CN105090167B - 一种快速排气的缓冲机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速排气的缓冲机构，包括活塞杆、缓冲柱、底座、缓冲活塞、缓冲活塞座、上盖、气缸端盖，所述底座一侧端面与气缸端盖的外侧端面相抵，缓冲活塞和缓冲活塞座位于底座的另一侧端面，上盖套装在缓冲活塞上，所述缓冲机构还包括缓冲调节阀，在所述活塞杆的端部螺纹固定有缓冲柱，缓冲柱外表面一段呈梯形圆锥状，所述底座与气缸端盖相抵的端面设有一圆柱孔。本发明中提供的缓冲机构可使气动执行器在运行前期快速动作，运动后期速度减缓且速度可调。
Description
技术领域
本发明涉及气体执行装置的应用领域，特别涉及气动执行器上的缓冲机构。
背景技术
气动执行器是气压传动及控制系统中的重要组成部分，被广泛应用于石油化工、煤化工、冶金、电力等工业生产及加工领域。气动执行器一般以活塞为载体，由气体压力推动活塞，使得活塞及活塞杆等部件移动或转动。一般大扭矩或大推力的气动执行器通常要求动作时间短，尤其在煤化工领域要求气动执行器输出几万牛米力矩或几万牛力在3秒内甚至1秒内完成输出动作，这对气动执行器的快速排气及快速动作下的耐冲击性能提出了非常高的要求。通常采用的非金属缓冲圈式缓冲机构，由于气动执行器结构尺寸大，冲击力大，导致了非金属缓冲圈式缓冲机构具有排气相对较慢、长度过长、寿命短、可靠性差等缺点。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，为解决上述大扭矩或大推力的气动执行器缓冲机构存在的问题，本发明提出了一种快速排气的缓冲机构。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提出了快速排气的缓冲机构，包括活塞杆、底座、缓冲活塞、缓冲活塞座、上盖、气缸端盖，所述底座一侧端面与气缸端盖的外侧端面相抵，缓冲活塞和缓冲活塞座位于底座的另一侧端面，上盖套装在缓冲活塞上，所述缓冲机构还包括缓冲调节阀，在所述活塞杆的端部螺纹固定有缓冲柱，缓冲柱外表面一段呈梯形圆锥状，所述底座与气缸端盖相抵的端面设有一圆柱孔。
在一种实施方式中，所述底座的内、外圆柱面之间设有一通孔，该通孔与端面的圆柱孔相贯通，气缸端盖上设有与底座端面圆柱孔同轴心的圆柱通孔。
在一种实施方式中，所述底座上内、外圆柱面之间的通孔靠近内圆柱面侧为圆锥面通孔，靠近外圆柱面侧为螺纹孔，在该螺纹孔上安装缓冲调节阀，底座端面圆柱孔与通向底座内圆柱面的圆锥通孔组成了底座排气孔。
在一种实施方式中，所述缓冲调节阀由螺塞、调节柱、固定螺母及密封圈组成，螺塞下端设有外螺纹，该外螺纹安装底座螺纹孔上，螺塞下端设有密封圈，实现缓冲调节阀与底座之间的密封，螺塞内孔设有内螺纹，调节柱与螺塞内孔螺纹连接，调节柱上设有密封圈，调节柱与螺塞内孔由该密封圈实现密封，调节柱的螺纹端螺纹连接有固定螺母，该固定螺母与螺塞的端面相抵，调节螺栓的另一端为圆锥体，该圆锥体的外形尺寸与底座圆锥通孔的结构尺寸完全相同，即通过缓冲调节阀上调节柱的圆锥端与底座圆锥孔实现底座排气孔的开、关通断以及开度调节。
在一种实施方式中，所述上盖与底座之间通过降噪孔网支撑，螺柱依次穿过上盖和底座后旋入到端盖外侧端面的螺纹孔中，将上盖、降噪孔网和底座固定成一体。
在一种实施方式中，所述缓冲活塞和缓冲活塞座为螺纹连接，缓冲活塞螺纹端与缓冲活塞座螺纹端均有一带有密封槽，可固定密封圈，防止缓冲活塞及缓冲活塞座与底座分离后气缸筒内释放的气体将密封圈从密封槽内吹出。
在一种实施方式中，所述密封槽为“尖角状”，缓冲活塞螺纹端的密封槽与缓冲活塞座螺纹端的密封槽组合呈“梯形”。
在一种实施方式中，所述缓冲活塞与上盖之间设有缓冲弹簧，缓冲弹簧一端与缓冲活塞左侧端面相抵，另一端与上盖的右侧端面相抵，同时，在上盖上与缓冲弹簧同轴心的螺纹孔上设有调节螺栓，所述调节螺栓上装有锁紧螺母和弹性密封垫片，弹性密封垫片安装在锁紧螺母与上盖左侧端面之间，锁紧螺母压紧弹性密封垫片后一起抵在上盖左侧端面上，所述调节螺栓旋入上盖内的长度保持为预先设定值。
在一种实施方式中，所述上盖端面设有上盖气孔，上盖气孔为通孔，气体可从该上盖气孔进入到上盖和缓冲活塞组成的腔体内部，同时腔体内部的气体也可从上盖气孔排出。
在一种实施方式中，气缸端盖上设有端盖进气孔，端盖进气孔为通孔，在所述端盖进气孔上安装有单向阀，气体只能从端盖进气孔进入由气缸端盖、气缸活塞、气缸筒所组成的腔体内部，该腔体内气体不能从所述端盖进气孔排出，从所述端盖进气孔进入一定压强的气体时，从上盖气孔进入同样压强的气体，该气体推动缓冲活塞和缓冲活塞座一起向右移动，确保缓冲活塞和缓冲活塞座端部组成的密封槽内的密封圈压紧在底座左侧端面上。
在一种实施方式中，降噪孔网呈圆筒形，降噪孔网的圆柱面上设有若干均布通孔，在降噪孔网内表面覆有一层具有一定目数的筛网，降噪孔网的两端分别抵在底座和上盖的端面凹槽内部。
在一种实施方式中，底座和上盖外圆柱面上设有若干螺纹孔，螺纹孔上设有支撑柱，螺栓穿过防护罩和支撑柱后旋入到所述螺纹孔中，将防护罩固定在底座和上盖上，支撑柱一端与上盖或底座的外圆柱面相抵，另一端与防护罩的内圆柱面相抵。
在一种实施方式中，所述支撑柱为空心圆柱体和/或所述防护罩呈圆筒形状。
在一种实施方式中，所述气缸端盖上设有至少一个螺纹通孔，至少一个相对应的活塞限位螺柱穿过所述螺纹通孔伸入到由气缸端盖、气缸筒、气缸活塞组成的腔体内部，所述气缸活塞运动到与限位螺柱端面接触时，气缸活塞及活塞杆等运动部件停止运动，此位置为气动执行器运动的终点。
本发明的有益效果为：
与现有技术相比，本发明的快速排气的缓冲机构具有以下优点：结构紧凑，排气迅速，缓冲动作时间可调，且时间可调范围大，可适用于多种气动执行器。
附图说明
图1为本发明一种实施方式中快速排气的缓冲机构快速排气时的结构示意图；
图2为本发明一种实施方式中快速排气的缓冲机构缓冲时的结构示意图；
图3为本发明一种实施方式中缓冲调节阀的结构示意图；
图4为本发明一种实施方式中缓冲活塞和缓冲活塞座的结构示意图；
图5为本发明一种实施方式中快速排气的缓冲机构局部示意图。
图中：
1.活塞杆；2.气缸筒；3.气缸活塞；4.气缸端盖；5.活塞限位螺柱；6.底座；7.缓冲柱；8.缓冲活塞座；9.缓冲活塞；10.螺柱；11.上盖；12.弹性密封垫片；13.调节螺栓；14.锁紧螺母；15.缓冲弹簧；16.上盖气孔；17.支撑柱；18.螺栓；19.防护罩；20.降噪孔网；21.缓冲调节阀；22.单向阀；23.端盖进气孔；24.端盖缓冲排气孔；25.紧定螺钉；211.固定螺母；212.螺塞；213.调节柱；214.密封圈；215.密封圈。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1和图2为本发明一实施方式中快速排气的缓冲机构结构示意图，本发明快速排气的缓冲机构结构是，在活塞杆1的端部螺纹连接缓冲柱7，缓冲柱7的螺纹端与气缸活塞3相抵，气缸活塞3与活塞杆1相抵。缓冲柱7上靠近螺纹端的圆柱面上安装有紧定螺钉25，紧定螺钉25的端部与活塞杆1的螺纹相抵。在气缸端盖4左侧端面上安装有底座6。底座6上与气缸端盖4相抵的端面设有一圆柱孔。所述底座6的内、外圆柱面之间设有一通孔，该通孔与端面的圆柱孔相贯通。气缸端盖4上与底座6相抵的侧面设有与底座6端面圆柱孔同轴心的圆柱通孔。底座6上内、外圆柱面之间的通孔靠近内圆柱面侧为圆锥面通孔，靠近外圆柱面侧为螺纹孔，在该螺纹上安装有缓冲调节阀21。
如图3所述缓冲调节阀21由螺塞212、调节柱213、固定螺母211、密封圈214、密封圈215组成。螺塞212下端设有外螺纹，该外螺纹安装在底座6的螺纹孔上，螺塞212下端设有密封圈214，实现缓冲调节阀21与底座6之间的密封。螺塞212内孔设有内螺纹，调节柱213安装在螺塞212内螺纹孔中。调节柱213上安装有密封圈215，实现调节柱213与螺塞212之间密封。调节柱213螺纹连接固定螺母211，该固定螺母211与螺塞212的上端面相抵。调节柱213的另一端(下端面)为圆锥体，该圆锥体的外形尺寸与底座6圆锥通孔的结构尺寸完全相同，即通过缓冲调节阀21的调节柱213圆锥面与底座圆锥面通孔实现底座6贯通气孔的开、关通断和开度调节。
如图4和图5所示，底座6端面圆柱孔与通向底座6内圆柱面的圆锥通孔组成了底座6排气孔。同时，如图4所示在底座6的另一侧端面上设有缓冲活塞9和缓冲活塞座8，缓冲活塞9和缓冲活塞座8组成的密封槽内安装有密封圈。在缓冲活塞9上套装有上盖11，上盖11与缓冲活塞9之间设有缓冲弹簧15，缓冲弹簧15一端与上盖11相抵，另一端与缓冲活塞9相抵。在上盖11的螺纹孔上安装有调节螺栓13，该调节螺栓13穿过上盖11的螺纹孔后伸入到缓冲弹簧15内，伸入到缓冲弹簧15内的距离保持预先设定值。在底座6与上盖11之间设有降噪孔网20，降噪孔网20的一端抵入底座6端面的凹槽内，另一端抵入上盖11的端面凹槽内。螺柱10穿过上盖11和底座6后旋入到气缸端盖4的端面螺纹孔中。上盖端面设有上盖气孔16，该上盖气孔16为通孔。
底座6与上盖11之间降噪孔网20的圆柱面上设有若干均布通孔。在降噪孔网内表面覆有一层具有一定目数的筛网。同时，底座6和上盖11外圆柱面上设有若干螺纹孔。螺纹孔上设有支撑柱17，螺栓18穿过防护罩19和支撑柱17后旋入到所述螺纹孔中，将防护罩19固定在底座6和上盖11上。支撑柱17为空心圆柱，一端与上盖11或底座6的外圆柱面相抵，另一端与防护罩19的内圆柱面相抵。
气缸端盖4上设有端盖进气孔23。端盖进气孔23为通孔，在该端盖进气孔23上安装单向阀22，使得气体只能从该端盖进气孔23进入由气缸端盖4、气缸活塞3、气缸筒2所组成的腔体内部，该腔体内气体不能从端盖进气孔23排出。从端盖进气孔23进入一定压强的气体的同时，从上盖气孔16进入到由上盖11和缓冲活塞9形成的腔体内同样压强的气体，该气体推动缓冲活塞9和缓冲活塞座8一起向右移动，确保动缓冲活塞9和缓冲活塞座8所形成的端部密封槽内的密封圈压紧在底座6左侧端面上。在气缸端盖4上设有至少一个螺纹通孔，至少一个活塞限位螺柱5穿过该螺纹通孔伸入到由气缸端盖4、气缸筒2、气缸活塞3组成的腔体内部。所述气缸活塞运动到与限位螺柱端面接触时，气缸活塞及活塞杆等运动部件停止运动，此位置为气动执行器运动的终点。
本发明的快速排气的缓冲机构动作原理为：如图1所示，由底座6、缓冲活塞9、气缸端盖4、气缸活塞3及气缸筒2组成的气体腔内气压随着气缸活塞9向气缸端盖4方向的移动逐渐增加，当缓冲机构内部的气体压力大于缓冲弹簧15的预压缩力时，缓冲活塞9和缓冲活塞座8及密封圈向左移动，缓冲活塞9压缩缓冲弹簧15，直至与调节螺栓13的端面接触。缓冲活塞9带动缓冲活塞座8及其密封槽内的密封圈一起与底座6的端面分离，大量气体迅速从缓冲活塞9与底座6之间的缝隙沿圆周方向迅速向缓冲机构外排出。同时，缓冲活塞9与上盖11之间的气体沿上盖气孔16排出。由于端盖进气孔23上安装有单向阀22，所述腔体内的气体不会沿此端盖进气孔23排出。如图2所示，随着气缸活塞3、活塞杆1及缓冲柱7向左继续移动，当缓冲柱7进入到气缸端盖4和底座6的中心孔内部时，所述腔体内的气体沿端盖缓冲排气孔24和底座6的排气孔，从底座6的内圆柱面的锥形孔排出，由于缓冲柱7端部呈锥形，从底座6锥形孔排出的气体沿底座6和缓冲柱之间向左排出，再从缓冲活塞9和底座6之间的缝隙沿圆周方向向外排出。通过调整缓冲调节阀21与底座6之间的开度，可以调整从端盖缓冲排气孔24排出的气体流量，即调节了气缸活塞3及活塞杆1等运动部件的速度，实现了对气动执行器运行速度和时间的调节与控制。气缸活塞3和活塞杆1等运动部件的终点位置，取决于气缸端盖4上的活塞限位螺柱5伸入到所述腔体内的长度。限位螺柱伸入到所述腔体内的端面与气缸活塞的侧面接触时，气缸活塞及活塞杆等运动部件到此位置停止运动，此位置为气动执行器运动的终点。
当一定压强的气体从单向阀22、端盖进气孔23进入到所述腔体内时，气缸活塞3、活塞杆1及缓冲柱7等运动部件向右移动。同时，从上盖气孔16进入到上盖11和缓冲活塞9之间同等压强的气体，该气体压力和弹簧力一起施加到缓冲活塞9端面上，推动缓冲活塞9、缓冲活塞座8及密封圈一起向右移动，直至与底座6的左侧端面相抵，使得密封槽内的密封圈压紧在底座6的左侧端面上，该气体压力和弹簧弹力可确保密封圈受压实现密封。
本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。
Claims (13)
1.一种快速排气的缓冲机构，包括活塞杆(1)、底座(6)、缓冲活塞(9)、缓冲活塞座(8)、上盖(11)、气缸端盖(4)，所述底座(6)一侧端面与气缸端盖(4)的外侧端面相抵，缓冲活塞(9)和缓冲活塞座(8)位于底座(6)的另一侧端面，上盖(11)套装在缓冲活塞(9)上，其特征在于:所述缓冲机构还包括缓冲调节阀(21)，在所述活塞杆(1)的端部螺纹固定有缓冲柱(7)，缓冲柱(7)外表面一段呈梯形圆锥状，所述底座(6)与气缸端盖(4)相抵的端面设有一圆柱孔。
2.根据权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于，所述底座(6)的内、外圆柱面之间设有一通孔，该通孔与端面的圆柱孔相贯通，气缸端盖(4)上设有与底座端面圆柱孔同轴心的圆柱通孔。
3.根据权利要求2所述的缓冲机构，其特征在于，所述底座(6)上内、外圆柱面之间的通孔靠近内圆柱面侧为圆锥面通孔，靠近外圆柱面侧为螺纹孔，在该螺纹孔上安装缓冲调节阀(21)，底座端面圆柱孔与通向底座内圆柱面的圆锥面通孔组成了底座排气孔。
4.根据权利要求1或3所述的缓冲机构，其特征在于，所述缓冲调节阀(21)包括螺塞(212)、调节柱(213)、固定螺母(211)、第一密封圈(214)及第二密封圈(215)，螺塞(212)下端设有外螺纹，该外螺纹安装在所述的底座(6)螺纹孔上，螺塞(212)下端外螺纹处设有第一密封圈(214)，实现缓冲调节阀(21)与底座(6)之间的密封，螺塞(212)内孔设有内螺纹，调节柱(213)与螺塞(212)内孔螺纹连接，调节柱(213)上设有第二密封圈(215)，调节柱(213)与螺塞(212)内孔由该第二密封圈(215)实现密封，调节柱(213)的螺纹端螺纹连接有固定螺母(211)，该固定螺母(211)与螺塞(212)的端面相抵，调节柱(213)的另一端为圆锥体，该圆锥体的外形尺寸与底座(6)圆锥通孔的结构尺寸完全相同。
5.根据权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于，所述上盖(11)与底座(6)之间通过降噪孔网(20)支撑，螺柱(10)依次穿过上盖(11)和底座(6)后旋入到端盖外侧端面的螺纹孔中，将上盖(11)、降噪孔网(20)和底座(6)固定成一体。
6.根据权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于，所述缓冲活塞(9)和缓冲活塞座(8)为螺纹连接，缓冲活塞(9)螺纹端与缓冲活塞座(8)螺纹端均带有密封槽，可固定密封圈。
7.根据权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于，所述缓冲活塞(9)与上盖(11)之间设有缓冲弹簧(15)，缓冲弹簧(15)一端与缓冲活塞(9)左侧端面相抵，另一端与上盖(11)的右侧端面相抵，同时，在上盖(11)上与缓冲弹簧(15)同轴心的螺纹孔上设有调节螺栓(13)，所述调节螺栓(13)上装有锁紧螺母(14)和弹性密封垫片(12)，弹性密封垫片(12)安装在锁紧螺母(14)与上盖(11)左侧端面之间，锁紧螺母(14)压紧弹性密封垫片(12)后一起抵在上盖(11)左侧端面上，所述调节螺栓(13)旋入上盖(11)内的长度保持为预先设定值。
8.根据权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于，所述上盖(11)端面设有上盖气孔(16)，上盖气孔(16)为通孔，气体可从该上盖气孔(16)进入到上盖(11)和缓冲活塞(9)组成的腔体内部，同时腔体内部的气体也可从上盖气孔(16)排出。
9.根据权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于，气缸端盖(4)上设有端盖进气孔(23)，端盖进气孔(23)为通孔，在所述端盖进气孔(23)上安装有单向阀(22)。
10.根据权利要求5所述的缓冲机构，其特征在于，降噪孔网(20)呈圆筒形，降噪孔网(20)的圆柱面上设有若干均布通孔，在降噪孔网(20)内表面覆有一层具有一定目数的筛网，降噪孔网(20)的两端分别抵在底座(6)和上盖(11)的端面凹槽内部。
11.根据权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于，底座(6)和上盖(11)外圆柱面上设有若干螺纹孔，螺纹孔上设有支撑柱(17)，螺栓(18)穿过防护罩(19)和支撑柱(17)后旋入到所述螺纹孔中，将防护罩(19)固定在底座(6)和上盖(11)上，支撑柱(17)一端与上盖(11)或底座(6)的外圆柱面相抵，另一端与防护罩(19)的内圆柱面相抵。
12.根据权利要求11所述的缓冲机构，所述支撑柱(17)为空心圆柱体和/或所述防护罩(19)呈圆筒形状。
13.根据权利要求1所述的缓冲机构，其特征在于，所述气缸端盖(4)上设有至少一个螺纹通孔，至少一个相对应的活塞限位螺柱(5)穿过所述螺纹通孔伸入到由气缸端盖(4)、气缸筒(2)、气缸活塞(3)组成的腔体内部。
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