CN104481627B - 气动气门 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气动气门，包括：上缸套、下缸套、气门及驱动机构。上缸套上设有进气口，下缸套与上缸套连接在一起，并与上缸套一起在内部形成腔室，下缸套上设有出气口，且下缸套的下端部具有开口；气门包括气门杆和气门头部，气门杆穿过开口并伸入到腔室内；驱动机构包括弹簧、活塞和固定机构，弹簧套在气门杆上，活塞设在气门杆的端部，活塞的直径与腔室的直径相等，固定机构将活塞固定在气门杆的端部上。本发明的气动气门装置结构简单，安装方便，成本低。同时本发明采用高压气体为动力源，使用过程中容易控制。

Description

气动气门

技术领域

本发明涉及气门机构领域；尤其是一种可用于蒸汽马达配气机构的气动气门。

背景技术

现有的气门驱动技术主要有两种，机械式、电磁式。机械式主要应用在传统的凸轮轴配气机构中，凸轮轴配气机构通过凸轮轴上的进、排气凸轮来驱动相应的进、排气门，实现进、排气门的打开和关闭，从而实现进气和排气。电磁式主要通过给电磁线圈通电，产生强大的磁场力来吸引气门上永磁铁；通过控制电流的流通与中断来控制气门的开启和关闭。

这些机构可靠性相对好，能够承受较大冲击力，但是结构相对复杂，零部件较多，安装不方便且成本较高。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动气门，从而克服现有技术的上述的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种气动气门，包括：上缸套，上缸套设有进气口，下缸套，其与上缸套连接在一起，并与上缸套一起在内部形成腔室，下缸套上设有出气口，且下缸套的下端部具有开口；气门，包括气门杆和气门头部，所述气门杆穿过开口并伸入到腔室内；驱动机构，包括弹簧、活塞和固定机构，弹簧套在气门杆上，所述活塞套设在气门杆的端部，活塞的直径与腔室的直径相等，固定机构将活塞固定在所述气门杆的端部上。

优选地，上述技术方案中，气动气门还包括平垫，平垫套设在气门杆上。

优选地，上述技术方案中，活塞为中心具有开孔的环状活塞，且气门杆在靠近端部处有平台。

优选地，上述技术方案中，气门杆的端部包括圆柱体段和螺纹段，活塞套设在圆柱体段上且活塞的开孔的直径小于气门杆的直径。

优选地，上述技术方案中，固定机构为螺母，螺母拧入到螺纹段内以将活塞固定于圆柱体段上。

优选地，上述技术方案中，活塞为膜片式活塞，其材质为45号钢。

优选地，上述技术方案中，腔室、开口、活塞的外圆面以及气门杆上均设有减磨涂层。

优选地，上述技术方案中，减磨涂层为类金刚石涂层。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：1、本发明装置结构简单，安装方便，成本低。2、本发明装置提出了一种新的气门机构，采用高压气体为动力源，使用过程中容易控制。3、本发明装置比机械式、电磁式和液压式的控制要求低，加工简单，零部件少。

附图说明

图1是根据本发明的一种气动气门的立体图。

图2是根据本发明的一种气动气门的剖视图。

图3是根据本发明的一种气动气门的上缸套的剖视图。

图4是根据本发明的一种气动气门的下缸套的剖视图。

图5是根据本发明的一种气动气门的气门的立体图。

图6是根据本发明的一种气动气门的活塞的立体图。

主要附图标记说明：

1-上缸套，11-进气口、12-气腔、13-内螺纹、14-第一壳体；2-下缸套，21-开口、22-内腔、23-出气口、24-外螺纹、25-第二壳体；3-气门，31-气门头部、32-气门杆、33-平台、34-端部；4-平垫，5-弹簧，6-活塞，61-开孔、62-外圆面，7-螺母。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本发明的气动气门主要用于采用无凸轮轴配气机构的蒸汽马达中；通过气体来控制气门的开启和关闭。

图1为根据本发明的一种气动气门的立体图，图2为根据本发明的一种气动气门的剖视图。如图1和图2所示，本发明的气动气门主要包括上缸套1、下缸套2、气门3、平垫4、弹簧5、活塞6和固定机构。

图3为根据本发明的一种气动气门的上缸套的剖视图。请同时参考图1、图2和图3。如图所示，上缸套1为圆柱体形状，包括：进气口11、气腔12、内螺纹13和第一壳体14。上缸套1的内部加工有一个贯穿的第一阶梯孔，其中，靠近该阶梯孔顶端的小孔为进气口11，其内径最小，与进气口11相连通的大孔为气腔12，气腔12的内径大于进气口11的内径；在气腔12的末端，也即远离进气口11的一端加工有内螺纹13；上缸套1加工之后的部分为第一壳体14。

图4为根据本发明的一种气动气门的下缸套的剖视图。请同时参考图1、图2和图4。如图所示，下缸套2为圆柱体形状，包括：开口21、内腔22、出气口23、外螺纹24、第二壳体25。下缸套2的内部加工有一个贯穿的第二阶梯孔，其中，上端的大孔为内腔22，下端的小孔为开口21，内腔22的内径大于开口21的内径；出气口23为螺纹孔，加工在内腔22靠近开口21的一侧的侧壁上，该螺纹孔的轴线与阶梯孔的轴线垂直相交。安装及工作过程中，出气口23用来释放出内腔22的气体，同样该出气口23可外接气压表来测量内腔22的压力，同时用来判断活塞6与上缸套1的气腔12之间的密封性。下缸套2加工之后的部分为第二壳体25，在第二壳体25的末端加工有外螺纹24。请同时参考图3，安装及工作过程中，上缸套1上的内螺纹13和下缸套2上的外螺纹24构成螺纹副，用来通过螺纹连接将上缸套1和下缸套2固定连接在一起，连接后的气腔12和内腔22一起形成腔室。

图5为根据本发明的一种气动气门的气门的立体图。请同时参考图1、图2和图5。如图所示，气门3包括：气门头部31、气门杆32、端部34。气门头部31的形状可为圆形或方形，但其并不局限于此；气门杆32为光滑圆杆，该圆杆可穿过开口21并伸入到腔室内，气门杆32在靠近端部34的位置加工有平台33，平台33主要在安装过程中起夹紧定位作用；端部34包括圆柱体段和螺纹段，其中靠近气门杆32一端为圆柱体段，远离气门杆32的一端，即气门3的最顶端为螺纹段。请同时再参考图2和图4，下缸套2上的开口21的内径与气门3的气门杆32的外径相同，安装过程中，将气门3装入开口21之后，两者形成间隙配合，同时开口21对气门杆32起导向作用。

图6为根据本发明的一种气动气门的活塞的立体图。请同时参考图1、图2图5和图6。如图所示，活塞6优选为膜片式活塞，其整体为圆柱体形状，材质为45号钢加工或者高强度工程塑料，活塞6的中间加工有开孔61，外圆面为62。其中，活塞的开孔的直径小于气门杆的直径，且气门3的端部34上的圆柱体段的外径与活塞6上的开孔61的内径相同，两者形成间隙配合；同时，圆柱体段的长度略小于开孔61的厚度，以确保作为固定机构的螺母7能够锁紧活塞6，从而将活塞6固定在气门杆32上。气门3的端部34上的螺纹段与螺母7构成螺纹副，通过螺母7将活塞6锁紧固定在气门杆32上。此外，活塞6的外径与气腔12的内径相同，两者配对之后能够形成较好的密封效果。

请同时参考图1至图6，驱动机构包括弹簧5、活塞6和固定机构。弹簧5套在气门杆32上，弹簧5的外径略小于下缸套2的内腔22的内径，弹簧5的内径略大于气门3的气门杆32的外径。活塞6设在气门杆32的端部，活塞6的直径与腔室的直径相等，固定机构将活塞6固定在气门杆32的端部上。固定机构优选为螺母7。气动气门还包括平垫4，其内径略大于气门3的气门杆32的外径，外径略小于下缸套2的内腔22的内径，这样可保证气门杆32穿过平垫4，将平垫4套设在气门杆32上，并装配至下缸套2中。

上述上缸套1的气腔12、下缸套2的开口21、活塞6的外圆面62、气门3的气门杆32上均设计了减磨涂层，优选使用类金刚石涂层(DLC涂层)。

安装及工作过程中，请同时参考图1至图6，首先将气门3通过下缸套2上的开口21装入下缸套2中；然后依次将平垫4、弹簧5通过气门3的端部34装在气门3上；紧接着将活塞6装在气门3的端部34上，并用螺母7锁紧。其次，将活塞6从气腔12慢慢装入上缸套1中，然后将上缸套1、下缸套2通过内螺纹13和外螺纹24构成的螺纹副连接在一起锁紧。安装完成之后，从上缸套1的进气口11进入高压气体到气腔12，气腔12中气体的压力作用在活塞6上，活塞6将压力传给弹簧5，弹簧5受到压力之后，产生收缩，高度变小，此时活塞6将向下移动，同步的，气门3跟随活塞6一起向下移动。当气腔12中的气体压力减小或消失之后，弹簧5将逐步复原，慢慢向上顶起活塞6，此时活塞6和气门3将一起向上移动。

通过上述可知，通过调节气腔12中气体的压力大小即可控制气门3的上下位移，从而实现气门的开启和关闭，即实现了气动气门。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种气动气门，其特征在于，所述气动气门包括：

上缸套，所述上缸套设有进气口，

下缸套，其与所述上缸套连接在一起，并与所述上缸套一起在内部形成腔室，所述下缸套上设有出气口，且所述下缸套的下端部具有开口；

气门，其包括气门杆和气门头部，所述气门杆穿过所述开口并伸入到所述腔室内；

驱动机构，其包括弹簧、活塞和固定机构，所述弹簧套在所述气门杆上，所述活塞套设在所述气门杆的端部，所述活塞的直径与所述腔室的直径相等，所述固定机构将所述活塞固定在所述气门杆的所述端部上。

2.根据权利要求1所述的气动气门，其特征在于，所述气动气门还包括平垫，所述平垫套设在所述气门杆上。

3.根据权利要求1所述的气动气门，其特征在于，所述活塞为中心具有开孔的环状活塞，且所述气门杆在靠近所述端部设有平台。

4.根据权利要求3所述的气动气门，其特征在于，所述气门杆的端部包括圆柱体段和螺纹段，所述活塞套设在所述圆柱体段上且所述活塞的开孔的直径小于所述气门杆的直径。

5.根据权利要求4所述的气动气门，其特征在于，所述固定机构为螺母，所述螺母拧入到所述螺纹段内以将所述活塞固定于所述圆柱体段上。

6.根据权利要求1所述的气动气门，其特征在于，所述活塞为膜片式活塞，其材质为45号钢。

7.根据权利要求1所述的气动气门，其特征在于，所述腔室、所述开口、所述活塞的外圆面以及所述气门杆上均设有减磨涂层。

8.根据权利要求7所述的气动气门，其特征在于，所述减磨涂层为类金刚石涂层。