和先导阀元件100的第二径向孔112b与先导阀元件100的轴孔106连通。

在轴向方向上布置的三个密封构件(第四密封构件15w、第五密封构件15x和第六密封构件15y)附接到先导阀元件100的第二轴部分102b的外周,并且与可移动阀元件88的第二阀部分92的内周接触。在第二轴部分102b的外周与第二阀部分92的内周之间,第四环形间隙114d、第五环形间隙114e以及第六环形间隙114f分别形成在第四密封构件15w左侧的区域中、第四密封构件15w和第五密封构件15x之间的区域中、以及第五密封构件15x和第六密封构件15y之间的区域中。

可移动阀元件88的第四径向孔92d在第四环形间隙114d中开口,并且活塞右室110经由第四环形间隙114d、可移动阀元件88的第四径向孔92d、套筒94与可移动阀元件88的第二阀部分92之间的间隙等与右环形室94e和左环形室94c连通。因此,活塞右室110始终连接到排出端口26。

第一本体14设置有将第二先导室98连接到与调节阀元件66的阀部分66b的外周相邻的空间72的先导路径116,并且第二先导室98经由先导路径116和与阀部分66b的外周相邻的空间72连接到供应端口22。

根据本发明的实施例的增压器10基本上如上构造。接下来,将描述其效果和操作。

首先,假设当螺母构件62位于如图1所示的最上位置时,处于初级压力的空气从空气供应源(未示出)供应到供应端口22,因此压力调整阀元件56上的压力调整弹簧64的偏压力近似为零。

供应到供应端口22的空气通过设置有第一供应止回阀34a1的第一供应路径34a进入第一增压室48a,并且还通过设置有第二供应止回阀34b1的第二供应路径34b进入第二增压室48b。已经进入第一增压室48a的空气通过设置有第一输出止回阀36a1的第一输出路径36a从输出端口24输出到外部,并且已经进入第二增压室48b的空气通过设置有第二输出止回阀36b1的第二输出路径36b从输出端口24输出到外部。

此时,由于作用在第一活塞42上的推力和作用在第二活塞46上的推力彼此平衡,因此通过活塞杆52相互连结的第一活塞42和第二活塞46不被驱动。来自供应端口22的空气从输出端口24输出(排出),但其压力没有如上所述地增加。

另一方面,调节阀元件66由于调节弹簧68的偏压力而位于最上位置,并且阀部分66b下方的空间70与邻近阀部分66b的外周的空间72绝缘。因此,来自供应端口22的空气不被供应到先导切换阀78的供应开口80c。来自供应端口22的空气通过与阀部分66b的外周相邻的空间72进入先导路径116,并且被供应到第二先导室98。结果,可移动阀元件88相对于主固定阀元件80向左移动,因此,先导阀元件100在被可移动阀元件88推动时也向左移动。

接下来,为了将从输出端口24输出到外部的空气的压力调整至期望的次级压力,手动旋转压力调整手柄60以使螺母构件62向下移动,以将压力调整弹簧64的偏压力施加到压力调整阀元件56(见图6)。这样,压力调整阀元件56和释放阀元件58被向下推动,因此,调节阀元件66也被释放阀元件58向下推动。结果,阀部分66b上的橡胶构件66c与阀块74的环形突起74c分离,并且阀部分66b下方的空间70与邻近阀部分66b的外周的空间72连通。在该状态下供应到供应端口22的空气被供应到先导切换阀78的供应开口80c。

此时,假设可移动阀元件88相对于主固定阀元件80位于最左位置,先导阀元件100相对于可移动阀元件88位于最左位置,并且可移动阀元件88和先导阀元件100在第一增压室48a内部突出到它们的最大值。第一驱动室连接开口80b经由中间环形室94d连接到供应开口80c,并且第二驱动室连接开口80d经由右环形室94e连接到第二排出开口80e。因此,来自供应端口22的空气被供应到第一驱动室50a,而第二驱动室50b内部的空气从排出端口26排出。

来自供应端口22的空气也被供应到第二供应路径34b。供应到第二供应路径34b的空气通过第二供应止回阀34b1供应到第二增压室48b。因此,来自供应到第一驱动室50a的空气的推力作用于第一活塞42,并且来自供应到第二增压室48b的空气的推力作用于第二活塞46。组合推力将通过活塞杆52连结在一起成一件的第一活塞42和第二活塞46向右驱动。这导致第一增压室48a的容积减小并且第一增压室48a中的气压相应地增加。尽管来自供应端口22的空气也被供应到第一供应路径34a,但由于第一增压室48a中的气压增加,为第一供应路径34a设置的第一供应止回阀34a1关闭第一供应路径34a。

第一增压室48a中的处于增加压力的空气流过设置有第一输出止回阀36a1的第一输出路径36a,并且从输出端口24输出到外部。由于输出端口24处的气压(第一增压室48a中的气压)高于第二增压室48b中的气压,因此为第二输出路径36b设置的第二输出止回阀36b1关闭第二输出路径36b。

当输出端口24处的气压达到预定次级压力时,与输出端口24连通的反馈室76中的气压的偏压力超过压力调整弹簧64的偏压力,并且压力调整阀元件56向上移动。由此,调节阀元件66也向上移动,并且阀部分66b上的橡胶构件66c与阀块74的环形突起74c接触。结果,阀部分66b下方的空间70与邻近阀部分66b的外周的空间72绝缘。

因此,停止从供应端口22向先导切换阀78的供应开口80c供应空气,并且因此停止向第一驱动室50a供应空气。尽管经由第二供应路径34b从供应端口22向第二增压室48b的空气供应继续,但是随着向第一驱动室50a的空气供应停止,第一活塞42和第二活塞46减速或停止。

由于第一增压室48a中的空气继续通过第一输出路径36a从输出端口24输出到外部,第一增压室48a中的气压随着第一活塞42减速或停止而降低,并且输出端口24处的气压降低到小于预定次级压力。结果,反馈室76中的气压的偏压力变得小于压力调整弹簧64的偏压力,并且压力调整阀元件56向下移动。因此,阀部分66b下方的空间70与邻近阀部分66b的外周的空间72连通。即,输出端口24处的气压返回到达到次级压力之前的状态。

第一活塞42和第二活塞46被向右驱动,同时输出端口24处的气压反复达到并变得小于如上所述的次级压力。然后,第一活塞42与先导阀元件100的第一轴部分102a接触,以向右推动先导阀元件100。

如图7所示,在第一活塞42与先导阀元件100的第一轴部分102a接触之前和之后的时间段内,第一先导室96和活塞左室108连接到排出端口26。活塞左室108和排出端口26之间的连通路径的细节如下。如上所述,第二先导室98始终连接到供应端口22,并且活塞右室110始终连接到排出端口26。

活塞左室108经由第三环形间隙114c、先导阀元件100的第二径向孔112b、轴孔106、先导阀元件100的第三径向孔112c、第五环形间隙114e、可移动阀元件88的第五径向孔92e、右环形室94e和第二排出开口80e连接到排出端口26。此外,活塞左室108经由第三环形间隙114c、先导阀元件100的第二径向孔112b、轴孔106、先导阀元件100的第一径向孔112a、第一环形间隙114a、可移动阀元件88的第一径向孔90d、第一先导室96、可移动阀元件88的第二径向孔90e、第二环形间隙114b、可移动阀元件88的第三径向孔90f、左环形室94c和第一排出开口80a连接到排出端口26。

当先导阀元件100被第一活塞42推动并向右移动预定距离时,先导阀元件100的第一轴部分102a从可移动阀元件88的第一阀部分90突出的长度变为零,并且第一活塞42与先导阀元件100的第一轴部分102a和可移动阀元件88的第一阀部分90两者接触。此时,先导阀元件100的活塞部分104与可移动阀元件88的缸体部92g的底表面接触。因此,先导阀元件100和可移动阀元件88被第一活塞42推动并且以一体的方式向右移动。

如图8所示,在第一活塞42开始推动先导阀元件100和可移动阀元件88两者之前和之后的时间段内,活塞左室108和排出端口26之间的连通被切断。活塞左室108和排出端口26之间的连通被切断,因为在从活塞左室108到排出端口26的上述路径中,可移动阀元件88的第二径向孔90e与第二环形间隙114b之间以及第五环形间隙114e与可移动阀元件88的第五径向孔92e之间的连通被切断。

当先导阀元件100和可移动阀元件88被第一活塞42推动并向右移动预定距离或更多时,第一先导室96和活塞左室108与连接到供应端口22的第二先导室98连通,如图9所示。从第二先导室98到第一先导室96以及从第二先导室98到活塞左室108的空气路径的详细情况如下。

第二先导室98经由可移动阀元件88的第六径向孔92f、第五环形间隙114e、先导阀元件100的第三径向孔112c、轴孔106、先导阀元件100的第一径向孔112a、第一环形间隙114a以及然后是可移动阀元件88的第一径向孔90d或可移动阀元件88的第二径向孔90e连接到第一先导室96。此外,第二先导室98经由可移动阀元件88的第六径向孔92f、第五环形间隙114e、先导阀元件100的第三径向孔112c、轴孔106、先导阀元件100的第二径向孔112b和第三环形间隙114c连接到活塞左室108。

当第一先导室96与第二先导室98连通时,来自供应端口22的初级压力作用在第一阀部分90的本体部90a的面对第一先导室96的端面上,以向右偏压可移动阀元件88。虽然来自供应端口22的初级压力作用在第二阀部分92的本体部92a的面对第二先导室98的端面上以向左偏压可移动阀元件88,但是由于第一阀部分90的本体部90a的端面的区域大于第二阀部分92的本体部92a的端面的区域,所以向右的偏压力超过向左的偏压力。因此,可移动阀元件88在被第一活塞42向右推动和驱动的同时被来自供应端口22的初级压力向右驱动。

当活塞左室108与第二先导室98连通时,来自供应端口22的初级压力作用在先导阀元件100的活塞部分104上,以向右偏压先导阀元件100。因此,当先导阀元件100被第一活塞42向右推动时,先导阀元件100的活塞部分104被压靠在可移动阀元件88的缸体部92g的底表面上。另外,活塞部分104被来自供应端口22的初级压力压靠在可移动阀元件88的缸体部92g的底表面上。

当先导阀元件100和可移动阀元件88在第一先导室96和活塞左室108与第二先导室98连通之后进一步向右移动时,第一驱动室连接开口80b经由左环形室94c连接到第一排出开口80a,并且第二驱动室连接开口80d经由中间环形室94d连接到供应开口80c,如图10所示。因此,来自供应端口22的空气被供应到第二驱动室50b,并且第一驱动室50a内部的空气从排出端口26排出。

来自供应端口22的空气也被供应到第一供应路径34a。供应到第一供应路径34a的空气通过第一供应止回阀34a1供应到第一增压室48a。来自供应到第二驱动室50b的空气的推力作用在第二活塞46上,并且来自供应到第一增压室48a的空气的推力作用在第一活塞42上。组合推力开始将通过活塞杆52连结在一起成一件的第一活塞42和第二活塞46向左驱动。这导致第二增压室48b的容积减小并且第二增压室48b中的气压相应地增加。尽管来自供应端口22的空气也被供应到第二供应路径34b,但是由于第二增压室48b中的气压增加,为第二供应路径34b设置的第二供应止回阀34b1关闭第二供应路径34b。

第二增压室48b中的处于增加压力的空气流过设置有第二输出止回阀36b1的第二输出路径36b,并且从输出端口24输出到外部。由于输出端口24处的气压(第二增压室48b中的气压)高于第一增压室48a中的气压,因此为第一输出路径36a设置的第一输出止回阀36a1关闭第一输出路径36a。

当第一活塞42和第二活塞46开始向左移动时,第一活塞42与可移动阀元件88和先导阀元件100分离。另一方面,先导阀元件100的活塞部分104被来自供应端口22的初级压力压靠在可移动阀元件88的缸体部92g的底表面上,并且可移动阀元件88被来自供应端口22的初级压力向右驱动。因此,如图11所示,可移动阀元件88向右移动直到第二阀部分92的本体部92a的端面与第二插入板82b接触,并且可移动阀元件88和先导阀元件100在第二增压室48b内部突出到它们的最大值。

在第一活塞42和第二活塞46被向右驱动的情况下,第一活塞42和第二活塞46被向左驱动,同时输出端口24处的气压反复达到并变得小于次级压力。

然后,如图12所示,第二活塞46与先导阀元件100的第二轴部分102b接触,以将先导阀元件100向左推动。如图14所示,当先导阀元件100被第二活塞46推动并向左移动预定距离时,先导阀元件100的第二轴部分102b从可移动阀元件88的第二阀部分92突出的长度变为零,并且第二活塞46与先导阀元件100的第二轴部分102b和可移动阀元件88的第二阀部分92两者接触。此时,先导阀元件100的活塞部分104与可移动阀元件88的第一阀部分90的连接端部90c接触。因此,先导阀元件100和可移动阀元件88被第二活塞46推动并且以一体的方式向左移动。

在从第二活塞46与先导阀元件100的第二轴部分102b接触到第二活塞46与先导阀元件100的第二轴部分102b和可移动阀元件88的第二阀部分92两者接触的时间段内,第一先导室96和第二先导室98之间以及活塞左室108和第二先导室98之间的连通被切断(见图13)。这是因为可移动阀元件88的第六径向孔92f与第五环形间隙114e之间的连通被切断。

当先导阀元件100和可移动阀元件88在第一先导室96与第二先导室98之间以及活塞左室108与第二先导室98之间的连通被切断之后被第二活塞46向左推动预定距离时,第一先导室96和活塞左室108中的气压增加。这是因为与第一先导室96连通的活塞左室108的容积减少,并且第一先导室96的容积也在某个点开始减少。

如图15所示,当先导阀元件100和可移动阀元件88向左移动上述预定距离时,第一先导室96和活塞左室108连接到排出端口26。这使得第一先导室96中的空气处于增加压力下,并且活塞左室108中的空气处于增加压力下,以从排出端口26排出。从第一先导室96到排出端口26以及从活塞左室108到排出端口26的空气路径的细节如下。

第一先导室96经由可移动阀元件88的第二径向孔90e、第二环形间隙114b、可移动阀元件88的第三径向孔90f、左环形室94c和第一排出开口80a连接到排出端口26。此外,第一先导室96经由可移动阀元件88的第一径向孔90d、第一环形间隙114a、先导阀元件100的第一径向孔112a、轴孔106、先导阀元件100的第三径向孔112c、第五环形间隙114e、可移动阀元件88的第五径向孔92e、右环形室94e和第二排出开口80e连接到排出端口26。

活塞左室108经由第三环形间隙114c、先导阀元件100的第二径向孔112b、轴孔106、先导阀元件100的第一径向孔112a、第一环形间隙114a、可移动阀元件88的第一径向孔90d、第一先导室96、可移动阀元件88的第二径向孔90e、第二环形间隙114b、可移动阀元件88的第三径向孔90f、左环形室94c和第一排出开口80a连接到排出端口26。此外,活塞左室108经由第三环形间隙114c、先导阀元件100的第二径向孔112b、轴孔106、先导阀元件100的第三径向孔112c、第五环形间隙114e、可移动阀元件88的第五径向孔92e、右环形室94e和第二排出开口80e连接到排出端口26。

当第一先导室96连接到排出端口26时,可移动阀元件88被第二先导室98中的来自供应端口22的初级压力向左驱动,同时被第二活塞46向左推动和驱动。当可移动阀元件88进一步向左移动时,第一驱动室连接开口80b经由中间环形室94d连接到供应开口80c,并且第二驱动室连接开口80d经由右环形室94e连接到第二排出端口80e。因此,来自供应端口22的空气被供应到第一驱动室50a,并且第二驱动室50b内的空气从排出端口26排出。第一活塞42和第二活塞46的移动方向从左向右变动。

当第一活塞42和第二活塞46的移动方向向右变动时,第二活塞46与可移动阀元件88和先导阀元件100分离。另一方面,由于可移动阀元件88被第二先导室98中的来自供应端口22的初级压力向左驱动,因此可移动阀元件88向左移动直到第一阀部分90的本体部90a的端面与第一插入板82a接触。因此,增压器10返回到初始状态(空气被供应到供应端口22之前的状态)并且此后重复相同的移动。

接下来,将描述当可移动阀元件88停止在中间位置(即,供应开口80c未连接到第一驱动室连接开口80b或第二驱动室连接开口80d的位置),同时处于初级压力的空气不供应到供应端口22时部件的操作。取决于先导阀元件100相对于可移动阀元件88的位置,将在以下不同情况下描述操作。

(当先导阀元件100向右突出到其最大量时)

如图16所示,可移动阀元件88停止在中间位置,同时先导阀元件100相对于可移动阀元件88向右突出到其最大量。在这种情况下,当处于初级压力的空气被供应到供应端口22时,处于初级压力的空气通过与阀部分66b的外周相邻的空间72和先导路径116供应到第二先导室98。

供应到第二先导室98的处于初级压力的空气经由可移动阀元件88的第六径向孔92f、第五环形间隙114e、先导阀元件100的第三径向孔112c、轴孔106、先导阀元件100的第一径向孔112a、第一环形间隙114a和可移动阀元件88的第一径向孔90d供应到第一先导室96。因此,处于初级压力的空气的力作用在可移动阀元件88的第一阀部分90的本体部90a的面对第一先导室96的端面上,以向右偏压可移动阀元件88,并且处于相同初级压力的空气的力作用在可移动阀元件88的第二阀部分92的本体部92a的面对第二先导室98的端面上,以向左偏压可移动阀元件88。

由于第一阀部分90的本体部90a的端面的区域大于第二阀部分92的本体部92a的端面的区域,所以向右的偏压力超过向左的偏压力。因此,可移动阀元件88向右移动直到第二阀部分92的本体部92a的端面与第二插入板82b接触,并且在中间位置处从静止状态脱离。由此,第二驱动室连接开口80d连接到供应开口80c,并且第一驱动室连接开口80b连接到第一排出开口80a。结果,来自供应端口22的空气被供应到第二驱动室50b,并且第一驱动室50a中的空气从排出端口26排出。第一活塞42和第二活塞46被向左驱动。

(当先导阀元件100向左突出到其最大量时)

如图17所示,可移动阀元件88停止在中间位置,同时先导阀元件100相对于可移动阀元件88向左突出到其最大量。在这种情况下,当处于初级压力的空气被供应到供应端口22时,处于初级压力的空气通过与阀部分66b的外周相邻的空间72和先导路径116供应到第二先导室98。

另一方面,第一先导室96中的空气经由可移动阀元件88的第二径向孔90e、第二环形间隙114b、可移动阀元件88的第三径向孔90f、左环形室94c和第一排出开口80a从排出端口26排出。此外,第一先导室96中的空气经由可移动阀元件88的第一径向孔90d、第一环形间隙114a、先导阀元件100的第一径向孔112a、轴孔106、先导阀元件100的第三径向孔112c、第五环形间隙114e、可移动阀元件88的第五径向孔92e、右环形室94e和第二排出开口80e从排出端口26排出。

因此,可移动阀元件88由于供应到第二先导室98的处于初级压力的空气而向左移动,直到第一阀部分90的本体部90a的端面与第一插入板82a接触并在中间位置处从静止状态脱离为止。由此,第一驱动室连接开口80b连接到供应开口80c,并且第二驱动室连接开口80d连接到第二排出开口80e。结果,来自供应端口22的空气被供应到第一驱动室50a,而第二驱动室50b中的空气从排出端口26排出。第一活塞42和第二活塞46被向右驱动。

(当先导阀元件100处于中间位置时)

如图18所示,可移动阀元件88停止在先导阀元件100的第一轴部分102a从可移动阀元件88向左突出,而先导阀元件100的第二轴部分102b从可移动阀元件88向右突出的中间位置处。此时,活塞部分104既不与可移动阀元件88的第一阀部分90的连接端部90c接触,也不与缸体部92g的底表面接触。

在这种情况下,第一先导室96和活塞左室108经由可移动阀元件88的第一径向孔90d、第一环形间隙114a、先导阀元件100的第一径向孔112a、轴孔106、先导阀元件100的第二径向孔112b和第三环形间隙114c相互连接。此外,第一先导室96和活塞左室108不连接到第一排出开口80a、第二排出开口80e和第二先导室98中的任何一个。即,第一先导室96和活塞左室108是封闭空间。

由于可移动阀元件88的第二径向孔90e与第二环形间隙114b之间的连通被切断,因此第一先导室96和活塞左室108不连接到第一排出开口80a。由于第五环形间隙114e与可移动阀元件88的第五径向孔92e之间的连通被切断,第一先导室96和活塞左室108不连接到第二排出开口80e。由于第五环形间隙114e与可移动阀元件88的第六径向孔92f之间的连通被切断,因此第一先导室96和活塞左室108不连接到第二先导室98。

在这种情况下,当处于初级压力的空气被供应到供应端口22时,处于初级压力的空气通过与阀部分66b的外周相邻的空间72和先导路径116被供应到第二先导室98。可移动阀元件88通过供应到第二先导室98的处于初级压力的空气向左移动,并且第一先导室96的容积减少。结果,相互连通的第一先导室96和活塞左室108中的气压上升。

当活塞左室108中的气压增加时,由于活塞右室110连接到排出端口26,所以先导阀元件100的活塞部分104在可移动阀元件88的缸体部92g内向右移动。如图19所示,当先导阀元件100相对于可移动阀元件88向右移动时,可移动阀元件88的第六径向孔92f与第五环形间隙114e连通。由此,第一先导室96和活塞左室108连接到第二先导室98,并且处于初级压力的空气经由第二先导室98被供应到第一先导室96和活塞左室108。

当处于初级压力的空气被供应到第一先导室96时,将可移动阀元件88向右偏压的力作用在可移动阀元件88上。由于偏压力超过第二先导室98中的处于初级压力的空气向左偏压可移动阀元件88的偏压力,因此可移动阀元件88向右移动。以这种方式,可移动阀元件88在中间位置处从静止状态脱离。由此,第二驱动室连接开口80d连接到供应开口80c,并且第一驱动室连接开口80b连接到第一排出开口80a。结果,来自供应端口22的空气被供应到第二驱动室50b,并且第一驱动室50a中的空气从排出端口26排出。第一活塞42和第二活塞46被向左驱动。

从上面的描述可以理解,供应到供应端口22的处于初级压力的空气允许停止在中间位置处的可移动阀元件88在中间位置处从静止状态脱离,而不管先导阀元件100相对于可移动阀元件88的位置如何。

根据该实施例的增压器10,可移动阀元件88被第一先导室96和第二先导室98中的气压驱动。因此,当增压器10在使用中时(即,当空气被供应到供应端口22时),先导切换阀78不会停止在中立(neutral)位置。此外,由于先导阀元件100设置在可移动阀元件88的内部,所以可以使整个增压器紧凑。此外,由于可移动阀元件88由气压驱动,因此对增压器10的安装方向没有限制,尽管取决于增压器10的安装方向可移动阀元件88的移动可能受其重量影响。

尽管在该实施例中使用空气(压缩空气)作为可压缩流体,但是可以使用任何其他气体。

根据本发明的增压器并不特别限于上述实施例,当然在不脱离本发明的范围的情况下可以具有各种结构。

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