[原创]模型喷笔用专业气泵自制教程

seiko

初到5iMX论坛，学到了很多东西，为表感谢，献上我很久以前写的一篇文章，希望对爱动手的模友有所帮助。

模型喷笔用专业气泵自制教程





目录
前言
第一部分 气动部分
1.1 主要部件采购单（仅供参考）
1.2 空气压缩机的选择
1.3 储气罐的选择
1.4 储气罐压力控制器
1.5 油水过滤器、气压调节器
1.6 其他部件
1.7 连接测试
第二部分  电器部分
2.1 主要部件采购单（仅供参考）
2.2 原理和部件选择标准
2.3 接线制作
2.4 上电测试
第三部分 总安装调试
3.1 总装配
3.2 总调试



前 言

网上有很多文章，是介绍如何使用冰箱压缩机改装成模型喷笔用的气泵。按照其方法，可以用很少的费用（相对于购买一台完整功能的比较好的气泵来说）自己制作一台气泵，满足喷笔需要气源的要求。但是，按照这种改装方法，也有不足之处。首先，安全性得不到保证，为了节省费用，很多气泵改装方法根本没有加上压力安全保护装置，气泵其实是个很危险的设备，如果不小心压力过高，爆缸或者爆管是很容易发生的事情（本人就遇到过因为不小心气压压力过高而爆管，其声音之响可以惊动全家），做模型本来是修身养性，弄得生命安全受到威胁那就不好玩了。其次，气泵出气达不到专业气泵应有的稳定、干净的压缩空气。举例来说，对空气过滤调压器有误导的说法，“调压器上有空气排泄孔，通过排泄多余的气体来调节压力”这种说法导致我走了很多弯路，相信其他朋友也一样。“两个滤杯一个是滤水，一个是滤油”也有不对之处，其实另外一个滤杯是用来在空气当中加油雾给气动工具润滑用的，作用正好相反。经过两个多月的摸索，边查资料，边动手改进，总算制造出一台比较专业的气泵，可以让他的功能特点达到市场上的工业气泵的水平。其优点为超静音（冰箱压缩机）、安全和气压稳定（电接点压力表保证储气罐压力范围）、自动开关机（继电器组保证压缩机自动开停）、出气干净（一个或两个油水过滤器）、储气罐压力调节（限流器+球阀排泄多余空气）、喷笔压力任意调节（压力调节器）。缺点：因为零件比较多，造价相对较高。我为了造这个气泵，花费更是厉害，包括为了改进气泵多买了很多多余的配件，因为不懂行情买配件被人斩，因为是气动外行买到大兴的配件等等。但是最终得到了一个优化的气泵，还是值得的。 ：）

估计总预算700元到850元左右，其中包括一支300元左右的喷笔，一台冰箱压缩机，以及相关的气动元件、电动元件。

seiko

第一部分 气动部分

1.1 主要部件采购单（仅供参考）
冰箱压缩机（220V 1/3匹）  1台；8mm铜管接头（根据压缩机铜管尺寸选择）  3个；8mm气管快速接头  1个；转接铜接头  3个
储气罐：20mm编织气管  5米；20mm气管铁箍、8mm气管快速接头、转接铜接头  2套
带调压器和压力表的油水过滤器  1个；8mm气管快速接头  2个
油水过滤器  1个；8mm气管快速接头  2个
球阀  1个；带8mm快速接头的汽缸限流器  1个；8mm气管快速接头  1个
电接点压力表（选购标准见第二部分）  1个；8mm气管快速接头  1个
红色8mm PV气管  5米
透明8mm PV气管  10米
8mm气管四通接头  1个
0.2mm或0.3mm喷笔  1支
生料带  1卷
扎带  若干

注：8mm气管快速接头写在每个部件后面，是因为要根据部件的螺纹大小选配不同尺寸的气管快速接头。写在一行上的部件购买时必须配对螺纹，也就是说能拧在一起。

安装工具：美工刀；两把扳手；螺丝刀；剪刀；

1.2 空气压缩机的选择

按照静音和价廉物美的方针，冰箱压缩机是最好的选择。冰箱压缩机来源有很多，废的冰箱，冰箱维修部，二手压缩机，全新的出厂压缩机等等，其中有国产的和进口的，质量上和价格上各有不同，因为是用作空气压缩机，国产的已经足够用了。看个人的条件自己选择。需要注意的是选择的时候，冰箱压缩机的工作电压为220V交流电，功率1/4匹或1/3匹就够用了。压缩机的电源线接线如图1-1，两个电源线分别接在过载保护器和起动继电器上面，接地线直接用螺丝固定在压缩机缸体金属外壳上。如果要美观一些，可以使用电源线插片连接。压缩机的进气口和出气口一般为铜管，两根较粗（一般为8mm）的为进气口，一根较细（一般6-7mm）的为出气口。购买的时候把手指放在出气口轻轻堵上，如果能感觉到出来的气体能有强劲的后劲推动手指就是良好的压缩机。如果是买的全新的压缩机，铜管开口处很圆滑整齐，几乎不需要做二次加工。如果买的是二手的，就需要自己动手把开口处用锉刀挫整齐，以便安装铜管接头（需要注意如何防止挫掉的铜屑掉入管中）。压缩机出气口与气管的连接可使用铜管接头。铜管接头由三件部件组成，除两个铜接头之外还有一个圆箍状的小铜管是用在两个接头之间紧紧抱住压缩机铜管用的，用扳手把两个铜接头拧紧如图中所示。进气口为了防止灰尘进入，可用透气的海绵堵上，但是要注意海绵不要太小，以免被吸入压缩机中取不出来造成故障。

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1.3 储气罐的选择

也许有人要问，为什么要用储气罐呢，把气管直接接在压缩机出气口不就得了吗？因为压缩机压出来的气并不是平稳的，是一波一波的（用手在出气口能够感觉到），不能马上用于要求稳定气压的喷笔上，所以这里的储气罐有个很重要的作用是稳定气压，就像水力发电站的蓄水库一样。工业用的储气罐都是严格制造，能储存并承受一定压力范围的压缩气体。如果能买到一个真正储气罐当然最好了，但是市场上单独卖储气罐的很少，所以只能自己动手做一个了。看到网上有多种解决方法，用无缝钢管自己焊一个钢瓶，用灭火器钢瓶改造成一个钢瓶，用一段长的粗的气管当气管等等。不管用什么方法，安全是第一位的，自制气泵最危险的一个环节就是储气罐。这里我采用的是粗气管当储气罐，因为这个方法简单易行，而且相对于钢瓶要安全的多。制作方法如下：首先购买一段粗气管，直径20mm或以上，长度可以根据需要的储气罐容积自己换算，公式就不说了，圆柱体体积公式初中生也会了。一般5米-15米都可以，我用的是3米长，稍稍不足但是也可以用了。粗气管两端用美工刀切割整齐，然后插入20mm转接铜接头和8mm气管快速接头，注意要使用生料带和气管箍保证气密性。粗气管比较长，可以盘起来用扎带扎好。

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1.4 储气罐压力控制器

（如果使用的是专业储气罐而且容积较大，可以忽略此节）
因为本文使用的是粗气管做储气罐，不管多长总是容积有限（存储的压缩空气很快就用光），要用通常的电接点压力表控制压力的方法，会造成压缩机频繁开关机影响压缩机寿命，所以用此装置维持压缩机持续工作。

这里说的压力控制，是指在压缩机稳定工作的情况下，能保持储气罐维持在一定的压力下。但是压缩机在稳定工作不断的压缩气体，储气罐的压力怎么会不上升呢，这里采用排气阀在气管通路中故意泄漏一些气体，当压力过高的时候排气阀排出的气体多，压力小的时候，排气阀排出的气体也少，这样不用电接点压力表也能把压力维持在一定水平。使用一个球阀加上仔细调节排气量就可以达到这个作用。这里图中的是一个汽缸限流器+球阀的组合，能更好的控制排气量。球阀排除的气体有一定的声音，“嘶嘶”的声音，如果想要声音轻一点，可以用透气的海绵堵住出气口。球阀需要仔细调节，具体请看下面的相关测试和总调试。

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1.5 油水过滤器、气压调节器

市场上有很多种类，规格大小各不同。只要是用在空气调压过滤的基本都能用，选择稍微好一点的品牌，比如三耐斯、XMC等。单个滤杯+调压器的组合就可以了。那种两个滤杯的过滤器，另外一个是给空气加润滑油的（用在气动工具上），我们这里没有必要使用。我买的两个滤杯的那种后来看了说明书才明白的，而且加油雾的杯中已经有不少润滑油了，为了擦干净费了不少功夫（全部拆开用餐巾纸和无水酒精擦洗）。特别值得注意的是，我们采用的是冰箱压缩机，这种压缩机有个缺点是出气中有大量的油雾（压缩机内部润滑和冷却用），采用一个油水过滤器很难把空气中的油水全部滤干净，所以我的做法是用两个油水过滤器，一个油水过滤器接在压缩机出气口过滤掉大部分油水，另一个油水过滤器+调压器接在喷笔出气口过滤掉剩余的水汽和调节出气压力。只用一个油水过滤器还有个缺点是会弄得管子里到处都是油水，脏兮兮的，我一开始就是这样的。气压调节器的作用是降低出气口的气压，达到喷笔的气压要求，它并不是通过排泄多余气体来作用的，一般喷笔调节到0.05Mpa的压力就可以正常工作了。过滤器的两端拧上气管快速接头，注意用生料带保持气密性。气压调节器上的压力表是用来表示出气口的压力的。油水过滤器下面的接头是半自动排水器，平时无压力时呈打开状态，油水自动排除。内部有压力的时候，气体压力迫使阀门往下关闭排水孔。根据选择的储气罐的不同，需要对排水阀做不同处理，看文章最后的总调测试。

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1.6 其他部件

看见图中一圈一圈的气管了吗，这样连接喷笔的好处是收放自如，使用喷笔比较灵活。可以自己做成这样的，把买来的直气管缠绕在圆棒上，固定好，然后用开水泡，拿出来马上放到冰水中，重复几次，气管就变形成这样了。不过这样做气管消耗量很大，看我这小小的一段就用掉了10米透明气管。购买气管和气管快速接头很有讲究，不要买太差的，我上次买的一个比较差的三通接头，几天就坏了漏气了。台湾三耐斯气管不错，有很多规格和颜色，8mm直径能承受压力10KG的最常见，但要注意别买到假的，看管壁的厚度就知道了，假的管壁很薄，有条件的带把游标卡尺测量一下内外管径，正宗的应该是外径8mm，内径5mm。气管快速接头牌子很多，质量相差很多，买的时候和老板说要好的那种，一般为台湾或韩国进口的，当然价格也要贵一些。气管的连接很简单，把气管的接口处用美工刀切割平整，然后用力插入快速接头插到底就可以了，要把气管拔出来得先压紧外面的塑料环，然后把气管拔出来。电接点压力表见第二部分电气部分。

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1.7 连接测试

按照图纸所示把气动部件连接起来。接上喷笔。打开球阀（出气最大）。把压缩机电源线和带插头的电源线相连，然后插上220V交流电。这时候压缩机开始运转，因为出气口被堵住（喷笔没按下之前不会喷出空气），空气应该从球阀中排出，并且有“嘶嘶”的声音，此时看电接点压力表，指针应该都没有动。然后小心调节球阀，慢慢关上，不要全部关死，留一点点，同时注意电接点压力表，压力表指针会慢慢上升，用球阀控制最终的压力，保持在0.2Mpa左右。这是一个平衡的过程，球阀调节得好，能控制压力维持在一定水平。观察一下各个接头处有没有漏气，如果有漏气，需要找出原因并且解决。按住喷笔开关，喷笔应该能出气。这时候调节气压调节器，同时看气压调节器上的压力表，直到显示压力为0.05Mpa左右，这样就达到了喷笔稳定工作的气压。电接点压力表上显示的是储气罐压力，随着喷笔的出气，压力会有一定下降，但是始终维持在高于喷笔压力的水平上。

seiko

至此，一个简易的气泵就制作完毕了，而且能够正常工作，喷笔喷出一定气压稳定的气流，油水过滤器能净化喷出来的空气。也许有人要问，这样就可以了啊，为什么还要用继电器控制呢？有两个原因，一是为了安全保证，虽然不用电气控制部分也能控制压力，但是万一出气口被堵住，万一不知道什么原因储气罐压力一直往上升超过极限呢，这时候谁来保证整个气泵系统的安全？还有一个是有些朋友使用比较大的储气罐，比如用灭火器改装的，储气罐的容积足够大，可以维持喷笔工作一段时间，也不需要使用球阀排泄气体，这时候需要冰箱压缩机工作一段时间为储气罐充气，达到一定压力后自动关机，使用喷笔一段时间后，储气罐压力下降到一定程度后再自动开机，这段时间间隔较长，不可能人工进行操作。这时候只有用电接点压力表和继电器组实现压力安全保护和自动开关机。

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第二部分  电器部分

2.1 主要部件采购单（仅供参考）
继电器  3组
电接点压力表  1个
12V直流开关电源  1个
双连开关  1个
三芯电源插座  1个
带插头的电源线  2条
连接电线、连接插片和热缩管  若干

注：这些部件的选购标准在下一节有说明。

安装工具：剪刀、美工刀、螺丝刀、万用表、打火机

2.2 原理和部件选择标准

储气罐压力控制和安全装置，因为空气压缩机过来的气体是不限压的，如果让压缩机不停转的工作，储气罐很容易压力过高而爆缸。此装置为设定一个上下限，压力到达下限，压缩机开始工作，压力到达上限，压缩机停止工作，储气罐气体用掉一些后，压力下降到下限，压缩机又开始工作，周而复始。



电接点压力表和继电器的工作原理：仪表的作用原理是测量系统的弹簧管在被测介质的压力作用下，迫使弹簧管之末端产生相应的弹性变形一位移，借助拉杆经齿轮传动机构的传动并予放大，由固定于齿轮轴上的指针(连同触头)将被测值在刻度盘上指示出来。与此同时，当其与经定针上的触头(上限或下限)相接触(或断开)的瞬间，通过电路系统中的继电器及接触器的作用(将电源接通或切断)，使得控制机构作出相应的动作(工作与否)，并可发出电信号，以达到自动控制和报警的目的。

电接点压力表都是很大型的，买的时候选最小的那种，外径60mm，耐压10KG。看到压力表旁边的接线盒，那里引出三条电线起控制作用。

seiko

继电器：规格为，线围电压12V DC，触点四开四闭，触点能承受电压220V AC和电流3A以上。我买的是欧姆龙（OMRON）性价比不错，为马来西亚或国内合资厂制作，做工精致。买的时候别忘了给继电器配上底座，就是像图中一样的可以用螺丝拧紧接线的那种，插座也有好坏，最好配原装和继电器一样牌子的。



12V直流开关电源：我选择的是220V交流转12V - 1.3A直流的开关电源，价格比较贵，但是优点是重量轻，工作时发热小，12V输出口有过载保护（把两条线搭在一起短路也没问题）。用作继电器的工作电源是不错的选择。



双连开关用作整个系统的开关，要求能承受220V AC和3A以上电流。
电源插座参考电脑用的插座口，一个口是接220V市电电源，一个口是接压缩机，给压缩机供电。
还要选择两条电源线，注意两端接口的不同。

seiko

2.3 接线制作

把连接继电器的电线剪成一定长度，剥出线头，压上插片，然后套上热缩膜，用打火机烘烤直到热缩膜收缩套紧插片和线头，一个漂亮的接线线头就做好了，用螺丝拧在继电器插座上。连接开关、插座的插片自带护套，所以不需要用热缩膜。12V直流电源的金属外壳连接一根接地线到电源插座。注意流通220V的接线和接地线要粗一点，参考电源线。

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2.4 上电测试

按照下面的接线图纸接线完毕，就可以测试了，先不必接电接点压力表和压缩机。预定接电接点压力表的三个线头从上到下编号1、2、3。三个继电器从左到右依次编号A、B、C。插上220V电源，打开双连开关，看到12V直流电源上的显示灯（LED）亮了吗，如果亮了而且三个继电器没有反应，继续下一步。线头1和2搭在一起，这时候继电器A和C应该动作了，继电器上的LED也应该亮起（打开状态）。放开线头1和2，继电器A和C应该保持状态。然后线头1和3搭在一起，三个继电器一齐动作，随后一起灭掉（关闭状态）。放开线头1和3，3个继电器保持现状（关闭状态）。多试几次以确认电气部分工作正常。至此，电器部分调试完毕并工作正常。如果当中有任何一步没有出现预料的情况，都应关闭电源仔细检查接线情况。熟悉电子的朋友可以用万用表检查电压和连接情况。

seiko

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第三部分 总安装调试

3.1 总装配

一大堆零零碎碎的东西摆在一起也够烦的，我的做法是找了个小型的纸箱，在上面挖出需要的孔，然后把一大堆压力表，油水过滤器，电气控制部分都塞进去，做成了一个气泵控制箱，需要调节的部件都放在一起，使用喷笔的时候，压缩机和储气罐可以放远一些，控制箱放在旁边方便操作。电气控制部分我用了一个光盘盒子改装一下，用螺丝把继电器、稳压电源什么的都固定起来，然后放到纸箱中。用黑色的电线做了一个喷笔架。做好后的样子看图片，难看是难看了一点 :），但是很实用。

seiko

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3.2 总调试

首先确认前面第一部分气动部分的测试和第二部分电气部分的测试已经顺利完成，才能进行下面的测试。按图纸把电线接上电接点压力表，其他气管和电源线都连接完毕，就可以进行总调试了。用螺丝刀小心调节电接点压力表的上下限指针，下限指针调节到略高于0的位置，上限指针调节到略低于0.2Mpa的位置。打开控制箱电源开关，这时候应该听到继电器动作的声音，同时压缩机开始工作，电接点压力表指针往上升。当电接点压力表指针往上升超过上限指针的时候，继电器应该动作并且切断压缩机电源，压缩机停转。（如果发现电接点压力表指针超过上限指针，压缩机还不停转，应该马上关闭电源开关，并查找原因，查找是接线错误还是电接点压力表故障。）按下喷笔开关，气体排出并且电接点压力表指针下降，到达下限指针处时，继电器动作接通压缩机电源，压缩机又开始工作。这样反复多测试几次，确认电气控制部分没问题总调测试可以结束了。

下面是针对两种储气装置不同的设置：
1.       使用粗气管做储气罐的，保持先前测试时对球阀的调整。电接点压力表的上限指针向上调略微超过0.2Mpa一些（也就是设置超过一些喷笔不工作时储气罐压力），这样能够维持压缩机持续工作，电接点压力表起到安全防护作用。这种方式由于整个系统压力比较低（也相对比较安全），可能造成两个油水过滤器的自动排水阀不能正常关闭而漏气，可以把排水阀向下拉，然后用用铜丝或电线把两个阀门固定死就能解决问题，等油水积到一定程度，再拧开滤水杯倒掉。
2.       使用专业储气罐或其他大容积储气罐的，关闭球阀（或者不使用球阀）。电接点压力表下限指针调节至0.1Mpa，上限指针根据不同的储气罐承受压力的能力调节，但是也不要太高，因为整个系统承受能力为1Mpa，如果储气罐也能承受1Mpa，建议上限指针调节在不超过0.6Mpa的位置。这里电接点压力表起到控制自动开关压缩机对储气罐进行充气，并且维持压力安全的作用。


GT  2003.10.7

云浮

好贴，精教材:em26::em26::em26:把它全部装配在一个柜子里就更加专业了

[ Last edited by 云浮 on 2005-2-28 at 21:52 ]

moto

:em15::em15::em15::em15::em15:给楼主泼冷水来了
~把简单的东西复杂化`~画蛇添足

moto

以为这样做就很专业么`~~~一个简简单单的 空气开关就可以解决了~~

moto

真要做就做~可以自动喷漆的小漆房~~那我就佩服`呵呵