球胆自动充气装置及球胆充气方法与流程

本发明涉及机械自动化领域，特别是一种球胆自动充气装置及球胆充气方法。

背景技术：

体育用球由于制作工序复杂，传统企业仍未摆脱纯手工的生产方式，导致企业劳动力成本增加、产品生产效率低下。

如球胆充气工序中，传统做法是将干瘪的球胆插入定压输气管中充气，操作工人需根据经验判断充气时间，将球胆拔出后再通过压力检测仪检测球胆内气压是否达标，当其压力值不符合标准时，需对球胆进行再充气或者放气，往复多次后才能将球胆气压控制在标准气压值，每个球胆充气需要花费25～40秒，导致球胆充气效率低下。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供一种操作便捷、充气准确高效的球胆自动充气装置。

本发明的目的之二在于提供一种可快速准确对球胆进行充气的球胆充气方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：一种球胆自动充气装置，它包括机架、n个间隔设置在机架上的充气单元c[1,n]以及与充气单元c[1,n]连接的供气系统；所述供气系统包括高压供气线、低压供气线以及用于先控制高压供气线短时间大气量输气后再控制低压供气线长时间小气量补气的控制机构；所述高压供气线包括储气罐g、向储气罐g供气的空压机g以及n条由储气罐g分出的供气支路g[1,n]，储气罐g和空压机g之间设置精密调压阀g；所述低压供气线包括储气罐d、向储气罐d供气的空压机d以及n条由储气罐d分出的补气支路d[1,n]；储气罐d和空压机d之间设置精密调压阀d，所述精密调压阀d的设定压力值与球胆的标准压力值相同；所述充气单元cx、供气支路gx以及补气支路dx通过三通管相互连接，n为大于1的整数，x为1至n之间任意的整数值。

一种球胆充气方法，它包括以下步骤：

(1)先通过高压供气线向球胆短时间大气量输气直至球胆内的气压值等于80～120％的球胆标准气压值；

(2)再通过低压补气线向球胆内长时间小气量补气或排气，使得球胆内气压值等于球胆标准气压值。

较之现有技术而言，本发明的优点在于：

1.供气系统包括短时间大气量输气的高压供气线以及长时间小气量补气的低压供气线，通过高低压以及长短输气时间的配合，实现了球胆的快速准确充气，极大提高球胆充气效率。

2.低压补气线在出气主路上设置精密调压阀d以及n条分别连接于出气主路上的补气支路d1-n，各补气支路d1-n在供气时间段内其供气量呈下降的曲线，该曲线不仅有效缩短了低压供气线的时间，使得球胆气压值快速达到5psi，而且后期的小气量补气，可以保证球胆最终的气压值的精确性，减少误差。

3.充气单元c1-n包括驱动气缸、充气针头以及进气接口，且充气针头的外周设有挡筒，当充气单元c1-n完成充气后，充气针头收至挡筒内，可完成球胆自动脱离动作，节省操作人员的时间，并实现无缝对接，提高球胆充气效率。

4.供气支路gx上设置缓存罐，缓存罐在供气支路gx一次供气过程中可提供充足的气量，并且通过储气罐g向各缓存罐不断补气，使得供气支路gx在供气过程中能始终保持气压稳定；储气罐g和缓存罐之间还设置单向阀，单向阀可防止储气罐g上连接的各条供气支路gx之间相互窜气，致使各供气支路gx上的气压均处于不稳定状态。

附图说明

图1是本发明一种球胆自动充气装置实施例的结构示意图。

图2是球胆自动充气装置的工作状态示意图。

图3是充气单元c1-n的结构示意图(充气状态)。

图4是充气单元c1-n的结构示意图(脱离状态)。

图5是供气系统的结构示意图。

标号说明：1机架、11操作台面、2充气单元c1-n、21驱动气缸、22活塞杆、23充气针头、24进气接口、25通道、26挡筒、31储气罐g、32空压机g、33精密调压阀g、34缓存罐、35单向阀、41储气罐d、42空压机d、43精密调压阀d、51电磁阀g、52电磁阀d、6启动开关。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明内容进行详细说明：

如图1至5所示为本发明提供的一种球胆自动充气装置的实施例示意图。

一种球胆自动充气装置，它包括机架1、n个间隔设置在机架1上的充气单元c[1,n]2以及与充气单元c[1,n]2连接的供气系统；

所述供气系统包括高压供气线、低压供气线以及用于先控制高压供气线短时间大气量输气后再控制低压供气线长时间小气量补气的控制机构；

所述高压供气线包括储气罐g31、向储气罐g31供气的空压机g32以及n条由储气罐g31分出的供气支路g[1,n]，储气罐g31和空压机g32之间设置精密调压阀g33；

所述低压供气线包括储气罐d41、向储气罐d41供气的空压机d42以及n条由储气罐d41分出的补气支路d[1,n]；储气罐d41和空压机d42之间设置精密调压阀d43，所述精密调压阀d43的设定压力值与球胆的标准压力值相同；

所述充气单元cx2、供气支路gx以及补气支路dx通过三通管相互连接，n为大于1的整数，x为1至n之间任意的整数值。

所述供气支路gx上设有缓存罐34，储气罐g31和缓存罐34之间还设有仅允许气体向缓存罐34方向输送的单向阀35。

所述控制机构包括设于供气支路gx出口的电磁阀g51以及设于补气支路dx出口的电磁阀d52。

所述n的数值范围为4≤n≤6。

所述充气单元cx2包括驱动气缸21、固设于驱动气缸活塞杆22前端部的充气针头23以及固设于驱动气缸活塞杆22后端部的进气接口24；所述活塞杆22内部开设有连通充气针头23和进气接口24的通道25。

所述充气针头23的外周设有挡筒26，且充气针头23由驱动气缸21驱动在挡筒26下口处进行伸缩运动。

充气单元c1-n2初始状态时，充气针头23伸出挡筒26下口，用于插置固定球胆；当充气单元c1-n2完成充气后，充气针头23收至挡筒26内，使得充好气的球胆自动脱离，落到操作台面11。

如图5所示，本实施例中球胆自动充气装置共设置5个充气单元c[1,n]2(分别为充气单元c12、充气单元c22、充气单元c32、充气单元c42以及充气单元c52)。

高压供气线共设置5条供气支路g[1,n](分别为供气支路g1、供气支路g2、供气支路g3、供气支路g4以及供气支路g5)。

低压供气线共设置5条补气支路d[1,n](分别为补气支路d1、补气支路d2、补气支路d3、补气支路d4以及补气支路d5)。

充气单元c12、供气支路g1以及补气支路d1通过三通管相互连接；充气单元c22、供气支路g2以及补气支路d2通过三通管相互连接；充气单元c32、供气支路g3以及补气支路d3通过三通管相互连接；充气单元c42、供气支路g4以及补气支路d4通过三通管相互连接；充气单元c52、供气支路g5以及补气支路d5通过三通管相互连接。

精密调压阀g33设定压力值为4kg/cm²。

供气支路gx上设置缓存罐34，缓存罐34在供气支路gx一次供气过程中可提供充足的气量，并且通过储气罐g31向各缓存罐34不断补气，使得供气支路gx在供气过程中能始终保持气压稳定。

储气罐g31和缓存罐34之间还设置单向阀35，单向阀35可防止储气罐g31上连接的各条供气支路gx之间相互窜气，致使各供气支路gx上的气压均处于不稳定状态。

初始状态时，高压供气线气量充足，储气罐g31以及5条供气支路g[1,5]上的缓存罐34气压均为4kg/cm²，当先开启供气支路g1时，其上设置的单向阀35使得只能是储气罐g31向供气支路g1上的缓存罐34供气，不仅保证了供气支路g1的供气气压无限精确稳定在4kg/cm²，而且避免了其他供气支路gx上的缓存罐34上的气体回流至供气支路g1，若不采取该设计，其他供气支路gx在开启时，其上缓存罐34气压易出现不稳定状态，由于高压供气线大气量短时间供气，缓存罐34的气压误差会被放大，最终影响充气质量和充气效率。

由于各供气支路gx之间采取依次开启方式，如供气支路g1先开启4秒后关闭，其再次开启需要经过大概16秒，即给予储气罐g31充裕的时间向供气支路g1上缓存罐34补气。

储气罐g31由于给多条供气支路gx输送气体，存在短时间的气压值波动，单向阀35使得当供气支路g1气压值稳定在4kg/cm²时，即使储气罐g31气压值波动低于供气支路g1气压，供气支路g1上的气体也不会回流，避免供气支路g1气压值由稳定状态变为不稳定状态；

此外，当供气支路g1气压值还未到达4kg/cm²时，在16秒时间段内，储气罐g31气压值总有稳定在4kg/cm²的时刻，储气罐g31就可向供气支路g1上缓存罐34补气直至气压值稳定在4kg/cm²。

精密调压阀d43的设定压力值为5psi(根据球胆的标准压力值进行对应调节)。

各充气单元cx2还设有启动开关6，当触动各充气单元cx2上的启动开关6时，高压供气线上的电磁阀g51先开启，对充气针头23上插置的球胆高压充气4秒后关闭，接着低压供气线上的电磁阀d52开启，对球胆低压补气10秒后关闭，最后驱动气缸21带动充气针头23收至挡筒26内，使得充好气的球胆自动脱离。

球胆自动充气装置的操作过程如下：

(1)将操作台面11上的球胆插置在第一个充气单元c1的充气针头23上，并触动对应的启动开关6；

(2)供气支路g1先对球胆充气4秒，使得球胆内气压升至4～6psi，由于高压供气线是短时间大气量输气，受到很多因素的影响，即使通过精密调压阀g33定压也无法保证球胆内达到一个精确的压力值；

(3)接着补气支路d1再对球胆进行补气或者放气10秒，使得球胆内气压稳定在5psi(球胆标准气压值)；在补气支路d1供气的前几秒，由于低压供气线只开启了一条补气支路d1，固补气支路d1前期输气量较大，但随着后续补气支路dx的陆续开启，补气支路d1上的输气量慢慢变小，补气支路d1在10秒的供气时间段内其供气量呈下降的曲线，该曲线不仅有效缩短了低压供气线的时间，使得球胆气压值快速达到5psi，而且后期的小气量补气，可以保证球胆最终的气压值的精确性，减少误差；

(4)在充气单元c1对第一个球胆进行充气时间段内，操作人员马上将第二个球胆插入充气单元c2的充气针头23上，并触动对应的启动开关6，每次插球操作大概需要3～4秒，当完成第五个充气单元c5的插球操作后，时间大致过去15秒，第一个充气单元c1正好完成其上插置球胆的充气工作，在驱动气缸21和挡筒26的配合下自动脱落到操作台面11，操作人员可无缝对接，继续完成充气单元c1的插球操作，当上述过程形成一个循环后，3～4秒钟即可完成一个球胆的充气操作，相比于传统工艺，效率提高十倍。

一种球胆充气方法，它包括以下步骤：

1先通过高压供气线向球胆短时间大气量输气直至球胆内的气压值等于80～120％的球胆标准气压值；

2再通过低压补气线向球胆内长时间小气量补气或排气，使得球胆内气压值等于球胆标准气压值。

高压供气线共设置n条，每条高压供气线的输送压力通过精密调压阀控制在4.5～5.5kg/cm²，各高压供气线一次输气的时间为3～4秒，使得球胆内气压值升至80～120％的球胆标准气压值后关闭；

低压补气线同样设置n条，各低压补气线由一条总补气线进行供气，该总补气线上设置一个精密调压阀，将该精密调压阀的压力值调节至球胆标准压力值，各低压补气线一次输气的时间为10～15秒，使球胆内气压稳定在球胆标准气压值后关闭；

高压供气线和低压补气线一一对应设置，在一次开关中分别完成对一个球体的供气补气操作。

高压供气线和低压补气线分别对应设置5条。