CN205315380U - 倍力型气动执行机构 - Google Patents

Abstract

一种倍力型气动执行机构包括上膜头、下膜头、推杆和支架，上膜头与下膜头的结构相同，下膜头包括上膜盖、下膜盖、膜片、弹簧、弹簧座、支撑件和限位件，膜片固定安装在上膜盖与下膜盖之间，膜片在上膜盖与下膜盖之间分割出一个气室和一个弹簧腔，膜片的一端安装支撑件，另一端与弹簧座接触压紧，弹簧和限位件分别配装在弹簧座上；上膜头的下膜盖与下膜头的上膜盖固定配装，推杆为倍力型气动执行机构的推力的输出单元，推杆贯穿了除了上膜头的上膜盖以外的倍力型气动执行机构的所有零件，推杆的下端固定安装阀门连接件。本实用新型的倍力型气动执行机构气源管路连接简单，维修更换方便，成本低廉，性价比极高。

Description

倍力型气动执行机构

技术领域：

本实用新型涉及控制阀门的气动执行机构技术领域，特别涉及一种薄膜式直行程的倍力型气动执行机构，该倍力型气动执行机构主要用于控制直行程阀门的调节或开关动作。

背景技术：

在工业过程控制中，气动执行机构由于结构简单、操作灵活、动作速度快、防火防爆等特点，广泛应用于石油、化工、冶炼等阀门控制装中。作为阀门控制系统中的执行者，它的工作状态对于阀门控制管道流量有着重要的影响。

目前，过程控制系统中使用的直行程气动执行机构分为两种：一种为单膜头薄膜式气动执行机构，一种为活塞式气动执行机构，单膜头薄膜式气动执行机构由于受限于弹簧及膜片面积，能提供的输出推力比较小，有时达不到阀门所要求的力；活塞式气动执行机构能提供更大的输出推力，但要实现现场气源故障复位的功能，必须要配备其他的辅助控制元件，气源管路连接复杂、泄漏点多，而且价格昂贵。

发明内容：

有鉴于此，有必要提供一种倍力型气动执行机构，本发明的目的是在于提供一种双膜头的倍力型气动执行机构，它是多弹簧气动装置，气源管路配接简单、耗气量少、减少了气源泄露点，同时可以实现气源压力小的情况下输出更大的推力。

一种倍力型气动执行机构包括上膜头、下膜头、推杆和支架，上膜头与下膜头的结构相同，上膜头固定安装在下膜头上，下膜头固定安装在支架的上端；下膜头包括上膜盖、下膜盖、膜片、弹簧、弹簧座、支撑件和限位件，膜片固定安装在上膜盖与下膜盖之间，膜片在上膜盖与下膜盖之间分割出一个气室和一个弹簧腔，膜片的一端安装支撑件，另一端与弹簧座接触压紧，弹簧和限位件分别配装在弹簧座上；上膜头的下膜盖与下膜头的上膜盖固定配装，推杆为倍力型气动执行机构的推力的输出单元，推杆贯穿了除了上膜头的上膜盖以外的倍力型气动执行机构的所有零件，推杆的下端固定安装阀门连接件。

优选的，下膜头的下膜盖与支架通过四个强度等级为8.8级的第一六角头螺栓紧固；支架与下膜盖的中间开设中心孔，在中心孔处配装导向套，导向套与下膜盖的接合处装有用于端面密封的端面O型圈。

优选的，导向套与推杆的接触面设计了径向密封的径向密封圈和防尘用的防尘密封圈，以及用于推杆运动导向和润滑的第一轴套。

优选的，膜片通过螺钉紧固在上膜盖与下膜盖之间。

优选的，弹簧和限位件分别安装在弹簧座上，支撑件从膜片和弹簧座的中心孔穿过，通过圆螺母将膜片、弹簧座和支撑件三者固定压紧，弹簧座上开设了凹槽，弹簧和限位件安装在弹簧座的凹槽内。

优选的，推杆与支撑件通过半环连接，半环卡在推杆上，支撑件固定螺母将推杆与支撑件结合为一体，在支撑件与推杆的接触面上，设计了第一径向密封O型圈，第一径向密封O型圈保证了上下气室之间的气密性。

优选的，下膜头的上膜盖与上膜头下膜盖通过中间过渡板用四个强度等级为8.8的第二六角头螺栓紧固在一起。

优选的，中间过渡板与下膜头的上膜盖和上膜头下膜盖的接触面均设有端面密封O型圈。

优选的，在中间过渡板25与推杆3的接触面，设计了第二径向密封O型圈和用于推杆导向、润滑的第二轴套。

优选的，上膜头中膜盖、膜片及其他零件的连接方法与下膜头相同；整个倍力型气动执行机构为了在运送和安装时方便，在膜盖的连接处设计了吊环螺钉；倍力型气动执行机构还可配置双向动作的手轮机构。

本实用新型提供的倍力型气动执行机构包括了两种作用形式，一种为正作用执行机构，一种为反作用执行机构。

正作用执行机构为：当上下两个膜头气室的信号压力为零时，膜片固定在上下膜盖之间，支撑件安装在气室中，弹簧与弹簧座置于膜片的下方，安装在弹簧腔内，推杆部件位于气室下方，当膜头气室内输入信号压力时，使推杆部件向下移动。

反作用执行机构为：当上下两个膜头气室的信号压力为零时，膜片固定在上下膜盖之间，支撑件安装在气室中，弹簧与弹簧座置于膜片的上方膜片，安装在弹簧腔内，推杆部件位于气室上方，当膜头气室内输入信号压力时，使推杆部件向上移动。

本实用新型的倍力型气动执行机构气源管路连接简单，减少了泄漏点，在运行中更安全可靠；倍力型气动执行机构利用了成熟的单膜头技术，性能稳定可靠，推力倍增，上下膜头内的零部件通用性强，维修更换方便，成本低廉，性价比极高；倍力型气动执行机构在主要连接处，都设计了端面密封和径向密封，双重的密封性能充分保证了整个执行机构内部，以及执行机构与外部的气密性，有效的降低了运行成本；倍力型气动执行机构在连接结构上运用了半环的设计理念，通过半环将推杆、支撑件和膜片连接为一体，使得三者之间的连接更加的安全可靠；倍力型气动执行机构在两个重要的连接处，上下膜头与中间过渡板、下膜头与支架之间的连接处，都增加了导向轴套，充分保证了推杆运动的垂直度；倍力型气动执行机构可根据现场使用情况，通过上膜头上膜盖的改造，可灵活的增加双向动作手轮机构。

直行程气动执行机构的工作原理为：当一定范围的气源压力信号(薄膜式气动执行机构的气源压力范围为0.14～0.4MPa；活塞式气动执行机构的气源压力范围为0.2～0.8MPa)输入气室中，执行机构中的受力元件(膜片或者气缸活塞)就会产生作用力(压强是用于表示作用力作用效果的物理量，单位面积受到的作用力叫做压强，公式为P＝F/S)

单作用气动执行机构受力元件产生压力后，会作用于弹簧，执行机构就会产生直线位移动作，并通过推杆带动阀门开关，弹簧被压缩后会产生反作用力，其反作用力与受力元件的压力相抗衡，当两个力达到平衡时，调节阀就会停留在给定位置。

双作用气动执行机构受力元件产生压力后，执行机构就会产生直线位移动作，并通过推杆带动阀门开关，另一端气室中的气压会与受力元件压力相抗衡，当信号压力与另一端气室压力相平衡时，调节阀就会停留在给定位置。推杆的移动即是气动执行机构的行程。

附图说明：

图1为倍力型正作用式气动执行机构的部分剖面结构示意图。

图2为倍力型反作用式气动执行机构的部分剖面结构示意图。

图中：上膜头A、下膜头B、气源口C、防雨帽D、支架1、阀门连接件2、推杆3、防尘密封圈4、第一轴套5、导向套6、径向密封圈7、端面O型圈8、第一六角头螺栓9、下膜盖10、弹簧11、限位件12、螺钉13、膜片14、支撑件固定螺母15、圆螺母16、上膜盖17、弹簧座18、半环19、支撑件20、第一径向密封O型圈21、第二轴套22、第二六角头螺栓23、上膜头下膜盖24、过渡板25、端面密封O型圈26、第二径向密封O型圈27、吊环螺钉28。

具体实施方式：

本实用新型包括倍力型正作用式气动执行结构和倍力型反作用式气动执行机构。

请参阅图1，倍力型正作用式气动执行机构包括上膜头A、下膜头B、推杆3和支架1，上膜头A与下膜头A的结构相同，上膜头A固定安装在下膜头B上，下膜头B固定安装在支架1的上端；下膜头B包括上膜盖17、下膜盖10、膜片14、弹簧11、弹簧座18、支撑件20和限位件12，膜片14固定安装在上膜盖17与下膜盖10之间，膜片14在上膜盖17与下膜盖10之间分割出一个气室和一个弹簧腔，气室上设计了一个气源口C，膜片14的一端安装支撑件20，另一端与弹簧座18接触压紧，弹簧11和限位件12分别配装在弹簧座18上；上膜头A的下膜盖24与下膜头B的上膜盖17固定配装，推杆3为倍力型气动执行机构的推力的输出单元，推杆3贯穿了除了上膜头A的上膜盖以外的倍力型气动执行机构的所有零件，推杆3的下端固定安装阀门连接件2。

下膜头B的下膜盖10与支架1通过四个强度等级为8.8级的第一六角头螺栓9紧固，在支架1与下膜盖10中心孔的连接处，安装了导向套6，导向套6与下膜盖10的接合处装有用于端面密封的端面O型圈8。导向套6与推杆3的接触面设计了径向密封圈7和防尘用的防尘密封圈4，以及用于推杆3运动导向和润滑的第一轴套5。膜片14通过螺钉13紧固在上膜盖17与下膜盖10之间。膜片14的一端安装支撑件20，另一端与弹簧座18接触压紧。弹簧11和限位件12分别装在弹簧座18上，支撑件20从膜片14和弹簧座18的中心孔穿过，通过圆螺母16将膜片14、弹簧座18和支撑件20三者固定压紧。推杆3与支撑件20的连接，主要依靠半环19，半环19卡在推杆3上，借助支撑件固定螺母15将推杆3与支撑件20结合为一体，在支撑件20与推杆3的接触面上，设计了第一径向密封O型圈21，保证了上下气室之间的气密性。下膜头B的上膜盖17与上膜头A的上膜头下膜盖24通过中间过渡板25用四个强度等级为8.8级的第二六角头螺栓23紧固在一起。中间过渡板25与上膜盖17和下膜盖24的接触面均设有端面密封O型圈26。在中间过渡板25与推杆3的接触面，设计了第二径向密封O型圈27和用于推杆3导向、润滑的第二轴套22。上膜头A中的膜盖、膜片及其他零件的连接方法与下膜头B相同。整个倍力型气动执行机构为了在运送和安装时方便，在膜盖的连接处设计了吊环螺钉28。

请参阅图2，倍力型反作用式气动执行机构包括的零部件与正作用式的完全一致，连接方法也完全相同，只是弹簧、弹簧座、膜片及支撑件的位置与正作用式的相反。正作用式主气源管道在上膜头的上膜盖，反作用式主气源管道在下膜头的下膜盖上，反作用时上膜头的上膜盖必须安装防雨帽D。

Claims (10)

1.一种倍力型气动执行机构，其特征在于：倍力型气动执行机构包括上膜头、下膜头、推杆和支架，上膜头与下膜头的结构相同，上膜头固定安装在下膜头上，下膜头固定安装在支架的上端；下膜头包括上膜盖、下膜盖、膜片、弹簧、弹簧座、支撑件和限位件，膜片固定安装在上膜盖与下膜盖之间，膜片在上膜盖与下膜盖之间分割出一个气室和一个弹簧腔，膜片的一端安装支撑件，另一端与弹簧座接触压紧，弹簧和限位件分别配装在弹簧座上；上膜头的下膜盖与下膜头的上膜盖固定配装，推杆为倍力型气动执行机构的推力的输出单元，推杆贯穿了除了上膜头的上膜盖以外的倍力型气动执行机构的所有零件，推杆的下端固定安装阀门连接件。

2.如权利要求1所述的倍力型气动执行机构，其特征在于：下膜头的下膜盖与支架通过四个强度等级为8.8级的第一六角头螺栓紧固；支架与下膜盖的中间开设中心孔，在中心孔处配装导向套，导向套与下膜盖的接合处装有用于端面密封的端面O型圈。

3.如权利要求2所述的倍力型气动执行机构，其特征在于：导向套与推杆的接触面设计了径向密封的径向密封圈和防尘用的防尘密封圈，以及用于推杆运动导向和润滑的第一轴套。

4.如权利要求1或2或3所述的倍力型气动执行机构，其特征在于：膜片通过螺钉紧固在上膜盖与下膜盖之间。

5.如权利要求4所述的倍力型气动执行机构，其特征在于：弹簧和限位件分别安装在弹簧座上，支撑件从膜片和弹簧座的中心孔穿过，通过圆螺母将膜片、弹簧座和支撑件三者固定压紧，弹簧座上开设了凹槽，弹簧和限位件安装在弹簧座的凹槽内。

6.如权利要求5所述的倍力型气动执行机构，其特征在于：推杆与支撑件通过半环连接，半环卡在推杆上，支撑件固定螺母将推杆与支撑件结合为一体，在支撑件与推杆的接触面上，设计了第一径向密封O型圈。

7.如权利要求1所述的倍力型气动执行机构，其特征在于：下膜头的上膜盖与上膜头下膜盖通过中间过渡板用四个强度等级为8.8的第二六角头螺栓紧固在一起。

8.如权利要求7所述的倍力型气动执行机构，其特征在于：中间过渡板与下膜头的上膜盖和上膜头下膜盖的接触面均设有端面密封O型圈。

9.如权利要求7所述的倍力型气动执行机构，其特征在于：在中间过渡板25与推杆3的接触面，设计了第二径向密封O型圈和用于推杆导向、润滑的第二轴套。

10.如权利要求1所述的倍力型气动执行机构，其特征在于：上膜头中膜盖、膜片及其他零件的连接方法与下膜头相同；整个倍力型气动执行机构为了在运送和安装时方便，在膜盖的连接处设计了吊环螺钉；倍力型气动执行机构还可配置双向动作的手轮机构。