CN211715888U - 一种齿轮齿条式气动执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种齿条式气动执行器，涉及气动执行器领域。包括壳体、左气缸体、右气缸体和冲击体；左、右气缸体均为异形体且相对壳体中心对称分布；左、右气缸体分别通过左、右端盖分别镶嵌在壳体内左、右侧；左、右活塞分别设置在左、右气缸体内；齿轮轴贯穿壳体内中心上下；左、右气缸体均具有活塞导向区和齿条导向区，两齿条导向区在限位挡块体所在位置的开放部分与壳体内上部构成回转腔。壳体一侧上部还固定有穿过壳体壁的限位螺钉，所述限位螺钉对称分布在进出气口A口中心线的两侧；所述限位挡块体的两个接触面上均固定安装高强合金的冲击体；所述冲击体与限位螺钉配合使用。本实用新型具有执行器使用寿命长且维修简便快捷的优点。

Description

一种齿轮齿条式气动执行器

技术领域

本实用新型涉及气动执行器技术领域，具体为一种齿轮齿条式气动执行器。

背景技术

气动执行器是一种用来开启和关闭阀门的执行装置，广泛用在石油化工和冶金等工业领域，绝大部分用在远程控制上。目前气动执行器的执行机构主要有活塞式、拨叉式、隔膜式和齿轮齿条式，其中齿轮齿条式气动执行机构的结构简单、体积小，外形美观，因此应用非常广泛。齿轮齿条式气动执行机构尤其以一体式气缸最为普遍，其存在许多不完善的地方：一、活塞齿条组件上的活塞环、活塞密封圈和齿条承垫都是易损件，需要经常更换，虽然齿条和活塞寿命长一些，但是也会有损坏的时候，也需要更换，然而几乎所有的一体式气缸气动执行器在维修更换内部组件时，都需要先将其从阀体上拆卸下来，然后再更换维修，费时费力且影响生产。二、大部分气动执行器启闭阀门时，行程限位都是通过缸体上的限位螺钉，限制安装在齿轮轴上部的限位挡块或凸轮来完成的。由于挡块体积小，所以阻力臂也小。因为转矩是力臂与力的乘积，所以限位时挡块承受阻力就大，从而挡块受损快，维修频率高、寿命减少，同时还会使阀门开关位置失准。

实用新型内容

为解决现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种齿轮齿条式气动执行器。

本实用新型的技术方案是：

一种齿轮齿条式气动执行器，包括左端盖、右端盖、左活塞、右活塞、齿轮轴、左齿条、右齿条、齿条承垫、限位螺钉、限位挡块体和活塞密封圈；所述左活塞、右活塞通过其各自分别带有的左齿条、右齿条连动齿轮轴；所述左齿条的右侧背部和右齿条的左侧背部均安装有齿条承垫；所述齿轮轴上部安装限位挡块体；还包括壳体、左气缸体和右气缸体；所述壳体一侧上部开设进出气口A口；所述左气缸体、右气缸体均为异形体且相对壳体中心对称分布；所述左气缸体通过其左端的左端盖镶嵌在壳体内左侧；所述右气缸体通过其右端的右端盖镶嵌在壳体内右侧；所述左活塞设置在左气缸体内，所述右活塞设置在右气缸体内；所述齿轮轴贯穿壳体内中心上下。

根据所述的齿轮齿条式气动执行器，所述左气缸体、右气缸体均具有活塞导向区和齿条导向区；所述左气缸体的活塞导向区设置在左气缸体的左侧，为与左活塞相对应的圆筒形，其向左气缸体的右侧进行延展形成齿条导向区，齿条导向区为与活塞导向区同心的弧形板，齿条导向区的一侧与活塞导向区的右侧端面之间具有弧形过度，当左活塞带动左齿条运动时，左活塞沿左气缸体中心线方向在左气缸体内的活塞导向区滑动，齿条承垫沿左气缸体的齿条导向区滑动；右气缸体的活塞导向区设置在右气缸体的右侧，为与右活塞形状相对应的圆筒形，其向右气缸体的左侧进行延展形成齿条导向区，齿条导向区为与活塞导向区同心的弧形板，齿条导向区的一侧与活塞导向区的左侧端面之间具有弧形过度，当右活塞带动右齿条运动时，右活塞沿右气缸体中心线方向在右气缸体内的活塞导向区滑动，齿条承垫沿右气缸体的齿条导向区滑动；所述左、右气缸体的齿条导向区在限位挡块体所在位置的开放部分与壳体内上部构成回转腔。

根据所述的齿轮齿条式气动执行器，还包括冲击体，所述壳体一侧上部还固定有穿过壳体壁的限位螺钉，所述限位螺钉对称分布在进出气口A口中心线的两侧；所述限位挡块体的两个接触面上均固定安装冲击体；所述冲击体与限位螺钉配合使用。

根据所述的齿轮齿条式气动执行器，所述冲击体的材料为高强合金。

根据所述的齿轮齿条式气动执行器，所述的左端盖带有进出气口B口，所述的右端盖带有进出气口C口。

本实用新型的有益效果：本实用新型齿轮齿条式气动执行器的壳体和气缸的分体式结构和气缸的镶嵌式安装，使得齿条活塞组件和气缸可以轻松取出，方便拆卸，维修快捷；异形气缸可以为穿过齿轴和给限位挡块腾出更大的回转空间，从而可以设计出大力臂限位挡块，减小限位时挡块承受的阻力，进而降低限位挡块和限位螺钉受损速度，延长限位螺钉和限位挡块的寿命，提高精准度；另外，在气动执行器工作0°位置和90°位置时，因冲击体直接与限位螺钉接触，所以冲击体采用高强合金制成，这样既节约成本，又增加限位挡块使用寿命，甚至终身不坏，即使维修，也只是从外部更换限位螺钉，维修方便。

附图说明

图1为本实用新型实施方式双作用式气动执行器工作0°位置主视剖面图；

图2为本实用新型实施方式双作用式气动执行器工作0°位置俯视剖面图；

图3为本实用新型实施方式气动执行器异形气缸结构示意图；

图4为本实用新型实施方式双作用式气动执行器工作0°位置左视剖面图；

图5为本实用新型实施方式气动执行器限位当块结构示意图；

其中，1—壳体；2—左气缸体；3—右气缸体；4—左端盖；5—右端盖；6—左活塞；7—右活塞；10—活塞密封圈；11—左齿条；12—右齿条；13—齿条承垫；14—齿轮轴；15—限位挡块体；16—冲击体；17—限位螺钉；18—锁紧螺母；19—端盖固定螺钉；20—回转腔；26—活塞环；27—活塞导向区；28—齿条导向区。

具体实施方式

下面结合附图1～5，对本实用新型的具体实施方式进行详述。

本实用新型提供的齿轮齿条式气动执行器，如图1和图2所示，包括左端盖4、右端盖5、左活塞6、右活塞7、齿轮轴14、左齿条11、右齿条12、齿条承垫13、限位螺钉17、限位挡块体15和活塞密封圈10；所述左活塞6、右活塞7通过其各自分别带有的左齿条11、右齿条12连动齿轮轴14，左齿条11左侧与左活塞6制成一体，右齿条12右侧与右活塞7制成一体；所述左齿条11的右侧背部和右齿条12的左侧背部均安装有齿条承垫13；所述齿轮轴14上部安装有限位挡块体15；该齿轮齿条式气动执行器还包括壳体1、左气缸体2、右气缸体3和冲击体16；所述壳体1一侧上部开设进出气口A口；所述左气缸体2、右气缸体3均为异形体且相对壳体1中心对称分布；所述左气缸体2通过其左端的左端盖4镶嵌在壳体1内左侧，左端盖4通过端盖固定螺钉19将左气缸体2镶入并固定在壳体1内左侧，端盖固定螺钉19的一端连接左端盖4，另一端通过螺纹连接在壳体1左侧；所述右气缸体3通过其右端的右端盖5镶嵌在壳体1内右侧，右端盖5通过端盖固定螺钉19将右气缸体3固定在壳体1内右侧，端盖固定螺钉19的一端连接右端盖5，端盖固定螺钉19的另一端通过螺纹连接在壳体1右侧；所述左活塞6设置在左气缸体2内，所述右活塞7设置在右气缸体3内；所述齿轮轴14贯穿壳体1内中心上下。

本实用新型的齿轮齿条式气动执行器的左端盖4开设进出气口B口，右端盖5开设进出气口C口。当气源压力从进出气口B口和进出气口C口进入执行器的两端气腔时，使左、右两活塞6、7向壳体1中间方向移动，中间气腔的空气通过进出气口A口排出，同时使左、右两活塞齿条同步带动齿轮轴14逆时针方向旋转。当气源压力从进出气口A口进入执行器的中间气腔时，使左、右两活塞6、7分别向壳体1两端方向移动，两端气腔的空气通过进出气口B口和进出气口C口排出，同时使左、右两活塞齿条同步带动齿轮轴14顺时针方向旋转。

如图3所示，本实用新型气动执行器的左、右气缸体2、3为异形体，均具有活塞导向区27和齿条导向区28；所述左气缸体2的活塞导向区27设置在左气缸体2的左侧，为与左活塞6相对应的圆筒形，其向左气缸体2的右侧进行延展形成齿条导向区28，齿条导向区28为与活塞导向区27同心的弧形板，齿条导向区28的一侧与活塞导向区27的右侧端面之间具有弧形过渡，当左活塞6带动左齿条11运动时，左活塞6沿左气缸体2中心线方向在左气缸体2内的活塞导向区27滑动，齿条承垫13沿左气缸体2的齿条导向区28滑动；右气缸体3的活塞导向区27设置在右气缸体3的右侧，为与右活塞形状相对应的圆筒形，其向右气缸体3的左侧进行延展形成齿条导向区28，齿条导向区28为与活塞导向区27同心的弧形板，齿条导向区28的一侧与活塞导向区27的左侧端面之间具有弧形过渡，当右活塞7带动右齿条12运动时，右活塞7沿右气缸体3中心线方向在右气缸体3内的活塞导向区27滑动，齿条承垫13沿右气缸体3的齿条导向区28滑动。现有技术中气动执行器的壳体和气缸体是一体的，一旦气动执行器出现故障，需要将活塞齿条组件拆卸下来时，除非使用强力在外部旋转齿轴，否则无法拆卸。有的还无法旋转齿轴，只能是将气动执行器从阀体上拆卸下来再维修，费时费力，耽误生产。本实用新型气动执行器的壳体1和气缸体是分体式的，且是异形镶嵌式的，两气缸交错交合在一起镶嵌在壳体1中。异形是为了合理布置空间，如图3所示，气缸体的一端只保留齿条导向区28，其它去除部分是为了穿过齿轮轴和给限位挡块体15腾出更大的回转空间，两个所述左、右气缸体2、3的齿条导向区28在限位挡块体15所在位置的开放部分与壳体1内上部构成如图4所示的用于限位挡块回转的回转腔20；镶嵌是为了方便活塞齿条组件和气缸体的拆卸，快捷维修，当活塞、齿条及其上面的配件有任何损坏需要更换维修时，只需通过从壳体1中拉出气缸体，齿条承垫13背部就腾出空间，和齿轮轴14啮合的活塞齿条组件就可以轻松取出。当维修或更换完组件后，先安装活塞齿条组件，然后依次安装上气缸体和其它部件，而不需要将气动执行器从阀体上拆卸下来，维修过程方便且快捷。

本实用新型的气动执行器中壳体1一侧上部还固定有穿过壳体1壁的限位螺钉17，如图2所示，限位螺钉17对称分布在进出气口A口中心线的两侧，本实施方式中限位螺钉17是通过锁紧螺母18固定在壳体1上的；如图5所示，所述限位挡块体15的两个接触面上均固定安装冲击体16；所述冲击体16与限位螺钉17配合使用，气动执行器工作0°位置和90°位置时，冲击体16与限位螺钉17直接接触。现有的大部分气动执行器启闭阀门时，行程限位都是通过缸体上的限位螺钉17限制安装在齿轮轴14上部的限位挡块体15或凸轮来完成的，由于受缸体限制，限位挡块体15的体积设计的小，所以阻力臂也小，因为转矩是力臂与力的乘积，所以限位时限位挡块体15承受的阻力就大，限位挡块体15和限位螺钉17容易受损，使阀门开关位置失准，从而增加了维修频率、减少了限位挡块体15和限位螺钉17的寿命。本实施方式气缸体异形设计和气缸体与壳体1之间的分体镶嵌式装配，构造出具有较大空间的回转腔20，可使较大力臂的限位挡块体15在该回转腔20中进行回转。同时本实施方式中在现有的限位挡块体15的两个接触面上均固定安装冲击体16，由限位挡块体15和两个冲击体16构成一个在回转腔20内回转的具有较大力臂的限位挡块，用于气动执行器启闭阀门时的行程限位，根据力矩原理，力臂增大，力就减小，所以限位挡块体15受力就小，同理限位螺钉17受力也小，从而限位挡块体15和限位螺钉17寿命得以延长，精准度提高；另外由于冲击体16与限位螺钉17配合使用，在气动执行器工作0°位置和90°位置时，冲击体16与限位螺钉17会直接接触，因此为了提高冲击体16的耐冲击强度，本实施方式的冲击体16采用高强合金材料制成。本实用新型的这种大力臂限位挡块设计即节约成本，又增加限位挡块使用寿命，甚至终身不坏，即使维修，也只是从外部更换限位螺钉17，维修方便。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型气动执行器的优选实施方式进行描述，并非对实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型方案的前提下，本领域技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种外型变型和改进，均应落入本实用新型气动执行器的保护范围。

Claims (5)

1.一种齿轮齿条式气动执行器，包括左端盖、右端盖、左活塞、右活塞、齿轮轴、左齿条、右齿条、齿条承垫、限位螺钉、限位挡块体和活塞密封圈；所述左活塞、右活塞通过其各自分别带有的左齿条、右齿条连动齿轮轴；所述左齿条的右侧背部和右齿条的左侧背部均安装有齿条承垫；所述齿轮轴上部安装限位挡块体；其特征在于：还包括壳体、左气缸体和右气缸体；所述壳体一侧上部开设进出气口A口；所述左气缸体、右气缸体均为异形体且相对壳体中心对称分布；所述左气缸体通过其左端的左端盖镶嵌在壳体内左侧；所述右气缸体通过其右端的右端盖镶嵌在壳体内右侧；所述左活塞设置在左气缸体内，所述右活塞设置在右气缸体内；所述齿轮轴贯穿壳体内中心上下。

2.根据权利要求1所述的齿轮齿条式气动执行器，其特征在于：所述左气缸体、右气缸体均具有活塞导向区和齿条导向区；所述左气缸体的活塞导向区设置在左气缸体的左侧，为与左活塞相对应的圆筒形，其向左气缸体的右侧进行延展形成齿条导向区，齿条导向区为与活塞导向区同心的弧形板，齿条导向区的一侧与活塞导向区的右侧端面之间具有弧形过度，当左活塞带动左齿条运动时，左活塞沿左气缸体中心线方向在左气缸体内的活塞导向区滑动，齿条承垫沿左气缸体的齿条导向区滑动；右气缸体的活塞导向区设置在右气缸体的右侧，为与右活塞形状相对应的圆筒形，其向右气缸体的左侧进行延展形成齿条导向区，齿条导向区为与活塞导向区同心的弧形板，齿条导向区的一侧与活塞导向区的左侧端面之间具有弧形过度，当右活塞带动右齿条运动时，右活塞沿右气缸体中心线方向在右气缸体内的活塞导向区滑动，齿条承垫沿右气缸体的齿条导向区滑动；所述左、右气缸体的齿条导向区在限位挡块体所在位置的开放部分与壳体内上部构成回转腔。

3.根据权利要求2所述的齿轮齿条式气动执行器，其特征在于：还包括冲击体，所述壳体一侧上部还固定有穿过壳体壁的限位螺钉，所述限位螺钉对称分布在进出气口A口中心线的两侧；所述限位挡块体的两个接触面上均固定安装冲击体；所述冲击体与限位螺钉配合使用。

4.根据权利要求3所述的齿轮齿条式气动执行器，其特征在于：所述冲击体的材料为高强合金。

5.根据权利要求1至4任一项所述的齿轮齿条式气动执行器，其特征在于：所述的左端盖带有进出气口B口，所述的右端盖带有进出气口C口。

Images