CN111692157A - 一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，包括执行器缸体、齿轮传动轴、活塞、端盖、弹簧、封盖、调节装置和指示器，执行器缸体分为行程段和限位段，齿轮传动轴设置在执行器缸体内部，活塞包括气动活塞和限位活塞，端盖安装在执行器缸体的行程段远端，端盖内侧面与活塞盘一远端面之间通过多组弹簧连接，封盖安装在执行器缸体的限位段远端，封盖中心处固定设有轴承，轴承的内环外侧固定连接有旋转套杆，调节装置包括螺纹限位杆和手动转轮，指示器固定套接在螺纹套杆远端。总之，本发明具有结构新颖、调节方便、安全性高等优点。

Description

一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器

技术领域

本发明属于执行器技术领域，具体是涉及一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器。

背景技术

气动执行器是用气压力驱动启闭或调节阀门的执行装置，又被称气动执行机构或气动装置，不过一般通俗的称之为气动头。气动执行器有时还配备一定的辅助装置。常用的有阀门定位器和手轮机构。阀门定位器的作用是利用反馈原理来改善执行器的性能,使执行器能按控制器的控制信号,实现准确的定位。手轮机构的作用是当控制系统因停电、停气、控制器无输出或执行机构失灵时,利用它可以直接操纵控制阀，以维持生产的正常进行。

气动执行器的调节机构的种类和构造大致相同，主要是执行机构不同。因此在气动执行器介绍时分为执行机构和调节阀两部分。气动执行器由执行机构和调节阀两个部分组成。根据控制信号的大小，产生相应的推力，推动调节阀动作。调节阀是气动执行器的调节部分，在执行机构推力的作用下，调节阀产生一定的位移或转角，直接调节流体的流量。

气动执行器的优缺点包括：(1)负载大，可以适应高力矩输出的应用；(2)动作迅速、反应快；(3)工作环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射和振动等恶劣工作环境中，比液压、电子、电气控制更优越；(4)行程受阻或阀杆被扎住时电机容易受损。(5)控制精度较低，气动执行器在断气源后不能回到预设位置。

目前现有的气动执行器大部分是较为常规的气动执行器，其行程范围不能大范围调节，并且在断气源后难以手动回到预设位置，所以，本发明设计了一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器。

本发明的技术方案是：一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，主要包括执行器缸体、齿轮传动轴、活塞、端盖、弹簧、封盖、调节装置和指示器，

所述执行器缸体为内部中空的圆柱形缸体，执行器缸体从左到右分为用于所述活塞运动的行程段和用于限制活塞行程的限位段，执行器缸体上、下端面分别对称设有用于安装所述齿轮传动轴的轴孔，

所述齿轮传动轴上、下端分别贯穿所述两个轴孔设置在所述执行器缸体内部，齿轮传动轴侧面均匀设有齿条，齿轮传动轴上端连接有用于指示齿轮传动轴转动角度的角度指示器，

所述活塞分为设置在所述行程段远端内的气动活塞和设置在所述行程段内靠近所述限位段的限位活塞，所述气动活塞与所述齿轮传动轴上齿条咬合，气动活塞与执行器缸体内壁接触面设有活塞导板一，气动活塞远端连接有活塞盘一，所述限位活塞与所述齿轮传动轴上齿条咬合，限位活塞与执行器缸体内壁接触面设有活塞导板二，限位活塞远端连接有活塞盘二，

所述端盖固定封闭安装在所述执行器缸体的行程段远端，端盖内侧面与所述活塞盘一远端面之间通过多组所述弹簧连接，

所述封盖固定封闭安装在所述执行器缸体的限位段远端，封盖中心处固定设有轴承，所述轴承的内环外侧固定连接有用于旋转轴承的旋转套杆，所述旋转套杆包括靠近轴承端的旋转螺母和固定连接在所述旋转螺母远端且内、外侧表面均设有螺纹的螺纹套杆，

所述调节装置包括套接在所述旋转套杆内的螺纹限位杆和套接在所述旋转螺母上的手动转轮，所述螺纹限位杆伸入所述限位段的一端固定安装有限位器，通过旋转所述手动转轮调节限位器的位置来限制所述限位活塞的行程，

所述指示器固定套接在所述螺纹套杆远端，指示器内部中空，且指示器侧壁上设有用于观察螺纹限位杆位置的指示窗口。

进一步地，执行器缸体前侧面贯穿设有气口A和气口B，所述气动活塞与限位活塞中间密封部与所述气口A连通，经气口A充入压缩空气推动气动活塞与限位活塞运动，气动活塞与端盖中间密封部、限位活塞与封盖中间密封部分别与所述气口B连通，用于排出气动活塞与限位活塞运动时挤压的空气，通过气口A和气口B的进出气来控制气动执行器的工作。

进一步地，所述活塞导板一、活塞导板二与所述执行器缸体内侧壁接触面上分别均匀设有润滑槽，所述润滑槽内预填充有润滑油，润滑油既可以减轻活塞导板一、活塞导板二与执行器缸体内壁的摩擦损耗，又可以对摩擦产生的热量进行吸收，避免摩擦产生的高温对活塞导板一、活塞导板二或执行器缸体造成热应力变形。

进一步地，所述端盖与封盖上均设有用于排放执行器缸体内压缩气体的泄压阀，在利用转轮调节气动执行器行程或拆卸维修气动执行器时执行器缸体内部的压缩空气会对手动操作造成阻碍，泄压阀可以将执行器缸体内压缩空气排空后进行操作，安全方便。

进一步地，所述齿轮传动轴上端的角度指示器与齿轮传动轴下端均与所述执行器缸体密封，避免密封不严造成压力泄漏，使气动执行器的运转产生误差。

进一步地，所述轴承外侧设有锁定孔，所述锁定孔通过插入锁定螺栓来限制轴承转动，在调节气动执行器的行程限位后用锁定螺栓来锁定轴承，避免轴承在气动执行器工作过程中发生转动而导致形程限位偏差或失效。

进一步地，所述指示窗口两侧设有行程刻度，所述螺纹限位杆位于指示器的一端设有用于指向所述行程刻度的指针，指针可以精确指示螺纹限位杆的位置，适用于精确限位调节。

本发明的工作方法包括：

调节装置装配：将限位器伸入执行器缸体的限位段内，将螺纹限位杆远端旋接入旋转套杆内，将手动转轮套接在旋转套杆的旋转螺母外侧，将指示器旋转套接在旋转套杆的螺纹套杆远端，转动手动转轮使螺纹限位杆远端旋转移动至指示器内部最远端，经指示器的指示窗口观察螺纹调节杆的远端指针指示在指示窗口两侧的行程刻度零刻度处，利用锁定螺栓插入锁定孔来锁定轴承的转动角度；

正常工作：气动执行器正常工作时，无需转动调节装置，压缩空气经气口A进入执行器缸体内，将气动活塞和限位活塞向外挤压，气动活塞和限位活塞在运动过程中带动齿轮传动轴旋转，从而动外部负载做功，此时气动活塞和限位活塞的行程为最大行程，限位器不参与工作；

行程限位与解除：需要限制气动执行器的行程范围时，先取出锁定孔的锁定螺栓，旋转手动转轮使螺纹限位杆向执行器缸体内部运动，观察指示窗口的行程刻度，当螺纹限位杆的指针指示至所需限制行程范围时停止转动手动转轮，将锁定螺栓插入锁定孔锁定轴承，启动气动执行器，当压缩空气将气动活塞和限位活塞向外挤压运动时，限位活塞的活塞盘二在运动至限位器位置时被限位器阻挡，无法继续移动，齿轮传动轴的旋转也随机停止，实现了对气动执行器的行程范围限制，旋转手动转轮使螺纹限位杆远端指针指示在指示窗口两侧的行程刻度零刻度处，即解除气动执行器的行程范围限制。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，尤其适用于需要调节气动执行器行程范围的设备使用，通过在执行器缸体侧端安装调节装置，利用旋转手动转轮就可以实现气动执行器的行程范围限制和手动调整气动执行器的旋转角度，方便省力，通过在限位段内设置限位器，利用限位器的位置来对限位活塞进行限位作用，实现了气动执行器的行程限位功能，并且在调节装置远端安装指示器，通过观察螺纹限位杆在指示窗口内的位置，即可得知气动执行器的行程限位范围，并且还在活塞的导板上设置填充有润滑油的润滑槽，既可以减轻活塞导板一、活塞导板二与执行器缸体内壁的摩擦损耗，又可以对摩擦产生的热量进行吸收，避免摩擦产生的高温对活塞导板一、活塞导板二或执行器缸体造成热应力变形。总之，本发明具有结构新颖、调节方便、安全性高等优点。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的纵截面示意图；

图3是本发明的分解结构示意图；

图4是本发明的旋转套杆结构示意图；

图5是本发明的指示器结构示意图。

其中，1-执行器缸体、11-行程段、111-气口A、112-气口B、113-轴孔、12-限位段、2-齿轮传动轴、21-齿条、22-角度指示器、3-活塞、31-气动活塞、311-活塞导板一、312-活塞盘一、32-限位活塞、321-活塞导板二、322-活塞盘二、33-润滑槽、4-端盖、5-弹簧、6-封盖、61-轴承、611-锁定孔、612-锁定螺栓、62-旋转套杆、621-旋转螺母、622-螺纹套杆、7-调节装置、71-螺纹限位杆、711-限位器、712-指针、72-手动转轮、8-指示器、81-指示窗口、9-泄压阀。

具体实施方式

为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图1-5和具体实施例对本发明做进一步的解释说明，实施例并不构成对发明保护范围的限定。

如图1-3所示，一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，主要包括执行器缸体1、齿轮传动轴2、活塞3、端盖4、弹簧5、封盖6、调节装置7和指示器8，

执行器缸体1为内部中空的圆柱形缸体，执行器缸体1从左到右分为用于活塞3运动的行程段11和用于限制活塞3行程的限位段12，执行器缸体1上、下端面分别对称设有用于安装齿轮传动轴2的轴孔113，

齿轮传动轴2上、下端分别贯穿两个轴孔113设置在执行器缸体1内部，齿轮传动轴2侧面均匀设有齿条21，齿轮传动轴2上端连接有用于指示齿轮传动轴2转动角度的角度指示器22，齿轮传动轴2上端的角度指示器22与齿轮传动轴2下端均与执行器缸体1密封，

活塞3分为设置在行程段11远端内的气动活塞31和设置在行程段11内靠近限位段12的限位活塞32，气动活塞31与齿轮传动轴2上齿条21咬合，气动活塞31与执行器缸体1内壁接触面设有活塞导板一311，气动活塞31远端连接有活塞盘一312，限位活塞32与齿轮传动轴2上齿条21咬合，限位活塞32与执行器缸体1内壁接触面设有活塞导板二321，限位活塞32远端连接有活塞盘二322，

活塞导板一311、活塞导板二321与执行器缸体1内侧壁接触面上分别均匀设有润滑槽33，润滑槽33内预填充有润滑油，

执行器缸体1前侧面贯穿设有气口A111和气口B112，气动活塞31与限位活塞32中间密封部与气口A111连通，经气口A111充入压缩空气推动气动活塞31与限位活塞32运动，气动活塞31与端盖4中间密封部、限位活塞32与封盖6中间密封部分别与气口B112连通，用于排出气动活塞31与限位活塞32运动时挤压的空气，

端盖4固定封闭安装在执行器缸体1的行程段11远端，端盖4内侧面与活塞盘一312远端面之间通过多组弹簧5连接，

封盖6固定封闭安装在执行器缸体1的限位段12远端，封盖6中心处固定设有轴承61，轴承61的内环外侧固定连接有用于旋转轴承的旋转套杆62，如图4所示，旋转套杆62包括靠近轴承61端的旋转螺母621和固定连接在旋转螺母621远端且内、外侧表面均设有螺纹的螺纹套杆622，轴承61外侧设有锁定孔611，锁定孔611通过插入锁定螺栓612来限制轴承61转动，

端盖4与封盖6上均设有用于排放执行器缸体1内压缩气体的泄压阀9，

调节装置7包括套接在旋转套杆62内的螺纹限位杆71和套接在旋转螺母621上的手动转轮72，螺纹限位杆71伸入限位段12的一端固定安装有限位器711，通过旋转手动转轮72调节限位器711的位置来限制限位活塞32的行程，限位器711上、下端分别设有阻旋杆7111，活塞盘二322上、下侧壁设有用于阻旋杆7111滑动的滑槽3222，

指示器8固定套接在螺纹套杆622远端，指示器8内部中空，且指示器8侧壁上设有用于观察螺纹限位杆71位置的指示窗口81，如图5所示，指示窗口81两侧设有行程刻度，螺纹限位杆71位于指示器8的一端设有用于指向行程刻度的指针712。

上述实施例的装配及工作方法为：

调节装置装配：将限位器711伸入执行器缸体1的限位段12内，将螺纹限位杆71远端旋接入旋转套杆62内，将手动转轮72套接在旋转套杆62的旋转螺母621外侧，将指示器8旋转套接在旋转套杆62的螺纹套杆622远端，转动手动转轮72使螺纹限位杆71远端旋转移动至指示器8内部最远端，经指示器8的指示窗口81观察螺纹调节杆71的远端指针712指示在指示窗口81两侧的行程刻度零刻度处，利用锁定螺栓612插入锁定孔611来锁定轴承61的转动角度；

正常工作：气动执行器正常工作时，无需转动调节装置，压缩空气经气口A进入执行器缸体1内，将气动活塞31和限位活塞32向外挤压，气动活塞31和限位活塞32在运动过程中带动齿轮传动轴2旋转，从而动外部负载做功，此时气动活塞31和限位活塞32的行程为最大行程，限位器711不参与工作；

行程限位与解除：需要限制气动执行器的行程范围时，先取出锁定孔611的锁定螺栓612，旋转手动转轮72使螺纹限位杆71向执行器缸体1内部运动，观察指示窗口81的行程刻度，当螺纹限位杆71的指针712指示至所需限制行程范围时停止转动手动转轮72，将锁定螺栓612插入锁定孔611锁定轴承61，启动气动执行器，当压缩空气将气动活塞31和限位活塞32向外挤压运动时，限位活塞32的活塞盘二322在运动至限位器711位置时被限位器711阻挡，无法继续移动，齿轮传动轴2的旋转也随机停止，实现了对气动执行器的行程范围限制，旋转手动转轮72使螺纹限位杆71远端指针712指示在指示窗口81两侧的行程刻度零刻度处，即解除气动执行器的行程范围限制。

Claims (7)

1.一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，其特征在于，主要包括执行器缸体(1)、齿轮传动轴(2)、活塞(3)、端盖(4)、弹簧(5)、封盖(6)、调节装置(7)和指示器(8)，

所述执行器缸体(1)为内部中空的圆柱形缸体，执行器缸体(1)从左到右分为用于所述活塞(3)运动的行程段(11)和用于限制活塞(3)行程的限位段(12)，执行器缸体(1)上、下端面分别对称设有用于安装所述齿轮传动轴(2)的轴孔(113)，

所述齿轮传动轴(2)上、下端分别贯穿所述两个轴孔(113)设置在所述执行器缸体(1)内部，齿轮传动轴(2)侧面均匀设有齿条(21)，齿轮传动轴(2)上端连接有用于指示齿轮传动轴(2)转动角度的角度指示器(22)，

所述活塞(3)分为设置在所述行程段(11)远端内的气动活塞(31)和设置在所述行程段(11)内靠近所述限位段(12)的限位活塞(32)，所述气动活塞(31)与所述齿轮传动轴(2)上齿条(21)咬合，气动活塞(31)与执行器缸体(1)内壁接触面设有活塞导板一(311)，气动活塞(31)远端连接有活塞盘一(312)，所述限位活塞(32)与所述齿轮传动轴(2)上齿条(21)咬合，限位活塞(32)与执行器缸体(1)内壁接触面设有活塞导板二(321)，限位活塞(32)远端连接有活塞盘二(322)，

所述端盖(4)固定封闭安装在所述执行器缸体(1)的行程段(11)远端，端盖(4)内侧面与所述活塞盘一(312)远端面之间通过多组所述弹簧(5)连接，

所述封盖(6)固定封闭安装在所述执行器缸体(1)的限位段(12)远端，封盖(6)中心处固定设有轴承(61)，所述轴承(61)的内环外侧固定连接有用于旋转轴承的旋转套杆(62)，所述旋转套杆(62)包括靠近轴承(61)端的旋转螺母(621)和固定连接在所述旋转螺母(621)远端且内、外侧表面均设有螺纹的螺纹套杆(622)，

所述调节装置(7)包括套接在所述旋转套杆(62)内的螺纹限位杆(71)和套接在所述旋转螺母(621)上的手动转轮(72)，所述螺纹限位杆(71)伸入所述限位段(12)的一端固定安装有限位器(711)，通过旋转所述手动转轮(72)调节限位器(711)的位置来限制所述限位活塞(32)的行程，

所述指示器(8)固定套接在所述螺纹套杆(622)远端，指示器(8)内部中空，且指示器(8)侧壁上设有用于观察螺纹限位杆(71)位置的指示窗口(81)。

2.根据权利要求1所述的一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，其特征在于，执行器缸体(1)前侧面贯穿设有气口A(111)和气口B(112)，所述气动活塞(31)与限位活塞(32)中间密封部与所述气口A(111)连通，经气口A(111)充入压缩空气推动气动活塞(31)与限位活塞(32)运动，气动活塞(31)与端盖(4)中间密封部、限位活塞(32)与封盖(6)中间密封部分别与所述气口B(112)连通，用于排出气动活塞(31)与限位活塞(32)运动时挤压的空气。

3.根据权利要求1所述的一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，其特征在于，所述端盖(4)与封盖(6)上均设有用于排放执行器缸体(1)内压缩气体的泄压阀(9)。

4.根据权利要求1所述的一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，其特征在于，所述齿轮传动轴(2)上端的角度指示器(22)与齿轮传动轴(2)下端均与所述执行器缸体(1)密封。

5.根据权利要求1所述的一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，其特征在于，所述轴承(61)外侧设有锁定孔(611)，所述锁定孔(611)通过插入锁定螺栓(612)来限制轴承(61)转动。

6.根据权利要求1所述的一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，其特征在于，所述指示窗口(81)两侧设有行程刻度，所述螺纹限位杆(71)位于指示器(8)的一端设有用于指向所述行程刻度的指针(712)。

7.根据权利要求1所述的一种具有全行程手动调节、限位和锁定功能的气动执行器，其特征在于，所述螺纹限位杆(71)位于指示器(8)的一端设有用于指向所述行程刻度的指针(712)。

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