一种智能压力控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能压力控制系统，该系统包括旋涡气泵、柴油动力机、集成式发电模组、压力监测与控制单元、万向轮柜体。其中旋涡气泵与柴油动力机分别设在万向轮柜体的内部左侧与右侧，柴油动力机的输出轴与旋涡气泵主轴连接，压力监测与控制单元设在万向轮柜体上部。所述的压力监测与控制单元包括操控面板、控制器、蓄电池、压力传感器。压力传感器感知目标气囊压力，并将信号传递至控制器；控制器接收压力传感器的输出信号并与设定值比较，进而判定是否启动柴油动力机驱动旋涡气泵，从而实现了对目标气囊的压力构建与智能控制。本实用新型所涉及的智能压力控制系统设计理念先进，技术成熟，且具有良好的通用性，适宜在业内大范围推广应用。
【专利说明】一种智能压力控制系统
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种智能压力控制系统，具体为一种用于充气式膜结构产品的充 气及压力检测与控制的智能压力控制系统。
【背景技术】
[0002] 膜结构作为一种全新的空间结构形式，是近年来随着高性能膜材技术的发展而逐 渐成熟，它集建筑学、结构力学、材料科学、计算机技术以及美学等多学科为一体。
[0003] 膜结构具有丰富的造型、自重轻、跨度能力强、施工速度快、抗震能力强、绿色环保 等特征，配合可移动式基座设计，还可实现产品的自由架设与撤收，卷曲式打包存储，方便 运输，具有较高的机动性能，因此被世界各国广泛应用于体育场馆、交通工程设施、商业设 计、各种户外临时性景观造型、城市标志性建筑物以及战时军用应急和临时性遮障系统、仓 储等领域。根据结构受力特征和膜材在结构体系中的主要功能，通常膜结构可分为张拉式 膜结构、骨架支撑式膜结构、充气式膜结构三大类，他们分别具有不同的技术特征和结构表 现形式，可针对性的应用于不同的场合。
[0004] 充气式膜结构是一种利用"帆船"原理，由膜内高压气体支撑膜面，并通过压力传 递，将结构自重以及外部荷载转化为对膜材拉伸受力的空间结构形式。按照气室结构特征， 充气式膜结构可细分为气承式膜结构、双层气承式膜结构以及气囊式膜结构三大类。无论 何种充气式膜结构产品，其气室压力的构建、分布与维持是实施气膜结构造型的关键因素。 针对大尺度气膜结构而言，仅需较小的压强即可获得较高的整体刚性，进而提供较大的抗 荷载能力；而小中小尺寸的气膜结构产品，则需要维持较高的内部压力，方可实现产品结构 支撑与稳定。
[0005] 充气式膜结构产品的技术特征决定了与其配套使用的压力构建与维持设备包括 大风量、低压模式和中小风量、高压模式两大类；其中大功率鼓风机因送风量大，结构简单， 操作简便主要用于诸如体育场馆等大尺寸充气式膜结构产品领域；而中小尺寸的充气式膜 结构产品则更倾向于选用离心式旋涡气泵供气。在工作过程中，无论是低压鼓风机还是高 压旋涡气泵，均需依赖外接电源提供动力，驱动设备运转，并由操作人员人工或者借助于压 力传感器实时测量气囊压力，根据当前实测的气囊压力是否符合设定指标，判定鼓风机或 者旋涡气泵的启动与停止。这种全人工压力操控模式虽然成本低廉，但完全依赖现场操作 人员的业务素养，且操作期间劳动强度巨大，可靠性较低，存在一定的安全隐患，特别是现 场无市电电源状态下还需配置发电设备，造成使用不便。 实用新型内容
[0006] 针对充气式膜结构产品领域当前所用的鼓风机及旋涡气泵类压力构建与维持设 备存在的依赖外部电源，压力测定与监控依靠人工操作等问题，本实用新型提供一种集小 功率电源，动力输出以及压力实时监测与控制于一体的智能压力控制系统。该智能压力控 制系统包括旋涡气泵、柴油动力机、集成式发电模组、压力监测与控制单元、万向轮柜体五 大部件；其中由旋涡气泵实现气流的定向输出，以构建气囊压力；柴油动力机输出轴则以 内啮合齿轮与旋涡气泵中心主轴连接，实现机械传动；柴油动力机输出轴上集成有发电模 组，实现小功率电能输出；位于柜体上部的压力监测与控制单元则可在工作参数设定后实 现本压力控制系统的全自动监测与控制；位于柜体底部的万象移动轮便于设备的短距离机 动。
[0007] 本实用新型所涉及的智能压力控制系统所属各个零部件均选用可市场采购的制 式产品，整体组装后协同工作，产品的可靠性较高，操作简单，维护成本低廉，可为充气式膜 结构产品提供便捷可靠的压力构建与维持。
[0008] 具体地，本实用新型所涉及的智能压力控制系统包括旋涡气泵、柴油动力机、集成 式发电模组、压力监测与控制单元、万向轮柜体；所述的旋涡气泵设置在万向轮柜体的内部 左侧，柴油动力机设置在万向轮柜体的内部右侧，柴油动力机的输出轴与旋涡气泵主轴以 内啮合齿轮连接；所述的压力监测与控制单元设置在万向轮柜体上部。
[0009] 所述的柴油动力机为电启动柴油动力机，可由手动或者压力监测与控制单元根据 设定参数控制其启动与关闭，该柴油动力机以螺栓固定于万向轮箱体内部右侧，排烟通道 自柜体左侧穿出。
[0010] 所述的集成式发电模组集成于柴油动力机与旋涡气泵之间的柴油动力机输出轴 上；柴油动力机输出轴外护套内侧设置有相反的磁极，线圈绕组固定于动力输出轴上，且可 随着柴油动力机所属动力输出轴一起转动，实现发电功能。
[0011] 所述的压力监测与控制单元包括操控面板、控制器、蓄电池、压力传感器；其中，压 力监测与控制单元所属的控制器、蓄电池、压力传感器布置于操控面板后部空间。
[0012] 所述的万向轮柜体底部设置有四个万向移动轮，可实现设备的短距离机动。
[0013] 本实用新型所涉产品工作时，由柴油动力机驱动旋涡气泵转动，转动的同时集成 式发电模组可输出电能，为蓄电池充电；压力传感器探头感知的压力转换为电信号输送至 压力监测与控制单元，并判定气囊压力与设定值关系，并根据所判定的结果，由压力监测与 控制单元所属控制器发出控制信号，实现柴油动力机的启动或者关闭，从而实现对目标气 囊气压的智能控制。
[0014] 本实用新型是针对当前充气式膜结构产品的压力构建与维持缺少专用型设备，而 所用的商品化鼓风机或者旋涡气泵属于制式产品，功能简单，针对性不强等问题，综合考虑 充气式膜结构产品技术特征与应用要求，采用新设计而研制的。
[0015] 本实用新型所涉及的智能压力控制系统集成了充气、发电、压力监测、压力自动控 制诸多功能与一体，解决了充气式气膜结构产品在压力构建与维持过程借用通用型、制式 鼓风机或者旋涡气泵存在的设备零散，操作程序复杂繁琐，且依赖人工等问题。该智能压力 控制系统设计理念先进，技术成熟，所选零部件均已商品化，且具有良好的通用性，适宜在 业内大范围推广应用。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为智能压力控制系统原理图。
[0017] 图2为智能压力控制系统整体结构示意图。
[0018] 图3为柴油动力机与旋涡气泵主轴的轴连接处结构示意图。
[0019] 图4为操控面板示意图。
[0020] 图5为箱式智能压力控制系统整体结构示意图
【具体实施方式】
[0021] 下面结合具体实施例对本实用新型所述的智能压力控制系统进行详细描述。以下 实施例只是用于对本实用新型的进一步描述，不能理解为对本实用新型保护范围的限制， 技术人员根据本实用新型内容对本实用新型进行的非实质性改动仍然属于本实用新型的 保护内容。
[0022] 实施例一
[0023] 如图1所示为智能压力控制系统工作原理图，包括蓄电池、控制器、压力传感器、 柴油动力机、旋涡气泵、气囊，其中虚线框中结构组件构成智能压力控制系统所属压力监测 与控制单元。整个控制系统的运行原理如下：首先将旋涡气泵出风口及压力传感器与目标 气囊连接；设置相应工作参数；随后启动柴油动力机，当柴油动力机运行后，将通过轴连接 处的内啮合齿轮带动旋涡气泵工作充气，同时集成式发电模组为蓄电池充电。旋涡气泵工 作时可以为气囊充气，当气囊中的气压达到了所设置的参数时，与气囊相通的测压管会将 气压信息传递给压力传感器，控制器会将压力传感器的输出信号与设定值比较，并根据比 较结果发出控制信号给柴油发动机的驱动装置，使柴油发动机根据气囊中的气压变化而决 定是否工作，从而实现了对气囊内部气压的智能控制。
[0024] 如图2所示为智能压力控制系统主体结构示意图，包括旋涡气泵1，柴油动力机2， 集成式发电模组3,压力监测与控制单元4,万向轮柜体5。其中旋涡气泵1的进气管6和 出气管7均从柴油动力机底部空间穿过，并伸出柜体右侧面板。柴油动力机2的排烟通道 8从柜体的左侧面板穿出，万向轮柜体5的四个万向轮9分别置于柜体底部四角处，操控面 板10位于柜体上部压力监测与控制单元4的前部。
[0025] 如图3所示为柴油动力机与旋涡气泵主轴的轴连接处结构示意图。其中11为柴 油动力机的输出轴，12为柴油动力机与旋涡气泵轴连接处的内啮合齿轮，13为旋涡气泵的 主轴，14为磁铁N极，15为磁铁S极，16为可随柴油动力机输出轴转动的导电线圈，17为柴 油动力机输出轴的外护套。
[0026] 如图4所示为压力监测与控制单元4所属的操控面板示意图。其中22、23、24、25 分别为四路独立工作的控制器，18、19、20、21分别为压力传感器的测压管外部接口，26、27、 28、29则分别为22、23、24、26四路独立控制器的专用开关，30为整个系统的总开关。
[0027] 实施例二
[0028] 本实施例中，将柜式智能压力控制系统的结构布局改为箱式，而其它零部件均采 用相同的型号和结构布局，由此可设计制造具有可开启的箱式结构智能压力控制系统。如 图5所示为箱式智能压力控制系统总体结构示意图，其中位于箱盖部分为智能压力控制系 统的压力监测与控制单元。
【权利要求】
1. 一种智能压力控制系统，其特征在于：其包括旋涡气泵、柴油动力机、集成式发电模 组、压力监测与控制单元、万向轮柜体；所述的旋涡气泵设置在万向轮柜体的内部左侧，柴 油动力机设置在万向轮柜体的内部右侧，柴油动力机的输出轴与旋涡气泵主轴以内啮合齿 轮连接；所述的压力监测与控制单元设置在万向轮柜体上部。
2. 根据权利要求1所述的智能压力控制系统，其特征在于：所述的柴油动力机为电启 动柴油动力机。
3. 根据权利要求1所述的智能压力控制系统，其特征在于：所述的集成式发电模组集 成于柴油动力机与旋涡气泵之间的柴油动力机输出轴上。
4. 根据权利要求1所述的智能压力控制系统，其特征在于：所述的压力监测与控制单 元包括操控面板、控制器、蓄电池、压力传感器；控制器、蓄电池、压力传感器布置于操控面 板后部空间。
5. 根据权利要求1所述的智能压力控制系统，其特征在于：所述的万向轮柜体底部设 置有四个万向移动轮。
【文档编号】G05D16/20GK203870482SQ201420147485
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年3月28日 优先权日:2014年3月28日
【发明者】刘云鹏, 朱阳春 申请人:北京元恒大通科技有限公司