CN214838781U - 一种活塞式气动执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种活塞式气动执行器，属于气动执行机构技术领域。本活塞式气动执行器包括支架和气缸组件；所述气缸组件包括气缸、活塞、活塞杆和弹性件，所述气缸与所述支架的一端连接，所述活塞滑动设在所述气缸内，所述活塞杆的一端与所述活塞连接，另一端滑动穿出所述气缸，并滑动伸入所述支架内，所述弹性件的一端与所述气缸的一端的内壁连接，另一端与所述活塞连接，通过所述弹性件推动所述活塞移动到所述气缸的另一端的内壁，所述气缸上设有与所述气缸内部连通的气口，通过所述气口向所述气缸内充入气体推动所述活塞对所述弹性件压缩。本活塞式气动执行器具有使用寿命长，且能承受更高的控制气压，具有更宽泛的驱动力输出范围的优点。

Description

一种活塞式气动执行器

技术领域

本实用新型属于气动执行机构技术领域，具体涉及一种活塞式气动执行器。

背景技术

气动执行机构作为最常用的一种驱动装置，广泛应用于阀门等设备。

目前，市场上的调节阀配置的气动执行机构多为薄膜气动执行机构，具有摩擦阻力小，控制精度高等优点，但是薄膜气动执行机构也存在膜片寿命短、允许驱动气压低、负载相对较小、结构相对复杂等不足，从而影响了执行机构的使用寿命和使用范围。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题提供一种活塞式气动执行器，具有使用寿命长，且能承受更高的控制气压，具有更宽泛的驱动力输出范围的优点。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种活塞式气动执行器，包括支架和气缸组件；

所述气缸组件包括气缸、活塞、活塞杆和弹性件，所述气缸与所述支架的一端连接，所述活塞滑动设在所述气缸内，所述活塞杆的一端与所述活塞连接，另一端滑动穿出所述气缸，并滑动伸入所述支架内，所述弹性件的一端与所述气缸的一端的内壁连接，所述弹性件的另一端与所述活塞连接，通过所述弹性件推动所述活塞移动到所述气缸的另一端的内壁，所述气缸上设有与所述气缸内部连通的气口，通过所述气口向所述气缸内充入气体推动所述活塞对所述弹性件压缩。

本实用新型的有益效果是：(1)通过设置的气口和弹性件的配合，使得只需要当控制气口充气或停止充气即可带动活塞往复运动，实现活塞运动，从而带动外部设备的运转；

(2)通过气口和弹性件配合能够使得活塞维持一个位置，保持对外部设备的行程控制；

(3)本活塞式气缸执行器，相对于薄膜执行机构，活塞密封比膜片具有更高的使用寿命，且能承受更高的控制气压，且同规格的执行器具有更宽泛的驱动力输出范围，适用更多阀门规格。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述弹性件为弹簧，所述弹簧的一端设有第一弹簧座，另一端设有第二弹簧座，所述第一弹簧座与所述气缸的一端的内壁固定连接，所述第二弹簧座与所述活塞固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：利于固定弹簧。

进一步，所述气缸内还设有对所述弹簧限位的伸缩杆，所述弹簧套设在所述伸缩杆上，所述伸缩杆的两端分别与所述第一弹簧座和所述第二弹簧座连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：避免出现弹簧的过度变形，发生弯曲变形，影响活塞的移动。

进一步，所述伸缩杆包括第一套筒和第二套筒，所述第二套筒的一端滑入所述第一套筒的一端，所述第二套筒的另一端与所述第二弹簧座固定连接，所述第一套筒的另一端与所述第一弹簧座固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：具有导向定位作用可防止活塞发生旋转，结构简单，制造成本低，同时不会妨碍弹簧的压缩。

进一步，所述气缸包括缸筒、缸头和缸盖，所述缸筒的两端分别与所述缸头和所述缸盖连接，所述活塞滑动设在所述缸筒内，所述活塞杆的另一端滑动穿过所述缸头，所述弹性件的一端与所述缸头或所述缸盖连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：利于构成缸体，可拆卸维修。

进一步，所述气口包括缸头气口和缸盖气口，所述缸头气口设在缸头上，所述缸盖气口设在所述缸盖上。

采用上述进一步方案的有益效果是：利于充气和排气。

进一步，所述缸头设有用于所述活塞杆穿过的通孔，所述通孔内设有导向套，所述活塞杆的另一端穿过所述导向套。

采用上述进一步方案的有益效果是：利于活塞杆的滑动穿出气缸。

进一步，所述活塞的外圆周上套设有活塞密封圈和导向圈，所述活塞密封圈和导向圈与所述气缸内壁抵接。

采用上述进一步方案的有益效果是：利于提高活塞和缸筒连接处的密封性。

进一步，所述活塞杆的另一端上设有用于与外部设备连接的连接器。

采用上述进一步方案的有益效果是：方便与外部设备连接。

进一步，所述连接器上设有用于显示移动行程的指示箭头，所述支架上设有与所述指示箭头适配的行程指示牌。

采用上述进一步方案的有益效果是：能够显示移动行程。

附图说明

图1为本实用新型正作用的活塞式气动执行器的结构示意图；

图2为本实用新型反作用的活塞式气动执行器的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、支架；2、连接器；2-1、指示箭头；3、行程指示牌；4、气缸组件；401、活塞杆；402、导向套；402-1、导向环；402-2、防尘圈；403、缸头；403-1、缸头气口；404、第一弹簧座；405、第一套筒；406、第二套筒；407、缸筒；408、支套；409、弹簧；410、垫圈；411、第二弹簧座；412、活塞；412-1、活塞密封圈；412-2、导向圈；413、锁紧螺母；414、缸盖；414-1、缸盖气口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例

如图1和图2所示，本实施例提供一种活塞式气动执行器，包括支架1和气缸组件4。

气缸组件4包括气缸、活塞412、活塞杆401和弹性件，气缸与支架1的一端连接，活塞412滑动设在气缸内，活塞杆401的一端与活塞412连接，另一端滑动穿出气缸，并滑动伸入支架1内，弹性件的一端与气缸的一端的内壁连接，弹性件的另一端与活塞412连接，通过弹性件推动活塞412移动到气缸的另一端的内壁，气缸上设有与气缸内部连通的气口，通过气口向气缸内充入气体推动活塞412对弹性件压缩。

其中，支架1为“口”字形铸钢件，上端为法兰盘结构，设有与气缸组件4连接的安装孔，气缸上设有螺钉孔，通过螺钉固定连接。支架1的下端为中心带孔的圆环结构，用于套装并固定在外部设备的连接部位上。支架1的两侧为立柱支撑结构，两侧立柱内侧均设筋板结构，用于定位器等控制元件的安装。

其中，气缸竖直设置，活塞412水平设在气缸内，通过活塞412将气缸内部分为上下两个空间。通过设置的气口向气缸内充入气体后，会推动活塞412向气缸的一端的内壁移动，此时对弹性件压缩，当向外排出气体后，弹性件回弹，将活塞412移动到气缸的另一端的内壁，从而实现活塞412的往复运动。

本实施例的技术方案的效果是，通过设置的气口和弹性件的配合，使得只需要当控制气口充气或排气即可带动活塞412往复运动，实现活塞412运动，从而带动外部设备的运转。通过气口和弹性件配合能够使得活塞412维持一个位置，保持对外部设备的行程控制。本活塞412式气缸执行器，相对于薄膜执行机构，活塞412密封比膜片具有更高的使用寿命，且能承受更高的控制气压，且同规格的执行器具有更宽泛的驱动力输出范围，适用更多阀门规格。

优选地，本实施例中，弹性件为弹簧409，为螺旋压缩弹簧409。弹簧409的一端设有第一弹簧座404，另一端设有第二弹簧座411，第一弹簧座404与气缸的一端的内壁固定连接，第二弹簧座411与活塞412固定连接。

通过设置的第一弹簧座404和第二弹簧座411来固定弹簧409。其中，第一弹簧座404和第二弹簧座411均为中心设有螺钉安装孔且带凸台的圆盘结构。第一弹簧座404方便与气缸的一端的内壁连接，而第二弹簧座411方便与活塞412连接。

优选地，本实施例中，气缸内还设有对弹簧409限位的伸缩杆，弹簧409套设在伸缩杆上，伸缩杆的两端分别与第一弹簧座404和第二弹簧座411连接。

通过设置的伸缩杆能够保持弹簧409的弹性压缩位置，避免出现弹簧409的过度变形，影响活塞412的移动。其中，伸缩杆能够跟随弹簧409的压缩进行缩短，当弹簧409恢复时，伸缩杆伸长。

优选地，本实施例中，伸缩杆包括第一套筒405和第二套筒406，第二套筒406的一端滑入第一套筒405的一端，第二套筒406的另一端与第二弹簧座411固定连接，第一套筒405的另一端与第一弹簧座404固定连接。

其中，第一套筒405和第二套筒406竖直设置，第一套筒405能够相对第二套筒406进行滑动，第一套筒405的内径大于第二套筒406的外径。其中，第一弹簧座404和第二弹簧座411的凸台外圆侧面为螺纹结构，第一套筒405和第二套筒406均为一端带内螺纹的筒状结构，从而第一套筒405的另一端套在第一弹簧座404上并螺纹连接，第二套筒406的另一端套在第二弹簧座411上并螺纹连接。通过第一套筒405和第二套筒406的作用具有导向防转功能，同时可防止弹簧409发生弯曲变形。

优选地，本实施例中，气缸包括缸筒407、缸头403和缸盖414，缸筒407的两端分别与缸头403和缸盖414连接，活塞412滑动设在缸筒407内，活塞杆401的另一端滑动穿过缸头403，弹性件的一端与缸头403或缸盖414连接。

其中，活塞412位于缸筒407内，缸筒407被活塞412为上、下两个空腔。通过外部控制气路调节控制气量克服活塞412上弹簧409的作用力，至活塞412处于某一个动态平衡状态，可以实现活塞式气动执行器来对阀门开度位置的调节，最终达到控制管路介质参数的目的。

其中，缸盖414和缸头403均为圆盘状结构，靠近缸筒407的一端设为圆台状，圆台状的外侧中央设有密封槽，密封槽内套设有O形圈，与缸筒407的内壁密封接触。缸盖414和缸头403靠近外侧边缘设有一圈均匀分布的螺钉安装孔，通过螺柱将缸盖414和缸头403紧固连接在一起，与缸筒407构成一个完整的部件总成。

优选地，本实施例中，气口包括缸头气口403-1和缸盖气口414-1，缸头气口403-1设在缸头403上，缸盖气口414-1设在缸盖414上。

如图1所示，当弹簧409设置在活塞412与缸头403之间，缸头403气口与外界大气连通，缸盖414气口与外部控制气路连通，通入压缩空气，控制气压作用在活塞412上，推动活塞412压缩弹簧409下行，活塞杆401伸出气缸，此称之为正作用执行器。

如图2所示，弹簧409设置在活塞412与缸盖414之间，缸盖414气口与外界大气连通，缸头403气口与外部控制气路连通，通入压缩空气，控制气压作用在活塞412上推动活塞412压缩弹簧409上行，活塞杆401缩入气缸，称之为反作用执行器。

优选地，本实施例中，缸头403设有用于活塞杆401穿过的通孔，通孔内设有导向套402，活塞杆401的另一端穿过导向套402。

通过设置的通孔方便活塞杆401的滑出气缸。其中，通孔内侧壁设有台阶，方便用于安装导向套402，并通过O圈密封配合。导向套402内孔设有防尘圈402-2和导向环402-1，防尘圈402-2和导向环402-1和活塞杆401密封配合。

优选地，本实施例中，活塞412的外圆周上套设有活塞密封圈412-1和导向圈412-2，活塞密封圈412-1和导向圈412-2与气缸内壁抵接。

其中，活塞412是驱动元件，活塞412为中间带通孔的圆盘状结构，其中活塞412的外圆侧面设有用于安装活塞密封圈412-1和导向圈412-2的沟槽，活塞412通过活塞密封圈412-1与缸筒407的内壁密封配合，保证活塞412可以对缸筒407上下两个空间进行充分密封。导向圈412-2为低摩擦系数的耐磨材料制成，介于活塞412与缸筒407内壁之间，对滑动的活塞412具有支撑导向作用，且具有极低的摩擦阻力。活塞412的上、下盘面均设计了凹槽结构以尽可能减轻活塞412重量。活塞412安装弹簧409的一侧的盘面设计了螺钉孔，通过螺钉与第二弹簧座411紧固连接。

优选地，本实施例中，活塞杆401的另一端上设有用于与外部设备连接的连接器2。

其中，连接器2由中心带有螺纹通孔的矩形方块沿着螺纹中心线对半切开成两半，形成的两片对开螺母构成，螺纹通孔上下分别与活塞杆401和外部设备的阀门的阀杆端部螺纹连接，从而对阀门的驱动。

连接器2的两片对开螺母的中心螺纹两侧分别设有对称分布的四个螺钉孔，通过螺钉紧固将两片对开螺母对夹，并通过中心螺纹抱紧活塞杆401和阀门的阀杆，使气缸的活塞杆401和阀门的阀杆固定连接成可靠的运动部件。

优选地，本实施例中，连接器2上设有用于显示移动行程的指示箭头2-1，支架1上设有与指示箭头2-1适配的行程指示牌3。

其中，连接器2的靠近行程指示牌3的侧面设有两个螺钉孔，通过螺钉将指示箭头2-1固定在连接器2上，并通过指示箭头2-1指向行程指示牌3对应的阀位刻度线，指示阀位状态。

其中，行程指示牌33由不锈钢薄钢板制成，其正面刻印阀门行程刻度线，通过螺钉安装固定在支座1的筋板处。

其中，活塞杆401为上、下端均带螺纹的阶梯杆结构，上、下两端螺纹分别于锁紧螺母413和连接器2的螺纹孔配合。其中活塞杆401靠近活塞412的一端设有支套408。活塞杆401的上端螺纹下的圆柱面上设有两个O圈槽，分别与套装在其上的活塞412和支套408的内孔通过设置在槽内的O圈密封配合。其中活塞杆401与活塞412的连接处设有垫圈410，活塞杆401与活塞412通过锁紧螺母413连接。

本实施例的工作原理，当活塞式气动执行器应用于阀门时，气缸的缸盖414气口或缸头403气口与外部气路联通，外部气路上设置有阀门定位器、信号放大器、减压阀、过滤器等元件，根据被检测的管路介质参数的变化反馈信号至调节器，调节器通过信号转化，输出相应的控制信号至阀门定位器，调节通入气缸的气量大小，调节气压作用在活塞412上的推动力与弹簧409的作用力平衡关系，带动活塞412在缸筒407内部上行或下行，进而调节阀门的阀口开度大小，最终控制流过阀体的管路介质参数达到设定值，达到最终的控制效果。

当然外部气路上也可以用电磁阀代替阀门定位器，通过外部控制电磁阀得电或失电来控制气路通气至气缸或者将气缸内的压缩气体排出，这样的两位控制方式，实现活塞杆401的上行或者下行至极限位置，以此控制阀门做打开或关闭两位控制。本活塞式气动执行器，相对于薄膜执行器，活塞412密封比膜片具有更高的使用寿命，且能承受更高的控制气压，且同规格的执行器具有更宽泛的驱动力输出范围，适用更多阀门规格。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“内”、“外”、“周侧”、“周向”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装置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。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活塞式气动执行器，其特征在于，包括支架(1)和气缸组件(4)；

所述气缸组件(4)包括气缸、活塞(412)、活塞杆(401)和弹性件，所述气缸与所述支架(1)的一端连接，所述活塞(412)滑动设在所述气缸内，所述活塞杆(401)的一端与所述活塞(412)连接，另一端滑动穿出所述气缸，并滑动伸入所述支架(1)内，所述弹性件的一端与所述气缸的一端的内壁连接，所述弹性件的另一端与所述活塞(412)连接，通过所述弹性件推动所述活塞(412)移动到所述气缸的另一端内壁，所述气缸上设有与所述气缸内部连通的气口，通过所述气口向所述气缸内充入气体推动所述活塞(412)对所述弹性件压缩。

2.根据权利要求1所述的活塞式气动执行器，其特征在于，所述弹性件为弹簧(409)，所述弹簧(409)的一端设有第一弹簧座(404)，另一端设有第二弹簧座(411)，所述第一弹簧座(404)与所述气缸的一端的内壁固定连接，所述第二弹簧座(411)与所述活塞(412)固定连接。

3.根据权利要求2所述的活塞式气动执行器，其特征在于，所述气缸内还设有对所述弹簧(409)限位的伸缩杆，所述弹簧(409)套设在所述伸缩杆上，所述伸缩杆的两端分别与所述第一弹簧座(404)和所述第二弹簧座(411)连接。

4.根据权利要求3所述的活塞式气动执行器，其特征在于，所述伸缩杆包括第一套筒(405)和第二套筒(406)，所述第二套筒(406)的一端滑入所述第一套筒(405)的一端，所述第二套筒(406)的另一端与所述第二弹簧座(411)固定连接，所述第一套筒(405)的另一端与所述第一弹簧座(404)固定连接。

5.根据权利要求1所述的活塞式气动执行器，其特征在于，所述气缸包括缸筒(407)、缸头(403)和缸盖(414)，所述缸筒(407)的两端分别与所述缸头(403)和所述缸盖(414)连接，所述活塞(412)滑动设在所述缸筒(407)内，所述活塞杆(401)的另一端滑动穿过所述缸头(403)，所述弹性件的一端与所述缸头(403)或所述缸盖(414)连接。

6.根据权利要求5所述的活塞式气动执行器，其特征在于，所述气口包括缸头气口(403-1)和缸盖气口(414-1)，所述缸头气口(403-1)设在缸头(403)上，所述缸盖气口(414-1)设在所述缸盖(414)上。

7.根据权利要求6所述的活塞式气动执行器，其特征在于，所述缸头(403)设有用于所述活塞杆(401)穿过的通孔，所述通孔内设有导向套(402)，所述活塞杆(401)的另一端穿过所述导向套(402)。

8.根据权利要求1所述的活塞式气动执行器，其特征在于，所述活塞(412)的外圆周上套设有活塞密封圈(412-1)和导向圈(412-2)，所述活塞密封圈(412-1)和导向圈(412-2)与所述气缸内壁抵接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的活塞式气动执行器，其特征在于，所述活塞杆(401)的另一端上设有用于与外部设备连接的连接器(2)。

10.根据权利要求9所述的活塞式气动执行器，其特征在于，所述连接器(2)上设有用于显示移动行程的指示箭头(2-1)，所述支架(1)上设有与所述指示箭头(2-1)适配的行程指示牌(3)。

Images