CN114857338B - 一种应用于截止阀的气动执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门技术领域，具体为一种应用于截止阀的气动执行机构，包括上壳体、下壳体、气动膜片、膜片托盘和支架，所述上壳体与下壳体之间通过螺栓固定连接，且上壳体与下壳体之间形成气动腔室，本发明通过在推杆机构中设置固定杆与限位块的相互配合，避免推杆在气动腔室的内部发生偏转，进而保证了气动执行机构的正常工作运行；另外通过对进气量的计量控制，配合在支架内部设置的定位机构，利用在阀杆表面两侧设置的刹车片对阀杆进行定位，让阀杆底端的阀瓣能够在截止阀的内部处于不同的开合状态，让截止阀对流体的流通控制更加多样化，同时也避免了截止阀内部流体压力过大引起的阀杆发生偏转的现象。

Description

一种应用于截止阀的气动执行机构

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体为一种应用于截止阀的气动执行机构。

背景技术

气动执行机构已经广泛应用于社会各行各业，特别是作为钢铁冶炼、石油化工、煤化工、发电等重要行业的自动化控制的驱动单元。气动执行机构的性能和外形直接影响自动化系统的控制精度和成本投入。目前的截止阀上多数采用液压执行器和气动执行器，通过控制推杆的上下运动，实现对截止阀内部的通断，无论是液压执行器还是气动执行器，在使用的时候，对于推杆均没有定位功能，在截止阀内部流体压力过大时，容易导致推杆发生偏转，进而破坏执行机构内部的密封性，造成执行机构的损坏。

针对上述的技术问题，现提出一种解决方案。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于截止阀的气动执行机构，解决以下的问题：（1）气动执行机构内部对于推杆缺少定位功能，在流体压力过大时，容易引起推杆的偏转，造成执行机构的损坏；（2）气动执行机构中推杆在往复运动的过程中，密封圈受损严重，降低气动执行机构内部的密封性。

（二）技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种应用于截止阀的气动执行机构，包括上壳体、下壳体、气动膜片、膜片托盘和支架，所述上壳体与下壳体之间通过螺栓固定连接，且上壳体与下壳体之间形成气动腔室，所述气动腔室的内部活动设置有气动膜片与膜片托盘，且膜片托盘设置在气动膜片的下方，所述下壳体的底部设置有支架，且支架的内部活动设置有阀杆，所述气动腔室的内部设置有推杆机构，所述支架的内部设置有定位机构；

所述推杆机构包括推杆、固定杆、限位块、连接块和安装架，所述气动膜片的底部设置有安装架，且安装架的内部设置有推杆，所述推杆的底端延伸至支架的内部同时与阀杆的顶端连接，所述上壳体内壁的顶部设置有连接块，且连接块的底部设置有固定杆，所述固定杆的一端贯穿膜片托盘且延伸至推杆的内部，所述固定杆位于推杆内部的一端设置有限位块，且推杆的内部开设有与限位块相配合的限位槽；

所述定位机构包括定位架、直线轴承、橡胶圈、刹车片、活动架与伺服电缸，所述支架内部的下方设置有定位架，且定位架内部的上方对称开设有两个活动槽，且两个活动槽的内部均滑动设置有活动架，两个所述活动槽的内部均设置有与活动架一侧连接的伺服电缸，两个所述活动架的一侧均设置有刹车片。

优选的，所述定位架内部且位于两个活动槽的下方开设有安装槽，所述安装槽的内部设置有直线轴承，且阀杆的表面与直线轴承的内部滑动连接。

优选的，所述活动架的一侧开设有弧形槽，且弧形槽的一侧上下对称设置有两个橡胶圈，所述刹车片位于两个橡胶圈之间，且刹车片的内径大于橡胶圈的内径。

优选的，所述上壳体的顶部对称设置有两个第一导气管，且左侧第一导气管的一端设置有气体流量计，所述下壳体的底部对称设置有两个第二导气管，且下壳体的顶部对称设置有两个与膜片托盘底部连接的弹簧。

优选的，所述下壳体的内部设置密封机构，且推杆的表面与密封机构的内部滑动连接，所述密封机构包括密封块、密封圈、弹性片，所述下壳体的内部设置有密封块，且密封块的内部开设有环形槽，所述环形槽的内部设置有密封圈，且密封圈的周面与环形槽的内壁之间设置有弹性片。

优选的，所述支架的底部设置有清洁组件，所述清洁组件包括固定架、固定块、弧形架和清洁刷，所述支架的底部设置有固定架，且固定架的底部对称设置有两个固定块，两个所述固定块的顶部均设置有延伸至固定架内部的弧形架，且两个弧形架的一侧均设置有清洁刷，所述固定架的内部开设有与阀杆相配合的通孔。

（三）有益效果

本发明提供了一种应用于截止阀的气动执行机构。与现有技术相比具备以下有益效果：

（1）通过在推杆机构中设置固定杆与限位块的相互配合，避免推杆在气动腔室的内部发生偏转，进而保证了气动执行机构的正常工作运行，同时利用固定杆与推杆之间的活动连接，保证推杆在气动腔室内部运动过程中的稳定性；另外通过对进气量的计量控制，实现对推杆的运动行程控制，配合在支架内部设置的定位机构，利用在阀杆表面两侧设置的刹车片对阀杆进行定位，让阀杆底端的阀瓣能够在截止阀的内部处于不同的开合状态，让截止阀对流体的流通控制更加多样化，同时也避免了截止阀内部流体压力过大引起的阀杆发生偏转的现象。

（2）通过在下壳体的内部设置密封机构，利用密封机构中的密封圈对推杆的表面进行密封防护，并且在密封圈的内圈与推杆之间发生磨损后，利用弹性片补足密封圈的磨损量，保证密封圈的内壁持续与推杆表面贴合，让密封圈能够持续进行有效的密封，解决了气动执行机构中推杆在往复运动的过程中，密封圈受损严重，降低气动执行机构内部密封性的问题；另外通过在支架的底部设置清洁组件，对阀杆表面的杂质进行清理，避免阀杆表面的杂质进入气动腔室的内部，保证气动执行机构的正常工作运行，延长气动执行机构的使用寿命。

附图说明

图1为本发明一种应用于截止阀的气动执行机构结构的示意图；

图2为本发明一种应用于截止阀的气动执行机构结构的剖视图；

图3为本发明推杆与固定杆结构的剖视图；

图4为本发明定位架与直线轴承结构的俯视图；

图5为本发明定位机构内部结构的俯视图；

图6为本发明活动架与刹车片结构的示意图；

图7为本发明密封机构结构的示意图；

图8为本发明清洁组件结构的示意图。

图中，10、上壳体；20、下壳体；30、气动膜片；40、膜片托盘；50、支架；60、阀杆；70、第一导气管；80、气体流量计；90、弹簧；100、第二导气管；101、推杆；102、固定杆；103、限位块；104、连接块；105、安装架；106、限位槽；201、定位架；202、直线轴承；203、橡胶圈；204、刹车片；205、活动架；206、伺服电缸；207、安装槽；208、活动槽；209、弧形槽；301、密封块；302、密封圈；303、弹性片；304、环形槽；401、固定架；402、固定块；403、弧形架；404、清洁刷；405、通孔。

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。

实施例1：

请参阅图1-8所示，一种应用于截止阀的气动执行机构，包括上壳体10、下壳体20、气动膜片30、膜片托盘40和支架50，上壳体10与下壳体20之间通过螺栓固定连接，且上壳体10与下壳体20之间形成气动腔室，气动腔室的内部活动设置有气动膜片30，且气动膜片30的底部设置有膜片托盘40，下壳体20的底部设置有支架50，且支架50的内部活动设置有阀杆60，气动腔室的内部设置有推杆机构，且推杆机构的底部与阀杆60的顶端连接，支架50的内部设置有定位机构，且定位机构的内部与阀杆60的表面滑动连接；将上壳体10与下壳体20以及支架50组成的启动执行机构安装在截止阀上，利用推杆机构与阀杆60的连接控制截止阀内部阀瓣的开合状态，利用定位机构实现对阀杆60位置的限定，进而对阀瓣的开合程度可以进行控制，让截止阀对流体的流通起到不同的截止效果。

上壳体10的顶部对称设置有两个第一导气管70，且左侧第一导气管70的一端设置有气体流量计80，右侧第一导气管70的一端设置有泄压阀，下壳体20的底部对称设置有两个第二导气管100，且下壳体20的顶部对称设置有两个弹簧90，两个弹簧90的顶端分别与膜片托盘40底部的两侧固定连接，通过左侧第一导气管70向气动腔室的内部充入气体，利用气体流量计80对充入的气体量进行计量，进入气动腔室内部的气体推动气动膜片30向下移动，气动膜片30与底部的膜片托盘40同步下滑，膜片托盘40底部的两个弹簧90进行压缩，膜片托盘40带动推杆机构将阀杆60在支架50的内部向下推动，阀杆60的底端与截止阀内部的阀瓣连接，通过阀杆60将阀瓣与截止阀内部进行完全闭合，实现对流体的阻断，根据气体流量计80对充入气体的计量，从而控制推杆机构对阀杆60的推动行程，同时配合定位机构对阀杆60在支架50的内部进行定位，实现对阀瓣在截止阀内部的开合程度进行灵活控制，让截止阀能够对流体的流通起到不同程度的控制效果。

推杆机构包括推杆101、固定杆102、限位块103、连接块104和安装架105，气动膜片30的底部设置有安装架105，且安装架105的内部设置有推杆101，推杆101的底端贯穿下壳体20与支架50并延伸至支架50的内部，且推杆101延伸至支架50内部的一端与阀杆60的顶端连接，上壳体10内壁的顶部设置有连接块104，且连接块104的底部设置有固定杆102，固定杆102的一端贯穿膜片托盘40与推杆101并延伸至推杆101的内部，且固定杆102位于推杆101内部的一端设置有限位块103，推杆101的内部开设有与限位块103相配合的限位槽106，且限位块103的表面与限位槽106的内部滑动连接，其中固定杆102的表面与推杆101的内部滑动连接，且固定杆102的表面与推杆101的内部之间设置有橡胶垫，利用固定杆102与推杆101之间的活动连接，保证推杆101在气动腔室内部运动过程中的稳定性，同时利用固定杆102一端设置的限位块103与推杆101内部的限位槽106相配合，限位块103采用正六角棱柱，限位槽106采用与限位块103配合的内六角槽，可以有效解决由于截止阀内部流体压力大引起推杆101发生偏转的问题，同时不会引起气动膜片30与膜片托盘40之间的干涉，保证了气动执行机构的正常工作运行。

定位机构包括定位架201、直线轴承202、橡胶圈203、刹车片204、活动架205与伺服电缸206，支架50内部的下方设置有定位架201，且定位架201内部的下方开设有安装槽207，安装槽207的内部设置有直线轴承202，且阀杆60的表面与直线轴承202的内部滑动连接，定位架201内部的上方对称开设有两个活动槽208，且两个活动槽208的内部均滑动设置有活动架205，两个活动槽208的内部均设置有伺服电缸206，且两个伺服电缸206驱动轴的一端分别与两个活动架205的一侧固定连接，两个活动架205的一侧均开设有弧形槽209，且弧形槽209的一侧上下对称设置有两个橡胶圈203，弧形槽209的一侧且位于两个橡胶圈203之间还设置有刹车片204，且刹车片204的内径大于橡胶圈203的内径，通过在定位架201的内部设置直线轴承202，让阀杆60在直线轴承202的内部滑动连接，保证了阀杆60运动的顺滑性，同时在根据气体的计量后对阀杆60进行定位时，利用两个伺服电缸206推动两个活动架205向阀杆60的表面运动，两个活动架205一侧的刹车片204与阀杆60的表面贴合，利用刹车片204将阀杆60在定位架201内部的位置进行定位，配合推杆101对阀杆60的推动行程控制，从而灵活的实现对截止阀内部阀瓣状态的控制，让截止阀对流体的流通控制更加多样化。

实施例2：

作为上述实施例1的进一步补充，本发明中下壳体20的内部设置密封机构，且推杆101的表面与密封机构的内部滑动连接，密封机构包括密封块301、密封圈302、弹性片303，下壳体20的内部设置有密封块301，且密封块301的内部开设有环形槽304，环形槽304的内部设置有密封圈302，且密封圈302的周面与环形槽304的内壁之间设置有若干个弹性片303，密封圈302的内部与推杆101的表面滑动接触，利用密封圈302保证气动腔室内部位于气动膜片30下方的气体密封性，在推杆101与密封圈302之间发生磨损后，利用弹性片303将环形槽304内部的密封圈302向推杆101的表面推动，保证密封圈302的内壁持续与推杆101表面贴合，让密封圈302能够持续进行有效的密封，解决了气动执行机构中推杆101在往复运动的过程中，密封圈302受损严重，降低气动执行机构内部密封性的问题。

实施例3：

作为上述实施例1的进一步补充，本发明中支架50的底部设置有清洁组件，清洁组件包括固定架401、固定块402、弧形架403和清洁刷404，支架50的底部设置有固定架401，且固定架401的底部对称设置有两个固定块402，两个固定块402的顶部均设置有弧形架403，且两个弧形架403均延伸至固定架401的内部，固定架401的内部开设有与阀杆60相配合的通孔405，且阀杆60的一端贯穿通孔405的内部，两个弧形架403的一侧均设置有清洁刷404，且两个清洁刷404的一侧均与阀杆60的表面接触，通过在支架50的底部设置清洁组件，对阀杆60的表面进行清洁处理，阀杆60表面附着的杂质经过清洁刷404的清理，让定位机构能够对阀杆60在支架50的内部起到有效的定位作用，同时避免阀杆60表面的杂质进入气动腔室的内部，保证气动执行机构的正常工作运行，延长气动执行机构的使用寿命。

实施例4：

请参阅图1-8所示，本发明中还公开了一种应用于截止阀的气动执行机构的工作方法，具体包括以下步骤：

步骤一、通过左侧第一导气管70向气动腔室的内部充入气体，利用气体流量计80对充入的气体量进行计量，进入气动腔室内部的气体推动气动膜片30向下移动，气动膜片30与底部的膜片托盘40同步下滑，膜片托盘40底部的两个弹簧90进行压缩，膜片托盘40带动推杆101将阀杆60在支架50的内部向下推动，阀杆60的底端与截止阀内部的阀瓣连接，通过阀杆60将阀瓣与截止阀内部进行完全闭合，实现对流体的阻断；

步骤二、根据气体流量计80对充入气体的计量，从而控制推杆101对阀杆60的推动行程，推杆101在向下运动的过程中，固定杆102连同限位块103在限位槽106的内部进行滑动，通过限位块103对推杆101进行偏转限位，接着利用两个伺服电缸206推动两个活动架205向阀杆60的表面运动，两个活动架205一侧的刹车片204与阀杆60的表面贴合，利用刹车片204将阀杆60在定位架201内部的位置进行定位，实现对截止阀内部阀瓣状态的控制；

步骤三、推杆101在上下往复运动的过程中，利用密封圈302保证气动腔室内部位于气动膜片30下方的气体密封性，在推杆101与密封圈302之间发生磨损后，利用弹性片303将环形槽304内部的密封圈302向推杆101的表面推动，保证密封圈302的内壁持续与推杆101表面贴合；

步骤四、阀杆60在支架50内部上下往复运动的过程中，利用清洁刷404对阀杆60的表面进行清理，避免阀杆60表面的杂质进入气动腔室的内部，保证气动执行机构的正常工作运行，延长气动执行机构的使用寿命。

同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

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 (6)

1.一种应用于截止阀的气动执行机构，包括上壳体（10）、下壳体（20）、气动膜片（30）、膜片托盘（40）和支架（50），所述上壳体（10）与下壳体（20）之间通过螺栓固定连接，且上壳体（10）与下壳体（20）之间形成气动腔室，所述气动腔室的内部活动设置有气动膜片（30）与膜片托盘（40），且膜片托盘（40）设置在气动膜片（30）的下方，所述下壳体（20）的底部设置有支架（50），且支架（50）的内部活动设置有阀杆（60），其特征在于：所述气动腔室的内部设置有推杆机构，所述支架（50）的内部设置有定位机构；

所述推杆机构包括推杆（101）、固定杆（102）、限位块（103）、连接块（104）和安装架（105），所述气动膜片（30）的底部设置有安装架（105），且安装架（105）的内部设置有推杆（101），所述推杆（101）的底端延伸至支架（50）的内部同时与阀杆（60）的顶端连接，所述上壳体（10）内壁的顶部设置有连接块（104），且连接块（104）的底部设置有固定杆（102），所述固定杆（102）的一端贯穿膜片托盘（40）且延伸至推杆（101）的内部，所述固定杆（102）位于推杆（101）内部的一端设置有限位块（103），且推杆（101）的内部开设有与限位块（103）相配合的限位槽（106）；

所述定位机构包括定位架（201）、直线轴承（202）、橡胶圈（203）、刹车片（204）、活动架（205）与伺服电缸（206），所述支架（50）内部的下方设置有定位架（201），且定位架（201）内部的上方对称开设有两个活动槽（208），且两个活动槽（208）的内部均滑动设置有活动架（205），两个所述活动槽（208）的内部均设置有与活动架（205）一侧连接的伺服电缸（206），两个所述活动架（205）的一侧均设置有刹车片（204）。

2.根据权利要求1所述的一种应用于截止阀的气动执行机构，其特征在于：所述定位架（201）内部且位于两个活动槽（208）的下方开设有安装槽（207），所述安装槽（207）的内部设置有直线轴承（202），且阀杆（60）的表面与直线轴承（202）的内部滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种应用于截止阀的气动执行机构，其特征在于：所述活动架（205）的一侧开设有弧形槽（209），且弧形槽（209）的一侧上下对称设置有两个橡胶圈（203），所述刹车片（204）位于两个橡胶圈（203）之间，且刹车片（204）的内径大于橡胶圈（203）的内径。

4.根据权利要求1所述的一种应用于截止阀的气动执行机构，其特征在于：所述上壳体（10）的顶部对称设置有两个第一导气管（70），且左侧第一导气管（70）的一端设置有气体流量计（80），所述下壳体（20）的底部对称设置有两个第二导气管（100），且下壳体（20）的顶部对称设置有两个与膜片托盘（40）底部连接的弹簧（90）。

5.根据权利要求1所述的一种应用于截止阀的气动执行机构，其特征在于：所述下壳体（20）的内部设置密封机构，且推杆（101）的表面与密封机构的内部滑动连接，所述密封机构包括密封块（301）、密封圈（302）、弹性片（303），所述下壳体（20）的内部设置有密封块（301），且密封块（301）的内部开设有环形槽（304），所述环形槽（304）的内部设置有密封圈（302），且密封圈（302）的周面与环形槽（304）的内壁之间设置有弹性片（303）。

6.根据权利要求1所述的一种应用于截止阀的气动执行机构，其特征在于：所述支架（50）的底部设置有清洁组件，所述清洁组件包括固定架（401）、固定块（402）、弧形架（403）和清洁刷（404），所述支架（50）的底部设置有固定架（401），且固定架（401）的底部对称设置有两个固定块（402），两个所述固定块（402）的顶部均设置有延伸至固定架（401）内部的弧形架（403），且两个弧形架（403）的一侧均设置有清洁刷（404），所述固定架（401）的内部开设有与阀杆（60）相配合的通孔（405）。

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