CN203176504U - 弹簧复位三位式气动执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种弹簧复位三位式气动执行器，主缸体内设有拉杆，拉杆的一端固定在主活塞上，拉杆的另一端密封且可滑动地穿过主端盖及设置在副缸体内的副活塞，其端部设有限位结构，主活塞与主端盖之间设有弹簧装置，弹簧装置的一端抵接在主活塞上，另一端与主端盖抵接，副活塞与副端盖之间设有定位套，定位套内靠近副端盖的一端固定有横挡，副端盖上设有中间位调节螺栓，气缸体上还设有多个气口。它有效地解决了现有技术的三位式气动执行器调整困难的问题，本实用新型的结构可以在气动执行器的外部进行中间位、全开位及全关位等三个位置的调整，结构简单，调节快捷，具有很高的实用价值。

Description

弹簧复位三位式气动执行器

技术领域

本实用新型涉及气动执行器技术领域，特别涉及一种弹簧复位三位式气动执行器。 

背景技术

气动执行器是过程自动化控制系统中不可缺少的执行机构、用量大，用途广。现有技术的三位式气动执行器的主活塞与副活塞之间均设有位置调整机构，用于限制副活塞与主活塞的相对位置关系，现有技术气动执行器的主活塞与副活塞的相对位置在出厂时已经调整好，但由于气动执行器工作时间长了以后其齿条齿轮容易出现磨损，导致啮合精度下降，进而造成气动执行器开闭位置精度下降，可能造成所控制的阀门出现关闭不严的情形。由于调整机构设置在缸体内，因此调整时需要拆开整个气动执行器，这样不但工作量很大，而且需要停产检修，从而造成很大的经济损失。另外，在某些场合应用时，三位式气动执行器在全开位或全关位的输出轴角度也需要进行微调，以满足不同的工况需要，但现有技术中缺少相应的调节机构，从而影响了三位式气动执行器的应用范围。公开日为2011年4月20日，公开号为CN 201802383 U的中国专利文件公开了一种可调角度气动旋转执行器，包括：气缸，所述气缸内设置有活塞；齿轮传动结构，所述齿轮传动结构包括相互啮合的齿轮与齿条，所述齿条连接所述活塞，所述齿轮轴心连接执行器；角度调节器．所述角度调节器与所述活塞连接设置，限制所述活塞移动位置。该结构采用气缸作为动力源，齿轮传动结构作为执行机构，可精确控制执行器动作。该结构采用角度调节器控制齿轮传动结构动作，位置可靠，可以实现自动化操作，在避免人工误操作的同时提高了工作效率。公开日为2004年10月6日，公开号为CN2646452Y的专利文件公开了一种精小型角行程气动执行机构，有气缸，气缸盖，在气缸内的两端有活塞，两个活塞各向内连接有活塞臂，两个活塞臂上有齿条，两个齿条与活塞中间的扭矩输出齿轮相啮合，气缸壁上有气体进出管，在气缸的两端和两端的气缸盖之间有副气缸，气缸和两个副气缸之间分别有气缸分离盘相隔绝，在两个副气缸内各有副活塞，两个副活塞分别由活塞杆与相近的活塞连接，气体进出管分别连通活塞和副活塞的两端面的气缸，副气缸内，在两个气缸盖的中间有限位螺钉。但上述结构均未解决三位式气动执行器调整困难的问题。 

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决现有技术的三位式气动执行器调整困难的问题，提供一种调整方便的弹簧复位三位式气动执行器。 

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种弹簧复位三位式气动执行器，包括主气缸及设置在主气缸两端的副气缸，主气缸包括主缸体、主端盖及设置在主缸体内的主活塞，主活塞上的齿条与输出齿轴啮合，副气缸包括副缸体及设置在副缸体外端的副端盖，所述的主缸体内设有拉杆，拉杆的一端固定在主活塞上，拉杆的另一端密封且可滑动地穿过主端盖及设置在副缸体内的副活塞，其端部设有限位结构，主活塞与主端盖之间设有弹簧装置，弹簧装置的一端抵接在主活塞上，另一端与主端盖抵接，副活塞与副端盖之间设有定位套，定位套内靠近副端盖的一端固定有横挡，副端盖上设有中间位调节螺栓，主缸体的中部设有第一气口，主缸体的主活塞与主端盖之间设有第二气口，副缸体上靠近主端盖的一侧设有第三气口，靠近副端盖的一侧设有第四气口。 

本实用新型主活塞两边的弹簧装置、拉杆及副缸体均为对称设置的结构。在主活塞与主端盖之间设置弹簧装置，当主缸体上的第一气口进气时，主活塞向主缸体的两端移动，主活塞带动输出齿轴逆时针转动并压缩弹簧装置，此时气动执行器控制的阀门打开；当第一气口失气时，主活塞在弹簧的弹力作用下恢复到起始位置，输出齿轴顺时针转动带动阀门关闭，从而达到故障时阀门自动关闭的安全要求。而在主活塞上固定拉杆，拉杆的另一端密封且可滑动地穿过主端盖及设置在副缸体内的副活塞，拉杆端部设置限位结构，这样，在第一气口失气时使第三气口进气，虽然第一气口失气弹簧装置推动阀门复位，但由于第三气口进气，设置在副缸体内的副活塞向弹簧复位的反方向（向气动执行器两端）移动，而副活塞是套设在拉杆上的，副活塞移动拉动主活塞外移，当副活塞移动碰触到定位套时便停止在所需要的中间位置，该位置即为气动执行器的第三位或中间位，这一位置是可以通过设置在副端盖上的中间位调节螺栓加以调节的，副活塞停止时中间位调节螺栓的末端抵接定位套上的横挡，而定位套的另一端抵接副活塞，通过调节中间位调节螺栓的伸入长度，可以调整副活塞最终的停留位置。本实用新型的中间位调整范围是20%至45%的阀门开度，即开启角度在18度至40.5度之间。本实用新型的副活塞通过定位套与设置在副端盖上的中间位调节螺栓关联，可以方便地从外部调整副活塞的位置，在正常的稳定工作过程中也可以调整，解决了现有技术的三位式气动执行器调整困难的问题，大大减少了气动执行器的维护成本。 

作为优选，输出齿轴上设有限位凸轮，限位凸轮上设有两个限位凸块，主缸体上设有与两个限位凸块对应的全开位调节螺栓及全关位调节螺栓。这样通过调节全开位调节螺栓或全关位调节螺栓的伸入长度，通过全开位调节螺栓或全关位调节螺栓与相应的限位凸块抵触，可以限制输出齿轴的转动角度，从而实现所控阀门在全开位或全关位附近的微调，以满足不同工况的需要。本实用新型的结构可以在阀门开启角度0度和90度的位置实现±6度的微调，可以满足大多数阀门的控制要求。 

作为优选，定位套外壁设有环形槽，环形槽内设有导向环，靠近副端盖的一端的定位套外壁上设有台阶结构，台阶结构上设有通气孔。环形槽为两条，环形槽内的导向环为聚四氟乙烯环，所述的通气孔为两个，两个通气孔在同一径向直线上，且该径向直线与横挡垂直，所述横挡的横截面呈矩形。聚四氟乙烯环具有低摩擦系数的特点，可以使定位套滑动顺畅；这里的台阶结构及台阶结构上的通气孔用于连通第四气口，使其排气顺畅，避免定位套移动后堵塞第四气口。 

作为优选，拉杆与主活塞、主端盖及副活塞之间均设有O型密封圈。密封圈用于对拉杆、主活塞、主端盖及副活塞之间密封。 

作为优选，副活塞的外周面上设有两条环形槽，环形槽内分别设有聚四氟乙烯环和0型密封圈。聚四氟乙烯环具有低摩擦系数的特点，可以使副活塞滑动顺畅且具气密性。 

作为优选，限位结构为重叠设置的两个扁螺母。限位结构采用螺母便于调节，另外两个螺母并紧后不会松脱，可以提高可靠性。 

作为优选，全开位调节螺栓及全关位调节螺栓及中间位调节螺栓上均设有锁紧螺母。锁紧螺母在全开位调节螺栓及全关位调节螺栓和中间位调节螺栓调整到位后用于固定全开位调节螺栓及全关位调节螺栓和中间位调节螺栓的位置。 

作为优选，弹簧装置为预负荷弹簧，包括压缩弹簧及用于对压缩弹簧施加预负荷的预紧机构，所述的预紧机构包括底部相对设置的两个呈圆筒状的弹簧导柱，圆筒的筒底中央设有底孔，两个圆筒的底孔内穿设有两端具有挡边的滑动导杆，弹簧导柱的圆筒状结构开口处设有外翻边，所述压缩弹簧的两端抵接在两个弹簧导柱的外翻边之间，两个弹簧导柱外翻边之间的间距小于压缩弹簧的自由长度。弹簧导柱及滑动导杆的串联结构限制了压缩弹簧的自由长度，使得弹簧在装配时的总长较短，有利于弹簧的装配，而当弹簧正常工作被压缩时，滑动导杆带有挡边的一端部可以伸进弹簧导柱内，因此不会对弹簧的正常工作产生影响；而当弹簧上的工作压力消失时，调整螺杆通过滑动导杆上的挡边拉住了两头的弹簧导柱，将压缩弹簧的长度限制在两个弹簧导柱的外翻边之间。由于被限制长度后的压缩弹簧仅稍稍长于弹簧在工作状态下的长度，当设备维护拆开时，压缩状态的弹簧对该设备的零部件作用距离很短，因此这些零部件不会在弹簧的弹力作用下被弹出，因此可以确保安全。 

作为优选，弹簧导柱为钢板一体成型的等壁厚结构。 

本实用新型的有益效果是：它有效地解决了现有技术的三位式气动执行器调整困难的问题，本实用新型的结构可以在气动执行器的外部进行中间位、全开位及全关位等三个位置的调整，结构简单，调节快捷，具有很高的实用价值。 

附图说明

图1是本实用新型的一种结构剖视图； 

图2是本实用新型弹簧装置的一种结构剖视图；

图3是本实用新型定位套的一种结构示意图。

图中：1. 主缸体，2. 拉杆，3. 主活塞，4. 主端盖，5. 副缸体，6. 副活塞， 7. 限位结构，8. 弹簧装置，9. 副端盖，10. 定位套，11. 横挡，12. 中间位调节螺栓，13. 第一气口，14. 第二气口，15. 第三气口，16. 第四气口，17. 输出齿轴，18. 限位凸轮，19. 全开位调节螺栓，20. 全关位调节螺栓，21. 环形槽，22. 台阶结构，23. 通气孔，24. 聚四氟乙烯环，25. O型密封圈，26. 锁紧螺母，27. 压缩弹簧，28. 弹簧导柱，29. 挡边，30. 滑动导杆，31. 外翻边。 

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本实用新型技术方案的具体实施方式作进一步的说明。 

实施例1 

在如图1所示的实施例1中，一种弹簧复位三位式气动执行器，包括主气缸及设置在主气缸两端的副气缸，主气缸包括主缸体、主端盖及设置在主缸体内的主活塞，主活塞上的齿条与输出齿轴啮合，副气缸包括副缸体及设置在副缸体外端的副端盖，所述的主缸体1内设有拉杆2，拉杆的一端固定在主活塞3上，拉杆的另一端密封且可滑动地穿过主端盖4及设置在副缸体5内的副活塞6，其端部设有限位结构7，所述的限位结构为重叠设置的两个扁螺母，拉杆与主活塞、主端盖及副活塞之间均设有O型密封圈25。主活塞与主端盖之间设有弹簧装置8，弹簧装置的一端抵接在主活塞上，另一端与主端盖抵接，副活塞与副端盖9之间设有定位套10（见图3），定位套外壁设有两条环形槽21，环形槽内设有导向环，所述的导向环为聚四氟乙烯环24，靠近副端盖的一端的定位套外壁上设有台阶结构22，台阶结构上设有两个通气孔23，定位套内靠近副端盖的一端固定有横挡11，两个通气孔在同一径向直线上，且该径向直线与横挡垂直，所述横挡的横截面呈矩形。副端盖上设有中间位调节螺栓12，主缸体的中部设有第一气口13，主缸体的主活塞与主端盖之间设有第二气口14，副缸体上靠近主端盖的一侧设有第三气口15，靠近副端盖的一侧设有第四气口16。副活塞的外周面上也设有两条环形槽，环形槽内分别设有聚四氟乙烯环和0型密封圈。

弹簧装置为预负荷弹簧（见图2），包括压缩弹簧27及用于对压缩弹簧施加预负荷的预紧机构，所述的预紧机构包括底部相对设置的两个呈圆筒状的弹簧导柱28，弹簧导柱为钢板一体成型的等壁厚结构，圆筒的筒底中央设有底孔，两个圆筒的底孔内穿设有两端具有挡边29的滑动导杆30，弹簧导柱的圆筒状结构开口处设有外翻边31，所述压缩弹簧的两端抵接在两个弹簧导柱的外翻边之间，两个弹簧导柱外翻边之间的间距小于压缩弹簧的自由长度。 

输出齿轴17上设有限位凸轮18，限位凸轮上设有两个限位凸块，主缸体上设有与两个限位凸块对应的全开位调节螺栓19及全关位调节螺栓20，全开位调节螺栓及全关位调节螺栓及中间位调节螺栓上均设有锁紧螺母26。 

本实用新型通过设置在气缸外部的中间位调节螺栓、全开位调节螺栓及全关位调节螺栓，可以方便地调整气动执行器工作状态，使其适应多种工况的阀门，具有结构简单，调节快捷的优点，大大减少了气动执行器的维护成本，具有很高的实用价值。 

除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些本实用新型没有详细描述的实施例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种弹簧复位三位式气动执行器，包括主气缸及设置在主气缸两端的副气缸，主气缸包括主缸体、主端盖及设置在主缸体内的主活塞，主活塞上的齿条与输出齿轴啮合，副气缸包括副缸体及设置在副缸体外端的副端盖，其特征是：所述的主缸体（1）内设有拉杆（2），拉杆的一端固定在主活塞（3）上，拉杆的另一端密封且可滑动地穿过主端盖（4）及设置在副缸体（5）内的副活塞（6），其端部设有限位结构（7），主活塞与主端盖之间设有弹簧装置（8），弹簧装置的一端抵接在主活塞上，另一端与主端盖抵接，副活塞与副端盖（9）之间设有定位套（10），定位套内靠近副端盖的一端固定有横挡（11），副端盖上设有中间位调节螺栓（12），主缸体的中部设有第一气口（13），主缸体的主活塞与主端盖之间设有第二气口（14），副缸体上靠近主端盖的一侧设有第三气口（15），靠近副端盖的一侧设有第四气口（16）。

2.根据权利要求1所述弹簧复位三位式气动执行器，其特征是：所述的输出齿轴（17）上设有限位凸轮（18），限位凸轮上设有两个限位凸块，主缸体上设有与两个限位凸块对应的全开位调节螺栓（19）及全关位调节螺栓（20）。

3.根据权利要求1所述弹簧复位三位式气动执行器，其特征是：所述的定位套外壁设有环形槽（21），环形槽内设有导向环，靠近副端盖的一端的定位套外壁上设有台阶结构（22），台阶结构上设有通气孔（23）。

4.根据权利要求3所述弹簧复位三位式气动执行器，其特征是：所述的环形槽为两条，环形槽内的导向环为聚四氟乙烯环（24），所述的通气孔为两个，两个通气孔在同一径向直线上，且该径向直线与横挡垂直，所述横挡的横截面呈矩形。

5.根据权利要求1所述弹簧复位三位式气动执行器，其特征是：所述的拉杆与主活塞、主端盖及副活塞之间均设有O型密封圈（25）。

6.根据权利要求1所述弹簧复位三位式气动执行器，其特征是：所述的副活塞的外周面上设有两条环形槽，环形槽内分别设有聚四氟乙烯环和0型密封圈。

7.根据权利要求1所述弹簧复位三位式气动执行器，其特征是：所述的限位结构为重叠设置的两个扁螺母。

8.根据权利要求2所述弹簧复位三位式气动执行器，其特征是：全开位调节螺栓及全关位调节螺栓及中间位调节螺栓上均设有锁紧螺母（26）。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或8所述弹簧复位三位式气动执行器，其特征是：弹簧装置为预负荷弹簧，包括压缩弹簧（27）及用于对压缩弹簧施加预负荷的预紧机构，所述的预紧机构包括底部相对设置的两个呈圆筒状的弹簧导柱（28），圆筒的筒底中央设有底孔，两个圆筒的底孔内穿设有两端具有挡边（29）的滑动导杆（30），弹簧导柱的圆筒状结构开口处设有外翻边（31），所述压缩弹簧的两端抵接在两个弹簧导柱的外翻边之间，两个弹簧导柱外翻边之间的间距小于压缩弹簧的自由长度。

10.根据权利要求9所述弹簧复位三位式气动执行器，其特征是：所述的弹簧导柱为钢板一体成型的等壁厚结构。

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