CN220470776U - 单座阀执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及阀门技术领域，具体涉及一种单座阀执行器，包括缸体、伸缩轴、盖板、活塞、弹簧和轴端组件，轴端组件具有第二轴孔；上盖板和下盖板均通过其上的第一轴孔可拆卸连接一轴端组件，伸缩轴穿过缸体时与轴端组件滑动连接；缸体的上部开口处的盖板与缸体固定连接，缸体的下部开口处的盖板与缸体可拆卸连接。本实用新型具有较好的可维护性和较高的使用寿命，其相当于在执行器的缸体上下部盖板上设置一集成支撑导向、密封、助滑功能为一体的可拆卸结构，通过在其支撑件上安装衬套来提供滑动支撑效果，安装密封件来实现结构密封，拆装便利快捷，没有焊接技能和相关设备要求，因此大大降低了作业难度和对应的作业时长，有效提升作业效率。

Description

单座阀执行器

技术领域

本实用新型涉及阀门技术领域，具体涉及一种单座阀执行器。

背景技术

单座阀执行机构一般采用气缸或者电磁器件，以气动原理驱动或者以电磁原理驱动执行机构的轴杆件伸缩，从而带动阀门的阀芯或者阀瓣动作。如图8所示为现有技术中的一种气动型单座阀执行机构，其由缸体10’、上盖板21’和下盖板22’封闭呈一具有内腔的圆筒结构，轴杆件30’穿过上盖板21’和下盖板22’，位于内腔中的轴杆件30’的杆身套入弹簧40’和活塞50’，盖板与轴杆件30’之间、活塞50’和缸体10’的内壁之间均设有密封圈。该执行结构工作时，活塞50’在被气体驱动后推动轴杆件30’向上运动，而弹簧40’则通过其恢复力使轴杆件30’向下运动。

但是，现有技术中常见的单座阀执行机构一般存在如下缺点：

1)制造时，盖板与缸体采用焊接方式连接固定，不仅需要焊接设备和具备操作技能的作业人员，而且，由于密封圈、活塞等结构部件必须提前安装到位，因此在焊接作业时经由盖板传热后易导致密封结构处于较长时间的高温环境，加速结构老化，另外，结构间由于热胀冷缩也易产生形变而导致产生装配间隙，从而影响使用寿命和稳定性；

2)维护时，由于密封结构为损耗件，对其检修和更换一般需要破坏性作业来实现缸体和盖板分离，不仅费时费力，而且即便在修复后也往往会因性能折损而影响后续使用，因此发现问题后通常只能进行执行器件的整体更换，增加了维护成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种单座阀执行器，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

单座阀执行器，包括

缸体，所述缸体具有一贯通型的内腔，其在所述缸体的上部和下部均具有一开口；

伸缩轴，所述伸缩轴贯穿所述缸体；

盖板，所述盖板具有一便于所述伸缩轴穿过的第一轴孔，所述缸体的上部和下部的开口均设有一所述盖板；

活塞，所述活塞呈圆盘状结构，固定于所述伸缩轴上，且所述活塞的外环面贴合所述缸体的内壁；

弹簧，所述弹簧设置于所述缸体的内腔，所述弹簧的上端连接所述上盖板、下端连接所述活塞；

其中，所述单座阀执行器还包括：

轴端组件，所述轴端组件具有便于所述伸缩轴穿过的第二轴孔；

所述上盖板和所述下盖板均通过其上的所述第一轴孔可拆卸连接一所述轴端组件，所述伸缩轴穿过所述缸体时与所述轴端组件滑动连接；

所述缸体的上部开口处的所述盖板与所述缸体固定连接，所述缸体的下部开口处的所述盖板与所述缸体可拆卸连接。

本实用新型通过设置轴端组件为伸缩轴的伸缩提供支撑和导向效果，伸缩轴穿过轴端组件后，两者滑动连接，即是说，伸缩轴可在轴端组件的第二轴孔内滑动。

较佳地是，所述轴端组件包括：

支撑件，所述支撑件具有所述第二轴孔，且所述支撑件可拆卸连接所述盖板；

衬套，所述衬套设置于所述第二轴孔的内壁；

密封件，所述密封件设置于所述第二轴孔的内壁。

本实用新型通过设置支撑件、密封件和衬套来组成轴端组件，使之与伸缩轴之间形成密封和滑动连接结构，在伸缩轴动作时既能确保缸体密封性，又可减小其伸缩动作的阻力和磨损，从而延长结构使用寿命。

较佳地是，所述衬套采用铜合金、钢或者PTFE(聚四氟乙烯)制成的环状结构的衬套。

本实用新型可采用不同结构成型的环状衬套来对应不同的使用场景。

较佳地是，所述密封件设置为O型密封圈。

本示例中，密封件采用橡胶制成的环形结构。

较佳地是，所述第二轴孔的内壁设有第一嵌入槽，所述第一嵌入槽设置为一环形结构的槽，其围绕所述轴孔的内壁一圈后闭合；

所述衬套嵌入所述第一嵌入槽。

较佳地是，所述衬套设置为开口环形结构。

较佳地是，所述第二轴孔的内壁设有第二嵌入槽，所述第二嵌入槽设置为一环形结构的槽，其围绕所述轴孔的内壁一圈后闭合；

所述密封件嵌入所述第二嵌入槽。

较佳地是，所述轴端组件与所述盖板螺纹连接。

较佳地是，所述轴端组件的外壁设有第一环形凸起，所述第一环形凸起与所述外螺纹间隔开。

较佳地是，位于所述缸体的下部开口处的所述盖板与所述缸体之间设有卡簧。

较佳地是，所述伸缩轴的杆身外壁设有第二环形凸起，所述第二环形凸起的凸起高度与所述伸缩轴的截面半径之和，大于所述第二轴孔的半径。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型相当于在执行器的缸体上下部盖板上设置一集成支撑导向、密封、助滑功能为一体的可拆卸结构并对下盖板进行了改进，通过在其支撑件上安装衬套来提供滑动支撑效果，安装密封件来实现结构密封，拆装便利快捷，没有焊接技能和相关设备要求，因此大大降低了作业难度和对应的作业时长，有效提升作业效率，总而言之，具有如下优点：

1)较好的可维护性：在对损耗件(密封件和衬套均为损耗件)的维护作业(包括检修和部件更替)中，仅需独立拆卸轴端组件即可满足对应需要，在对活塞和缸体内腔的维护作业中，仅需拆除缸体下部盖板即可满足作业要求，不仅降低维护难度，还可大大提升作业速度；

2)较高的使用寿命：相对于传统结构，没有焊接作业介入，因此器件安装不受高温影响，如密封件等结构不因其而加速老化；衬套的滑动支撑效果降低结构磨损，也相当于延长了使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图；

图2为图1的剖视结构示意图；

图3为本实用新型的轴端组件的一种剖视结构示意图；

图4为本实用新型的支撑件的一种结构示意图；

图5为图4的剖视结构示意图；

图6为本实用新型的衬套的一种结构示意图；

图7为本实用新型的伸缩轴的一种结构示意图；

图8为现有技术中的单座阀执行机构的一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，其意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列组成部件或单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组成部件或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它部件组成或者组成单元。

参照图1，单座阀执行器，包括缸体10、盖板20、伸缩轴30、弹簧、活塞和轴端组件60，其中，缸体10具有一贯通型的内腔，该内腔在缸体上部和下部均具有开口，开口上均设置一盖板20，缸体10的上部开口处的盖板20与缸体10固定连接，缸体10的下部开口处的盖板20与缸体10可拆卸连接。

盖板20具有第一轴孔，伸缩轴30穿过第一轴孔后贯穿缸体10的内腔，轴端组件60具有便于伸缩轴30穿过的第二轴孔。轴端组件60与盖板20可拆卸连接。

如图2所示，盖板20包括位于缸体上部开口的上盖板21和位于缸体下部开口的下盖板22，上盖板21与缸体10的上部开口边缘固定连接，比如采用焊接方式连接两者；下盖板22与缸体10的下部开口可拆卸连接，连接时，下盖板22的边缘(即外环面，指下盖板上的与缸体内壁接触的结构)接触缸体10的内腔位于下部开口处的内壁。为确保密封性能，下盖板22的边缘设有环绕其边缘一周后闭合的嵌入槽，其内嵌入密封圈71，使密封圈71位于下盖板和缸体之间。

轴端组件60包括设置于上盖板21上的上轴端组件61和设置于下盖板22上的下轴端组件62。上盖板21和下盖板22分别通过其上的第一轴孔可拆卸连接上轴端组件61和下轴端组件62，伸缩轴30穿过缸体10时与轴端组件60(包括上轴端组件61和下轴端组件62)滑动连接。

弹簧40和活塞50均位于缸体10的内腔中，弹簧40的上端连接上盖板21、下端连接活塞50；活塞50呈圆盘状结构，固定于伸缩轴30上，且活塞50的外环面贴合缸体10的内壁。

需要说明的是，活塞50与伸缩轴30之间的固定连接可通过卡簧、销轴或者其他紧固件等结构实现。

另外，为确保活塞随伸缩轴活动时，位于其上方的空腔和下方的空腔之间的密封性，可做如下结构设置：在其中一些实施例中，如图2所示，活塞50的外环面设置嵌入槽后嵌入密封圈72，密封圈72围绕活塞50的外环面一周后闭合，即外环面上的嵌入槽为环形闭合的槽。

本实用新型通过设置轴端组件为伸缩轴的伸缩提供支撑和导向效果，伸缩轴穿过轴端组件后，两者滑动连接，即是说，伸缩轴可在轴端组件的第二轴孔内滑动。

在其中一些优选实施例中，弹簧40采用螺旋式结构的弹簧，使其盘绕在伸缩轴30上。

需要说明的是，本实用新型工作时，活塞与位于下方的盖板之间的空间为气室，连接气源并供气后可通过活塞推动伸缩轴往上动作并逐渐压缩弹簧，在减小供气后，弹簧的恢复力将活塞往下推，从而拉动伸缩轴往下运动。另外，活塞与缸体内壁之间也设有密封圈，为此，在活塞的外环面设有便于嵌入密封圈的嵌入槽。

本实用新型为实现轴端组件与伸缩轴的滑动连接，可按如下结构设置：在一些实施例中，如图3所示，轴端组件包括支撑件601、衬套602和密封件603，其中，

如图1、图4所示，支撑件601具有第二轴孔60101，且支撑件601可拆卸连接盖板20；衬套602和密封件603均设置于第二轴孔60101的内壁，且两者间隔开。密封件603可设置为O型密封圈。比如，采用橡胶制成的环形结构的O型密封圈。

本示例中，衬套采用铜合金、钢或者PTFE(聚四氟乙烯)制成的环状结构的衬套，为应对不同的使用场景可采用不同材质成型的环状衬套。比如，在具有高热和腐蚀性场合，可采用PTFE制成的衬套，而在耐用性要求较高的场合，则可采用铜合金制或者钢制衬套。需要说明的是，当采用金属制衬套时，可设置衬套为开口环结构，利用金属具有的一定弹性，在衬套安装时使其收缩后减小环直径，从而便于内嵌至轴端组件的轴孔内壁的对应形状的槽内；当采用PTFE制衬套时，可采用多个环分体件拼合成型结构，便于安装和拆卸。

本实用新型通过设置支撑件、密封件和衬套来组成轴端组件，实现对伸缩轴提供支撑导向效果的同时，又能提供一定滑动辅助和密封效果，从而使轴端组件成型为一具有密封作用的滑动支撑结构，使之与伸缩轴之间形成密封和滑动连接结构，在伸缩轴动作时既能确保缸体密封性，又可减小其伸缩动作的阻力和磨损，从而延长结构使用寿命。

本实用新型为便于在支撑件上设置衬套，可按如下结构设置：在其中一些实施例中，如图4、图5所示，第二轴孔60101的内壁设有第一嵌入槽60102，第一嵌入槽60102设置为一环形结构的槽，其围绕第二轴孔内壁一圈后闭合；衬套602嵌入第一嵌入槽60102。

本实用新型为便于使衬套顺利设置于支撑件上，可进一步按如下结构设置：在一些实施例中，如图6所示，衬套602设置为开口环形结构，即是说，衬套602的环形结构上具有一断裂处60201，使其无法成型为闭环结构，断裂处60201即为衬套602的开口环结构的开口处。

本示例中，开口环结构的衬套可设置为一体成型结构或者多个分体件拼合成型结构。

当衬套的开口环结构设置为一体成型结构时，可按如下结构设置：在其中一些实施例中，在衬套的外环面设置一断裂处，该断裂处贯穿整个环的厚度，即是说，断裂处形成一开口，该开口从衬套的外环面延伸至内环面后截断衬套的闭环结构，使其呈开口环结构。该断裂处/开口使衬套具有一定收缩量，从而使其可收缩后通过轴孔内壁再在其嵌入至第一嵌入槽后释放展开(收缩后可成型一直径较小的闭口环，而展开后则成型为一直径较大的开口环)，从而使其撑紧于第一嵌入槽内，避免其使用时滑动或者掉出轴孔外。

当衬套的开口环结构设置为多个分体件拼合成型结构时，可按如下结构设置：在其中一些实施例中，衬套的环状结构包括至少两个环分体件，至少两个所述环分体件拼合而成衬套后，使其呈一开口环结构。

本示例中，可在一圆环结构上沿着其环长(此处可做如下理解：将圆环等效为圆形结构的情况下，环长即为弧长)截取部分结构后，将剩余部分分割为至少两段所述环分体件。

本实用新型当采用多个分体结构拼合为开口环结构的结构成型衬套时，为制造方便，减小模具等支出，可按如下结构设置：在其中一些优选实施例中，至少两个所述环分体件的弧长均相等，所有的所述环分体件首尾衔接后拼合为衬套后，使其呈一开口环结构。

本实用新型为便于在支撑件上设置密封件，可按如下结构设置：在其中一些实施例中，如图4、图5所示，第二轴孔的内壁设有第二嵌入槽60103，该槽设置为一环形结构的槽，其围绕第二轴孔的内壁一圈后闭合；密封件603嵌入第二嵌入槽60103。

本实用新型为实现轴端组件与盖板的可拆卸连接，可按如下结构设置：在一些实施例中，轴端组件与盖板螺纹连接。如图3、图4、图5所示，轴端组件的支撑件601位于其一端的外壁设有外螺纹60104，以此螺纹连接盖板。

本实用新型在将轴端组件与盖板设置为螺纹连接形式的基础上，可进一步做如下设置后，使两者之间的密封性得以加强：在其中一些实施例中，如图3、图4、图5所示，轴端组件的外壁设有第一环形凸起60105，其与外螺纹60104间隔开，从而使第一环形凸起60105与轴端组件的外壁之间成型一台阶结构(该台阶结构可做如下理解：参考图5，轴端组件的外壁为台阶结构的竖直面，第一环形凸起的面向螺纹一侧的端面为台阶结构的水平面)，在轴端组件与盖板进行螺纹连接的过程中，可在台阶结构的水平面上垫衬密封圈后，在轴端组件逐渐拧紧过程中挤压密封圈，从而加强结构之间的密封性能。

具体的，在轴端组件的外壁设置外螺纹60104，在盖板的第一轴孔内壁设置内螺纹，使之与外螺纹60104相配合，从而使轴端组件可螺接于盖板上。图3、图4、图5所示结构可认为是下轴端组件62，其与上轴端组件61为上下对向设置，因此两者的支撑件的朝向相反。示出结构中，外螺纹60104设置于支撑件601的外壁并延伸至一侧端面(即设有第二轴孔60101的其一开口的端面)。同样位于支撑件601的外壁的第一环形凸起60105则与外螺纹60104间隔一段距离后成型台阶结构，如图3示出结构中，在台阶结构的水平台阶面上垫衬密封圈73后加强盖板和支撑件之间的连接密封性。

在其中一些优选实施例中，如图4所示，为使轴端组件与盖板的螺纹连接操作更方便，可在支撑件的一端外壁设置外螺纹的情况下，在另一端外壁设置至少一组平整面60106，以方便如扳手等工具操作。成组的平整面60106位于外壁上的对向位置。

本实用新型为实现缸体下部开口处的盖板与缸体之间的可拆卸连接结构，可按如下结构设置：在其中一些实施例中，如图2所示，，位于下盖板22与缸体10之间设有卡簧80。如图2示出结构中，设置密封圈71的嵌入槽的位置位于卡簧80上方。

卡簧80设置于位于缸体内壁上的卡簧槽内，该槽在缸体内壁上靠近下部开口处。配合卡簧和卡簧槽，在下盖板22的下端面位于边缘处，设有台阶型缺口。卡簧卡入卡簧槽后，露出部分接触该台阶型缺口的台阶面后对下盖板形成阻挡作用防止其下落。在安装下盖板22时，先将已嵌入密封圈71的下盖板22向上推入缸体10的下部开口中，再在露出的卡簧槽内卡入卡簧80。

需要说明的是，缸体内壁和/或下盖板上也可增设限位结构，防止下盖板持续推入至缸体内腔中。即是说，卡簧和卡簧槽的配合结构，与限位结构一起发挥定位和限位作用后，使下盖板可拆卸的设置于缸体的下部开口处。

本实用新型为实现活塞在缸体内腔供气后推动伸缩轴的效果，可按如下结构设置：在一些实施例中，如图1、图7所示，伸缩轴30的杆身外壁设有第二环形凸起301，其凸起高度与伸缩轴30的截面半径之和，大于第二轴孔60101的半径，从而使其无法通过第二轴孔，也即使得第二环形凸起的上端面和下端面具有限位效果，如图2示出结构中，第二环形凸起301的上端面实现伸缩轴30向上运动时的限位结构，而下端面则与活塞50(利用活塞厚度作为下端面的向下位置的延伸)配合后作为伸缩轴30向下运动时的限位结构；

同时，第二环形凸起301的下端面还作为活塞50安装时的上方定位结构，此时，活塞50上的便于伸缩轴30穿过的第三轴孔的半径不超过第二环形凸起301的凸起高度与伸缩轴30的截面半径之和。

本实用新型为结构轻量化考虑，在盖板和活塞上均可采用减重设计，比如，在这些结构件的表面设置槽孔结构。如图2示出结构中，在上盖板21上设置槽孔2101，在下盖板22上设置槽孔2201，其中，上盖板21上的槽孔2101还可兼做固定弹簧使用，使弹簧40的上端固定于槽孔2101内。

综上所述，本实用新型设置一集密封、支撑导向和滑动辅助功能为一体的独立结构来支撑执行器伸缩轴的运动，提高其运行效率，延长其使用寿命，提升执行器工作时的稳定性，在这一基础上又对下盖板进行了可拆卸的结构设置，从而大大提升了产品在维护时的便利性，在对易损易耗件进行检修和替换时，仅需拆除该独立结构或者下盖板即可完成维护工作，高效且维护难度低，相比于传统结构在发生密封性降低或者泄漏问题时仅能整体更换的做法，本实用新型有效延长了产品的使用寿命。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.单座阀执行器，包括

缸体，所述缸体具有一贯通型的内腔，其在所述缸体的上部和下部均具有一开口；

伸缩轴，所述伸缩轴贯穿所述缸体；

盖板，所述盖板具有一便于所述伸缩轴穿过的第一轴孔，所述缸体的上部和下部的开口均设有一所述盖板；

活塞，所述活塞呈圆盘状结构，固定于所述伸缩轴上，且所述活塞的外环面贴合所述缸体的内壁；

弹簧，所述弹簧设置于所述缸体的内腔，所述弹簧的上端连接上盖板、下端连接所述活塞；

其特征在于，所述单座阀执行器还包括：

轴端组件，所述轴端组件具有便于所述伸缩轴穿过的第二轴孔；

上盖板和下盖板均通过其上的所述第一轴孔可拆卸连接一所述轴端组件，所述伸缩轴穿过所述缸体时与所述轴端组件滑动连接；

所述缸体的上部开口处的所述盖板与所述缸体固定连接，所述缸体的下部开口处的所述盖板与所述缸体可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的单座阀执行器，其特征在于，所述轴端组件包括：

支撑件，所述支撑件具有所述第二轴孔，且所述支撑件可拆卸连接所述盖板；

衬套，所述衬套设置于所述第二轴孔的内壁；

密封件，所述密封件设置于所述第二轴孔的内壁。

3.根据权利要求2所述的单座阀执行器，其特征在于，所述第二轴孔的内壁设有第一嵌入槽，所述第一嵌入槽设置为一环形结构的槽，其围绕所述轴孔的内壁一圈后闭合；

所述衬套嵌入所述第一嵌入槽。

4.根据权利要求3所述的单座阀执行器，其特征在于，所述衬套设置为开口环形结构。

5.根据权利要求2所述的单座阀执行器，其特征在于，所述第二轴孔的内壁设有第二嵌入槽，所述第二嵌入槽设置为一环形结构的槽，其围绕所述轴孔的内壁一圈后闭合；

所述密封件嵌入所述第二嵌入槽。

6.根据权利要求1所述的单座阀执行器，其特征在于，所述轴端组件与所述盖板螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的单座阀执行器，其特征在于，所述轴端组件的外壁设有第一环形凸起，所述第一环形凸起与外螺纹间隔开。

8.根据权利要求1至7任一项所述的单座阀执行器，其特征在于，位于所述缸体的下部开口处的所述盖板与所述缸体之间设有卡簧。

9.根据权利要求1至7任一项所述的单座阀执行器，其特征在于，所述伸缩轴的杆身外壁设有第二环形凸起，所述第二环形凸起的凸起高度与所述伸缩轴的截面半径之和，大于所述第二轴孔的半径。

10.根据权利要求8所述的单座阀执行器，其特征在于，所述伸缩轴的杆身外壁设有第二环形凸起，所述第二环形凸起的凸起高度与所述伸缩轴的截面半径之和，大于所述第二轴孔的半径。