CN107327616A - 一种叠加式大推力气动执行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叠加式大推力气动执行器，包括竖直叠加的两个结构相同的上气缸和下气缸，上气缸包括第一上壳体和第一下壳体，上气缸顶部设置有上进气口，上气缸底部设置有上排气口，下气缸包括第二上壳体和第二下壳体，下气缸顶部设置有下进气口，下气缸底部设置有下排气口，上气缸上部覆盖有上气缸膜片，上气缸膜片下方设置有上弹簧底座，上气缸膜片正中心设有推力轴，推力轴从上到下依次贯穿上气缸膜片、上弹簧底座、第一下壳体、第二上壳体、下气缸膜片、下弹簧底座和第二下壳体，本发明通过竖直叠加设置的两个结构相同的上气缸和下气缸，通过双倍进气增加了执行器的推力，降低了单一气缸直径，减小安装空间，满足了自动控制要求。

Description

一种叠加式大推力气动执行器

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其涉及一种叠加式大推力气动执行器。

背景技术

自动控制阀门广泛应用于化工、电厂、冶金、造船等领域，控制流体的切换隔离和调节。阀门的执行器通常有电动执行器和气动执行器。与电动执行器相比，气动执行器具有节能、防爆、故障保护等独特优势。

气动执行器的推力往往取决于气缸直径的大小，随着工业自动控制要求的不断提升，对气动执行器推力的要求不断增大，现有技术中的气动执行器的气缸直径较小，产生的推力也较小，不能满足现有技术中的高推力需求。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种叠加式大推力气动执行器，通过竖直叠加设置的两个结构相同的上气缸和下气缸，增加了执行器的推力，降低了单一气缸直径，减小安装空间，满足自动控制要求。

本发明所采用的技术方案是：

一种叠加式大推力气动执行器，所述气动执行器包括竖直叠加的两个结构相同的上气缸和下气缸，所述上气缸包括第一上壳体和第一下壳体，所述上气缸顶部设置有上进气口，所述上气缸底部设置有上排气口，所述下气缸包括第二上壳体和第二下壳体，所述下气缸顶部设置有下进气口，所述下气缸底部设置有下排气口，所述上气缸上部覆盖有上气缸膜片，所述上气缸膜片下方设置有上弹簧底座，所述第一上壳体与上气缸膜片形成上腔体，所述上气缸膜片与第一下壳体形成上弹簧室；

所述下气缸顶部覆盖有下气缸膜片，所述下气缸膜片下方设置有下弹簧底座，所述下弹簧底座下方围绕推力轴均匀设置有下弹簧，所述下弹簧的另一端与第二下壳体固定，所述第二上壳体与下气缸膜片形成下腔体，所述下气缸膜片与第二下壳体形成下弹簧室；

所述上气缸膜片正中心设有推力轴，所述推力轴从上到下依次垂直贯穿上气缸膜片、上弹簧底座、第一下壳体、第二上壳体、下气缸膜片、下弹簧底座和第二下壳体，所述上气缸和下气缸之间设置有连接支撑法兰，所述连接支撑法兰与第一下壳体和第二上壳体的连接处套设有连接套，所述推力轴与连接套接触处套设有密封圈。

优选的，所述推力轴与上气缸膜片和上弹簧底座之间固定连接，所述推力轴随着上气缸膜片和上弹簧底座的运动而进行运动。

优选的，所述推力轴与下气缸膜片和下弹簧底座之间固定连接，所述推力轴随着下气缸膜片和下弹簧底座的运动而进行运动。

优选的，所述第一上壳体、上气缸膜片、第一下壳体圆周均匀设置有若干相互对应的第一通孔，所述第一上壳体、上气缸膜片和第一下壳体通过依次贯穿第一通孔的螺栓和固定螺栓螺母进行固定。

优选的，所述第二上壳体、下气缸膜片和第二下壳体圆周均匀设置有若干个互相对应的第二通孔，所述第二上壳体、下气缸膜片和第二下壳体通过依次贯穿第二通孔的螺栓和固定螺栓螺母进行固定。

优选的，所述第一下壳体与连接支撑法兰之间、第二上壳体与连接支撑法兰之间均采用螺栓连接。

优选的，所述第二下壳体下方设置有用于校正推力轴的连接板，所述第二下壳体与连接板通过螺栓进行连接。

优选的，所述上气缸膜片还可设置在上气缸下部，所述上气缸膜片上方设置有上弹簧底座，所述下气缸膜片还可设置在下气缸下部，所述下气缸膜片上方设置有下弹簧底座，形成反作用。

本发明达到的有益效果是：本发明提供了一种叠加式大推力气动执行器，通过竖直叠加设置的两个结构相同的上气缸和下气缸，在上气缸和下气缸上分别设置有进气口和排气口，通过双倍进气增加了执行器的推力，降低了单一气缸直径，减小安装空间，满足了自动控制要求；且该气动执行器中的气缸膜片和弹簧底座可设置在气缸顶部或者底部，分别形成正作用或反作用，满足了不同阀门的需求。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明在正作用时的结构示意图；

图2是本发明在反作用时的结构示意图；

其中，1、上气缸，11、第一上壳体，12、第一下壳体，13、上进气口，14、上排气口，15、上气缸膜片，16、上弹簧底座，17、上弹簧，2、下气缸，21、第二上壳体，22、第二下壳体，23、下进气口，24、下排气口，25、下气缸膜片，26、下弹簧底座，27、下弹簧，3、推力轴，4、连接支撑法兰，41、连接套，42、密封圈，5、连接板，6、第一通孔，7、第二通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。

如图1和图2所示，一种叠加式大推力气动执行器，所述气动执行器包括竖直叠加的两个结构相同的上气缸1和下气缸2，所述上气缸1包括第一上壳体11和第一下壳体12，所述上气缸1顶部设置有上进气口13，所述上气缸1底部设置有上排气口14，所述下气缸2包括第二上壳体21和第二下壳体22，所述下气缸2顶部设置有下进气口23，所述下气缸2底部设置有下排气口24，所述上气缸1上部覆盖有上气缸膜片15，所述上气缸膜片15下方设置有上弹簧底座16，所述第一上壳体11与上气缸膜片15形成上腔体，所述上气缸膜片15与第一下壳体12形成上弹簧室。

所述下气缸2顶部覆盖有下气缸膜片25，所述下气缸膜片25下方设置有下弹簧底座26，所述下弹簧底座26下方围绕推力轴3均匀设置有下弹簧27，所述下弹簧27的另一端与第二下壳体22固定，所述第二上壳体21与下气缸膜片25形成下腔体，所述下气缸膜片25与第二下壳体22形成下弹簧室。

所述上气缸膜片15正中心设有推力轴3，所述推力轴3从上到下依次垂直贯穿上气缸膜片15、上弹簧底座16、第一下壳体12、第二上壳体21、下气缸膜片25、下弹簧底座26和第二下壳体22，所述上气缸1和下气缸2之间设置有连接支撑法兰4，所述连接支撑法兰4与第一下壳体11和第二上壳体21的连接处套设有连接套41，所述推力轴3与连接套41接触处套设有密封圈42。

所述上弹簧底座16和下弹簧底座26增加了气缸膜片和弹簧之间的接触面积，使气缸膜片和弹簧之间得的作用力进行匀速传递。

所述上弹簧17和下弹簧27围绕推力轴3均匀设置，所述上弹簧17和下弹簧27的个数可根据需求进行设置，所述上弹簧17和下弹簧27的高度也可以根据需求进行设置。

优选的方案是，所述推力轴3与上气缸膜片15和上弹簧底座16之间固定连接，所述推力轴3随着上气缸膜片15和上弹簧底座16的运动而进行运动。

优选的方案是，所述推力轴3与下气缸膜片25和下弹簧底座26之间固定连接，所述推力轴3随着下气缸膜片25和下弹簧底座26的运动而进行运动。

优选的方案是，所述第一上壳体11、上气缸膜片15、第一下壳体12圆周均匀设置有若干相互对应的第一通孔6，所述第一上壳体11、上气缸膜片15和第一下壳体12通过依次贯穿第一通孔6的螺栓和固定螺栓螺母进行固定。

优选的方案是，所述第二上壳体21、下气缸膜片25和第二下壳体22圆周均匀设置有若干个互相对应的第二通孔7，所述第二上壳体21、下气缸膜片25和第二下壳体22通过依次贯穿第二通孔7的螺栓和固定螺栓螺母进行固定。

优选的方案是，所述第一下壳体12与连接支撑法兰4之间、第二上壳体21与连接支撑法兰4之间均采用螺栓连接。

优选的方案是，所述第二下壳体21下方设置有用于校正推力轴3的连接板5，所述第二下壳体22与连接板5通过螺栓进行连接。

优选的方案是，所述上气缸膜片15还可设置在上气缸1下部，所述上气缸膜片15上方设置有上弹簧底座16，所述推力轴3从上到下依次垂直贯穿上气缸膜片15、上弹簧底座16、第一下壳体12、第二上壳体21、下气缸膜片25、下弹簧底座26和第二下壳体22，所述下气缸膜片25还可设置在下气缸2下部，所述下气缸膜片25上方设置有下弹簧底座26，形成反作用。

本发明的工作原理是，在正作用时，如图1所示，气源同时分别通过上进气口13进入上腔体和通过下进气口23进入下腔体，气压作用于上气缸膜片15和下气缸膜片25的截面，上气缸膜片15形成压力作用于上弹簧底座16，下气缸膜片25形成压力作用于下弹簧底座26，通过上弹簧底座16、下弹簧底座26与推力轴3实现向下压缩上弹簧17和下弹簧27并输出推力，同时通过上排气口14和下排气口24将上下弹簧室的多余空气排出至大气压。推力轴3下端口预留连接螺纹与阀门阀杆头部连接后输出推力，实现阀门动作。当气源排气时，同时通过上进气口13排出上腔体气压和下进气口23排出下腔体气压，上弹簧17和下弹簧27依靠弹簧的弹性作用力，同时通过上排气口14和下排气口24将大气引入上下弹簧室至大气压，带动推力轴3上移，使阀门动作。

本发明的工作原理是，在反作用时，如图2所示，气源同时分别通过上进气口13进入上腔体和通过下进气口23进入下腔体，气压作用于上气缸膜片15和下气缸膜片25的截面，上气缸膜片15形成压力作用于上弹簧底座16，下气缸膜片25形成压力作用于下弹簧底座26，通过上弹簧底座16、下弹簧底座26与推力轴3实现向上压缩上弹簧17和下弹簧27并输出推力，同时通过上排气口14和下排气口24将上下弹簧室的多余空气排出至大气压。推力轴3下端口预留连接螺纹与阀门阀杆头部连接后输出推力，实现阀门动作。当气源排气时，同时通过上进气口13排出上腔体气压和下进气口23排出下腔体气压，上弹簧17和下弹簧27依靠弹簧的弹性作用力，同时通过上排气口14和下排气口24将大气引入上下弹簧室至大气压，带动推力轴3下移，使阀门动作。

以上是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种叠加式大推力气动执行器，其特征在于，所述气动执行器包括竖直叠加的两个结构相同的上气缸和下气缸，所述上气缸包括第一上壳体和第一下壳体，所述上气缸顶部设置有上进气口，所述上气缸底部设置有上排气口，所述下气缸包括第二上壳体和第二下壳体，所述下气缸顶部设置有下进气口，所述下气缸底部设置有下排气口，所述上气缸上部覆盖有上气缸膜片，所述上气缸膜片下方设置有上弹簧底座，所述第一上壳体与上气缸膜片形成上腔体，所述上气缸膜片与第一下壳体形成上弹簧室；

所述下气缸顶部覆盖有下气缸膜片，所述下气缸膜片下方设置有下弹簧底座，所述下弹簧底座下方围绕推力轴均匀设置有下弹簧，所述下弹簧的另一端与第二下壳体固定，所述第二上壳体与下气缸膜片形成下腔体，所述下气缸膜片与第二下壳体形成下弹簧室；

所述上气缸膜片正中心设有推力轴，所述推力轴从上到下依次垂直贯穿上气缸膜片、上弹簧底座、第一下壳体、第二上壳体、下气缸膜片、下弹簧底座和第二下壳体，所述上气缸和下气缸之间设置有连接支撑法兰，所述连接支撑法兰与第一下壳体和第二上壳体的连接处套设有连接套，所述推力轴与连接套接触处套设有密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种叠加式大推力气动执行器，其特征在于，所述推力轴与上气缸膜片和上弹簧底座之间固定连接，所述推力轴随着上气缸膜片和上弹簧底座的运动而进行运动。

3.根据权利要求1所述的一种叠加式大推力气动执行器，其特征在于，所述推力轴与下气缸膜片和下弹簧底座之间固定连接，所述推力轴随着下气缸膜片和下弹簧底座的运动而进行运动。

4.根据权利要求1所述的一种叠加式大推力气动执行器，其特征在于，所述第一上壳体、上气缸膜片、第一下壳体圆周均匀设置有若干相互对应的第一通孔，所述第一上壳体、上气缸膜片和第一下壳体通过依次贯穿第一通孔的螺栓和固定螺栓螺母进行固定。

5.根据权利要求1所述的一种叠加式大推力气动执行器，其特征在于，所述第二上壳体、下气缸膜片和第二下壳体圆周均匀设置有若干个互相对应的第二通孔，所述第二上壳体、下气缸膜片和第二下壳体通过依次贯穿第二通孔的螺栓和固定螺栓螺母进行固定。

6.根据权利要求1所述的一种叠加式大推力气动执行器，其特征在于，所述第一下壳体与连接支撑法兰之间、第二上壳体与连接支撑法兰之间均采用螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的一种叠加式大推力气动执行器，其特征在于，所述第二下壳体下方设置有用于校正推力轴的连接板，所述第二下壳体与连接板通过螺栓进行连接。

8.根据权利要求1所述的一种叠加式大推力气动执行器，其特征在于，所述上气缸膜片还可设置在上气缸下部，所述上气缸膜片上方设置有上弹簧底座，所述下气缸膜片还可设置在下气缸下部，所述下气缸膜片上方设置有下弹簧底座，形成反作用。