CN117823708A - 一种阀门的气动执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门技术领域，具体为一种阀门的气动执行机构，包括执行部以及分别固定在执行部两侧的气动缸体和弹簧缸体，所述执行部和气动缸体中设置有执行主轴，所述执行部和弹簧缸体中设置有分体副轴，所述执行主轴与所述分体副轴同轴限位设置，使得分体副轴相对于执行主轴仅能旋转活动；所述弹簧缸体中设置有滑动塞罩，所述滑动塞罩上开设有分卸槽；本发明能够在执行阀门动作过程中阀门出现卡滞时，应急控制分体副轴转动，从而使得分体副轴与滑动塞罩分离，卸下复位主簧的复位弹性对执行驱动力的削弱，在气压恒定情况下，增加执行机构的驱动力。

Description

一种阀门的气动执行机构

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体为一种阀门的气动执行机构。

背景技术

阀门的气动执行机构是一种利用压缩空气作为动力来驱动阀门进行启闭或调节的执行装置，该机构主要由气缸、活塞、齿轮轴、端盖、密封件、螺丝等组成，并且一般与各类阀门配套使用；在一些动作频次较低的阀门上应用时，由于阀门动作频次较低，阀门长时间的静止可能会出现生锈卡滞等现象，传统技术中的气动执行机构在恒定气压的状态下，执行阀门开启或关闭的驱动力难以增加，在阀门卡滞后，概率性会产生无法驱动的情况，从而难以实现紧急动作，需要人工到现场执行，时效性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阀门的气动执行机构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种阀门的气动执行机构，包括执行部以及分别固定在执行部两侧的气动缸体和弹簧缸体，所述执行部和气动缸体中设置有执行主轴，所述执行部和弹簧缸体中设置有分体副轴，所述执行主轴与所述分体副轴同轴限位设置，使得分体副轴相对于执行主轴仅能旋转活动；所述弹簧缸体中设置有滑动塞罩，所述滑动塞罩上开设有分卸槽，所述分体副轴远离执行主轴的一端设置有固定卡头，所述固定卡头穿插经过分卸槽卡在滑动塞罩上，当固定卡头旋转一定角度后能够通过分卸槽与滑动塞罩分离，所述弹簧缸体中固定设置有定位支轴，所述定位支轴穿插经过滑动塞罩对滑动塞罩进行限位，所述滑动塞罩面向执行部的一侧设置有复位主簧，所述分体副轴的内外部设置有用于驱动分体副轴转动的转套组件。

所述转套组件包括副轴滑槽、转拨套和限位套，所述副轴滑槽沿着分体副轴的轴向开设在分体副轴的表面位置，所述转拨套套设在分体副轴的外部，所述限位套与所述执行部固定，所述转拨套旋转限位设置在限位套内，所述转拨套的内壁表面固定设置有内部卡舌，所述内部卡舌卡在副轴滑槽中。

所述转拨套的外表面固定设置有调控拨叉，所述调控拨叉中设置有调控拨轴，所述执行部中固定安装有调控气缸，所述调控拨轴固定在调控气缸的伸缩轴上，当调控气缸伸出时，通过调控拨轴能够推动调控拨叉移动，使得转拨套旋转。

所述滑动塞罩上开设有盲孔腔，所述弹簧缸体的内壁表面固定设置有固定缸管，所述固定缸管中插设有推挤缸轴，所述推挤缸轴的端部固定有密封塞，所述推挤缸轴通过密封塞与固定缸管的内壁表面密封接触，所述推挤缸轴与所述盲孔腔同轴对应。

所述定位支轴靠近执行部的一端固定设置有辅助缸体和限位连座，所述分体副轴上开设有环槽齿纹，所述环槽齿纹为圆环状齿槽，且呈线性阵列式均匀分布，所述限位连座中旋转设置有中继齿轮，所述中继齿轮与所述环槽齿纹相互啮合。

所述限位连座中限位设置有施力齿板，所述施力齿板的下部固定设置有施力凸齿，当所述施力齿板水平滑动时，通过施力凸齿能够带动中继齿轮旋转。

所述施力齿板上固定安装有施力轴，所述辅助缸体中密封滑动设置有液压活塞，所述液压活塞与所述施力轴固定安装，所述液压活塞远离施力轴的一侧设置有活塞弹簧。

所述定位支轴中开设有内路液管，所述内路液管的一端与辅助缸体的内腔连通，另一端与固定缸管连通，所述内路液管与所述辅助缸体之间的连通口位于液压活塞面向施力轴所在位置的一侧，所述施力轴中开设有排气腔路，所述施力凸齿中向下贯穿开设有束流气孔，所述束流气孔通过排气腔路与液压活塞远离施力轴的一侧连通。

所述执行部中设置有执行转轴，所述执行转轴的下端固定设置有对接罩头，所述执行转轴上固定安装有执行拨叉，所述执行拨叉内卡设有执行拨轴，所述执行拨轴与所述执行主轴固定安装，当所述执行主轴轴向移动时，通过执行拨轴与执行拨叉配合能够带动执行转轴旋转。

所述气动缸体中气密设置有气压盘，所述气动缸体中固定设置有定位连轴，所述定位连轴密封穿插经过气压盘，所述气动缸体上连通设置有呼吸阀和控制气嘴，所述控制气嘴位于气压盘面向执行部所在位置的一侧，所述呼吸阀位于气压盘远离执行部所在位置的一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明气动执行机构，通过设置的分体副轴、分卸槽和转套组件等结构配合，能够在执行阀门动作过程中阀门出现卡滞时，应急控制分体副轴转动，从而使得分体副轴与滑动塞罩分离，卸下复位主簧的复位弹性对执行驱动力的削弱，在气压恒定情况下，增加执行机构的驱动力，进行应急驱动。

通过设置的固定缸管、中继齿轮和辅助缸体等结构配合，能够在应急控制时，将复位主簧的弹力转换为辅助驱动力，进一步提高执行机构的驱动力，使得执行机构能够在气压难以增加的工况下，大幅提高执行机构的扭力，从而突破卡滞，避免紧急情况下阀门无法动作。

通过设置的束流气孔、排气腔路和辅助缸体配合，能够在液压活塞被驱动移动过程中，对液压活塞另一侧的空气施压通过束流气孔喷出，从而能够使得施力凸齿与中继齿轮啮合配合过程中，利用气流预先喷除施力凸齿与中继齿轮之间的杂物，使得二者啮合更加顺滑，降低卡滞故障率。

附图说明

图1为本发明整体结构的示意图。

图2为本发明立体半剖示意图。

图3为图2中A区域放大示意图。

图4为图3中C区域放大示意图。

图5为图2中B区域放大示意图。

图6为本发明立体半剖主视图。

图7为图6中D区域放大示意图。

图8为本发明水平剖开示意图。

图9为本发明执行部剖开示意图。

图10为本发明执行部剖开侧视图。

图中：1、执行部；2、气动缸体；3、弹簧缸体；4、执行主轴；5、分体副轴；6、滑动塞罩；7、分卸槽；8、固定卡头；9、定位支轴；10、复位主簧；501、副轴滑槽；502、转拨套；503、限位套；504、内部卡舌；505、调控拨叉；506、调控拨轴；507、调控气缸；901、盲孔腔；902、固定缸管；903、推挤缸轴；904、密封塞；905、辅助缸体；906、限位连座；907、环槽齿纹；908、中继齿轮；909、施力齿板；910、施力凸齿；911、施力轴；912、液压活塞；913、活塞弹簧；914、内路液管；915、排气腔路；916、束流气孔；101、执行转轴；102、对接罩头；103、执行拨叉；104、执行拨轴；201、气压盘；202、定位连轴；203、呼吸阀；204、控制气嘴。

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至图10，本发明提供一种技术方案：一种阀门的气动执行机构，包括执行部1以及分别固定在执行部1两侧的气动缸体2和弹簧缸体3，执行部1和气动缸体2中设置有执行主轴4，执行部1和弹簧缸体3中设置有分体副轴5，执行主轴4与分体副轴5同轴限位设置，使得分体副轴5相对于执行主轴4仅能旋转活动；弹簧缸体3中设置有滑动塞罩6，滑动塞罩6上开设有分卸槽7，分体副轴5远离执行主轴4的一端设置有固定卡头8，固定卡头8穿插经过分卸槽7卡在滑动塞罩6上，当固定卡头8旋转一定角度后能够通过分卸槽7与滑动塞罩6分离，弹簧缸体3中固定设置有定位支轴9，定位支轴9穿插经过滑动塞罩6对滑动塞罩6进行限位，滑动塞罩6面向执行部1的一侧设置有复位主簧10，分体副轴5的内外部设置有用于驱动分体副轴5转动的转套组件。

转套组件包括副轴滑槽501、转拨套502和限位套503，副轴滑槽501沿着分体副轴5的轴向开设在分体副轴5的表面位置，转拨套502套设在分体副轴5的外部，限位套503与执行部1固定，转拨套502旋转限位设置在限位套503内，转拨套502的内壁表面固定设置有内部卡舌504，内部卡舌504卡在副轴滑槽501中，转拨套502的外表面固定设置有调控拨叉505，调控拨叉505中设置有调控拨轴506，执行部1中固定安装有调控气缸507，调控拨轴506固定在调控气缸507的伸缩轴上，当调控气缸507伸出时，通过调控拨轴506能够推动调控拨叉505移动，使得转拨套502旋转。

滑动塞罩6上开设有盲孔腔901，弹簧缸体3的内壁表面固定设置有固定缸管902，固定缸管902中插设有推挤缸轴903，推挤缸轴903的端部固定有密封塞904，推挤缸轴903通过密封塞904与固定缸管902的内壁表面密封接触，推挤缸轴903与盲孔腔901同轴对应。

定位支轴9靠近执行部1的一端固定设置有辅助缸体905和限位连座906，分体副轴5上开设有环槽齿纹907，环槽齿纹907为圆环状齿槽，且呈线性阵列式均匀分布，限位连座906中旋转设置有中继齿轮908，中继齿轮908与环槽齿纹907相互啮合，如图3和图4中所示，通过环槽齿纹907的圆环状齿槽设计，使得中继齿轮908与环槽齿纹907相互啮合后，在分体副轴5发生转动后，能够不影响中继齿轮908与环槽齿纹907的啮合。

限位连座906中限位设置有施力齿板909，施力齿板909的下部固定设置有施力凸齿910，当施力齿板909水平滑动时，通过施力凸齿910能够带动中继齿轮908旋转，如图4中所示，常规状态下，中继齿轮908与施力凸齿910互不接触，从而在常规使用过程中，分体副轴5的轴向移动不会对施力齿板909产生影响，中继齿轮908处于空转状态。

施力齿板909上固定安装有施力轴911，辅助缸体905中密封滑动设置有液压活塞912，液压活塞912与施力轴911固定安装，液压活塞912远离施力轴911的一侧设置有活塞弹簧913，液压活塞912的活塞面积可以大于密封塞904的活塞面积，从而能够起到力矩放大作用。

定位支轴9中开设有内路液管914，内路液管914的一端与辅助缸体905的内腔连通，另一端与固定缸管902连通，内路液管914与辅助缸体905之间的连通口位于液压活塞912面向施力轴911所在位置的一侧，施力轴911中开设有排气腔路915，施力凸齿910中向下贯穿开设有束流气孔916，束流气孔916通过排气腔路915与液压活塞912远离施力轴911的一侧连通。

执行部1中设置有执行转轴101，执行转轴101的下端固定设置有对接罩头102，执行转轴101上固定安装有执行拨叉103，执行拨叉103内卡设有执行拨轴104，执行拨轴104与执行主轴4固定安装，当执行主轴4轴向移动时，通过执行拨轴104与执行拨叉103配合能够带动执行转轴101旋转。

气动缸体2中气密设置有气压盘201，气压盘201与执行主轴4固定连接，气动缸体2中固定设置有定位连轴202，定位连轴202密封穿插经过气压盘201，气动缸体2上连通设置有呼吸阀203和控制气嘴204，控制气嘴204位于气压盘201面向执行部1所在位置的一侧，呼吸阀203位于气压盘201远离执行部1所在位置的一侧，呼吸阀203能够进行吸气和排气，从而避免气压盘201另一侧气压对气压盘201的移动产生影响。

本发明气动执行机构在使用时，将执行部1与阀门安装配合，使得对接罩头102卡在阀门转轴上，使得对接罩头102的转动能够带动阀门转轴旋转动作；控制气嘴204连接控制压缩气流，调控气缸507与控制气源接通。

正常使用时，控制气嘴204输入压缩空气，推动气压盘201移动，气压盘201带动执行主轴4移动，执行主轴4带动分体副轴5和滑动塞罩6移动，使得复位主簧10被压缩；在执行主轴4移动过程中，执行拨轴104与执行拨叉103配合带动执行转轴101和对接罩头102旋转，从而驱动阀门动作；完成动作后，控制气嘴204控制泄压，在复位主簧10的弹力下，执行主轴4复位移动，从而使得阀门反转复位动作。

上述过程中，当阀门动作过程中出现卡滞时，控制调控气缸507伸出，通过调控拨轴506推动调控拨叉505移动，使得转拨套502旋转，当转拨套502旋转时，通过内部卡舌504卡在副轴滑槽501中，能够带动分体副轴5转动，如图5中所示，分体副轴5带动固定卡头8旋转时，当固定卡头8与分卸槽7对应后，此时固定卡头8能够通过分卸槽7，使得分体副轴5与滑动塞罩6分离。

当分体副轴5与滑动塞罩6分离后，复位主簧10的弹力作用在滑动塞罩6上，使得滑动塞罩6继续向远离分体副轴5的方向移动，此时分体副轴5和执行主轴4失去复位主簧10的弹力削弱，气压盘201在气压下产生的驱动力不再克服复位主簧10的弹力，使得气压盘201在气压下产生的驱动力完全作用在执行主轴4上，带动执行主轴4移动，从而能够增加执行机构的扭力，便于突破卡滞。

滑动塞罩6向远离分体副轴5的方向移动后，对推挤缸轴903进行推挤，使得固定缸管902中的液压油通过内路液管914进入辅助缸体905中，驱动液压活塞912移动，液压活塞912带动施力轴911和施力齿板909同步位移，此时施力凸齿910通过中继齿轮908对分体副轴5施加轴向驱动力，使得复位主簧10的弹力经过转换，作用在分体副轴5和执行主轴4上，辅助分体副轴5和执行主轴4移动，进一步提高执行机构的扭力。

在液压活塞912移动时，液压活塞912远离施力轴911一侧的空气被压缩，气流通过排气腔路915从束流气孔916喷出，利用气流预先喷除施力凸齿910与中继齿轮908之间的杂物。

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)

1.一种阀门的气动执行机构，包括执行部（1）以及分别固定在执行部（1）两侧的气动缸体（2）和弹簧缸体（3），其特征在于：所述执行部（1）和气动缸体（2）中设置有执行主轴（4），所述执行部（1）和弹簧缸体（3）中设置有分体副轴（5），所述执行主轴（4）与所述分体副轴（5）同轴限位设置，使得分体副轴（5）相对于执行主轴（4）仅能旋转活动；所述弹簧缸体（3）中设置有滑动塞罩（6），所述滑动塞罩（6）上开设有分卸槽（7），所述分体副轴（5）远离执行主轴（4）的一端设置有固定卡头（8），所述固定卡头（8）穿插经过分卸槽（7）卡在滑动塞罩（6）上，当固定卡头（8）旋转一定角度后能够通过分卸槽（7）与滑动塞罩（6）分离，所述弹簧缸体（3）中固定设置有定位支轴（9），所述定位支轴（9）穿插经过滑动塞罩（6）对滑动塞罩（6）进行限位，所述滑动塞罩（6）面向执行部（1）的一侧设置有复位主簧（10），所述分体副轴（5）的内外部设置有用于驱动分体副轴（5）转动的转套组件。

2.根据权利要求1所述的一种阀门的气动执行机构，其特征在于：所述转套组件包括副轴滑槽（501）、转拨套（502）和限位套（503），所述副轴滑槽（501）沿着分体副轴（5）的轴向开设在分体副轴（5）的表面位置，所述转拨套（502）套设在分体副轴（5）的外部，所述限位套（503）与所述执行部（1）固定，所述转拨套（502）旋转限位设置在限位套（503）内，所述转拨套（502）的内壁表面固定设置有内部卡舌（504），所述内部卡舌（504）卡在副轴滑槽（501）中。

3.根据权利要求2所述的一种阀门的气动执行机构，其特征在于：所述转拨套（502）的外表面固定设置有调控拨叉（505），所述调控拨叉（505）中设置有调控拨轴（506），所述执行部（1）中固定安装有调控气缸（507），所述调控拨轴（506）固定在调控气缸（507）的伸缩轴上，当调控气缸（507）伸出时，通过调控拨轴（506）能够推动调控拨叉（505）移动，使得转拨套（502）旋转。

4.根据权利要求1所述的一种阀门的气动执行机构，其特征在于：所述滑动塞罩（6）上开设有盲孔腔（901），所述弹簧缸体（3）的内壁表面固定设置有固定缸管（902），所述固定缸管（902）中插设有推挤缸轴（903），所述推挤缸轴（903）的端部固定有密封塞（904），所述推挤缸轴（903）通过密封塞（904）与固定缸管（902）的内壁表面密封接触，所述推挤缸轴（903）与所述盲孔腔（901）同轴对应。

5.根据权利要求4所述的一种阀门的气动执行机构，其特征在于：所述定位支轴（9）靠近执行部（1）的一端固定设置有辅助缸体（905）和限位连座（906），所述分体副轴（5）上开设有环槽齿纹（907），所述环槽齿纹（907）为圆环状齿槽，且呈线性阵列式均匀分布，所述限位连座（906）中旋转设置有中继齿轮（908），所述中继齿轮（908）与所述环槽齿纹（907）相互啮合。

6.根据权利要求5所述的一种阀门的气动执行机构，其特征在于：所述限位连座（906）中限位设置有施力齿板（909），所述施力齿板（909）的下部固定设置有施力凸齿（910），当所述施力齿板（909）水平滑动时，通过施力凸齿（910）能够带动中继齿轮（908）旋转。

7.根据权利要求6所述的一种阀门的气动执行机构，其特征在于：所述施力齿板（909）上固定安装有施力轴（911），所述辅助缸体（905）中密封滑动设置有液压活塞（912），所述液压活塞（912）与所述施力轴（911）固定安装，所述液压活塞（912）远离施力轴（911）的一侧设置有活塞弹簧（913）。

8.根据权利要求7所述的一种阀门的气动执行机构，其特征在于：所述定位支轴（9）中开设有内路液管（914），所述内路液管（914）的一端与辅助缸体（905）的内腔连通，另一端与固定缸管（902）连通，所述内路液管（914）与所述辅助缸体（905）之间的连通口位于液压活塞（912）面向施力轴（911）所在位置的一侧，所述施力轴（911）中开设有排气腔路（915），所述施力凸齿（910）中向下贯穿开设有束流气孔（916），所述束流气孔（916）通过排气腔路（915）与液压活塞（912）远离施力轴（911）的一侧连通。

9.根据权利要求1所述的一种阀门的气动执行机构，其特征在于：所述执行部（1）中设置有执行转轴（101），所述执行转轴（101）的下端固定设置有对接罩头（102），所述执行转轴（101）上固定安装有执行拨叉（103），所述执行拨叉（103）内卡设有执行拨轴（104），所述执行拨轴（104）与所述执行主轴（4）固定安装，当所述执行主轴（4）轴向移动时，通过执行拨轴（104）与执行拨叉（103）配合能够带动执行转轴（101）旋转。

10.根据权利要求1所述的一种阀门的气动执行机构，其特征在于：所述气动缸体（2）中气密设置有气压盘（201），所述气动缸体（2）中固定设置有定位连轴（202），所述定位连轴（202）密封穿插经过气压盘（201），所述气动缸体（2）上连通设置有呼吸阀（203）和控制气嘴（204），所述控制气嘴（204）位于气压盘（201）面向执行部（1）所在位置的一侧，所述呼吸阀（203）位于气压盘（201）远离执行部（1）所在位置的一侧。