CN206738680U - 一种气动执行机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气动执行机构，包括壳体、端盖组件、活塞组件以及转轴组件，将旋转开关单元通过方形孔与连接方台的配合设置在齿轮轴的顶部，调整止推单元中止推螺栓实现角行程的调节，将活塞单元中的活塞垫的形状更改为工字形,解决了背景技术中旋转开关单元更换麻烦，止推单元磨损速度快以及活塞垫磨损快极其浪费的问题，实现了旋转开关单元快速更换，减缓了止推单元的磨损速度以及减少活塞垫的磨损。

Description

一种气动执行机构

技术领域

本实用新型涉及发电厂、化工，城市供水管网、污水处理、楼宇暖通、石油天然气、船厂等对安全要求较高设备所使用的气动阀门技术领域，具体为一种气动执行机构。

背景技术

气动执行机构是用气压力驱动启闭或调节阀门的执行装置，又被称气动执行器或气动装置，不过一般通俗的称之为气动头，气动执行器的执行机构和调节机构是统一的整体，其执行机构有薄膜式、活塞式、拨叉式和齿轮齿条式，本实用新型涉及的就是活塞式气动执行机构，活塞式行程长，适用于要求有较大推力的场合。

在专利号为CN106051280A的中国专利中，公开了一种气压缓动气动执行器，虽然其具有密闭性好、具有缓冲功能和延长阀门使用寿命的优点，但由于活塞式气动执行机构使用场合的原因，其仍具有以下技术问题：

1、其顶部的旋转开关单元极易磨损，需经常更换，更换极其麻烦；

2、其行程调节的止挡单元也因频繁使用，极易磨损，导致止推精度降低；

3、其活塞连接的齿条与壳体之间设置的活塞垫因活塞滑动原因极易磨损。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种气动执行机构，将旋转开关单元通过键槽配合镶嵌在花键轴的顶部，调整止挡单元中止挡凸轮的形状，将活塞单元中的活塞垫的形状更改为工字形,解决了背景技术中旋转开关单元更换麻烦，止挡单元磨损速度快以及活塞垫磨损快极其浪费的问题，实现了旋转开关单元快速更换，减缓了止挡单元的磨损速度以及减少活塞垫的材料损耗。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的有益效果在于：

一种气动执行机构，包括壳体，壳体的内部为空腔设置，其两端通过对称设置的端盖组件进行密封，且其内部空腔处设置有活塞组件，该壳体上垂直设置有齿轮组件，其特征在于，所述齿轮组件包括：

齿轮轴，所述齿轮轴垂直设置于壳体的中部，其顶部为凹陷设置；

指示开关单元，所述指示开关单元镶嵌于所述齿轮轴顶部凹陷处内，其位于壳体的上端；

止挡单元，所述止挡单元套设于所述齿轮轴上，其位于所述指示开关单元的下方。

作为改进，所述旋转开关单元包括：

传动键，所述传动键连接设置于所述齿轮轴顶部，该传动键的中部设置有异形槽；

阀位指示组件，所述阀位指示组件的底部设置有异形插块，该异形插块插设与所述异形槽内。

作为改进，所述传动键与所述齿轮轴为一体设置。

作为改进，所述传动键与所述齿轮轴为镶嵌分体设置。

作为改进，所述止挡单元包括：

止挡凸轮，所述止挡凸轮套设于所述花键轴上，其上设置有第一止推凸台以及第二止推凸台；

第一凸轮止挡螺栓，所述第一凸轮止挡螺栓设置于所述壳体上，其与所述第一止推凸台对应设置；

第二凸轮止挡螺栓，所述第二凸轮止挡螺栓设置于所述壳体上，其与所述第二止推凸台对应设置。

作为改进，所述活塞组件包括两个对角设置的活塞单元，该活塞单元均与所述花键轴啮合联动。

作为改进，所述活塞单元包括：

活塞，所述活塞滑动设置于所述壳体的内部；

齿条，所述齿条连接设置于所述活塞上，其设置于所述花键轴的一侧，且其与所述花键轴啮合；

活塞垫，所述活塞垫为工字形设置，其固定设置于所述齿条的背面上；

活塞密封圈，所述活塞密封圈安装于所述活塞上。

作为改进，所述端盖组件包括：

端盖，所述端盖密封设置于所述壳体的一侧；

若干缓冲弹簧，所述缓冲弹簧均设置于所述端盖与活塞之间。

作为改进，所述齿轮轴与壳体的接触面上分别安装有上轴密封圈与下密封圈。

作为改进，所述上轴密封圈与下密封圈处分别设置有上轴承与下轴承。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型较传统的气动执行机构，通过改变齿轮轴与指示开关单元之间的连接方式，使传统的螺纹连接改变为镶嵌连接，实现齿轮轴与指示开关单元之间的快速安装与拆卸，并利用镶接的方式减少指示开关单元的磨损速度,以获得更高的使用寿命；

(2)本实用新型较传统的气动执行机构，通过改变止挡凸轮的行程，使传统的止挡凸轮与第一凸轮止挡螺栓以及第二凸轮止挡螺栓之间的点面接触改变为面接触，减缓止挡凸轮的磨损，延长止挡凸轮的使用寿命，同时提高止挡单元的调节精度；

(3)本实用新型较传统的气动执行机构，将活塞垫的形状由传统的方形或圆形的规则形状改变为特殊的工字形，利用工字形的活塞垫减小活塞与壳体之间的摩擦力，同时节约活塞垫的材料损耗；

综上所述，本实用新型具结构稳定，安装与拆卸速度快，使用寿命长等特点，尤其适用于气动阀门技术领域。

附图说明

图1为本使用新型内部结构示意图；

图2为本实用新型局部断裂结构示意图；

图3为本实用新型局部结构示意图；

图4为本实用新型旋转开关单元结构示意图；

图5为本实用新型阀位指示组件结构示意图；

图6为本实用新型止挡单元结构示意图；

图7为本实用新型俯视结构示意图；

图8为本实用新型侧视结构示意图；

图9为本实用新型实施例二结构示意图；

图10为本实用新型实施例三结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例1：

如图1与图2所示，一种气动执行机构，包括壳体1，壳体1的内部为空腔设置，其两端通过对称设置的端盖组件2进行密封，且其内部空腔处设置有活塞组件3，该壳体1上垂直设置有齿轮组件4，其特征在于，所述齿轮组件4包括：

齿轮轴41，所述齿轮轴41垂直设置于壳体1的中部，其顶部为凹陷设置；

指示开关单元42，所述指示开关单元42镶嵌于所述齿轮轴41顶部凹陷处内，其位于壳体1的上端；

止挡单元43，所述止挡单元43套设于所述齿轮轴41上，其位于所述指示开关单元42的下方。

需要具体说明的是，所述壳体1为挤压铝合金壳体，表面采用阳极氧化和 ESPC双层防腐保护处理，缸体活塞孔采用机加工方式，得到较低的摩擦系数，可有效提高使用寿命，其上设置有若干的连接孔，该连接孔用于连接气源以及之间连接外部的阀门装置。

进一步具体说明的是，所述指示开关单元42带动齿轮轴41转动，利用齿轮轴41带动活塞组件3进行滑动控制壳体1上设置的气源连接孔连通气源进而动作。

更进一步说明的是，通过在齿轮轴41与指示开关单元42嵌入式的配合安装方式，实现指示开关单元42的快速安装与拆卸。

如图3与图4所示，作为一种优选的实施方式，所述指示开关单元42包括：

传动键421，所述传动键421连接设置于所述齿轮轴41顶部，该传动键421 的中部设置有异形槽4211；

阀位指示组件422，所述阀位指示组件422的底部设置有异形插块4221，该异形插块4221插设与所述异形槽4211内。

如图5所示，其中，所述阀位指示组件422包括指示件4222以及圆阀盘4223, 指示件4222与圆阀盘4223通过卡勾组装。

进一步的，所述传动键421与所述齿轮轴41为一体设置。

更进一步的，所述传动键421与所述齿轮轴41也可为为镶嵌分体设置。

如图6与图7所示，进一步的，所述止挡单元43包括：

止挡凸轮431，所述止挡凸轮431套设于所述齿轮轴41上，其上设置有第一止推凸台4311以及第二止推凸台4312；

第一凸轮止挡螺栓432，所述第一凸轮止挡螺栓432设置于所述壳体1上，其与所述第一止推凸台4311对应设置；

第二凸轮止挡螺栓433，所述第二凸轮止挡螺栓433设置于所述壳体1上，其与所述第二止推凸台4312对应设置。

需要具体说明的是，所述传动键421与所述阀位指示组件422之间通过异形槽4211与异形插块4221之间的配合实现快速的组装与拆卸。

进一步说明的是，异形槽4211与异形插块4221形状一致，且其形状可为腰形、星形、圆形等仍一形状的中一种。

更进一步说明的是，通过改变止挡凸轮431的行程设置，在止挡凸轮431 上设置第一止推凸台4311与第二止推凸台4312，利用第一止推凸台4311与第一凸轮止挡螺栓432以及第二止推凸台4312与第二凸轮止挡螺栓433配合，实现止挡凸轮431与第一凸轮止挡螺栓432、第二凸轮止挡螺栓433之间的面面接触，减缓止挡凸轮431的磨损，并提高止挡单元43的调节精度。

更为具体说明的是，所述第一凸轮止挡螺栓432与第二凸轮止挡螺栓433 均为螺纹连接于壳体1上的螺栓，可以通过调节螺栓的锁入壳体1内的深度，来调节止挡凸轮431的旋转角度，进而满足大多角行程阀门的操作控制。

如图7所示，作为一种优选的实施方式，所述活塞组件3包括两个对角设置的活塞单元31，该活塞单元31均与所述齿轮轴41啮合联动。

进一步的，所述活塞单元31包括：

活塞311，所述活塞311滑动设置于所述壳体1的内部；

齿条312，所述齿条312连接设置于所述活塞311上，其设置于所述齿轮轴 41的一侧，且其与所述齿轮轴41啮合；

活塞垫313，其固定设置于所述齿条312的背面上；

活塞密封圈314，所述活塞密封圈314安装于所述活塞311上。

需要具体说明的是，所述齿轮轴41转动，通过齿轮轴41上的齿牙与活塞单元31中的齿条312啮合带动活塞单元31运转，齿轮齿条设计，紧凑的结构，占用较小的空间尺寸，采用阳极氧化处理，高压铸造工艺，有效提高使用寿命。

进一步说明的是，对角设置的活塞单元31中的齿条312为平行设置，其与齿轮轴41啮合，带动活塞311滑动。

更近一步说明的是，所述活塞311外的面软性材质的活塞垫313为单片活塞垫设计，可有效避免活塞311与壳体1活塞孔的直接接触，提高使用寿命。

如图2与图6所示，作为一种优选的实施方式，所述端盖组件2包括：

端盖21，所述端盖21密封设置于所述壳体1的一侧；

若干缓冲弹簧22，所述缓冲弹簧22均设置于所述端盖21与活塞311之间。

需要具体说明的是，所述端盖21使得壳体的结构尺寸更加紧凑，降低壳体重量。

进一步说明的是，设置有缓冲弹簧22的气动执行机构为弹簧复位单作用型，其依靠缓冲弹簧22对活塞311进行弹性复位，所述缓冲弹簧22的数量最多可为单边8个，且该缓冲弹簧22为电泳烤漆的弹簧，既便于安装，维修替换，和安全设计需求，缓冲弹簧22的材料采用高强度合金钢，确保使用寿命满足应用要求，和高低温等工况的应用。

更进一步说明的是，一种弹簧复位单作用型气动执行机构的装配流程如下：

首先把齿轮轴41上的相对应得零件装配好，把齿轮组件4连同止挡凸轮431 一起装入壳体1内，利用装配活塞工装装配两端的活塞311，装配两缓冲弹簧22，端盖密封圈装到端盖21上面，把端盖21锁到壳体1上利用紧定螺钉固定，装配第一凸轮止挡螺栓432以及第二凸轮止挡螺栓433，密封圈，锁紧螺母，装配上连接件及指示器，漏气测试，装配下连接件，装配塑料堵头，检验，包装，入库。

密封测试：执行机构在包装之前需要进行密封测试，测试气压压力 5.5-6bar，时间0.5-2分钟不等，主要是根据口径不等，其保压时间不等。

如图8所示，作为一种优选的实施方式，所述齿轮轴41与壳体1的接触面上分别安装有上轴密封圈412与下密封圈413。

进一步的，所述上轴密封圈412与下密封圈413处分别设置有上轴承414 与下轴承415。

需要具体说明的是，所述轴密封圈412选用高质量底摩擦的ORING作为密封材料，可有效提升使用寿命和宽广的使用温度，为防吹出安全设计，避免齿轮轴 41在高压的气体作用下被吹出，以免伤人。

实施例2：

图9为本实用新型一种气动执行机构的实施例二的一种结构示意图；如图9 所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与图1所示的实施例一的不同之处在于：

如图9所示，一种气动执行机构，其齿条312的背面可设置为工字形，且与其配合的活塞垫313也可设置为工字形，利用工字形活塞垫313保证减小齿条 312在滑动过程中与壳体1之间的摩擦力的同时，减少活塞垫313的使用面积，减小活塞垫313的材料损耗，同时也依靠工字形活塞垫313的设置延长活塞311 的使用寿命。

实施例3：

图10为本实用新型一种气动执行机构的实施例三的一种结构示意图；如图 10所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例三与图1所示的实施例一的不同之处在于：

如图10所示，一种气动执行机构，其两侧对称设置的端盖组件2仅包括端盖21，所述端盖21密封设置于所述壳体1的两侧。

需要说明的是，该气动执行机构为双作用型，其不需要依靠缓冲弹簧22的弹性力带动活塞311弹性复位，其通过气源带动活塞311复位。

进一步说明的是，一种双作用型的气动执行机构的装配流程如下：

首先把齿轮轴41上相对应得零件装配好，把齿轮组件41连同止挡凸轮431 一起装入壳体1内，利用装配活塞工装装配两端的活塞311，端盖密封圈装到端盖21上面，把端盖21锁到壳体1上利用紧定螺钉固定，装配第一凸轮止挡螺栓 432以及第二凸轮止挡螺栓433，密封圈，锁紧螺母，装配上连接件及指示器，漏气测试，装配下连接件，装配塑料堵头，检验，包装，入库。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种气动执行机构，包括壳体(1)，壳体(1)的内部为空腔设置，其两端通过对称设置的端盖组件(2)进行密封，且其内部空腔处设置有活塞组件(3)，该壳体(1)上垂直设置有齿轮组件(4)，其特征在于，所述齿轮组件(4)包括：

齿轮轴(41)，所述齿轮轴(41)垂直设置于壳体(1)的中部，其顶部为凹陷设置；

指示开关单元(42)，所述指示开关单元(42)镶嵌于所述齿轮轴(41)顶部凹陷处内，其位于壳体(1)的上端；

止挡单元(43)，所述止挡单元(43)套设于所述齿轮轴(41)上，其位于所述指示开关单元(42)的下方。

2.根据权利要求1所述的一种气动执行机构，其特征在于，所述指示开关单元(42)包括：

传动键(421)，所述传动键(421)连接设置于所述齿轮轴(41)顶部，该传动键(421)的中部设置有异形槽(4211)；

阀位指示组件(422)，所述阀位指示组件(422)的底部设置有异形插块(4221)，该异形插块(4221)插设与所述异形槽(4211)内。

3.根据权利要求2所述的一种气动执行机构，其特征在于，所述传动键(421)与所述齿轮轴(41)为一体设置。

4.根据权利要求2所述的一种气动执行机构，其特征在于，所述传动键(421)与所述齿轮轴(41)为镶嵌分体设置。

5.根据权利要求1所述的一种气动执行机构，其特征在于，所述止挡单元(43)包括：

止挡凸轮(431)，所述止挡凸轮(431)套设于所述齿轮轴(41)上，其上设置有第一止挡凸台(4311)以及第二止挡凸台(4312)；

第一凸轮止挡螺栓(432)，所述第一凸轮止挡螺栓(432)设置于所述壳体(1)内，其与所述第一止挡凸台(4311)对应设置；

第二凸轮止挡螺栓(433)，所述第二凸轮止挡螺栓(433)设置于所述壳体(1)内，其与所述第二止挡凸台(4312)对应设置。

6.根据权利要求1所述的一种气动执行机构，其特征在于，所述活塞组件(3)包括两个对角设置的活塞单元(31)，该活塞单元(31)均与所述齿轮轴(41)啮合联动。

7.根据权利要求6所述的一种气动执行机构，其特征在于，所述活塞单元(31)包括：

活塞(311)，所述活塞(311)滑动设置于所述壳体(1)的内部；

齿条(312)，所述齿条(312)连接设置于所述活塞(311)上并与该活塞(311)连接成为一体，其设置于所述齿轮轴(41)的一侧，且其与所述齿轮轴(41)啮合；

活塞垫(313)，所述活塞垫(313)为工字形设置，其固定设置于所述齿条(312)的侧面上；

活塞密封圈(314)，所述活塞密封圈(314)安装于所述活塞(311)上。

8.根据权利要求7所述的一种气动执行机构，其特征在于，所述端盖组件(2)包括：

端盖(21)，所述端盖(21)密封设置于所述壳体(1)的一侧；

若干缓冲弹簧(22)，所述缓冲弹簧(22)均设置于所述端盖(21)与活塞(311)之间。

9.根据权利要求1所述的一种气动执行机构，其特征在于，所述齿轮轴(41)与壳体(1)的接触面上分别安装有上轴密封圈(412)与下密封圈(413)。

10.根据权利要求9所述的一种气动执行机构，其特征在于，所述上轴密封圈(412)与下密封圈(413)处分别设置有上轴承(414)与下轴承(415)。