CN113418049A - 一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器。本发明具有自动开启或关闭阀门的效果，备用电源上连接有电源，当电源断开时，备用电源会自动开启，备用电源连接有空气压缩机，空气压缩机输出端连接有导气管，导气管另一端连接有滑动筒，滑动筒内设置有滑块，滑块靠近导气管一端设置有活塞，活塞与滑块连接，滑块上设置有设置有链条连接块，链条连接块与链条连接，执行箱体内包括：滑动筒、复位筒与扭转箱，复位筒内装有复位弹簧，复位弹簧一端与滑块连接，扭转箱内设置有第一从动齿轮、第二从动齿轮与螺旋轴齿轮，螺旋轴齿轮上设置有螺旋轴，螺旋轴与滑动挡柱连接，阀门管上设置有阀门套，滑动挡柱挡块设置在阀门套内。

Description

一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器

技术领域

本发明涉及阀门执行器技术领域，具体为一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器。

背景技术

执行器按其能源形式分为气动、电动和液动三大类，他们都各有各的特点，能够适用于不同的工作场合，气动执行器时执行其中的一种类别，气动执行器还可以分为单作用气动执行器和双作用气动执行器两种类型，执行器的开关动作都通过气源来驱动执行，气动阀门执行器以压缩空气为动力，是开启和关闭气动球阀、气动蝶阀、气动闸阀、气动截止阀、气动隔膜阀、气动调节阀等气动系列角行程阀门的驱动装置。是实现管道远距离集中或单独控制工业自动化管路的理想装置。可根据用户需要，在气动执行器上安装电磁阀、定位阀、回信器、过滤器、减压阀、各种限位开关及手动操作装置。

但是随着人们的使用慢慢发现，单作用气动执行器与双作用气动执行器都存在缺点，双作用气动执行器中，根据用户需求，气动执行器可装置成与标准型相反的传动原理，即旋转轴顺时针方向转动为开启阀门，逆时针方向转动为关闭阀门，但是，其缺点依旧很明显，控制精度较低，很容易造成阀门关闭不严实，而且断气源后不能回到预设位置，而单作用的气动执行器，断气源后可以依靠弹簧回到预设位置，但是扭矩力不够，经常致使空气压缩机损坏。根据中国实用新型专利说明书：CN202020401780.1一种气动阀门传感器所述，其中包括阀门、支架与本体，主体内顶部中间设有空气压缩机，空气压缩机的底部与左右两侧均设有排气口，主体内中部横向设有气缸，气缸的顶部与左右两侧均设有进气口，排气口通过气管与进气口连接，本体下方左右两侧分别设有控制器与电容，支架内纵向设有活动槽，活动槽中纵向插接有输出轴，气缸内由内向外依次设有齿轮、活塞杆与活塞，气缸底部纵向开设有轴槽，输出轴的顶部穿过轴槽与齿轮的底部连接，电容与控制器、空气压缩机电性连接，可以在断电状态下通过控制器内的电路控制电容来保证空气压缩机的正常工作，从而保证阀门的正常开启及关闭，这样的双作用控制器就存在着以下缺点，电容工作状态可能无法满足气缸的工作状态，且无法进行复位操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，其特征在于：该执行器包括：备用电源、空气压缩机、导气管、执行箱体、螺旋轴、滑动挡柱、阀门管，备用电源一端连接有电源，备用电源可以检测电源内是否存在电流通过，存在电流时，备用电源不放电，电源无电流经过，备用电源放电，备用电源输出端通过导线与空气压缩机连接，并提供电能给空气压缩机，空气压缩机输出端设置有导气管，导气管远离空气压缩机一端与执行箱体连接，空气压缩机通过导气管向执行箱体内持续输出气压，执行箱体下端设置有螺旋轴，提供螺旋轴的支撑作用，螺旋轴上设置有螺纹，螺旋轴下端设置有活动挡柱，活动挡柱可以随着螺旋轴的转动而进行上下移动，活动挡柱嵌入阀门管内，阀门管为活动挡柱限制了运动方向及距离。

执行箱体内包括：滑动筒、复位筒、扭转箱、活塞、滑块、链条连接块、复位弹簧、链条、第一从动齿轮、第二从动齿轮、螺旋轴齿轮，执行箱体由滑动筒、复位筒与扭转箱组成,每个箱体分工不同，滑动筒与导气管远离空气压缩机一端固定连接，空气压缩机将空气泵入到滑动筒内，滑动筒内设置有活塞，活塞配合空气压缩机使用，活塞远离导气管一侧设置有滑块，所述活塞与滑块固定连接，当活塞移动时，滑块会随之一起运动，滑块远离活塞一侧设置有复位筒，复位筒内设置有复位弹簧，滑块向复位筒方向移动，复位弹簧与滑块固定连接，复位弹簧收到挤压收缩，当空气压缩机停止工作后，复位弹簧会推动滑块恢复至原来的状态，滑块远离活塞一端设置在扭转箱内，滑块连接起了扭转箱与滑动筒，滑块上设置有链条连接块，链条连接块位于扭转箱内，链条连接块与链条固定连接，链条连接块与链条中最靠近链条连接块与第二从动齿轮的一节存在连接，且不会影响链条的移动，链条为环装链条，扭转箱内设置有第一从动齿轮、第二从动齿轮与螺旋轴齿轮设置在链条内，当链条移动式，第一从动齿轮、第二从动齿轮与螺旋轴齿轮会随之转动，第一从动齿轮、第二从动齿轮与螺旋轴齿轮啮合，螺旋轴齿轮与螺旋轴固定连接，螺旋轴齿轮转动时，螺旋轴会随之一起转动。

复位弹簧为记忆弹簧，记忆弹簧可以有效的将滑块恢复至初始的位置处，而因为大部分气动阀门执行器凑存在于操作者不方便触及的位置，所以复位弹簧所处的外界环境操作者无法干涉，因此记忆弹簧在这里将起着很大的作用。

第一从动齿轮、第二从动齿轮与螺旋轴齿轮的圆心在一条直线上，第一从动齿轮、第二从动齿轮与螺旋轴齿轮的半径相同，这样的结构设计与位置关系可以使得螺旋轴齿轮受到双作用的力，且不会影响到滑块的运动，第一从动齿轮、第二从动齿轮与螺旋轴齿轮的齿数相同，半径形同且齿数相同的结构设计可以使得第一从动齿轮、第二从动齿轮与螺旋轴齿轮保持相同的线速度，。

滑块上设置有两个直角板，直角板关于滑块纵切面对称，滑块整体呈现出“U”形滑块，扭转箱与滑动筒通过滑块隔离开，这样的结构设计可以使得滑块在扭转箱与滑动筒内的运动保持一致，不会造成误差。

活动挡柱上设置有活动挡柱凸槽，活动挡柱凸槽关于活动挡柱纵切面对称，活动挡柱凸槽限制了活动挡柱的活动方向以及活动姿态，活动挡柱直径与阀门管腔体内直径相等，这样的结构设计可以使得活动挡柱可以挡住阀门管腔体，使得阀门管腔体停止运行状态，活动挡柱上设置有内螺纹，活动挡柱与螺旋轴通过螺纹连接，当螺旋轴旋转时，活动挡柱将会向下移动并完成气动阀门关闭动作，螺纹之间设置有滚珠，活动螺旋轴螺纹与活动挡柱上的内螺纹通过滚珠连接，这样的结构设计减少了螺旋轴与活动挡柱的摩擦，增强了活动挡柱的移动顺滑度，延长了螺旋轴与活动挡柱的使用寿命。

阀门管包括：阀门管腔体、阀门套、阀门套凹槽，阀门管腔体与阀门套固定连接，阀门套与阀门管腔体垂直，这样的结构设计可以使得活动挡柱更加顺畅的进入到阀门管腔体内，阀门套上设置有阀门套凹槽，阀门套凹槽关于阀门套纵切面对称，活动挡柱凸槽与阀门套凹槽位置对应，阀门套凹槽为活动挡柱凸槽提供位置限制的支撑作用，活动挡柱凸槽与阀门套凹槽滑动连接。

执行箱体与阀门管通过支架连接，执行箱体与阀门管的距离不超过活动挡柱的最大伸长量，这样的结构设计可以使得螺旋轴与活动挡柱不会脱离，从而达到一种持续工作的状态。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明具有以下效果：

1.与现有技术相比较，本发明具有时效更长的供电性，通过备用电源的及时反应，代替了现有技术中的电容，使得空气压缩机可以更加持久的运作，不会因为电容停止工作后而导致的空气压缩机供气不足，从而使得关闭气动阀门更具有稳定性；

2.与现有技术相比，本发明采用空气压缩机单作用的原理实现了螺旋轴齿轮双向受力，同时还增加了复位弹簧，带电路或故障修复后，空气压缩机停止工作，使得复位弹簧恢复至原来的状态，从而带动滑块，使得螺旋轴带动活动挡柱，气动阀门开启，即可正常工作，解决了现有技术中无法复位的技术难题；

3.与现有技术相比，通过丝杠原理，代替传统技术中的旋转阀门，开启与关闭效果都要优于传统技术，与现有技术相比，这样的结构设计增加了开启阀门与关闭阀门的稳定性。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的正视结构示意图；

图3是本发明的执行箱体横向剖视结构示意图；

图4是本发明的局部放大A结构示意图；

图5是本发明的滑动挡柱纵向剖视结构示意图；

图6是本发明的滑动挡柱俯视结构示意图；

图7是本发明的阀门管俯视结构示意图；

图8是本发明的工作流程结构示意图；

图中：1、备用电源；2、空气压缩机；3、导气管；4、活塞；5、滑块；5-1、链条连接块；6、复位弹簧；7、链条；8、第一从动齿轮；9、第二从动齿轮；10、螺旋轴；10-1、螺旋轴齿轮；11、活动挡柱；11-1、活动挡柱凸槽；12、阀门管；12-1、阀门套；12-2、阀门套凹槽；12-3、阀门管腔体；13、执行箱体；13-1、滑动筒；13-2、复位筒；13-3、扭转箱。

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1-8，本发明提供技术方案：一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，其特征在于：该执行器包括：备用电源1、空气压缩机2、导气管3、执行箱体13、螺旋轴10、滑动挡柱11、阀门管12，备用电源1一端连接有电源，备用电源1可以检测电源内是否存在电流通过，存在电流时，备用电源1不放电，电源无电流经过，备用电源1放电，备用电源1输出端通过导线与空气压缩机2连接，并提供电能给空气压缩机2，空气压缩机2输出端设置有导气管3，导气管3远离空气压缩机2一端与执行箱体13连接，空气压缩机2通过导气管3向执行箱体13内持续输出气压，执行箱体13下端设置有螺旋轴10，提供螺旋轴10的支撑作用，螺旋轴10上设置有螺纹，螺旋轴10下端设置有活动挡柱11，活动挡柱11可以随着螺旋轴10的转动而进行上下移动，活动挡柱11嵌入阀门管12内，阀门管12为活动挡柱11限制了运动方向及距离。

执行箱体13内包括：滑动筒13-1、复位筒13-2、扭转箱13-3、活塞4、滑块5、链条连接块5-1、复位弹簧6、链条7、第一从动齿轮8、第二从动齿轮9、螺旋轴齿轮10-1，执行箱体13由滑动筒13-1、复位筒13-2与扭转箱13-3组成,每个箱体分工不同，滑动筒13-1与导气管3远离空气压缩机2一端固定连接，空气压缩机2将空气泵入到滑动筒13-1内，滑动筒13-1内设置有活塞4，活塞4配合空气压缩机2使用，活塞4远离导气管3一侧设置有滑块5，所述活塞4与滑块5固定连接，当活塞4移动时，滑块5会随之一起运动，滑块5远离活塞4一侧设置有复位筒13-2，复位筒13-2内设置有复位弹簧6，滑块5向复位筒13-2方向移动，复位弹簧6与滑块5固定连接，复位弹簧6收到挤压收缩，当空气压缩机2停止工作后，复位弹簧6会推动滑块5恢复至原来的状态，滑块5远离活塞4一端设置在扭转箱13-3内，滑块5连接起了扭转箱13-3与滑动筒13-1，滑块5上设置有链条连接块5-1，链条连接块5-1位于扭转箱13-3内，链条连接块5-1与链条7固定连接，链条连接块5-1与链条7中最靠近链条连接块5-1与第二从动齿轮9的一节存在连接，且不会影响链条7的移动，链条7为环状链条，扭转箱13-3内设置有第一从动齿轮8、第二从动齿轮9与螺旋轴齿轮10-1设置在链条7内，第一从动齿轮8与第二从动齿轮9起支撑链条7的作用，当链条7移动式，第一从动齿轮8、第二从动齿轮9与螺旋轴齿轮10会随之转动，第一从动齿轮8、第二从动齿轮9与螺旋轴齿轮10-1啮合，螺旋轴齿轮10-1与螺旋轴10固定连接，螺旋轴齿轮10-1转动时，螺旋轴10会随之一起转动。

复位弹簧6为记忆弹簧，记忆弹簧可以有效的将滑块5恢复至初始的位置处，而因为大部分气动阀门执行器凑存在于操作者不方便触及的位置，所以复位弹簧6所处的外界环境操作者无法干涉，因此记忆弹簧在这里将起着很大的作用。

第一从动齿轮8、第二从动齿轮9与螺旋轴齿轮10-1的圆心在一条直线上，第一从动齿轮8、第二从动齿轮9与螺旋轴齿轮10-1的半径相同，这样的结构设计与位置关系可以使得螺旋轴齿轮受到双作用的力，且不会影响到滑块5的运动，第一从动齿轮8、第二从动齿轮9与螺旋轴齿轮10-1的齿数相同，半径形同且齿数相同的结构设计可以使得第一从动齿轮8、第二从动齿轮9与螺旋轴齿轮10-1保持相同的线速度，。

滑块5上设置有两个直角板，直角板关于滑块5纵切面对称，滑块5整体呈现出“U”形滑块5，扭转箱13-3与滑动筒13-1通过滑块5隔离开，这样的结构设计可以使得滑块5在扭转箱13-3与滑动筒13-1内的运动保持一致，不会造成误差。

活动挡柱11上设置有活动挡柱凸槽11-1，活动挡柱凸槽11-1关于活动挡柱11纵切面对称，活动挡柱凸槽11-1限制了活动挡柱11的活动方向以及活动姿态，活动挡柱11直径与阀门管腔体12-3内直径相等，这样的结构设计可以使得活动挡柱11可以挡住阀门管腔体12-3，使得阀门管腔体12-3停止运行状态，活动挡柱11上设置有内螺纹，活动挡柱11与螺旋轴10通过螺纹连接，当螺旋轴10旋转时，活动挡柱11将会向下移动并完成气动阀门关闭动作，螺纹之间设置有滚珠，活动螺旋轴10螺纹与活动挡柱11上的内螺纹通过滚珠连接，这样的结构设计减少了螺旋轴10与活动挡柱11的摩擦，增强了活动挡柱11的移动顺滑度，延长了螺旋轴10与活动挡柱11的使用寿命。

阀门管12包括：阀门管腔体12-3、阀门套12-1、阀门套凹槽12-2，阀门管腔体12-3与阀门套12-1固定连接，阀门套12-1与阀门管腔体12-3垂直，这样的结构设计可以使得活动挡柱11更加顺畅的进入到阀门管腔体12-3内，阀门套12-1上设置有阀门套凹槽12-2，阀门套凹槽12-2关于阀门套12-1纵切面对称，活动挡柱凸槽11-1与阀门套凹槽12-2位置对应，阀门套凹槽12-2为活动挡柱凸槽11-1提供位置限制的支撑作用，活动挡柱凸槽11-1与阀门套凹槽12-2滑动连接。

执行箱体13与阀门管12通过支架连接，执行箱体13与阀门管12的距离不超过活动挡柱11的最大伸长量，这样的结构设计可以使得螺旋轴10与活动挡柱11不会脱离，从而达到一种持续工作的状态。

本发明的工作原理：备用电源1上连接有电源，当电源断开时，备用电源1会自动开启，备用电源1连接有空气压缩机2，空气压缩机2输出端连接有导气管3，导气管3另一端连接有滑动筒13-1，滑动筒13-1内设置有滑块5，滑块5靠近导气管3一端设置有活塞4，活塞4与滑块5连接，滑块5上设置有设置有链条连接块5-1，链条连接块5-1与链条7连接，执行箱体13内包括：滑动筒13-1、复位筒13-2与扭转箱13-3，复位筒13-2内装有复位弹簧6，复位弹簧6一端与滑块5连接，扭转箱13-3内设置有第一从动齿轮8、第二从动齿轮9与螺旋轴齿轮10-1，螺旋轴齿轮10-1上设置有螺旋轴10，螺旋轴10与活动挡柱11连接，阀门管腔体12-3上设置有阀门套12-1，活动挡柱11设置在阀门套12-1内，当电源内无电流通过时，备用电源1启动，控制空气压缩机2工作，并向滑动筒13-1内泵入空气，活塞4带动滑块5向复位筒13-2方向移动，复位筒13-2内复位弹簧6收缩，滑块5上的链条连接块5-1带动链条7运动，链条7带动第一从动齿轮8、第二从动齿轮9与螺旋轴齿轮10-1转动，螺旋轴齿轮10-1带动螺旋轴10转动，从而使得活动挡柱11向下移动，并进入到阀门管腔体12-3内，从而关闭气动阀门，待电源恢复电流运输后，备用电源1停止工作，复位弹簧6释放，将时滑块5恢复至初始状态，从而带动链条7，使得螺旋轴10逆转，活动挡柱11向上移动，完成气动阀门的开启操作。

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。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，其特征在于：该执行器包括：备用电源(1)、空气压缩机(2)、导气管(3)、执行箱体(13)、螺旋轴(10)、滑动挡柱(11)、阀门管(12)，所述备用电源(1)一端连接有电源，所述备用电源(1)输出端通过导线与空气压缩机(2)连接，所述空气压缩机(2)输出端设置有导气管(3)，所述导气管(3)远离空气压缩机(2)一端与执行箱体(13)连接，所述执行箱体(13)下端设置有螺旋轴(10)，所述螺旋轴(10)上设置有螺纹，所述螺旋轴(10)下端设置有活动挡柱(11)，所述活动挡柱(11)嵌入阀门管(12)内。

2.根据权利要求1所述的一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，其特征在于：所述执行箱体(13)内包括：滑动筒(13-1)、复位筒(13-2)、扭转箱(13-3)、活塞(4)、滑块(5)、链条连接块(5-1)、复位弹簧(6)、链条(7)、第一从动齿轮(8)、第二从动齿轮(9)、螺旋轴齿轮(10-1)，所述执行箱体(13)由滑动筒(13-1)、复位筒(13-2)与扭转箱(13-3)组成,所述滑动筒(13-1)与导气管(3)远离空气压缩机(2)一端固定连接，所述滑动筒(13-1)内设置有活塞(4)，所述活塞(4)远离导气管(3)一侧设置有滑块(5)，所述活塞(4)与滑块(5)固定连接，所述滑块(5)远离活塞(4)一侧设置有复位筒(13-2)，所述复位筒(13-2)内设置有复位弹簧(6)，所述复位弹簧(6)与滑块(5)固定连接，所述滑块(5)远离活塞(4)一端设置在扭转箱(13-3)内，所述滑块(5)上设置有链条连接块(5-1)，所述链条连接块(5-1)与链条(7)固定连接，所述链条(7)为环状链条，所述扭转箱(13-3)内设置有第一从动齿轮(8)、第二从动齿轮(9)与螺旋轴齿轮(10-1)设置在链条(7)内，所述第一从动齿轮(8)、第二从动齿轮(9)与螺旋轴齿轮(10-1)啮合，所述螺旋轴齿轮(10-1)与螺旋轴(10)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，其特征在于：所述复位弹簧(6)为记忆弹簧。

4.根据权利要求2所述的一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，其特征在于：所述第一从动齿轮(8)、第二从动齿轮(9)与螺旋轴齿轮(10-1)的圆心在一条直线上，所述第一从动齿轮(8)、第二从动齿轮(9)与螺旋轴齿轮(10-1)的半径相同，所述第一从动齿轮(8)、第二从动齿轮(9)与螺旋轴齿轮(10-1)的齿数相同。

5.根据权利要求2所述的一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，其特征在于：所述滑块(5)上设置有两个直角板，所述直角板关于滑块(5)纵切面对称。

6.根据权利要求1所述的一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，其特征在于：所述活动挡柱(11)上设置有活动挡柱凸槽(11-1)，所述活动挡柱凸槽(11-1)关于活动挡柱(11)纵切面对称，所述活动挡柱(11)直径与阀门管(12)内直径相等，所述活动挡柱(11)上设置有内螺纹，所述活动挡柱(11)与螺旋轴(10)通过螺纹连接，所述螺纹之间设置有滚珠，所述活动螺旋轴(10)螺纹与活动挡柱(11)上的内螺纹通过滚珠连接。

7.根据权利要求1所述的一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，其特征在于：所述阀门管(12)包括：阀门管腔体(12-3)、阀门套(12-1)、阀门套凹槽(12-2)，所述阀门管腔体(12-3)与阀门套(12-1)固定连接，所述阀门套(12-1)与阀门管腔体(12-3)垂直，所述阀门套(12-1)上设置有阀门套凹槽(12-2)，所述阀门套凹槽(12-2)关于阀门套(12-1)纵切面对称，所述活动挡柱凸槽(11-1)与阀门套凹槽(12-2)位置对应，所述活动挡柱凸槽(11-1)与阀门套凹槽(12-2)滑动连接。

8.根据权利要求1所述的一种带紧急停止保护装置的气动阀门执行器，其特征在于：所述执行箱体(13)与阀门管(12)通过支架连接，所述执行箱体(13)与阀门管(12)的距离不超过活动挡柱(11)的最大伸长量。

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