氣動工具的低壓關閉閥是一種在進氣壓力低于預設水平時自動切斷氣源的安全裝置，確保工具在氣壓不足時停止運行。其核心結構和工作原理如下：

一、核心結構

1. 氣道系統

• 主要進氣口：連接壓縮空氣源（如空壓機）。

• 排氣口：輸出空氣至氣動工具的動力系統。

• 次要進氣口：接收控制信號（如空氣邏輯系統的脈沖氣流），用于觸發閥門開啟。

• 頸部：位于主進/排氣口間的狹窄通道，起密封作用。

2. 可移動軸與活塞組件

• 軸向分離設計：兩活塞固定于同一軸但位置錯開，實現功能解耦（權利要求1）。
  

  
  
  
  

• 彈性墊圈：安裝在活塞外圍，增強密封性（見權利要求3）。

• 軸：橫穿氣道，可在兩個位置間滑動。

• 第一活塞：位于頸部區域，徑向尺寸與頸部匹配，用于堵塞/開放氣道。

• 第二活塞：遠離主氣道設置，受次要進氣口氣流驅動，用于啟動閥門。

3. 輔助機構

• 第一孔容納開啟狀態的第一活塞，防止背壓干擾（權利要求6）；

• 第二孔容納關閉狀態的第二活塞，形成密閉驅動腔（權利要求4）。

• 偏置元件（如彈簧）：將軸恒定向關閉位置推壓（權利要求1）。

• 手動關閉按鈕：位于軸端部，按壓可強制關閉閥門（權利要求8）。

• 密封孔：

二、工作流程

1. 關閉狀態（低壓/未啟動）

• 偏置元件將軸推至第一位置，第一活塞堵塞頸部（圖3A）。

• 第二活塞位于第二孔內，與孔壁緊密貼合。

• 結果：主氣道切斷，工具無法運行。

2. 開啟過程（啟動信號觸發）

• 次要進氣口通入氣流（如操作者按下開關），作用于第二活塞底部（面積A?）。

• 氣流推力克服偏置力，推動軸移至第二位置（圖3B）：

• 第一活塞移出頸部，進入第一孔密封；

• 主氣道開放，空氣流向工具動力系統。

• 關鍵設計：僅需短暫氣流脈沖即可完成切換（見具體實施方式）。

3. 自保持狀態（正常運行）

• 主氣道氣流作用于第一活塞底部（面積A?），產生持續推力（圖4B）。

• 該推力 > 偏置力，使閥門穩定在開啟位（即使次要進氣口氣流已停止）。

• 低壓保護：若氣壓降至預設值以下，偏置力 > 氣流推力，閥門自動復位關閉（圖4A）。
  

  
  
  
  

4. 緊急關閉

• 按壓手動按鈕（圖5），輕微位移破壞第一活塞與孔的密封。

• 偏置力瞬間推動軸返回關閉位。
  

  

三、創新優勢（對比傳統設計）

1. 大流量通道

• 傳統傾斜閥因結構限制流量低；本設計采用直通式頸部，活塞移出后氣道全開（背景技術提及）。

2. 雙活塞解耦控制

• 第二活塞獨立受控，避免主氣流干擾啟閉信號（權利要求1）。

3. 低壓精準響應

• 通過調整面積A?與偏置力比值，預設壓力閾值（如0.4MPa）。

4. 失效保護

• 彈簧恒定為關閉狀態提供冗余保障。

四、應用實例

專利以推進式氣動鉆為例（圖1/圖2）：

• 場景：在飛機復合材料蒙皮鉆孔時，若氣壓不足（如供氣管破裂），鉆頭易卡死損壞工件。

• 閥安裝位：集成于工具連接器（背景技術）。

• 工作流程：

1. 操作者按啟動鈕 → 次要進氣口通入脈沖氣流 → 閥門開啟；

2. 正常鉆孔中，主氣流維持閥門開啟；

3. 若氣壓驟降（如空壓機故障），閥門0.5秒內自動切斷氣源，鉆頭停轉；

4. 突發狀況時，操作者拍擊手動按鈕緊急停機。
   

   
   
   
   

五、總結

該低壓關閉閥通過雙活塞+氣道頸部的機械設計，實現了：
① 低壓自動保護；② 大流量供氣；③ 一鍵急停；④ 啟閉狀態自保持。其核心價值在于解決了傳統閥門在流量與可靠性間的矛盾（背景技術強調），特別適用于航空制造、汽車裝配等對氣動工具安全性要求極高的領域。