CN113280180A - 一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气动执行机构技术领域，且公开了一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，包括固定支架，固定支架内腔的中部设有从动涡轮，从动涡轮的内部固定套接有传动连轴，从动涡轮的外部啮合传动连接有主动涡杆，且从动涡轮的顶端活动套接有换气转向机构，固定支架内腔的一侧固定安装有驱动气缸。该具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，对于活塞Ⅱ内部弹性恢复机构以及换气转向机构上弹性构件的设置，在活塞Ⅰ失去了气体的挤压力时，可以自动地带动锁止气缸上的摩擦锁止盘再次对主动涡杆进行锁止动作，进而配合换气转向机构、驱动气缸以及锁止气缸所形成的联动机构，以实现对主动涡杆的锁止或锁止解除动作。

Description

一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构

技术领域

本发明涉及气动执行机构技术领域，具体为一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构。

背景技术

气动执行器作为机械设备中常用于转阀启闭的驱动机构，其主要是通过活塞带动齿条驱动传动齿轮朝不同方向上的转动，进而打开或关闭阀门以实现对管道中流体流量的控制与调节。

而现有的气动执行器对于阀门状态的保持因受其内部复位弹簧的影响，需要保证其上活塞内部所受的气体压力大小保持不变，而气体作为一种稳定性相对较差的传动介质，极易受外界环境的影响而导致其体积发生变化，因而气体传动介质无法长期的保持相对稳定的压力大小，需要配置压力辅助装置以实时调整活塞内的气体压力大小，进而增加了该气动执行器在使用过程中的能耗，而且，若其上的活塞长时间的保持较大的压力状态，会加剧对于其上活塞所造成的磨损，进而导致该气动执行器内部活塞的密封性变差，更加难以精准的调控阀门的启闭状态。

故，亟需一种用于启动执行器上的锁止机构，以在其控制阀门至特定的启闭状态下时对其进行锁止动作，进而缓解活塞在保持阀门状态时所受的压力载荷，提高该启动执行器的调控精度及使用寿命。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明提供了一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，具备可自动控制阀门至特定的启闭状态下时对其进行锁止动作、缓解了活塞在保持阀门状态时所受的压力载荷、提高该启动执行器的调控精度及使用寿命、稳定性及可靠性较高的优点，解决了现有的气动执行器对于阀门状态的保持因受其内部复位弹簧的影响，需要保证其上活塞内部所受的气体压力大小保持不变，而气体作为一种稳定性相对较差的传动介质，极易受外界环境的影响而导致其体积发生变化，因而气体传动介质无法长期的保持相对稳定的压力大小，需要配置压力辅助装置以实时调整活塞内的气体压力大小，进而增加了该气动执行器在使用过程中的能耗，而且，若其上的活塞长时间的保持较大的压力状态，会加剧对于其上活塞所造成的磨损，进而导致该气动执行器内部活塞的密封性变差，更加难以精准的调控阀门启闭状态的问题。

(二)技术方案

本发明提供如下技术方案：一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，包括固定支架，所述固定支架内腔的中部设有从动涡轮，所述从动涡轮的内部固定套接有传动连轴，所述从动涡轮的外部啮合传动连接有主动涡杆，且从动涡轮的顶端活动套接有换气转向机构，所述固定支架内腔的一侧固定安装有驱动气缸，所述驱动气缸的活动轴固定安装有传动齿条，且传动齿条的内部通过齿轮与主动涡杆的一端传动连接，所述固定支架内腔的另一侧固定安装有锁止气缸，所述锁止气缸的活动轴设有与主动涡杆的另一端固定连接的摩擦锁止盘，所述换气转向机构包括转向气缸，所述转向气缸内腔的一侧固定安装有弹性构件，所述弹性构件的活动轴固定安装有与转向气缸的内壁相摩擦接触的活塞Ⅰ，且转向气缸的内部设有连通活塞Ⅰ左右两端的连通槽，所述转向气缸内腔的另一侧设有与其内部相摩擦接触的活塞Ⅱ。

优选的，所述驱动气缸内腔的左右两侧分别通过一组换气转向机构与外界气泵以及锁止气缸内腔的一侧相连通。

优选的，所述转向气缸顶端的一侧设有外界气泵相连通的气口A，所述转向气缸背面的一侧设有通过管道与驱动气缸内腔的一侧相连通的气口B，所述转向气缸正面的一侧设有通过管道与锁止气缸内腔的一侧相连通的气口C，所述转向气缸正面的另一侧开设有与外界相连通的气口D。

优选的，所述活塞Ⅱ在最左端时气口A与气口B之间相连通，而活塞Ⅱ在最右端时气口B与气口D之间相连通。

优选的，所述驱动气缸以及锁止气缸的内部均设有弹性恢复机构，且锁止气缸在初始的状态下通过摩擦锁止盘对主动涡杆进行锁止动作。

(三)有益效果

本发明具备以下有益效果：

1、该具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，对于换气转向机构、驱动气缸以及锁止气缸的设置，以在换气转向机构与锁止气缸之间形成一组联动机构，在向驱动气缸内腔中挤压输送气体中，锁止气缸上的摩擦锁止盘可自动解除对主动涡杆的锁止动作，而不在向驱动气缸的内腔中输送气体时，锁止气缸上的摩擦锁止盘可自动对主动涡杆形成锁止动作，与现有的启动执行其相比，可自动控制阀门至特定的启闭状态下时对其进行锁止动作，进而有效地缓解了驱动气缸上的活塞在保持阀门状态时所受的压力负载，在提高该启动执行器的调控精度的同时，延长了驱动气缸上活塞的使用寿命。

2、该具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，对于换气转向机构上活塞Ⅱ的设置，以便于在向驱动气缸内腔的一侧通入气体时，其内腔的另一侧可以自动的进行排气动作，不会出现因其内腔另一侧的气体无法排出，而导致驱动气缸无法带动其上的传动齿条向相应一侧移动的现象，进而有效地提高了该启动执行器在运行过程中的稳定性及可靠性。

3、该具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，对于活塞Ⅱ内部弹性恢复机构以及换气转向机构上弹性构件的设置，在活塞Ⅰ失去了气体的挤压力时，可以自动地带动锁止气缸上的摩擦锁止盘再次对主动涡杆进行锁止动作，进而配合换气转向机构、驱动气缸以及锁止气缸所形成的联动机构，以实现对主动涡杆的锁止或锁止解除动作。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构的俯视图；

图3为本发明换气转向机构的内部结构示意图；

图4为本发明结构驱动气缸一侧进气时的气体流动简图；

图5为本发明结构驱动气缸另一侧排气时的气体流动简图。

图中：1、从动涡轮；2、传动连轴；3、主动涡杆；4、换气转向机构；5、驱动气缸；6、传动齿条；7、锁止气缸；8、摩擦锁止盘；9、转向气缸；10、气口A；11、气口B；12、气口C；13、气口D；14、弹性构件；15、活塞Ⅰ；16、连通槽；17、活塞Ⅱ。

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1-3，一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，包括固定支架，固定支架内腔的中部设有从动涡轮1，从动涡轮1的内部固定套接有传动连轴2，从动涡轮1的外部啮合传动连接有主动涡杆3，且从动涡轮1的顶端活动套接有换气转向机构4，固定支架内腔的一侧固定安装有驱动气缸5，驱动气缸5的活动轴固定安装有传动齿条6，且传动齿条6的内部通过齿轮与主动涡杆3的一端传动连接，固定支架内腔的另一侧固定安装有锁止气缸7，锁止气缸7的活动轴设有与主动涡杆3的另一端固定连接的摩擦锁止盘8，换气转向机构4包括转向气缸9，转向气缸9内腔的一侧固定安装有弹性构件14，弹性构件14的活动轴固定安装有与转向气缸9的内壁相摩擦接触的活塞Ⅰ15，且转向气缸9的内部设有连通活塞Ⅰ15左右两端的连通槽16，转向气缸9内腔的另一侧设有与其内部相摩擦接触的活塞Ⅱ17。

其中，对于从动涡轮1与主动涡杆3之间涡轮蜗杆传动连接的设置，使得该气动执行机构只能由主动涡杆3进行驱动动作，以有效防止与传动连轴2相传动连接的阀门在流体的冲击下发生逐渐张开或闭合的现象，进而有效地提高了该气动执行其对于流量控制的精准性。

本技术方案中，驱动气缸5内腔的左右两侧分别通过一组换气转向机构4与外界气泵以及锁止气缸7内腔的一侧相连通。

本技术方案中，转向气缸9顶端的一侧设有外界气泵相连通的气口A10，转向气缸9背面的一侧设有通过管道与驱动气缸5内腔的一侧相连通的气口B11，转向气缸9正面的一侧设有通过管道与锁止气缸7内腔的一侧相连通的气口C12，转向气缸9正面的另一侧开设有与外界相连通的气口D13。

其中，对于驱动气缸5上两组换气转向机构4相连通及其与驱动气缸5及锁止气缸7不同的相连通结构的设置，以便于在通入气体而带动驱动气缸5上的传动齿条6做不同方向上的移动时，都可以驱动锁止气缸7带动摩擦锁止盘8向内侧移动以解锁主动涡杆3，使其在传动齿条6的传动作用下可以相相对应的方向上发生旋转动作，并同时排出驱动气缸5内腔另一侧中的气体。

本技术方案中，活塞Ⅱ17在最左端时气口A10与气口B11之间相连通，而活塞Ⅱ17在最右端时气口B11与气口D13之间相连通。

其中，对于活塞Ⅱ17的设置，以便于在向驱动气缸5内腔的一侧通入气体时，其内腔的另一侧可以进行排气动作，而不会出现因其内腔另一侧的气体无法排出，而导致驱动气缸5无法带动其上的传动齿条6向相应一侧移动的现象，进而有效地提高了该启动执行器在运行过程中的稳定性及可靠性。

本技术方案中，驱动气缸5以及锁止气缸7的内部均设有弹性恢复机构，且锁止气缸7在初始的状态下通过摩擦锁止盘8对主动涡杆3进行锁止动作。

其中，对于锁止气缸7内部弹性恢复机构的设置，以便于不在向驱动气缸5的内腔中输入气体时，其可以自动的带动摩擦锁止盘8向外侧移动以锁止主动涡杆3，进而有效地缓解了驱动气缸5在锁止主动涡杆3时的压力负载。

本实施例的使用方法和工作原理：

请参阅图4，当通过外界的气泵向驱动气缸5内腔的一侧充气时，首先气体经由转向气缸9上的气口A10而进入其内部，而后迫使活塞Ⅱ17移动到最左端以连通气口A10和气口B11，致使气泵中的气体经由转向气缸9上的气口B11而进入到驱动气缸5内腔的一侧，而带动传动齿条6向相对应的一侧发生移动，同时，经由气口A10而进入到转向气缸9内腔中的气体，在驱动气缸5的压力作用下挤压活塞Ⅰ15，并带动活塞Ⅰ15向右侧移动而压缩弹性构件14，致使活塞Ⅰ15移动到连通槽16的两端之间，进而连通气口A10与气口C12并带动锁止气缸7上的摩擦锁止盘8向内侧移动以解除对主动涡杆3的锁止动作，并在主动涡杆3以及从动涡轮1的传动作用下而带动其上的阀门做相对应的动作；

请参阅图5，同时，当通过外界的气泵向驱动气缸5内腔的一侧充气时，其内腔的另一侧受到挤压，进而迫使另一组换气转向机构4上的活塞Ⅱ17移动到最右端以连通气口B11和气口D13，使得驱动气缸5内腔另一侧中的气体被排送之外界大气环境中；

而当停止向驱动气缸5的内腔中输送气体时，因活塞Ⅰ15失去了气体的挤压力并在弹性构件14的弹力作用下而带动活塞Ⅰ15向左侧移动，同时，在锁止气缸7内腔中的气体在其自身的弹力作用下而被挤压输送到转向气缸9内腔的一侧中，并带动其上的摩擦锁止盘8再次对主动涡杆3进行锁止动作，以有效缓解驱动气缸5所受到的压力负载。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (5)

1.一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，包括固定支架，所述固定支架内腔的中部设有从动涡轮(1)，所述从动涡轮(1)的内部固定套接有传动连轴(2)，所述从动涡轮(1)的外部啮合传动连接有主动涡杆(3)，且从动涡轮(1)的顶端活动套接有换气转向机构(4)，所述固定支架内腔的一侧固定安装有驱动气缸(5)，所述驱动气缸(5)的活动轴固定安装有传动齿条(6)，且传动齿条(6)的内部通过齿轮与主动涡杆(3)的一端传动连接，所述固定支架内腔的另一侧固定安装有锁止气缸(7)，所述锁止气缸(7)的活动轴设有与主动涡杆(3)的另一端固定连接的摩擦锁止盘(8)，其特征在于：所述换气转向机构(4)包括转向气缸(9)，所述转向气缸(9)内腔的一侧固定安装有弹性构件(14)，所述弹性构件(14)的活动轴固定安装有与转向气缸(9)的内壁相摩擦接触的活塞Ⅰ(15)，且转向气缸(9)的内部设有连通活塞Ⅰ(15)左右两端的连通槽(16)，所述转向气缸(9)内腔的另一侧设有与其内部相摩擦接触的活塞Ⅱ(17)。

2.根据权利要求1所述的一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，其特征在于：所述驱动气缸(5)内腔的左右两侧分别通过一组换气转向机构(4)与外界气泵以及锁止气缸(7)内腔的一侧相连通。

3.根据权利要求2所述的一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，其特征在于：所述转向气缸(9)顶端的一侧设有外界气泵相连通的气口A(10)，所述转向气缸(9)背面的一侧设有通过管道与驱动气缸(5)内腔的一侧相连通的气口B(11)，所述转向气缸(9)正面的一侧设有通过管道与锁止气缸(7)内腔的一侧相连通的气口C(12)，所述转向气缸(9)正面的另一侧开设有与外界相连通的气口D(13)。

4.根据权利要求3所述的一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，其特征在于：所述活塞Ⅱ(17)在最左端时气口A(10)与气口B(11)之间相连通，而活塞Ⅱ(17)在最右端时气口B(11)与气口D(13)之间相连通。

5.根据权利要求1所述的一种具有自锁功能的气动执行器内部传动机构，其特征在于：所述驱动气缸(5)以及锁止气缸(7)的内部均设有弹性恢复机构，且锁止气缸(7)在初始的状态下通过摩擦锁止盘(8)对主动涡杆(3)进行锁止动作。

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