CN209245420U - 双向缓冲型气动执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双向缓冲型气动执行器，包括气缸体及设置在气缸体两端的端盖，气缸体内设有左右两个活塞，左右两个活塞的活塞臂上均固定有关闭缓冲器，所述关闭缓冲器上的受撞头端部位于一侧活塞的活塞臂悬空端与另一侧活塞的活塞圆板之间；气缸体两端的端盖上还设有开启缓冲器，开启缓冲器上的受撞头端部位于活塞上的活塞圆板与同侧的端盖之间。本实用新型的双向缓冲型气动执行器缓冲效果好，在气动执行器开启与关闭时均可实现有效缓冲，可以提高相关设备的使用寿命，具有很高的实用价值。

Description

双向缓冲型气动执行器

技术领域

本实用新型涉及气动执行器技术领域，特别涉及一种双向缓冲型气动执行器。

背景技术

在工业过程自动化控制系统中，要求管道阀门响应速度要快。当需要阀门动作时，既能快速打开，也能快速关闭，以满足工况的特殊要求。这就需要控制阀门（如：球阀，蝶阀等）的气动执行器能达到相应的技术要求：不仅具备快速打开，也要具备快速关闭的功能。然而，随着阀门打开和关闭速度的加快，对阀门的阀座，阀芯，阀杆，密封件等零件的冲击明显，严重影响了阀门以及气动执行器的使用寿命和可靠性。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，包括气缸、气缸盖，气缸内的两端有活塞，两个活塞连接有活塞臂，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。公开日为2011年4月20日，公开号为CN201802383 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。但上述结构均未解决气动执行器开启及关闭速度很快，致使气动执行器和阀门在开、关位冲击严重，直接影响气动执行器和阀门的可靠性及使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决现有技术的气动执行器在开关时冲击严重、影响气动执行器和阀门可靠性及使用寿命的问题，提供一种具有开关位缓冲功能的双向缓冲型气动执行器。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种双向缓冲型气动执行器，包括气缸体及设置在气缸体两端的端盖，气缸体内设有左右两个活塞，所述活塞包括活塞圆板及与活塞圆板一侧外周一体连接的活塞臂，活塞臂上靠近气缸体轴心的一侧设有齿条，左右两个活塞上的齿条其齿面相对且均与输出齿轴啮合，左右两个活塞的活塞臂上均固定有关闭缓冲器，所述关闭缓冲器上的受撞头端部位于一侧活塞的活塞臂悬空端与另一侧活塞的活塞圆板之间；气缸体两端的端盖上还设有开启缓冲器，所述开启缓冲器上的受撞头端部位于活塞上的活塞圆板与同侧的端盖之间。本实用新型在气动执行器中增设开启缓冲器来减少阀门开启时的冲击，增设关闭缓冲器来减少阀门关闭时的冲击。采取的技术方案是，在气动执行器内部的活塞臂上安装关闭缓冲器，在气缸体两端的端盖上设置开启缓冲器。关闭缓冲器的受撞头头部伸出活塞臂端面约5～15mm，当压缩空气进入执行器两端的气室，这时执行器的二个活塞快速往内移动，驱动执行器输出齿轴顺时针旋转，执行器关闭；当接近全关位时，左右活塞各自的内侧平面与设置在另外一个活塞上的关闭缓冲器相接触，从而达到减轻冲击的效果。相反，当压缩空气进入执行器二个活塞之间的中间气室，使左右二个活塞同时快速往执行器的两端移动，驱动与其配合的输出齿轴逆时针旋转，执行器实现快速打开，当活塞接近全开位时，活塞的外侧端面先与设置在执行器左右端盖上的开启缓冲器接触。在开启缓冲器的作用下，减缓了活塞的冲击，降低了活塞的移动速度，从而使执行器驱动阀门时的冲击也得到了减缓，使气动执行器既满足快速开或关的要求，又不至于损坏气动执行器的限位调整机构和阀门的密封副，最大限度地提高了产品的可靠性和使用寿命。这样，本实用新型解决了现有技术的气动执行器开关时冲击严重、影响气动执行器和阀门使用寿命及可靠性的问题。

作为优选，活塞臂上靠近气缸体内壁一侧设有与活塞运动方向平行的肋板，肋板之间设有横隔板，横隔板上设有轴向通孔，所述关闭缓冲器设置在通孔内；关闭缓冲器的外壁上设有螺纹，横隔板上的轴向通孔为螺孔，所述关闭缓冲器与横隔板螺纹连接，横隔板上还设有紧定螺钉，所述紧定螺钉与关闭缓冲器的末端固定。在活塞臂上设置肋板并设置与肋板长度方向垂直、并将这些肋板相互一体连接的横隔板，并在肋板之间的横隔板上设置轴向通孔用于固定关闭缓冲器，这样可以充分利用肋板之间的空隙。

作为优选，缸体两端的端盖中央设有中心圆筒，所述的关闭缓冲器设置在中心圆筒内，所述开启缓冲器的外壁上设有螺纹，所述的中心圆筒的内孔为螺孔，开启缓冲器与端盖螺纹连接，端盖外的开启缓冲器外壁上还设有并紧螺母，端盖的外侧设有用于保护开启缓冲器的套筒。

作为优选，开启缓冲器与关闭缓冲器均为油压缓冲器；油压缓冲器包括外缸体及设于外缸体内的轴套，轴套的前端与外缸体密封，轴套的后端连接有内缸体，轴套内设有可沿轴套轴向移动的芯轴，内缸体中设有滑塞，芯轴的一端与滑塞连接，芯轴的另一端穿过轴套并伸出外缸体，其端部设置所述的受撞头；内缸体的后端通过逆止阀与外缸体连通，内缸体中滑塞与逆止阀之间设有滑塞复位弹簧，内缸体的缸壁上设有排油孔，轴套的外周与外缸体的缸壁之间设有蓄压海绵。在本实用新型的工作过程中，当活塞运动碰撞到受撞头端部时，内缸体中的滑塞向逆止阀一侧运动。由于内缸体缸壁上的排油孔具有节流作用，内缸体腔中的油不能及时流出，外力冲击使内缸体腔的油压急剧上升，由于逆止阀关闭，高压油只能从排油孔高速喷出，使大部分冲击压力能转化成热能，并由外缸体逸散至大气中，从而起到缓冲活塞运动冲击力的作用，当油压缓冲器滑塞位移至行程终端之前，冲击能量已被全部吸收掉。当受撞头一侧的冲击力消失，活塞反向运动时，在复位弹簧的作用下，滑塞反向移动，逆止阀开启，从排油孔流出的油返回至内缸体腔。这里的蓄压海绵用于贮存从内缸体腔排出的多余油液，当一侧活塞的活塞臂悬空端与另一侧活塞的活塞圆板之间出现足够空间时，内缸体腔的油压力和复位弹簧的弹力使活塞杆伸出的同时，外缸体腔中产生负压，蓄压海绵中的油就返回至内缸体腔，使滑塞复位至端部，这样油压缓冲器就可以为下次缓冲做好准备。

作为优选，芯轴与轴套之间设有密封套，受撞头上套设有消音套。密封套用于防尘和密封，消音套可以减少撞击噪音，同时具有缓冲作用，可以延长设备的工作寿命。

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，气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，全开位调节螺栓及全关位调节螺栓上均设有锁紧螺母。通过调节全开位调节螺栓或全关位调节螺栓的伸入长度，使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及全关位附近的微调，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。锁紧螺母在全开位调节螺栓及全关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的位置。

本实用新型的有益效果是：它有效地解决了现有技术的气动执行器开关时冲击严重、影响气动执行器和阀门使用寿命及可靠性的问题，本实用新型的双向缓冲型气动执行器缓冲效果好，在气动执行器开启与关闭时均可实现有效缓冲，可以提高相关设备的使用寿命，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是本实用新型的一种局部结构示意图；

图3是本实用新型油压缓冲器的一种结构示意图。

图中：1. 气缸体，2.端盖，3.活塞圆板，4.活塞臂，5.齿条，6.输出齿轴，7.关闭缓冲器，8.受撞头，9.开启缓冲器，10.肋板，11.横隔板，12.紧定螺钉，13.并紧螺母，14.套筒，15.外缸体，16.轴套，17.内缸体，18.芯轴，19.滑塞，20.逆止阀， 21.滑塞复位弹簧，22.排油孔，23.蓄压海绵，24.密封套，25.消音套，26.限位凸块，27.全开位调节螺栓，28.全关位调节螺栓，29.锁紧螺母。

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图2所示的实施例1中，一种双向缓冲型气动执行器，包括气缸体1及设置在气缸体两端的端盖2，气缸体内设有左右两个活塞，所述活塞包括活塞圆板3及与活塞圆板一侧外周一体连接的活塞臂4，活塞臂上靠近气缸体轴心的一侧设有齿条5，左右两个活塞上的齿条其齿面相对且均与输出齿轴6啮合，左右两个活塞的活塞臂上均固定有关闭缓冲器7，所述关闭缓冲器上的受撞头8端部位于一侧活塞的活塞臂悬空端与另一侧活塞的活塞圆板之间；活塞臂上靠近气缸体内壁一侧设有与活塞运动方向平行的肋板10，肋板之间设有横隔板11，横隔板上设有轴向通孔，所述关闭缓冲器设置在通孔内；所述关闭缓冲器的外壁上设有螺纹，横隔板上的轴向通孔为螺孔，所述关闭缓冲器与横隔板螺纹连接，横隔板上还设有紧定螺钉12，所述紧定螺钉与关闭缓冲器的末端固定。

气缸体两端的端盖上还设有开启缓冲器9，所述开启缓冲器上的受撞头端部位于活塞上的活塞圆板与同侧的端盖之间；所述气缸体两端的端盖中央设有中心圆筒，所述的关闭缓冲器设置在中心圆筒内，所述开启缓冲器的外壁上设有螺纹，所述的中心圆筒的内孔为螺孔，开启缓冲器与端盖螺纹连接，端盖外的开启缓冲器外壁上还设有并紧螺母13，端盖的外侧设有用于保护开启缓冲器的套筒14。

本实施例的开启缓冲器与关闭缓冲器均为油压缓冲器（见图3），油压缓冲器包括外缸体15及设于外缸体内的轴套16，轴套的前端与外缸体密封，轴套的后端连接有内缸体17，轴套内设有可沿轴套轴向移动的芯轴18，内缸体中设有滑塞19，芯轴的一端与滑塞连接，芯轴的另一端穿过轴套并伸出外缸体，其端部设置所述的受撞头；内缸体的后端通过逆止阀20与外缸体连通，内缸体中滑塞与逆止阀之间设有滑塞复位弹簧21，内缸体的缸壁上设有排油孔22，轴套的外周与外缸体的缸壁之间设有蓄压海绵23，芯轴与轴套之间设有密封套24，受撞头上套设有消音套25。

本实用新型的输出齿轴上设有限位凸轮，限位凸轮上设有两个限位凸块26，气缸体上设有与两个限位凸块对应的全开位调节螺栓27及全关位调节螺栓28，全开位调节螺栓及全关位调节螺栓上均设有锁紧螺母29。

本实用新型在气动执行器内部的活塞臂上安装油压缓冲器，油压缓冲器的受撞头头部伸出活塞臂端面约5～15mm，当快速移动的活塞彼此接近时，首先接触的是油压缓冲器的受撞头与相对面活塞的一侧平面，由于油压缓冲器的防冲击缓冲功能，从而实现对气动执行器和阀门的缓冲保护，使气动执行器既满足快速开或关的要求，又不至于损坏气动执行器的限位调整机构和阀门的密封副，最大限度地提高了产品的可靠性和使用寿命。

本实用新型在气动执行器中增设开启缓冲器来减少阀门开启时的冲击，增设关闭缓冲器来减少阀门关闭时的冲击。采取的技术方案是，在气动执行器内部的活塞臂上安装关闭缓冲器，在气缸体两端的端盖上设置开启缓冲器。关闭缓冲器的受撞头头部伸出活塞臂端面约5～15mm，当压缩空气进入执行器两端的气室，这时执行器的二个活塞快速往内移动，驱动执行器输出齿轴顺时针旋转，执行器关闭；当接近全关位时，左右活塞各自的内侧平面与设置在另外一个活塞上的关闭缓冲器相接触，从而达到减轻冲击的效果。相反，当压缩空气进入执行器二个活塞之间的中间气室，使左右二个活塞同时快速往执行器的两端移动，驱动与其配合的输出齿轴逆时针旋转，执行器实现快速打开，当活塞接近全开位时，活塞的外侧端面先与设置在执行器左右端盖上的开启缓冲器接触。在开启缓冲器的作用下，减缓了活塞的冲击，降低了活塞的移动速度，从而使执行器驱动阀门时的冲击也得到了减缓，使气动执行器既满足快速开或关的要求，又不至于损坏气动执行器的限位调整机构和阀门的密封副，最大限度地提高了产品的可靠性和使用寿命。这样，本实用新型解决了现有技术的气动执行器开关时冲击严重、影响气动执行器和阀门使用寿命及可靠性的问题。

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 (8)

1.一种双向缓冲型气动执行器，其特征是，包括气缸体（1）及设置在气缸体两端的端盖（2），气缸体内设有左右两个活塞，所述活塞包括活塞圆板（3）及与活塞圆板一侧外周一体连接的活塞臂（4），活塞臂上靠近气缸体轴心的一侧设有齿条（5），左右两个活塞上的齿条其齿面相对且均与输出齿轴（6）啮合，左右两个活塞的活塞臂上均固定有关闭缓冲器（7），所述关闭缓冲器上的受撞头（8）端部位于一侧活塞的活塞臂悬空端与另一侧活塞的活塞圆板之间；气缸体两端的端盖上还设有开启缓冲器（9），所述开启缓冲器上的受撞头端部位于活塞上的活塞圆板与同侧的端盖之间。

2.根据权利要求1所述的双向缓冲型气动执行器，其特征是：所述的活塞臂上靠近气缸体内壁一侧设有与活塞运动方向平行的肋板（10），肋板之间设有横隔板（11），横隔板上设有轴向通孔，所述关闭缓冲器设置在通孔内。

3.根据权利要求2所述的双向缓冲型气动执行器，其特征是：所述关闭缓冲器的外壁上设有螺纹，横隔板上的轴向通孔为螺孔，所述关闭缓冲器与横隔板螺纹连接，横隔板上还设有紧定螺钉（12），所述紧定螺钉与关闭缓冲器的末端固定。

4.根据权利要求1所述的双向缓冲型气动执行器，其特征是：所述气缸体两端的端盖中央设有中心圆筒，所述的关闭缓冲器设置在中心圆筒内，所述开启缓冲器的外壁上设有螺纹，所述的中心圆筒的内孔为螺孔，开启缓冲器与端盖螺纹连接，端盖外的开启缓冲器外壁上还设有并紧螺母（13），端盖的外侧设有用于保护开启缓冲器的套筒（14）。

5.根据权利要求1所述的双向缓冲型气动执行器，其特征是：所述的开启缓冲器与关闭缓冲器均为油压缓冲器。

6.根据权利要求5所述的双向缓冲型气动执行器，其特征是：所述油压缓冲器包括外缸体（15）及设于外缸体内的轴套（16），轴套的前端与外缸体密封，轴套的后端连接有内缸体（17），轴套内设有可沿轴套轴向移动的芯轴（18），内缸体中设有滑塞（19），芯轴的一端与滑塞连接，芯轴的另一端穿过轴套并伸出外缸体，其端部设置所述的受撞头；内缸体的后端通过逆止阀（20）与外缸体连通，内缸体中滑塞与逆止阀之间设有滑塞复位弹簧（21），内缸体的缸壁上设有排油孔（22），轴套的外周与外缸体的缸壁之间设有蓄压海绵（23）。

7.根据权利要求6所述的双向缓冲型气动执行器，其特征是：所述芯轴与轴套之间设有密封套（24），受撞头上套设有消音套（25）。

8.根据权利要求1-7任一项所述的双向缓冲型气动执行器，其特征是：所述的输出齿轴上设有限位凸轮，限位凸轮上设有两个限位凸块（26），气缸体上设有与两个限位凸块对应的全开位调节螺栓（27）及全关位调节螺栓（28），全开位调节螺栓及全关位调节螺栓上均设有锁紧螺母（29）。