CN113007420A - 一种阀门执行器的直线传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于阀门执行器技术领域，公开了一种阀门执行器的直线传动装置，包括：设置于执行器壳体内部的移动活塞；固定于移动活塞一侧的传动杆；连接于执行器壳体a端与移动活塞之间的限位弹簧；固定设置于执行器壳体b端的拉绳收卷组件，且a端和b端分别为执行器壳体的对称两端；固定设置于执行器壳体内部的导柱；所述导柱与执行器壳体的中轴线平行，且导柱数量与导向槽数量相同，一个导向槽内贯穿一个导柱，且导柱表面与导向槽表面均设有耐磨层，并形成滑动配合；综上，利用拉绳拉动与弹簧复位配合实现直线传动，并且还设置具有良好耐磨性能的导柱作为导向结构，以此能有效保证整体装置的传动稳定性、并延长其使用寿命。

Description

一种阀门执行器的直线传动装置

技术领域

本发明属于阀门执行器技术领域，具体涉及一种阀门执行器的直线传动装置。

背景技术

目前，现有阀门执行器的直线传动装置一般采用螺杆与螺纹轴套配合的结构形式，具体：通过螺旋传动的原理实现转动驱动与直线传动之间的转换，具有结构简单的优点。但是，在长时间往复驱动的过程中，螺杆与螺纹轴套之间易出现磨损现象，而一旦磨损，则使得螺杆与螺纹轴套之间的配合间隙增大，从而影响了整体结构驱动的稳定性，甚至造成无法驱动的问题。

发明内容

鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，本发明的目的在于提供一种阀门执行器的直线传动装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阀门执行器的直线传动装置，包括：

设置于执行器壳体内部的移动活塞；所述移动活塞可沿执行器壳体的中轴线进行直线往复移动，且在移动活塞的外侧壁上阵列开设有至少两个导向槽；

固定于所述移动活塞一侧的传动杆，且传动杆与移动活塞同步移动；所述传动杆的一端贯穿执行器壳体a端，且至少两个导向槽阵列围绕于传动杆外侧；

连接于执行器壳体a端与移动活塞之间的限位弹簧，且所述限位弹簧位于导向槽的一侧；

固定设置于执行器壳体b端的拉绳收卷组件，且a端和b端分别为执行器壳体的对称两端；所述拉绳收卷组件与移动活塞之间连接有拉绳，且拉绳收卷组件与限位弹簧配合，并通过收卷或释放拉绳的方式限定移动活塞的定位位置；

固定设置于执行器壳体内部的导柱；所述导柱与执行器壳体的中轴线平行，且导柱的数量与导向槽的数量相同，一个所述导向槽内贯穿一个导柱，且导柱表面与导向槽表面均设有耐磨层，并形成滑动配合；在每个所述导柱上均开设有第一导孔，且第一导孔位于移动活塞与执行器壳体a端之间；

其中：所述拉绳在连接移动活塞与拉绳收卷组件时，拉绳贯穿所述第一导孔，且所述拉绳收卷组件在收卷拉绳时，驱动移动活塞向执行器壳体a端移动，并压缩限位弹簧。

优选的，在所述移动活塞内阵列开设有至少两个安装盲孔，所述安装盲孔与导向槽导通，并位于导向槽靠近移动活塞中心的一侧；一个安装盲孔对应一个导向槽，且每个所述安装盲孔内均嵌入有滚珠，所述滚珠接触于导柱一侧表面，并与导柱表面形成滚动配合。

优选的，在每个所述安装盲孔内均设置有相互连接的定位弹簧和移动座；所述移动座用于嵌入安装滚珠，所述定位弹簧用于驱使移动座向导柱靠近，并使滚珠抵紧于导柱的一侧表面上。

优选的，所述拉绳收卷组件包括：

固定于执行器壳体b端外部的转动机构；

固定于执行器壳体b端内部的卷绳机构；所述拉绳的一端连接于卷绳机构上，且卷绳机构通过转动机构驱动转动。

优选的，所述导柱设置于卷绳机构外侧，且每个导柱上均开设有第二导孔，且第二导孔位于移动活塞与执行器壳体b端之间；在所述拉绳在连接移动活塞与卷绳机构时，拉绳依次贯穿第一导孔和第二导孔。

优选的，在所述第一导孔和第二导孔内均安装有可转动的导轮，且拉绳贯穿第一导孔和第二导孔时，分别绕设于对应导轮上。

优选的，所述卷绳机构包括：

至少两个卷绳辊，且一个所述卷绳辊上固定一根拉绳；

连接于卷绳辊与转动机构之间的齿轮传动箱，且所述齿轮传动箱内设有与转动机构配合的一个主动齿轮、与卷绳辊一一对应的至少两个从轮齿轮，所述主动齿轮与从轮齿轮啮合传动；

固定于齿轮传动箱一侧的连接柱，且至少两个卷绳辊阵列围绕于连接柱外侧；所述连接柱的一端连接有压板，且每个卷绳辊均转动配合于压板与齿轮传动箱之间。

优选的，所述执行器壳体包括：

b端开口的外壳，且所述外壳a端内部设有密封环；

分别固定于导柱两端的第一固定板和第二固定板；

其中：所述密封环限定于第一固定板与外壳a端之间，且传动杆依次贯穿第一固定板、密封环和外壳a端；

所述第一固定板尺寸小于外壳b端开口尺寸；所述第二固定板尺寸大于外壳b端开口尺寸；

所述拉绳收卷组件固定于安装于第二固定板上，且第二固定板与外壳b端之间通过可拆卸的螺栓固定连接。

优选的，所述卷绳辊包括与从轮齿轮固定的内轴、可拆卸的套设于内轴上的外套；所述内轴一端可拆装的插入于压板内，所述拉绳一端固定于外套上；所述连接柱内嵌入设置有压紧弹簧，且连接柱通过压紧弹簧与压板之间形成可分离的弹性连接。

优选的，所述拉绳远离外套的一端固定有螺纹套，所述移动活塞上固定有螺纹柱，所述螺纹套与螺纹柱旋合连接，以实现拉绳与移动活塞之间的可拆卸连接。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)在本发明中，利用拉绳拉动与弹簧复位的配合方式代替传统的螺旋传动，并且还设置具有良好耐磨性能的导柱作为直线传动的导向结构，以此能有效提高整体装置的耐磨程度，从而保证传动稳定性、并延长使用寿命。

另外，相比于对螺纹轴套的内螺纹进行耐磨处理而言，本发明对导向槽外表面及导柱外表面的耐磨处理更为简单。

(2)针对上述导柱，在与其滑动配合的导向槽内设有可弹性移动的滚珠，由此：一方面能有效减小导柱与导向槽之间的摩擦作用，另一方面则保证滚珠能始终抵紧于导柱上，从而避免移动活塞与导柱之间出现配合间隙增大的问题，进而进一步提高整体装置的传动稳定性。

(3)针对上述导柱，在其上开设带有导轮的两个导孔，基于此：一方面实现移动活塞、拉绳收卷组件及拉绳等结构的合理装配，另一方面则能有效减小拉绳收放过程中的磨损。

(4)在本发明中，将安装整体装置的执行器壳体设为可拆卸结构，并且还将拉绳两端也设为可拆卸连接，由此能方便实现拉绳更换，以进一步提高整体装置的使用寿命。

(5)针对上述拉绳，其一端采用套设配合的内轴和外套进行连接，另一端采用螺旋配合的螺纹套和螺纹柱进行连接，整体连接结构简单，拆装方便。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中的A处放大图；

图3为本发明的结构分解图；

图4为图3中的B处放大图；

图5为本发明中移动活塞与导柱配合的外部平面图；

图6为本发明中移动活塞与导柱配合的内部结构图；

图7为图6中的C处放大图；

图8为本发明中导柱的结构示意图；

图9为本发明中卷绳机构的结构示意图；

图10为本发明中卷绳辊的结构示意图；

图中：移动活塞-1；导向槽-11；安装盲孔-12；滚珠-13；定位弹簧-14；移动座-15；传动杆-2；限位弹簧-3；拉绳收卷组件-4；转动机构-41；卷绳机构-42；卷绳辊-43；内轴-431；外套-432；齿轮传动箱-44；连接柱-45；压板-46；压紧弹簧-47；拉绳-5；螺纹套-51；螺纹柱-52；导柱-6；第一导孔-61；第二导孔-62；导轮-63；外壳-7；密封环-71；第一固定板-8；第二固定板-9。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1及图5所示，在本发明中提供了一种阀门执行器的直线传动装置，主要包括：

设置于执行器壳体内部的移动活塞1；具体：移动活塞1可沿执行器壳体的中轴线进行直线往复移动，且在移动活塞1的外侧壁上阵列开设有至少两个导向槽11。根据图5所示结构可知，导向槽11沿移动活塞1的边缘设置，以此使得导向槽11形成U形截面。另外，为便于图示，在图5中仅示出导向槽11开设有6个时的结构状态。

固定于移动活塞1一侧的传动杆2；具体：传动杆2与移动活塞1同步移动，传动杆2的一端贯穿执行器壳体a端，且至少两个导向槽11阵列围绕于传动杆2外侧。传动杆2的设置用于实现整体阀门执行器与阀门之间的连接，并且还用于实现整体装置向阀门执行的直线驱动。

连接于执行器壳体a端与移动活塞1之间的限位弹簧3；具体：在图1中，将限位弹簧3套设于传动杆2外侧，以此实现限位弹簧3的合理安装；另外，还可在每相邻两个导向槽11之间的区域设置一个限位弹簧3；上述，均用于保证限位弹簧3位于导向槽11的一侧，以此有效避免限位弹簧3与导向槽11产生相互干扰。

固定设置于执行器壳体b端的拉绳收卷组件4，具体：由图1可知，a端和b端分别为执行器壳体的对称两端；拉绳收卷组件4与移动活塞1之间连接有拉绳5，且拉绳收卷组件4与限位弹簧3配合，并通过收卷或释放拉绳5的方式限定移动活塞1的定位位置；

固定设置于执行器壳体内部的导柱6；具体：导柱6与执行器壳体的中轴线平行，且导柱6的数量与导向槽11的数量相同，一个导向槽11内贯穿一个导柱6，且导柱6表面与导向槽11表面均设有耐磨层，并形成滑动配合；在每个导柱6上均开设有第一导孔61，且第一导孔61位于移动活塞1与执行器壳体a端之间。其中：拉绳5在连接移动活塞1与拉绳收卷组件4时，拉绳5贯穿第一导孔61，且拉绳收卷组件4在收卷拉绳5时，驱动移动活塞1向执行器壳体a端移动，并压缩限位弹簧3。上述，耐磨层位于导柱6的表面及导向槽11的表面，以此使得耐磨处理更为简单方便，且该耐磨处理可采用在表面电镀硬化耐磨层。

综上可知，上述所公开的直线传动装置进行直线传动的原理为：

向外部直线伸出传动杆2时：启动拉绳收卷组件4收卷拉绳5，此时由图1可使，使得拉绳5进行逆时针方向移动，从而拉动移动活塞1向靠近第一导孔61及执行器壳体a端的方向移动，进而将传动杆2从执行器壳体内部推出；而在移动活塞1在移动的过程中，导柱6与导向槽11产生滑动，以此限定移动活塞1移动的稳定性；与此同时，移动活塞1还对限位弹簧3产生压缩。

向内部直线缩回传动杆2时：启动拉绳收卷组件4释放拉绳5，此时使得拉绳5松弛，从而失去对移动活塞1的限定，此时基于限位弹簧3的回弹，驱使移动活塞1向靠近执行器壳体b端的方向移动，进而将传动杆2带回执行器壳体内；在此过程中，同样通过导柱6的限定保证移动活塞1移动的稳定性。

针对上述所公开的直线传动装置，在本发明中还提供如下优选实施方式。

在优选实施方式一中，结合图4、图6和图7可知：

在移动活塞1内阵列开设有至少两个安装盲孔12，安装盲孔12与导向槽11导通，并位于导向槽11靠近移动活塞1中心的一侧；一个安装盲孔12对应一个导向槽11，且每个安装盲孔12内均嵌入有滚珠13，滚珠13接触于导柱6一侧表面，并与导柱6表面形成滚动配合。

在本实施方式中，进一步的，在每个安装盲孔12内均设置有相互连接的定位弹簧14和移动座15；移动座15用于嵌入安装滚珠13，定位弹簧14用于驱使移动座15向导柱6靠近，并使滚珠13抵紧于导柱6的一侧表面上。

综上，在本实施方式中，通过滚珠13的设置，使得导柱6与导向槽11之间由滑动摩擦转换为滚动摩擦，从而大大减小了摩擦作用，进而有效降低了往复传动时的摩擦磨损。另外，基于定位弹簧14和移动座15的设置，使得滚珠13能始终抵紧于导柱6上，从而避免导向槽11与导柱6之间出现配合间隙增大的问题，由此进一步提高了整体装置的传动稳定性。

在优选实施方式二中，结合图1、图2和图8可知：

拉绳收卷组件4包括：

固定于执行器壳体b端外部的转动机构41；具体，转动机构41可采用转动电机构成；

固定于执行器壳体b端内部的卷绳机构42；拉绳5的一端连接于卷绳机构42上，且卷绳机构42通过转动机构41驱动转动。

在本实施方式中，进一步的，导柱6设置于卷绳机构42外侧，且每个导柱6上均开设有第二导孔62，且第二导孔62位于移动活塞1与执行器壳体b端之间；在拉绳5在连接移动活塞1与卷绳机构42时，拉绳5依次贯穿第一导孔61和第二导孔62。

在本实施方式中，更进一步的，在第一导孔61和第二导孔62内均安装有可转动的导轮63，且拉绳5贯穿第一导孔61和第二导孔62时，分别绕设于对应导轮63上。

综上，在本实施方式中，基于第一导孔61和第二导孔62的设置，使得整体结构的配合更为合理，从而有效减小设有本装置的阀门执行器的体积；另外，基于导轮63的设置，使得拉绳5在第一导孔61和第二导孔62内移动时，与对应导孔均形成转动配合，由此能有效减小拉绳5移动时的磨损，从而进一步延长整体装置的使用寿命。

在优选实施方式三中，结合图9可知：

卷绳机构42包括：

至少两个卷绳辊43，且一个卷绳辊43上固定一根拉绳5；

连接于卷绳辊43与转动机构41之间的齿轮传动箱44，且齿轮传动箱44内设有与转动机构41配合的一个主动齿轮、与卷绳辊43一一对应的至少两个从轮齿轮，主动齿轮与从轮齿轮啮合传动；

固定于齿轮传动箱44一侧的连接柱45，且至少两个卷绳辊43阵列围绕于连接柱45外侧；连接柱45的一端连接有压板46，且每个卷绳辊43均转动配合于压板46与齿轮传动箱44之间。

综上可知，关于拉绳收卷组件4收卷拉绳5的原理为：启动转动机构41，以此驱使主动齿轮转动，从而通过从轮齿轮的啮合传动带动卷绳辊43转动，由此实现拉绳5收卷。另外，基于压板46的设置，使得卷绳辊43的转动更为稳定。

在优选实施方式四中，结合图3可知：

执行器壳体包括：

b端开口的外壳7，且外壳7a端内部设有密封环71；

分别固定于导柱6两端的第一固定板8和第二固定板9；

其中：密封环71限定于第一固定板8与外壳7a端之间，且传动杆2依次贯穿第一固定板8、密封环71和外壳7a端；

第一固定板8尺寸小于外壳7b端开口尺寸；第二固定板9尺寸大于外壳7b端开口尺寸；

拉绳收卷组件4固定于安装于第二固定板9上，且第二固定板9与外壳7b端之间通过可拆卸的螺栓固定连接。

由此可知，在本实施方式中，将用于安装整体直线传动装置的执行器壳体设为可拆卸结构，从而方便对整体装置进行检修。而密封环71的设置，能有效提高整体结构a端的密封性。

在本实施方式中，进一步的，卷绳辊43包括与从轮齿轮固定的内轴431、可拆卸的套设于内轴431上的外套432；内轴431一端可拆装的插入于压板46内，拉绳5一端固定于外套432上；连接柱45内嵌入设置有压紧弹簧47，且连接柱45通过压紧弹簧47与压板46之间形成可分离的弹性连接

在本实施方式中，更进一步的，拉绳5远离外套432的一端固定有螺纹套51，移动活塞1上固定有螺纹柱52，螺纹套51与螺纹柱52旋合连接，以实现拉绳5与移动活塞1之间的可拆卸连接。

综上可知，拉绳5的两端均设有可拆卸的连接结构，由此在拉绳5断裂后可方便的进行拉绳5的更换。具体的其更换原理为：

一端：向远离连接柱45的方向拉动压板46，以此使得压板46与内轴431之间形成分离，然后从内轴431上取下外套432，完成拉绳5一端的拆卸。而关于外套432与内轴431的配合截面如图10所示，以此保证外套432能稳定的随内轴431进行转动。

另一端：转动螺纹套51，以此将螺纹套51从螺纹柱52上旋下，完成拉绳5另一端的拆卸。

另外，为便于拉绳5的安装，应保证螺纹套51和/或外套432的尺寸应小于第一导孔61和第二导孔62尺寸。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种阀门执行器的直线传动装置，其特征在于，包括：

设置于执行器壳体内部的移动活塞（1）；所述移动活塞（1）可沿执行器壳体的中轴线进行直线往复移动，且在移动活塞（1）的外侧壁上阵列开设有至少两个导向槽（11）；

固定于所述移动活塞（1）一侧的传动杆（2），且传动杆（2）与移动活塞（1）同步移动；所述传动杆（2）的一端贯穿执行器壳体a端，且至少两个导向槽（11）阵列围绕于传动杆（2）外侧；

连接于执行器壳体a端与移动活塞（1）之间的限位弹簧（3），且所述限位弹簧（3）位于导向槽（11）的一侧；

固定设置于执行器壳体b端的拉绳收卷组件（4），且a端和b端分别为执行器壳体的对称两端；所述拉绳收卷组件（4）与移动活塞（1）之间连接有拉绳（5），且拉绳收卷组件（4）与限位弹簧（3）配合，并通过收卷或释放拉绳（5）的方式限定移动活塞（1）的定位位置；

固定设置于执行器壳体内部的导柱（6）；所述导柱（6）与执行器壳体的中轴线平行，且导柱（6）的数量与导向槽（11）的数量相同，一个所述导向槽（11）内贯穿一个导柱（6），且导柱（6）表面与导向槽（11）表面均设有耐磨层，并形成滑动配合；在每个所述导柱（6）上均开设有第一导孔（61），且第一导孔（61）位于移动活塞（1）与执行器壳体a端之间；

其中：所述拉绳（5）在连接移动活塞（1）与拉绳收卷组件（4）时，拉绳（5）贯穿所述第一导孔（61），且所述拉绳收卷组件（4）在收卷拉绳（5）时，驱动移动活塞（1）向执行器壳体a端移动，并压缩限位弹簧（3）。

2.根据权利要求1所述的一种阀门执行器的直线传动装置，其特征在于：在所述移动活塞（1）内阵列开设有至少两个安装盲孔（12），所述安装盲孔（12）与导向槽（11）导通，并位于导向槽（11）靠近移动活塞（1）中心的一侧；一个安装盲孔（12）对应一个导向槽（11），且每个所述安装盲孔（12）内均嵌入有滚珠（13），所述滚珠（13）接触于导柱（6）一侧表面，并与导柱（6）表面形成滚动配合。

3.根据权利要求2所述的一种阀门执行器的直线传动装置，其特征在于：在每个所述安装盲孔（12）内均设置有相互连接的定位弹簧（14）和移动座（15）；所述移动座（15）用于嵌入安装滚珠（13），所述定位弹簧（14）用于驱使移动座（15）向导柱（6）靠近，并使滚珠（13）抵紧于导柱（6）的一侧表面上。

4.根据权利要求1所述的一种阀门执行器的直线传动装置，其特征在于，所述拉绳收卷组件（4）包括：

固定于执行器壳体b端外部的转动机构（41）；

固定于执行器壳体b端内部的卷绳机构（42）；所述拉绳（5）的一端连接于卷绳机构（42）上，且卷绳机构（42）通过转动机构（41）驱动转动。

5.根据权利要求4所述的一种阀门执行器的直线传动装置，其特征在于：所述导柱（6）设置于卷绳机构（42）外侧，且每个导柱（6）上均开设有第二导孔（62），且第二导孔（62）位于移动活塞（1）与执行器壳体b端之间；在所述拉绳（5）在连接移动活塞（1）与卷绳机构（42）时，拉绳（5）依次贯穿第一导孔（61）和第二导孔（62）。

6.根据权利要求5所述的一种阀门执行器的直线传动装置，其特征在于：在所述第一导孔（61）和第二导孔（62）内均安装有可转动的导轮（63），且拉绳（5）贯穿第一导孔（61）和第二导孔（62）时，分别绕设于对应导轮（63）上。

7.根据权利要求5或6所述的一种阀门执行器的直线传动装置，其特征在于，所述卷绳机构（42）包括：

至少两个卷绳辊（43），且一个所述卷绳辊（43）上固定一根拉绳（5）；

连接于卷绳辊（43）与转动机构（41）之间的齿轮传动箱（44），且所述齿轮传动箱（44）内设有与转动机构（41）配合的一个主动齿轮、与卷绳辊（43）一一对应的至少两个从轮齿轮，所述主动齿轮与从轮齿轮啮合传动；

固定于齿轮传动箱（44）一侧的连接柱（45），且至少两个卷绳辊（43）阵列围绕于连接柱（45）外侧；所述连接柱（45）的一端连接有压板（46），且每个卷绳辊（43）均转动配合于压板（46）与齿轮传动箱（44）之间。

8.根据权利要求7所述的一种阀门执行器的直线传动装置，其特征在于：所述执行器壳体包括：

b端开口的外壳（7），且所述外壳（7）a端内部设有密封环（71）；

分别固定于导柱（6）两端的第一固定板（8）和第二固定板（9）；

其中：所述密封环（71）限定于第一固定板（8）与外壳（7）a端之间，且传动杆（2）依次贯穿第一固定板（8）、密封环（71）和外壳（7）a端；

所述第一固定板（8）尺寸小于外壳（7）b端开口尺寸；所述第二固定板（9）尺寸大于外壳（7）b端开口尺寸；

所述拉绳收卷组件（4）固定于安装于第二固定板（9）上，且第二固定板（9）与外壳（7）b端之间通过可拆卸的螺栓固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种阀门执行器的直线传动装置，其特征在于：

所述卷绳辊（43）包括与从轮齿轮固定的内轴（431）、可拆卸的套设于内轴（431）上的外套（432）；所述内轴（431）一端可拆装的插入于压板（46）内，所述拉绳（5）一端固定于外套（432）上；

所述连接柱（45）内嵌入设置有压紧弹簧（47），且连接柱（45）通过压紧弹簧（47）与压板（46）之间形成可分离的弹性连接。

10.根据权利要求9所述的一种阀门执行器的直线传动装置，其特征在于：所述拉绳（5）远离外套（432）的一端固定有螺纹套（51），所述移动活塞（1）上固定有螺纹柱（52），所述螺纹套（51）与螺纹柱（52）旋合连接，以实现拉绳（5）与移动活塞（1）之间的可拆卸连接。

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