CN102878344A

CN102878344A - 用于角行程阀门的气动执行机构

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Publication number: CN102878344A
Application number: CN2012104187003A
Authority: CN
Inventors: 许波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2013-01-16
Anticipated expiration: 2032-10-29
Also published as: CN102878344B

Abstract

本发明公开了一种用于角行程阀门的气动执行机构，包括角行程阀门阀杆、气缸缸体、活塞、以及用于活塞复位的复位装置，所述气缸缸体上形成有相互独立的且呈圆周分布的2～3个腔室，每一腔室连通有分别用于进排气的进气通道和排气通道；所述活塞由一活塞套和2～3个活塞片组成，活塞套通过键连接方式套装固定在阀杆上，活塞片圆周均布在活塞套外侧，活塞片的数量有与所述腔室数量相同，每一活塞片分别位于一对应的腔室中，活塞片可在腔室内由压缩空气推动其转动0～90°；所述复位装置用于使活塞转动复位的卷簧构成。本发明的有益效果是，结构简单、转动匀速平稳、没有冲击、安装维护方便、截面占用面积小、使用寿命长、故障率低、生产成本低。

Description

用于角行程阀门的气动执行机构

技术领域

本发明涉及一种阀门启闭控制的气动执行机构，特别是一种用于球阀及蝶阀等角行程类阀门，其角行程为0～90°的阀门启闭控制的气动执行机构。

背景技术

阀门在冶金、能源、化工、石油、煤气化等行业有着十分广泛的应用，而使阀芯转动一定角度而达到调节或开关介质流通能力的球阀、蝶阀、截止阀等阀门均通过电动或气动角行程执行机构实现。现有技术中，对于球阀、蝶阀等角行程为0～90°的阀门而言，其气动角行程执行机构，无论国内或是国外通常都采用气缸或薄膜气囊结构，将气缸或薄膜气囊的直行程运动通过齿轮齿条机构或拔叉机构转换成角行程。对于单作用角行程机构而言，还需设置复位用的压缩或拉伸弹簧。因此，现有的气动角行程执行机构形体庞大、结构复杂、转动不均匀、有冲击、制造成本高，同时，因结构复杂而存在故障点多造成故障率较高。特别是在使用和安装空间位置受到一定限制的情况下，其拆装也十分困难，虽然本领域的技术人员对此进行了一些改进，但都没有从根本上解决现有技术中气动角行程执行机构存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种用于角行程为0～90°的阀门启闭控制的气动执行机构，其结构简单、转动匀速平稳、没有冲击、安装维护方便、截面占用面积小、使用寿命长、故障率低、制造成本低。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种用于角行程阀门的气动执行机构，包括角行程阀门阀杆、气缸缸体、活塞、以及用于活塞复位的复位装置，所述气缸缸体上形成有相互独立的且呈圆周分布的2～3个腔室，每一腔室连通有分别用于进排气的进气通道和排气通道；所述活塞由一活塞套和2～3个活塞片组成，活塞套通过键连接方式套装固定在阀杆上，活塞片圆周均布在活塞套外侧，活塞片的数量有与所述腔室数量相同，每一活塞片分别位于一对应的腔室中，活塞片可在腔室内由压缩空气推动其转动0～90°；所述复位装置用于使活塞转动复位。

采用上述技术方案的本发明，使用时，将气缸缸体固定在角行程阀门的支架上，进气通道和排气通道分别与供气管道和排气管道连接。由于气缸缸体与活塞构成了活塞可在0～90°范围内转动的转动式气缸结构，利用活塞的转动运动带动角行程阀门的阀杆转动，如在活塞处于0°阀门为关闭或开启状态，在90°时阀门为对应的开启或关闭状态，则可方便地实现阀门的启闭控制，以取代现有技术中的齿轮齿条或拔叉机构，从而简化了执行机构的结构，利于减小其截面积，可有效降低制造成本和故障率。其中腔室的设置数量根据实际应用的阀门通径大小确定，通径大的阀门设置3个腔室，通径小的阀门设置2个腔室。通过设置2～3个腔室以形成多缸结构，可成倍数地增大气缸对阀杆的作用转矩。

本发明中的气缸缸体由缸体本体和分别固定连接在两端的两透盖组成，缸体本体的主体呈圆管状，缸体本体的圆管内壁向内延伸有肋板；透盖与缸体本体及肋板的对应端面形成静密封连接；所述活塞的活塞套和活塞片的上下两端面分别与透盖的对应端面形成密封连接；所述肋板向内延伸的自由端端面与所述活塞的圆柱外表面形成动密封连接。采用这样的方案，以使气缸缸体形成组合结构，便于制造，降低制造成本，同时，还方便在各密封面设置相应的密封元件，确保密封效果。当然，最好是在第一透盖和第二透盖上设置与肋板和腔室相对应的凸棱和凹腔，以进一步确保密封元件的密封效果。为更进一步确保加工简单，更好的办法是将缸体本体的圆管体与肋板以及透盖的盖本体部分同其与肋板对应的凸出部分均设置成可拆装的组合结构；同样，活塞也由活塞套和各活塞片构成可拆装组合结构为最佳。

本发明中的复位装置可采用以下两种方式实现，一是在供气管道上设置一换向阀，以实现进气通道和排气通道的进排气换向，使转动式气缸形成双作用气缸，通过气压推动实现活塞转动方向的转换继而完成阀门的启闭控制；另一种是在阀杆位于气缸缸体的外部设置一卷簧、扭簧、拉伸或压缩弹簧类弹性元件，利用弹性元件的弹性力实现活塞的复位转动，以使转动式气缸形成单作用气缸。最好采用卷簧作为弹性元件，以充分利用气缸的现有截面，减小执行机构的轴向尺寸，继而减小其体积。采用单作用气缸的结构形式，可确保执行机构的具有较小的截面积。

本发明还包括在阀杆位于气缸缸体的外部设置一可调节限位装置，以调节活塞的转动角度，实现阀门开启度的控制。

本发明的有益效果是，结构简单、转动匀速平稳、没有冲击、安装维护方便、截面占用面积小、使用寿命长、故障率低、生产成本低。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明图1中的A—A剖视图。

图3是本发明图2中的B—B剖视图。

图4是本发明中透盖2的结构示意图。

图5是本发明中第一密封件9的结构示意图。

图6是本发明图5中的C—C剖视图

图7是本发明中第二密封件10的结构示意图。

图8是本发明图7中的D—D剖视图

图9是本发明实施例2的结构示意图。

图10是本发明图9中的E—E剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施范围之中。

实施例1 参见图1、图2、图3，一种用于角行程阀门的气动执行机构，包括角行程阀门阀杆1、气缸缸体2、活塞3、以及用于活塞3复位的复位装置，所述气缸缸体2上形成有相互独立的且呈圆周分布的3个腔室2a，每一腔室2a连通有分别用于进排气的进气通道2b和排气通道2c；所述活塞3由一活塞套31和3个活塞片32组成，活塞套31通过键连接方式套装固定在阀杆1上的活塞套31，活塞片32圆周均布在活塞套31外侧，每一活塞片32分别位于一对应的腔室2a中，活塞片32可在腔室2a内由压缩空气推动其转动0～90°；所述复位装置用于使活塞3转动复位。

所述气缸缸体2由缸体本体21和分别固定连接在两端的两透盖22组成，缸体本体21的主体呈圆管状，缸体本体21的圆管内壁向内延伸有肋板211；透盖22与缸体本体21及肋板211的对应端面形成静密封连接；所述活塞3的活塞套31和活塞片32的上下两端面分别与透盖22的对应端面形成动密封连接；所述肋板211向内延伸的自由端端面与所述活塞3的圆柱外表面形成动密封连接。

所述透盖22与缸体本体21及肋板211的对应端面由第一密封件9形成静密封连接；所述活塞3的活塞套31和活塞片32的上下两端面分别与透盖22的对应端面由第二密封件10形成动密封连接，活塞片32的自由端端壁面与缸体本体21的圆管内壁面由第二密封件10的竖向密封带101形成动密封连接；所述肋板211向内延伸的自由端端面与所述活塞3的圆柱外表面由第一密封件9的竖条密封带91形成动密封连接。以使第一密封件9和第二密封件10呈闭环结构，确保密封效果。

参见图4，所述透盖22上设有与所述肋板211相对应的凸棱221以及与所述腔室2a相对应的凹腔222，凹腔222的腔底与其外侧壁之间形成有过渡圆弧。

所述缸体本体21的圆管体与肋板211构成可拆装的组合结构；所述透盖22在其盖本体223上形成凹腔222，盖本体223与凸棱221构成可拆装的组合结构；所述活塞3由活塞套31和活塞片32构成可拆装组合结构。

所述阀杆1位于气缸缸体2的外部连接有可调节限位装置6，可调节限位装置6外部设有保护罩7。

所述可调节限位装置6与撞块61和可调挡铁62组成，撞块61固定连接在阀杆1上，可调挡铁62与气缸缸体2形成相位可调整的固定连接。

所述复位装置包括在供气管道上设置一换向阀（附图中未示出），以实现进气通道2b和排气通道2c的进排气换向，使转动式气缸形成双作用气缸，通过气压推动实现活塞3转动方向的转换继而完成阀门的启闭的复位控制。

参见图5、图6，所述第一密封件9包括分别用于缸体本体21与两透盖22密封的上下两环状密封带92，由环状密封带92向内延伸有用于肋板211与两透盖22密封的水平密封带93；所述竖条密封带91由两水平密封带93内端相向延伸形成；环状密封带92与所述腔室2a对应段还设有向腔室2a延伸的边翼94，边翼94内侧面用于与所述活塞片32的自由端端壁面形成动密封连接。以确保第一密封件9呈闭环结构。

所述第一密封件9的竖条密封带91、环状密封带92和水平密封带93的截面呈圆形，以减小摩擦阻力，提高机械效率；在所述缸体本体21的圆管及肋板211的相应密封面上设有用于安装所述第一密封件9的密封件卡槽，以确保第一密封件9被牢牢固定，降低故障发生率。

参见图7、图8，所述第二密封件10包括分别用于活塞套31与两透盖22密封的上下两密封环带102，由密封环带102向外延伸有用于活塞片32的上下两端面分别与两透盖22密封的水平带103；所述竖向密封带101由两水平带103外端相向延伸形成；密封环带102与所述腔室2a对应段还设有向腔室2a延伸的外边翼104，外边翼104内侧面用于与所述肋板211的自由端端面形成动密封连接。以确保第二密封件10呈闭环结构。

所述第二密封件10的竖向密封带101、密封环带102和水平带103的截面呈圆形，以减小摩擦阻力，提高机械效率；在所述活塞3的活塞套31和活塞片32的相应密封面上设有用于安装所述第二密封件10的密封件卡槽，以确保第二密封件10被牢牢固定，降低故障发生率。

本实施例中的腔室2a也可设置为2个，活塞片32的数量有与所述腔室2a数量相同。

实施例2 参见图9、图10，所述阀杆1位于气缸缸体2的外部连接有一用于使活塞3转动复位的弹性元件4。

所述弹性元件4为卷簧，卷簧的内端固定在所述阀杆1，卷簧的外端通过销轴23固定在气缸缸体2的透盖22上，卷簧外部设有卷簧盖5予以保护。

本实施例的其余结构与实施例1相同，在此不再赘述。

以上虽然结合了附图描述了本发明的实施方式，但本领域的普通技术人员也可以意识到对所附权利要求的范围内作出各种变化或修改，这些修改和变化应理解为是在本发明的范围和意图之内的。

Claims

1.一种用于角行程阀门的气动执行机构，包括角行程阀门阀杆（1）、气缸缸体（2）、活塞（3）、以及用于活塞（3）复位的复位装置，其特征在于，所述气缸缸体（2）上形成有相互独立的且呈圆周分布的2～3个腔室（2a），每一腔室（2a）连通有分别用于进排气的进气通道（2b）和排气通道（2c）；所述活塞（3）由一活塞套（31）和2～3个活塞片（32）组成，活塞套（31）通过键连接方式套装固定在阀杆（1）上，活塞片（32）圆周均布在活塞套（31）外侧，活塞片（32）的数量有与所述腔室（2a）数量相同，每一活塞片（32）分别位于一对应的腔室（2a）中，活塞片（32）可在腔室（2a）内由压缩空气推动其转动0～90°；所述复位装置用于使活塞（3）转动复位。

2.根据权利要求1所述的用于角行程阀门的气动执行机构，其特征在于：所述气缸缸体（2）由缸体本体（21）和分别固定连接在两端的两透盖（22）组成，缸体本体（21）的主体呈圆管状，缸体本体（21）的圆管内壁向内延伸有肋板（211）；透盖（22）与缸体本体（21）及肋板（211）的对应端面形成静密封连接；所述活塞（3）的活塞套（31）和活塞片（32）的上下两端面分别与透盖（22）的对应端面形成动密封连接；所述肋板（211）向内延伸的自由端端面与所述活塞（3）的圆柱外表面形成动密封连接。

3.根据权利要求2所述的用于角行程阀门的气动执行机构，其特征在于：所述透盖（22）上设有与所述肋板（211）相对应的凸棱（221）以及与所述腔室（2a）相对应的凹腔（222），凹腔（222）的腔底与其外侧壁之间形成有过渡圆弧。

4.根据权利要求3所述的用于角行程阀门的气动执行机构，其特征在于：所述缸体本体（21）的圆管体与肋板（211）构成可拆装的组合结构。

5.根据权利要求3所述的用于角行程阀门的气动执行机构，其特征在于：所述透盖（22）在其盖本体（223）上形成凹腔（222），盖本体（223）与凸棱（221）构成可拆装的组合结构。

6.根据权利要求1所述的用于角行程阀门的气动执行机构，其特征在于：所述活塞（3）由活塞套（31）和活塞片（32）构成可拆装组合结构。

7.根据权利要求1所述的用于角行程阀门的气动执行机构，其特征在于：所述阀杆（1）位于气缸缸体（2）的外部连接有一用于使活塞（3）转动复位的弹性元件（4）。

8.根据权利要求7所述的用于角行程阀门的气动执行机构，其特征在于，所述弹性元件（4）为卷簧，卷簧的内端固定在所述阀杆（1），卷簧的外端固定在气缸缸体（2）上，卷簧外部设有卷簧盖（5）。

9.根据权利要求1～8所述的用于角行程阀门的气动执行机构，其特征在于：所述阀杆（1）位于气缸缸体（2）的外部连接有可调节限位装置（6），可调节限位装置（6）外部设有保护罩（7）。

10.根据权利要求7所述的用于角行程阀门的气动执行机构，其特征在于：所述可调节限位装置（6）与撞块（61）和可调挡铁（62）组成，撞块（61）固定连接在阀杆（1）上，可调挡铁（62）与气缸缸体（2）形成相位可调整的固定连接。