气缸节能系统的制作方法

本实用新型属于气缸领域，更具体的说涉及气缸节能系统。

背景技术：

气缸是用压缩空气作能源的一种动作器械，它输出的推力与压缩空气的气压以及空气作用面积成正比。被气缸做功的对象形成阻力，为了有足够的推力，气缸推力相对于阻力往往会设有一定程度的富余。在阻力变化比较大的场合可以发现：相同动作下普通气缸的耗气量也相同，即使做功为零；这是因为普通气缸在工作时不管阻力大小，把气源压力全部直接输入到腔体里去做功，腔体与气源压力平衡为止。到下一个动作到来前，腔体的高压空气作为耗气量全部排掉。

目前，国内铝电解厂使用的气缸均为打壳气缸，普遍存在击打无力、冲击大、噪声大、漏气严重、压缩空气使用量大、故障率高、寿命短的问题，由于自身没有控制系统，活塞杆伸出后不能快速返回，使打壳锤头在电解液中浸泡时间过长，导致打壳锤头腐蚀磨损严重，寿命短，增加生产成本；目前打壳气缸没有检测装置，不能及时发现未打透情况，导致突发效应增多，槽内物料堆积影响电解槽热平衡，使氧化铝单耗增加；上述原因增加了铝电解企业生产的检修和运行成本，也增加了维修人员的劳动强度，影响了铝电解各项工艺技术条件控制，造成电流效率下降、能耗增加。

气动控制过程中有时为了控制压缩空气的释放速度，需要使用延迟阀；但特定的某只延迟阀在一定的压力下，只能延迟一个特定的时间；要调整延迟时间往往需要改变蓄气囊的容量或者调整呼吸孔的尺寸；改变蓄气囊的容量很不方便，因为呼吸孔的尺寸很小，调整加工尺寸极为不易。

本实用新型产品针对普通气缸存在的不足，以一套系统来控制气缸的进气压力，并驱动气缸按阻力大小提供推力，控制气缸的进气压力的大小以达到节能的目的。本气缸的前腔后腔缸内排气过程中的压缩空气，经循环阀的控制口，循环填充到活塞双向动作时，施加利用得压缩空气已成为可能。

以铝电解槽上的压壳场合为例，气源的压缩空气5bar，气缸静止时的压缩空气不到2bar。气缸智能阀组上的电控阀远程连接，设定1.5s以内的启动信号：锤头即可自动实现解锁，下行，压壳，回程，锁止等循环。气缸的前腔，后腔，活塞双向动作，均工作于高压气源的压缩空气不到1bar。压壳时可自然输入与壳层压穿力相匹配的气压，压穿壳层，壳层阻力小的时候耗气量不到气源满负荷的50%，壳层阻力较大的时候，气压自然升高到能压穿为止，活塞自动快速回程。气缸排气过程中的压缩空气，可循环填充活塞动作时施加得压缩空气达50%以上，实现节能60%左右。遇过硬壳层压穿力时，具有延时5~7s有效压穿过硬壳层压穿率递增，或未压穿壳层锤头自动退回原位的功能。遇故障不能正常工作可设置故障维修警示。本实用新型气缸具有结构设计合理，节能效果显著，使用可靠的特点，节省大量的使用过程成本。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种气缸节能系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：气缸节能系统，包括智能控制阀组、远程控制电磁阀、带锁气缸和活塞位置传感器四个部分，所述智能控制阀组设于带锁气缸外侧，并经主进气口，远程电磁阀信号控制口，活塞位置信号输入口，气缸进气口，排气口与外界相通，所述远程控制电磁阀带有电磁线圈，可接受远程电信号源的控制，电磁阀座设有应急手动开启，自带排气，所述气缸后端盖活塞后端设有联动锁销开启锁止结构，所述活塞位置传感器内置于气缸端盖处，可以检测到活塞运动的状态，并将这一信息反馈到所述的智能阀组中，所述活塞位置传感器包括第一活塞位置传感器（S1）和第二活塞位置传感器（S2），所述第一活塞位置传感器和第二活塞位置传感器结构相同。

进一步地，所述智能控制阀组其阀体内设有时间延迟阀的蓄气囊的截流阀、导向阀的第一控制口，第二控制口，第一反馈口，第二反馈口、循环阀的结构组成分左边4-1,4-2，右边4-1,4-2各有一个腔体内的工作口控制口、气控阀阀体内部的阀芯密封件组成分四个部分，前腔、启动信号腔、中腔主进气口高压力腔、后腔低压力腔的单向截流阀。

进一步地，所述远程电磁控制阀，其包括用于接受远程电磁信号控制的电磁线圈和一个小型弹簧复位的两位三通阀的阀体、电磁阀座设有应急手动开启自带排气，电磁线圈提供电磁力直接驱动阀芯动作，所述远程电磁控制阀的进气口与气控阀中腔主进气口相连，工作口自带排气与阀组上的导向阀的第一控制口相连，所述远程电磁控制阀，联接电控柜设定通电时间的控制。

进一步地，所述导向阀是滑阀式两位三通阀，其包括导向阀阀体，设于导向阀阀体内部的控制阀芯，控制口、工作口，自带排气口，所述导向阀上的第一控制口相连气控阀中腔主进气口的工作口，相连远程控制电磁阀的控制口的工作口，相连气控阀启动信号腔的工作口，相连循环阀左边4-1,4-2互通后端的控制腔的工作口，所述气缸后腔后端盖的第一活塞位置传感器S1控制口的信号工作口，相连气控阀前腔，所述导向阀上的第一控制口，受远程控制电磁阀信号开启时的控制。

进一步地，所述导向阀上的第二控制口，相连延迟阀蓄气囊的截流阀进气口，相连循环阀右边4-2前端的控制口，相连气缸后腔的后端盖的缓冲腔的工作口，相连右边4-1阀体前端底部互通的工作口，相连气控阀后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，相连循环阀右边4-1后端的控制口，相连气缸前腔前端盖的缓冲腔，所述导向阀上的第二控制口，受延迟阀的延时，蓄气囊蓄足能量释放触发时控制。

进一步地，所述导向阀上的第一反馈口，相连气缸前腔前端盖的传感器S2控制口的阀芯推杆，压穿壳层，活塞接触到推杆，反馈信号控制口开启，触发导向阀上的第一阀芯反馈置位，同时循环阀换向活塞回程，受延迟阀延时的作用，适用于不同壳层的压穿力，所述导向阀上的第一反馈口的阀芯反馈置位约1s~7s，所述导向阀上的第一反馈口，受传感器S2的推杆接触时信号反馈口开启，触发导向阀上的第一反馈口的阀芯反馈置位。

进一步地，所述导向阀上的第二反馈口，相连气控阀后腔压壳时的高压气源的工作口，相连气控阀中腔高压气源控制口的工作口，相连导向阀体上的第二反馈工作口与第一反馈工作口相连，所述导向阀上的第二反馈口，受延迟阀的延时，作用于较硬壳层的压穿力，蓄气囊蓄足能量释放触发导向阀上第二阀芯置位时的气控阀后腔，压壳时的压缩空气相通的反馈工作口，触发导向阀上的第一第二反馈口的阀芯同时反馈置位。

进一步地，所述时间延迟阀，其包括一个蓄气囊一个单向截流阀和一个双先导驱动的滑阀式两位三通阀，所述时间延迟阀蓄气囊设有一个截流阀的延时工作口直通导向阀的第二控制口，所述气控阀后腔的工作口直通导向阀的第二反馈口，所述高压气源的工作口一个相通的反馈工作口，所述延迟阀蓄气囊蓄足能量释放触发，受导向阀的第二控制口的阀芯置位时的高压气源工作口，相通导向阀上的第一第二的反馈工作口，使得两阀芯同时反馈置位。

进一步地，所述循环阀左边4-1,4-2右边4-1,4-2为一个大流量的弹簧辅助复位两位四通阀，两个工作口各驱动气缸的一个端口，先导口接受上述导向阀的控制，为确保足够流量，实际可分解为阀芯相互关联的两只两位三通阀，先导口合并使两阀芯动作一致，两阀工作口分别驱动气缸的两个端口，排气口最终合并通往后端盖主排气口，循环口进气口最终合并通往气缸前腔、后腔。

进一步地，所述循环阀右边4-1,4-2中间互通后端底部单向截流阀的工作口，相连气控阀中腔主进气口的控制口，所述循环阀右边4-1后端的控制口相连气缸前腔进气，所述右边4-2前端的控制口相连气缸后腔进气，右边4-1,4-2各有一个控制口的工作口，相连气控阀后腔的单向截流阀进气口，工作口相连导向阀上的第二反馈口的工作口，相连气控阀中腔高压气源主进气口的控制口，工作口相连控制电磁阀的控制口的工作口，相连导向阀上的第一控制口的工作口，相连循环阀左边4-1,4-2后端的控制腔，所述循环阀左边4-2前端的控制口相连左边4-1中间互通前端底部的排气口，相连气缸前腔后腔的排气经气缸后腔后端盖的排气口，连接消音器排气。

综上所述，本实用新型地有益效果：

1、本实用新型可以让延迟阀在不改变蓄气囊容量的情况下，改进呼吸孔的截流阀，亦达到控制延迟时间的目的；

2、本气缸针对普通气缸存在的不足，以一套系统来控制气缸的进气压力，并驱动气缸按阻力大小提供推力，控制气缸的进气大小以达到节能的目的；使得气缸在活塞动作至壳层，回程至锁止，活塞双向动作均工作于高压气源的压缩空气不到1bar；本气缸的前腔、后腔缸内在排气过程中的压缩空气，经循环阀的控制口，循环填充到活塞双向动作时，施加利用得压缩空气平均不小于50%，相较于普通的打壳气缸，本气缸平均节能可达55%以上；

3、本气缸中的位置传感器S1和位置传感器S2，可以检测到活塞运动的状态，并将这一信息反馈到具有逻辑控制功能的阀组中；

4、本气缸设置有机械安全锁止结构，吊装时避免冲气，遇停气时下滑的锁止，气缸长时间里静止时的空气压力会缓慢泄漏下降，高压气源控制口会间接快速开启补充下降的压力会自动快速关闭，气缸静止时始终维持低压力不到2bar，活塞杆外部的锤头重量不会不滑停原位；

5、本气缸的智能阀组顶部设置的电控阀与电控柜远程连接，设定1~1.5s以内的启动信号，锤头即可自动实现解锁，下行，压壳，回程，锁止等循环；

6、本气缸的智能阀组接受远程控制电磁阀信号的开启，活塞低压力动作到壳层，锤头接触到壳层压穿力受阻时，可自然输入与壳层压穿力相匹配的气压，压穿壳层锤头自动快速回程；缩短了锤头渗泡高温铝汤中的热量传递，提高了气缸密封件等使用寿命；

7、本气缸具有自行诊断能否完成较硬壳层压壳的功能，遇到较硬的壳层，锤头停留壳面缓压5~7s的延时压穿率递增，或未压穿壳层自动退回原位的功能，可警示相关人员处理壳层；

8、相较于普通打壳气缸，本气缸平均节能可达55%以上及2倍以上使用寿命的优势，可节省大量的使用过程成本。

附图说明

图1为本实用新型的气控原理图；

图2为本实用新型气缸剖面结构示意图；

图3为位置传感器的结构示意图；

图4为机械锁紧机构的结构示意图；

图5为截流阀结构示意图；

图6为螺纹替代呼吸孔泄出放大示意图；

图7为导向阀的结构示意图；

图8为智能阀组外观结构示意图；

图9为循环阀的结构示意图;

图10为气缸的外观结构图；

图11为气控阀的结构示意图。

附图标记：1、远程控制电磁阀；2、气缸；3、智能控制阀组；4、循环阀；5、气控阀；6、时间延迟阀；7、导向阀；8、前端盖；9、后端盖；10、活塞；11、缸筒；12、活塞杆；13、气缸后腔；14、气缸前腔；15、传感器阀体；16、阀芯推杆；17、推杆复位弹簧；18、主阀芯；19、阀芯复位弹簧；20、环形端口；21、工作口；22、常闭控制口；23、推杆端口；24、排气口；25、缓冲套；26、截流孔；27、缓冲腔；28、锁销；29、复位弹簧；30、呼吸孔；31、护盖；32、缓冲密封件；33、螺母；34、螺杆；35、延迟阀体；36、节流阀体；37、进气口；38、蓄气囊；39、连通第二控制口；40、O型圈；41、连接器；42、出气口；43、过滤垫； 44、调节螺栓；45、进气口；46、螺纹代替呼吸孔；47、导向阀体；48、第一进气通道；49、第一反馈进气道；50、第一阀芯；51、密封垫；52、第一控制口；53、第一反馈口；54、阀盖；55、第二控制口；56、第二反馈口；57、阀芯；58、O型圈；59、第二阀芯；60、密封圈；61、阀芯座；62、第二进气道； 63、第二反馈进气道；64、连通延迟阀蓄气囊； 65、循环阀体；66、O型圈；67、阀盖；68、阀芯；69、密封垫；70、左边4-2控制口；71、相通气缸后腔；72、右边4-2控制口；73、密封垫；74、阀芯座；75、卡簧；76、阀盖；77、弹簧；78、单向节流阀互通进气口；79、弹簧；80、右边4-1阀芯座；81、节流孔；82、卡簧；83、阀盖；84、O型圈；85、右边4-1后端控制口；86、阀芯座；87、密封垫；88、右边4-1前端控制口；89、相通气缸前腔；90、阀芯；91、卡簧；92、控制腔；93、互通排气口；94、气控阀体；95、卡簧；96、阀盖；97、前腔；98、启动信号腔；99、主进气高压力腔；100、密封垫；101、后腔低压力腔；102、弹簧；103、单向节流阀进气口；104、高压气源控制口；105、主进气口；106、O型圈；107、固定螺栓；108、阀芯。

具体实施方式

参照图1至图11对本实用新型气缸节能系统的实施例做进一步说明。

气缸节能系统，包括智能控制阀组3、远程控制电磁阀1、带锁气缸2和活塞10位置传感器四个部分，所述智能控制阀组3设于带锁气缸2外侧，其内置有时间延迟阀6的蓄气囊的截流阀、导向阀7的第一控制口、第二控制口、第一反馈口、第二反馈口、循环阀4的结构组成分左边4-1,4-2，右边4-1,4-2各有一个腔体内的工作口控制口，气控阀5的阀体内部的阀芯密封件组成分四个部分：前腔，启动信号腔，中腔主进气口高压力腔，后腔低压力腔的单向截流阀，并经主进气口，远程电磁阀信号控制口，活塞10位置信号输入口，气缸2进气口，排气口与外界相通，所述远程控制电磁阀1带有电磁线圈，可接受远程电信号源的控制，电磁阀座设有应急手动开启，自带排气，所述气缸2后端盖9活塞10后端设有联动锁销开启锁止结构，所述活塞10位置传感器内置于气缸2端盖处，可以检测到活塞10运动的状态，并将这一信息反馈到所述智能阀组中，所述活塞10位置传感器包括第一活塞10位置传感器（S1）和第二活塞10位置传感器（S2），所述第一活塞10位置传感器和第二活塞10位置传感器结构相同。

所述远程电磁控制阀，其包括用于接受远程电磁信号控制的电磁线圈和一个小型弹簧复位的两位三通阀的阀体、电磁阀座设有应急手动开启自带排气，电磁线圈提供电磁力直接驱动阀芯动作，所述远程电磁控制阀的进气口与气控阀5中腔主进气口相连，工作口自带排气与阀组上的导向阀7的第一控制口相连，所述远程电磁控制阀，联接电控柜设定通电时间的控制。

所述导向阀7是滑阀式两位三通阀，其包括导向阀7阀体，设于导向阀7阀体内部的控制阀芯，控制口、工作口，自带排气口，所述导向阀7上的第一控制口相连气控阀5中腔主进气口的工作口，相连远程控制电磁阀1的控制口的工作口，相连气控阀5启动信号腔的工作口，相连循环阀4左边4-1,4-2互通后端的控制腔的工作口，所述气缸2后腔后端盖9的第一活塞10位置传感器S1控制口的信号工作口，相连气控阀5前腔，所述导向阀7上的第一控制口，受远程控制电磁阀1信号开启时的控制。

所述导向阀7上的第二控制口，相连延迟阀蓄气囊的截流阀进气口，相连循环阀4右边4-2前端的控制口，相连气缸2后腔的后端盖9的缓冲腔的工作口，相连右边4-1阀体前端底部互通的工作口，相连气控阀5后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，相连循环阀4右边4-1后端的控制口，相连气缸2前腔前端盖8的缓冲腔，所述导向阀7上的第二控制口，受延迟阀的延时，蓄气囊蓄足能量释放触发时控制。

所述导向阀7上的第一反馈口，相连气缸2前腔前端盖8的传感器S2控制口的阀芯推杆，压穿壳层，活塞10接触到推杆，反馈信号控制口开启，触发导向阀7上的第一阀芯反馈置位，同时循环阀4换向活塞10回程，受延迟阀延时的作用，适用于不同壳层的压穿力，所述导向阀7上的第一反馈口的阀芯反馈置位约1s~7s，所述导向阀7上的第一反馈口，受传感器S2的推杆接触时信号反馈口开启，触发导向阀7上的第一反馈口的阀芯反馈置位。

所述导向阀7上的第二反馈口，相连气控阀5后腔压壳时的高压气源的工作口，相连气控阀5中腔高压气源控制口的工作口，相连导向阀7上的第二反馈工作口与第一反馈工作口相连，所述导向阀7上的第二反馈口，受延迟阀的延时，作用于较硬壳层的压穿力，蓄气囊蓄足能量释放触发导向阀7上第二阀芯置位时的气控阀5后腔，压壳时的压缩空气相通的反馈工作口，触发导向阀7上的第一第二反馈口的阀芯同时反馈置位。

所述时间延迟阀6，其包括一个蓄气囊一个单向截流阀和一个双先导驱动的滑阀式两位三通阀，所述时间延迟阀6蓄气囊设有一个截流阀的延时工作口直通导向阀7的第二控制口，所述气控阀5后腔的工作口直通导向阀7的第二反馈口，所述高压气源的工作口一个相通的反馈工作口，所述延迟阀蓄气囊蓄足能量释放触发，受导向阀7的第二控制口的阀芯置位时的高压气源工作口，相通导向阀7上的第一第二的反馈工作口，使得两阀芯同时反馈置位。

所述循环阀4左边4-1,4-2右边4-1,4-2为一个大流量的弹簧辅助复位两位四通阀，两个工作口各驱动气缸2的一个端口，先导口接受上述导向阀7的控制，为确保足够流量，实际可分解为阀芯相互关联的两只两位三通阀，先导口合并使两阀芯动作一致，两阀工作口分别驱动气缸2的两个端口，排气口最终合并通往后端盖9主排气口，循环口进气口最终合并通往气缸前腔、后腔。

所述循环阀4右边4-1,4-2中间互通后端底部单向截流阀的工作口，相连气控阀5中腔主进气口的控制口，所述循环阀4右边4-1后端的控制口相连气缸2前腔进气，所述右边4-2前端的控制口相连气缸2后腔进气，右边4-1,4-2各有一个控制口的工作口，相连气控阀5后腔的单向截流阀进气口，工作口相连导向阀7上的第二反馈口的工作口，相连气控阀5中腔高压气源主进气口的控制口，工作口相连控制电磁阀的控制口的工作口，相连导向阀7上的第一控制口的工作口，相连循环阀4左边4-1,4-2后端的控制腔，所述循环阀4左边4-2前端的控制口相连左边4-1中间互通前端底部的排气口，相连气缸2前腔后腔的排气经气缸2后腔后端盖9的排气口，连接消音器排气。

所述循环阀4左边4-1,4-2后端互通的一个工作口，各有一个阀芯O型圈组成的控制腔，所述循环阀4左边4-2前端一个控制口，一个密封件组成的阀芯座，所述循环阀4右边4-2前端一个控制口一个阀芯密封件组成的阀芯座，后端设有弹簧；所述循环阀4右边4-1，一个阀芯密封件组成的阀芯座，在它的前后端各有一个控制口，后端设有阀座套开有截流孔，内有弹簧，所述气缸2静止时循环阀4的控制口，左边4-2前端的控制口开启，右边4-2前端的控制口关闭，阻止气缸2后腔进气，右边4-1阀芯座前端的控制口关闭，阻止气缸2前腔排气。所述右边4-1阀芯座后端的控制口开启，连通气控阀5后腔的控制口，气缸2长时间静止时的空气压力会缓慢泄漏下降，气控阀5中腔高压气源经后腔截流的控制口会间接自动快速开启关闭，锤头的重量不会下滑停原位的补气通道。

所述控制电磁阀信号开启时的循环阀4，左边4-1,4-2；右边4-1,4-2控制口的排气循环填充时的过程，气控阀5中腔高压气源的工作口触发导向阀7上的第一控制口的阀芯置位的同时，触发气控阀5中腔高压气源经后腔截流的控制口开启，同时触发循环阀4左边4-1,4-2后端互通的控制腔的阀芯置位（触发后的高压空气，可设定1.5s内关闭），左边4-2前端的控制口的阀芯置位时关闭，右边4-2前端的控制口开启相通气缸2后腔后端盖9的缓冲腔进气，右边4-1阀芯座前端的控制口开启，气缸2前腔的排气经循环阀4左边4-1,4-2中间互通前端底部的排气口，相通气缸2后腔后端盖9的排气口排气。气缸2前腔在排气过程时缸内的空气压力，使得右边4-1阀芯座后端的控制口开启，相通右边4-2前端已开启的控制口，气缸2后腔进气，气缸2前腔的排气循环时经右边4-1后端的阀座套的截流孔，相通气控阀5中腔已开启的高压气源经后腔截流的控制口，相通后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，并入气缸2后腔后端盖9的缓冲腔27进气，锁销开启得压缩空气不到2bar；所述气缸2后腔活塞10下行至壳层高压气源动作施加得压缩空气不到1bar，气缸2前腔缸内的排气循环到气缸2后腔填充活塞10下行至壳层动作施加得压缩空气不少于50%。

所述气缸2活塞10外部的锤头接触到壳层，压壳，回程时循环阀4左边4-1,4-2右边4-1,4-2控制口的排气循环填充时的过程，气缸2后腔活塞10外部的锤头低压力不到2bar接触到壳层，压穿力受阻时，气缸2前腔已至零压力，右边4-1阀芯座前端的排气控制口弹簧复位关闭，右边4-1阀芯座后端的控制口开启，左边4-2前端的控制口同样在活塞10下行时的关闭，右边4-2前端的控制口同样在活塞10下行时的开启，随着气缸2前腔排气控制口的关闭，气控阀5中腔已开启的高压气源经后腔截流的控制口，相通后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，气缸2后腔的低压力急骤上升，活塞10外部的锤头在壳层缓压下行压穿壳层。活塞10前端接触到传感器S2推杆时的反馈信号控制口开启，触发导向阀7上的第一反馈口的阀芯反馈置位时的工作口关闭，循环阀4左边4-1,4-2后端的控制腔压壳时的压缩空气随着关闭，循环阀4换向。活塞10回程前端脱离传感器S2推杆的控制口弹簧复位关闭，左边4-2前端的控制口弹簧复位开启，气缸2后腔的排气，经循环阀4左边4-1,4-2中间互通前端底部的排气口相连气缸2后腔后端盖9的排气口排气。气缸2后腔在排气过程时缸内的空气压力，使得循环阀4右边4-2前端的控制口开启，同时循环阀4右边4-1阀芯座前端的控制口弹簧复位关闭，右边4-1阀芯座后端的控制口开启，气缸2后腔缸内的排气循环时，相通已开启的高压气源经后腔截流的控制口，相通后腔的单向截流阀，侧边互通的工作口，相通右边4-1后端阀座套的截流孔，并入前端盖8的缓冲腔27相通气缸2前腔进气。压壳时的气缸2前腔的零压力，气缸2后腔缸内的压缩空气，从初排气的过程中循环填充到气缸2前腔得压缩空气不少于70%，使活塞10外部锤头的重量自动快速回程。所述活塞10回程至锁止，气缸2后腔缸内的排气循环到气缸2前腔填充活塞10动作施加得压缩空气不少于50%，气缸2前腔活塞10回程至锁止高压气源动作施加得压缩空气不到1bar。

气控阀5是一组弹簧辅助控制口快速开启的二位二通阀，阀芯内部的弹簧密封件组成分四个部分：前腔，启动信号腔，中腔主进气口高压力腔，后腔低压力腔的单向截流阀；所述气控阀5中腔主进气口相连远程控制电磁阀1的控制口，工作口相连导向阀7上的第一控制口的工作口，相连气控阀5启动信号腔，所述导向阀7上的第一控制口的工作口，相连循环阀4左边4-1,4-2后端的控制腔；所述气控阀5前腔相连气缸2后腔后端盖9的传感器S1阀芯推杆的控制口，工作口相连气缸2前腔前端盖8的传感器S2阀芯推杆的控制口，相连导向阀7上的第一反馈口。所述气控阀5中腔主进气口的控制口，相连气控阀5后腔的单向截流阀工作口，相连导向阀7上的第二反馈口；所述气控阀5后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，相连循环阀4右边4-2前端底部的工作口，相连气缸2后腔活塞10下行时的进气；所述循环阀4右边4-1后端底部的工作口，相连气缸2前腔活塞10回程时的进气；所述气控阀5后腔经截流的控制口相连气缸2前腔后腔，活塞10双向动作时阻止高压空气截流节能的主要通道。

所述气缸2包括后端盖9和前端盖8，所述后端盖9和前端盖8之间设有圆柱形缸筒11，缸筒11内设有活塞10与活塞10相连接的活塞杆12，所述第一活塞10位置检测传感器和第二活塞10位置检测传感器分别设于气缸2的后端盖9部和前端盖8部，所述活塞10位置检测传感器可以感知活塞10在缸筒11内的位置，所述后端盖9内侧设有机械辅助开启锁止机构，所述智能控制阀组3设于后端盖9外上部。

所述机械辅助开启锁止机构包括锁销28、复位弹簧29和护盖31，所述复位弹簧29设于锁销28和护盖31之间，所述护盖31上开设有呼吸孔，所述气缸2后端盖9上开有截流孔，所述截流孔的开启或关闭通过其槽内的密封圈和缓冲套接触控制。

所述活塞10位置检测传感器S1，S2是两只相同的阀芯密封件组成控制的弹簧复位的两位三通阀，其自带排气口；包括传感器阀体，设于传感器阀体内部的控制阀芯推杆的复位弹簧和阀芯复位弹簧组成，传感器阀体上设有环形端口，所述阀体环形端口与控制阀芯组成常闭阀口，将进气口与控制口关闭，阀芯推杆上部为推杆圆形端口，所述推杆圆形端口与控制阀芯组成间接工作口，活塞10接触阀芯推杆控制口开启。

所述缸内直径不小于160mm。

本实用新型由远程电磁控制阀1（以下简称电控阀）、气缸2、活塞位置传感器S1、S2，和智能控制阀组3（以下简称阀组）四部分构成，所述阀组3设于气缸2后端盖9上，所述电控阀1设于阀组3上，所述传感器S1、S2内置于气缸2的端盖处。所述阀组3包括：循环阀左边4-1,4-2，右边4-1,4-2，气控阀5前腔，启动信号腔，中腔主进气口高压力腔，后腔低压力腔的单向截流阀，时间延迟阀6（以下简称延时阀），导向阀7的第一控制口，第一反馈口，导向阀7的第二控制口，第二反馈口。

所述传感器S1和S2实为机械控制的弹簧复位的常闭两位三通阀，内置于气缸端盖中，自带排气功能。图7中可见其主要由阀体15，阀芯推杆16，推杆复位弹簧17，主循环阀芯18，阀芯复位弹簧19组成；环形端口20为进气口，环形端口21为工作口，阀芯推杆16头部端口的23为间接工作口，常闭状态下工作口21与间接工作口23相通；当活塞10靠近端盖过程中触动推杆16时，推杆端口23向右移动并首先接触阀芯18，然后继续移动，推动阀芯18也向右移动，将常闭控制口22打开。此时进气口20的气压直通工作口21，传感器会根据自身在系统内所处的位置和作用不同，驱动气控阀5或导向阀7工作；当活塞10离开端盖时，阀芯18会在复位弹簧19驱动下紧随推杆16向左移动，首先将环形常闭控制口22关闭，此时已将进气口20与工作口21之间的通道切断。随着活塞10的进一步离开，推杆在复位弹簧17作用下继续向左移动直到恢复原位为止，活塞离开时，进气口20的余气逐步从24的排气口排出，此时取消了对导向阀7或气控阀5的控制；所述传感器优势非常明显，与普通二位三通阀相比，它的气压进气口20始终不会与工作口21相通，因此不会有高压空气空放带来的剧烈波动，控制信号稳定可靠。

所述气缸2包括前端盖8，后端盖9，缸筒11，活塞10以及相连的活塞杆12。所述传感器S1位于后端盖9内，传感器S2位于前端盖8内，用于感受活塞10的位置。所述后端盖9内设有机械辅助锁紧机构，所述机械辅助锁紧机构包括锁销28，复位弹簧29和护盖31，所述锁销28一端受弹簧29推力，另一端受缓冲腔27的气压作用。为确保锁销28可以正常移动，护盖31上设有呼吸孔30；为确保给缓冲腔27供气时先运动起来的是锁销28而不是活塞10（活塞先动作的话会与锁销28相互卡住），在缓冲密封件32的后方特设有截流孔26。具体动作流程为：（电控阀1得信号控制导向阀7，导向阀7再控制循环阀左边4-1,4-2的控制腔，同时气控阀5中腔高压气源控制口开启，相连循环阀右边4-2的工作口向缓冲腔27供气，锁销28被迅速抬起，压缩空气越过截流孔26通往气缸后腔13作用于活塞10上，活塞杆12伸出。缓冲套25离开缓冲密封件32之后缓冲腔27与气缸后腔13完全连通，压缩空气可直接作用于活塞10上，活塞10正常移向前端；活塞10回程时，在缓冲套25接触到缓冲密封件32后缓冲腔27，其中的背压因活塞的推进压力升高，锁销28迅速抬起，接触缓冲套25头部的倒角，气缸2后腔13的气压逐步降为零，缓冲腔27的背压因继续排放而压力下降，锁销28在复位弹簧29的推动下落回槽内，完成对活塞10的锁止。（另设有螺杆34，螺母33，气缸2正常工作时，抦紧33的螺母，可避免缓冲套25的槽24锁销28的接触）。

所述延时阀6的蓄气囊为一端带延时控制的截流阀，另一端直通控制的两位三通阀，专用于过硬壳层的压穿力，压壳未成功时驱动气缸回位。自从气缸2后腔13开始建立起压力时，延时阀的蓄气囊即已开始缓慢蓄能。延时阀6与传感器S2在气控图中可见属于并联的关系，都对气缸2活塞10回程起到关键性控制作用。

阀组3上的阀与传感器S1、S2，气缸2、活塞10动作过程：

所述电控阀1的控制信号开启，气控阀5中腔高压气源工作口触发导向阀7第一控制口的阀芯动作置位，触发气控阀5启动信号腔的联体阀芯推向前腔的低压力消失，中腔的高压气源经后腔截流的控制口开启，同时触发循环阀左边4-1,4-2后端互通控制腔的阀芯置位时，左边4-2前端的控制口受控制腔的阀芯置位时关闭，右边4-2前端的控制口开启，相通前端底部截流阀的延时阀6蓄气囊开始蓄气。同时循环阀右边4-1阀芯座前端的控制口受控制腔的阀芯置位时开启，相通气缸2前腔14的排气经左边4-1,4-2中间互通前端底部的排气口，相通气缸2后腔13后端盖9的排气口排气。气缸2前腔14排气过程时缸内的空气压力，使得循环阀右边4-1阀芯座后端的控制口同时开启，已开启的右边4-2前端的控制口，相通气缸2后腔13的进气连通前腔14的排气，气缸2前腔14缸内的排气循环时经右边4-1阀芯座后端已开启的控制口的阀座套的截流孔，相通气控阀5中腔已开启的高压气源经后腔截流的控制口，相通后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，并入气缸2后腔13后端盖9的缓冲腔27锁销28打开的压缩空气不到2bar。活塞10开始下行后端脱离传感器S1的推杆16控制口22弹簧17复位关闭，余气从24排出此时已切断传感器S2的信号通道。气缸2后腔13活塞10下行至壳层高压气源动作施加得压缩空气不到1bar，气缸2前腔14缸内的排气循环到后腔13，填充活塞10下行至壳层动作施加得压缩空气不少于50%。随着活塞10动作的推进气缸2下行时前腔14低压力逐步下降，气缸2后腔13活塞10外部的锤头低压力接触到壳层压穿力受阻时，循环阀右边4-1阀芯座前端的排气控制口弹簧复位关闭。气控阀5中腔已开启的高压气源经后腔截流的控制口，气缸2后腔13的低压力急骤上升，锤头下行开始压壳，壳层阻力小的时候（壳层压穿力约350kg以下）气缸2后腔13的耗气量不到高压气源满负荷的50%，压穿壳层活塞10自动快速回程（过程约1s）。壳层阻力大的时候气缸2后腔13的低压力空气自然升高到壳层压穿力相匹配的气压压穿壳层。活塞10前端接近传感器S2推杆16时壳层已压穿，活塞10前端接触到传感器S2推杆16时的控制口22开启的工作口21，相通气缸2后腔13压壳时的压缩空气相通的信号反馈口，触发导向阀7的第一反馈口的阀芯反馈置位时的工作口关闭，循环阀左边4-1,4-2后端的控制腔压壳时的压缩空气随着关闭，循环阀换向。左边4-2前端的控制口弹簧辅助开启：气缸2后腔13的排气经左边4-1,4-2中间互通前端底部的排气口，相连气缸2后腔13后端盖9的排气口排气。气缸2后腔13缸内排气过程时的空气压力，使得右边4-2前端的控制口开启：同时循环阀右边4-1阀芯座前端的控制口弹簧复位关闭，右边4-1阀芯座后端的控制口同时开启：气缸2后腔13缸内的排气循环时,相通气控阀5中腔已开启的高压气源经后腔截流的控制口，相通后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，相通右边4-1后端阀座套的截流孔，并入气缸2前腔14前端盖8缓冲腔27，填充活塞10回程时得进气，活塞10开始回程。

所述延时阀6的蓄气囊（气缸2静止时零压力），在设定时间内未蓄足能量不会释放触发导向阀7的第二控制口。所述活塞10外部的锤头低压力接触到壳层，压穿力受阻时的不同，在延时阀延时的作用下气控阀5中腔已开启的高压气源经后腔截流的控制口，相通后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，气缸2后腔13与壳层压穿力相匹配的气压，压穿壳层活塞10自动快速回程，蓄气囊内的余气活塞10回程时逐步排空。

所述过硬壳层自动启用延时阀6的延时功能，与不同壳层压穿力相匹配的气压压穿壳层。（过硬壳层压穿力约700kg）延时阀6的截流阀蓄气囊相通导向阀7的第二控制口，所述导向阀7的第二反馈口相通气控阀5后腔侧边压壳时的压缩空气的工作口，活塞10下行时的延时阀6。循环阀左边4-2前端的控制口关闭，右边4-2前端的控制口开启，前端底部进气口，相连延时阀6蓄气囊的截流阀开始进气，蓄气囊蓄足能量约9s。气缸2行程650mm，活塞10下行至壳层需时约2.2s，活塞10外部的锤头低压力接触到壳层压穿力受阻时，气控阀5中腔已开启的高压气源经后腔截流的控制口，相通气控阀5后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，相通气缸2后腔13，活塞10外部锤头接触到壳层时的低压力上升到气源最高压力约2~3s，气缸2后腔13的压缩空气持续蓄压约3~4s，延时阀6的蓄气囊设定时间内蓄足能量，释放触发导向阀7第二控制口的阀芯动作置位，锤头继续下行压穿壳层，活塞10前端接触到传感器S2推杆16时传感器S2的22控制口开启，相通气缸2后腔13压壳时的压缩空气触发导向阀7的第一反馈口的阀芯反馈置位的同时，气控阀5后腔侧边工作口压壳时的压缩空气。触发导向阀7的第二阀芯同时反馈置位。在导向阀7的第一反馈口阀芯反馈置位时的工作口关闭，循环阀左边4-1,4-2后端的控制腔压壳时的压缩空气随着关闭循环阀换向，活塞10开始回程。

所述延时阀6蓄气囊已蓄足能量释放触发未压穿壳层，自动退回原位的功能。活塞10前端不会接触到传感器S2的阀芯推杆16（可警示相关人员处理壳层）释放触发导向阀7的第二控制口阀芯动作时的工作口，相通气控阀5中腔高压气源的工作口触发导向阀7的第一反馈口的阀芯反馈置位的同时，气控阀5后腔侧边压壳时的压缩空气的工作口触发导向阀7第二反馈口的阀芯同时反馈置位。同时在导向阀7的第一反馈口的阀芯反馈置位时的工作口关闭，循环阀左边4-1, 4-2后端的控制腔压壳时的压缩空气随着关闭，循环阀换向。左边4-2前端的控制口弹簧复位开启：气缸2后腔13缸内的排气经循环阀左边4-2,4-1中间互通前端底部的排气口相通气缸2后腔13后端盖9的排气口排气，气缸2后腔13缸内排气过程时的空气压力，同样使得循环阀右边4-2前端的控制口开启，同时循环阀右边4-1阀芯座前端的控制口弹簧复位关闭，右边4-1阀芯座后端的控制口开启：气缸2后腔13缸内的排气，循环时相通气控阀5中腔已开启的高压气源经后腔截流的控制口，相通后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，经右边4-1阀芯座后端的控制口后端阀座套的截流孔，压壳时的压缩空气并入前端盖8的缓冲腔27相通气缸2前腔14进气，活塞10开始回程。未压穿压壳时的气缸2前腔14的低压力，后腔13的高压空气，气缸2后腔13从初排气过程中循环填充到气缸2前腔14得压缩空气不少于70%，使活塞10外部锤头重量自动快速回程至锁止需时约2.2s。气缸2前腔14活塞10回程至锁止，高压气源填充活塞10动作施加得压缩空气不到1bar。气缸2后腔13缸内的排气循环到前腔14，填充活塞10回程至锁止动作施加得压缩空气不少于50%。随着活塞10的回程气缸2后腔13回程时的压缩空气逐步下降，直至气缸2后腔13后端盖9的缓冲腔27，活塞10后端的缓冲套25头部的倒角接触锁销28弹簧29复位滑入槽内。活塞10后端接触到传感器S1推杆16的22控制口开启，相通气缸2前腔14活塞10回程时的压缩空气触发气控阀5前腔的联体阀芯推向后腔，气控阀5中腔高压气源经后腔截流的控制口关闭，活塞10回程锁止。气缸2静止时的气控阀5中腔主进气口的高压力腔。气缸2静止时的后腔13，导向阀7的第一控制口，第二控制口，延时阀6的蓄气囊，传感器S2的工作口，电控阀1的工作口，循环阀左边4-1,4-2后端的控制腔，气控阀5的启动信号腔的压缩空气均在零压力。气缸2静止时的前腔14，传感器S1的工作口，导向阀7的第一反馈口，第二反馈口，气控阀5的前腔，后腔的压缩空气均不到2bar。阀组3上的阀与传感器S1，S2气缸2活塞10动作静止过程已述，等待下一次开启。

所述电控阀1的控制信号开启的设定时间1~1.5s以内，（气缸2活塞10自身具有下行、压壳时不同壳层的压穿力相匹配的气压、压穿壳层活塞10自动快速回程、锁止等循环）。开启后的信号时间也是电磁阀通电和高压气源通气时间，信号时间的过长（如3s以上）电控阀1的启动信号工作口保持在高压力状态，在传感器S2的推杆16控制口22开启的反馈信号失灵，压穿壳层影响活塞10不能快速自动回程等功能。锤头渗泡高温铝汤中的热量传递，影响密封件、电控阀1的使用寿命，气缸2后腔13压壳时的高压空气，活塞10回程时排入大气而浪费。在设定的时间内信号结束（或延时阀6的蓄气囊蓄足能量释放触发导向阀7的第二控制口的阀芯动作置位，活塞10可回程）。开启后的电控阀1信号工作口，高压气源触动阀芯动作置位后的余气，设有自带排气不会对活塞10下行回程时的高压余气，造成信号失灵阀芯动作重复的现象。

所述气控阀5中腔高压气源经后腔截流的控制口，（后腔的控制口受电控阀1的控制信号开启时，活塞10下行，压壳，回程直至锁止时关闭）。气控阀后腔阀芯后端的弹簧设定弹性的低压力辅助控制口快速开启。后腔的单向截流阀。气缸2的后腔13前腔14缸内的排气循环填充的压缩空气，中腔的高压气源经后腔截流的控制口，都经后腔的单向截流阀侧边互通的工作口，与循环的压缩空气都经循环阀右边4-1阀芯座后端的控制口后端的阀座套的截流孔，相通右边4-2前端的控制口并入气缸2后腔13前腔14，填充活塞10双向动作施加得压缩空气不到2bar。气缸2长时间静止时的空气压力会缓慢泄漏下降，（长时间2~3小时）这时的气控阀5后腔弹簧设定弹性的低压力，辅助已关闭的高压气源控制口会间接快速开启，补充泄漏下降的空气压力会自动快速关闭，它的快速关闭作用气控阀5前腔的空气压力，相对应的弹性压力而快速关闭，锤头重量不会下滑停原位。对普通气缸来说气缸2后腔13前腔14活塞10下行回程时，动作施加空气压力与气源压力的相等，而动作压力的上升，即是高压气源无节制的进入导致的，在活塞10下行回程时这部分高压空气被排入大气而白白浪费。气控阀5的关键作用确保气缸2静止时的前腔14，活塞10双向动作时的低压力空气，气缸2后腔13前腔14活塞10双向动作均工作于高压气源得压缩空气不到1bar。在压壳时活塞10外部锤头低压力接触到壳层压穿力受阻时，可自然输入与壳层压穿力相匹配的气压，压穿壳层活塞10自动快速回程。壳层阻力较小的时候耗气量不到高压气源满负荷的50%，壳层阻力较大的时候，气压自然升高到能压穿为止。遇较硬壳层，自动启用延时阀6延时功能，锤头停留壳层缓压5~7s的延时压穿率递增，或未压穿壳层自动退回原位的功能。气缸2前腔14后腔13在排气过程中，可循环填充活塞10双向动作施加得压缩空气不少于50%，实现节能60%左右。本实用新型气缸具有结构设计合理、节能效果显著，使用可靠的特点，可为客户节省大量的使用过程成本。

如图5所示，以特定截流阀，螺纹咬合结构替代呼吸孔，经泄出的小容腔可以控制进气和蓄气的时间，这时延迟阀的动作时间可以在较大范围内调整。

如图6所示，替代螺纹咬合的呼吸孔经泄出的小容腔在蓄气触发的过程中，实测此结构稳定可靠，防尘耐脏，实用有效。

所述故障维修警示在阀组3气控阀5的顶部连接一只普通压力表红色指针警示压力，分三个部分（供气源的最高压力如5bar，气缸2静止时的低压力1.6bar~2bar）。

警示一：气缸2静止时，如红色指针警示1.6~2bar，电控阀1受控打开，1.5秒以内锤头不会向下移动时红色指针警示原位1.6~2bar，属于电路气控故障需要人工处理。

警示二：电控阀1受控打开，锤头动作下行至壳面，红色指针警示零位置，属于正常，锤头会在壳层缓压设定时间5~7s内，超出设定时间内锤头未能回程，红色指针警示零位置，属于气控故障需要人工处理。

警示三：锤头压穿壳层红色指针警示零位置属于正常。红色指针警示供气源的最高压力如5bar相等，锤头回程时间超出5~7s以上，属于气控故障需要人工处理。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。