弹簧式液压驱动器

摘要

本发明提供一种弹簧式液压驱动器，用于安装在阀门上，该阀门包括具有上法兰连接部的阀盖、阀杆，所述弹簧式液压驱动器包括驱动器壳体，驱动器壳体内还设有拉杆、阀杆连接杆、压缩弹簧，阀杆连接杆与阀杆连接，阀杆连接杆的下端面形成台阶；驱动器壳体固定在上法兰连接部上，阀盖上还设置有转盘，转盘的中心开设有第一导向孔，第一导向孔内设有仅可上下运动的调节螺母，调节螺母与阀盖中的填料压盖相螺纹连接；转盘上与分布有多个螺纹连接孔，阀盖的上法兰连接部设有上下贯穿的弧形槽，弧形槽中至少露出两个螺纹连接孔，所述弹簧式液压驱动器还包括可穿过弧形槽后与螺纹连接孔连接的锁紧件。本发明具有可调行程以及可整机安装的优点。

权利要求

1.一种弹簧式液压驱动器，用于安装在阀门上，所述阀门包括具有上法兰连接部的阀盖（14）、向上活动伸出的阀杆（18），所述弹簧式液压驱动器包括驱动器壳体（6）、固定在所述驱动器壳体（6）的上端的上固定座（2），所述上固定座（2）内设有可上下运动的活塞（5），所述活塞（5）与所述上固定座（2）之间形成液压腔，所述上固定座（2）的侧面上还开设有连通所述液压腔的液压源油路接口，其特征在于：所述驱动器壳体（6）内还设有上端与所述活塞（5）相抵触的拉杆（29）、与所述拉杆（29）固定连接的阀杆连接杆（9）、压缩弹簧（8），所述阀杆连接杆（9）与所述阀杆（18）相螺纹连接，所述阀杆连接杆（9）的下端面形成台阶；

所述驱动器壳体（6）固定在阀盖（14）的上法兰连接部上，所述阀盖（14）上还设置有转盘（15），所述转盘（15）的中心开设有第一导向孔（151），所述第一导向孔（151）内设有可随所述转盘（15）同轴转动的调节螺母（32），所述阀杆（18）活动穿过所述调节螺母（32），所述调节螺母（32）仅可上下运动地穿设在所述第一导向孔（151）中，所述调节螺母（32）的上端面与所述台阶相对应设置以限制所述阀杆连接杆（9）向下运动的行程，所述调节螺母（32）与设在所述阀盖（14）中的填料压盖（36）相螺纹连接；

所述转盘（15）上分布有多个螺纹连接孔（152），所述阀盖（14）的上法兰连接部在对应所述螺纹连接孔（152）的位置至少设有一个上下贯穿的弧形槽（141），所述弧形槽（141）中至少露出两个所述的螺纹连接孔（152），所述弹簧式液压驱动器还包括可穿过所述弧形槽（141）后与所述螺纹连接孔（152）连接的锁紧件。

2.根据权利要求1所述的一种弹簧式液压驱动器，其特征在于：所述调节螺母（32）为圆柱状，其外圆周面上沿轴向削去形成至少一个导向面（321），所述第一导向孔（151）为圆孔，其边缘上对应所述导向面（321）的位置设有相配合的导向壁（1511）。

3.根据权利要求1所述的一种弹簧式液压驱动器，其特征在于：多个所述螺纹连接孔（152）沿同一圆周均匀间隔分布。

4.根据权利要求1所述的一种弹簧式液压驱动器，其特征在于：所述弧形槽（141）为两个，两个所述弧形槽（141）镜像对称设置。

5.根据权利要求1所述的一种弹簧式液压驱动器，其特征在于：所述阀盖（14）的上法兰连接部中设有容纳所述转盘（15）的凹槽（142），所述转盘（15）可转动地设置在所述凹槽（142）中。

6.根据权利要求5所述的一种弹簧式液压驱动器，其特征在于：所述凹槽（142）的底面与所述转盘（15）之间设有两个密封圈，两个所述密封圈分别位于所述弧形槽（141）的径向外侧和径向内侧。

7.根据权利要求1所述的一种弹簧式液压驱动器，其特征在于：所述驱动器壳体（6）的下端固定设置有导向架（33），所述导向架（33）上设有第二导向孔，所述阀杆连接杆（9）仅可沿轴向上下运动地穿设在所述第二导向孔中。

8.根据权利要求7所述的一种弹簧式液压驱动器，其特征在于：所述阀杆连接杆（9）上沿轴向削去形成至少一个导向面，所述第二导向孔上对应设有导向部。

9.根据权利要求8所述的一种弹簧式液压驱动器，其特征在于：所述第二导向孔为圆孔，所述导向部为固定在所述圆孔边缘的滑块（31）。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种弹簧式液压驱动器，其特征在于：所述驱动器壳体（6）可转动地设置在所述阀盖（14）的上法兰连接部上，所述驱动器壳体（6）的外边缘具有沿径向突出的卡箍部，所述卡箍部上套设有将所述驱动器壳体（6）与所述阀盖（14）的上法兰连接部相固定的压套（12），所述压套（12）上还设有紧固所述压套（12）与所述上法兰连接部的紧固件（11）。

说明书

弹簧式液压驱动器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种单作用（弹簧式）液压驱动器，尤其是一种可在驱动器外部调节行程、可整机和API 6A型阀门合装的弹簧式液压驱动器。

背景技术

[0002] 单作用液压驱动器主要应用于采油树安全阀、节流管汇、收集管线等设备，是一种集常用、驱动力大、运行均匀平稳等诸多优点于一身的控制装置。但现有此类驱动器也存在许多不足和亟待改进之处，其中不抗震（多指装置震动后螺纹易松动）、种类繁多、行程调节困难等问题较为突出。具体来说，目前现有的平板闸阀用弹簧式驱动器主要存在以下几个亟待解决的技术问题。

[0003] (1)现有技术中，此类驱动器的行程严格意义上讲是不可调的，而很多时候与之配套的阀门所需驱动器的口径（活塞直径）、弹簧压力、连接形式及规格等都相同，只是行程不同且相差不大（几毫米或十几毫米）。现有技术的解决办法就是需要几种行程就做几种驱动器，而这几种驱动器的材料及加工成本基本相同，因为增加了驱动器种类，导致设计、采购、管理的成本都有一定增加。此外，由于驱动器行程的不可调性，技术人员在调节阀门的实际装配行程时，调节手段、方法和选择会变少，有时还会因装配时在某些连接处增加垫片、零件返工等被迫增加了附加的成本。

[0004] (2)现有技术中，驱动器与阀门仅通过螺纹对接，配有紧定螺钉防转。而由于螺纹旋入点的不确定性，为使驱动器上的液压源油路接口与阀门的流道孔对齐，通常螺纹不能旋紧，仅仅靠紧定螺钉防转。由于空间和主体零件尺寸所限，紧定螺钉直径不可能很大，直接导致其防转效果极其有限；当驱动器打压或搬运造成螺纹载荷变化时，紧定螺钉会变得松动，其防转功能大打折扣，此时驱动器与阀门在震动或外力作用下会产生相对转动，直接导致阀门行程的变化，造成不良后果。

[0005] (3)现有技术中，平板闸阀的阀杆与驱动器中的阀杆连接杆通过螺纹连接，并配有紧定螺钉防转，与(2)中强调的紧定螺钉防转的情况类似，在应用和试验时阀杆与阀杆连接杆之间的螺纹所受载荷变化，造成紧定螺钉松动，阀杆和阀杆连接杆之间会发生相对转动，亦会对驱动器的行程造成影响。此外，很多时候驱动器会整体采购或装配后与阀门对接，应用紧定螺钉固定阀杆和阀杆连接杆来防转，就必需对驱动器进行拆卸，造成了重复劳动。

发明内容

[0006] 有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的首先是提供一种可在外部调节行程的弹簧式液压驱动器，以便于整机安装，避免重复拆卸。

[0007] 为了达到上述目的，本发明提供一种弹簧式液压驱动器，用于安装在阀门上，所述阀门包括具有上法兰连接部的阀盖、向上活动伸出的阀杆，所述弹簧式液压驱动器包括驱动器壳体、固定在所述驱动器壳体的上端的上固定座，所述上固定座内设有可上下运动的活塞，所述活塞与所述上固定座之间形成液压腔，所述上固定座的侧面上还开设有连通所述液压腔的液压源油路接口，其特征在于：

[0008] 所述驱动器壳体内还设有上端与所述活塞相抵触的拉杆、与所述拉杆固定连接的阀杆连接杆、压缩弹簧，所述阀杆连接杆与所述阀杆相螺纹连接，所述阀杆连接杆的下端面形成台阶；

[0009] 所述驱动器壳体固定在阀盖的上法兰连接部上，所述阀盖上还设置有转盘，所述转盘的中心开设有第一导向孔，所述第一导向孔内设有可随所述转盘同轴转动的调节螺母，所述阀杆活动穿过所述调节螺母，所述调节螺母仅可上下运动地穿设在所述第一导向孔中，所述调节螺母的上端面与所述台阶相对应设置以限制所述阀杆调节杆向下运动的行程，所述调节螺母与设在所述阀盖中的填料压盖相螺纹连接；

[0010] 所述转盘上与所述第一导向孔同心的一个圆周上间隔分布有多个螺纹连接孔，所述阀盖的上法兰连接部在对应所述螺纹孔的位置至少设有一个与所述第一导向孔同心并且上下贯穿的弧形槽，所述弧形槽中至少露出两个所述的螺纹连接孔，所述弹簧式液压驱动器还包括可穿过所述弧形槽后与所述螺纹连接孔连接的锁紧件。

[0011] 具体地，所述调节螺母为圆柱状，其外圆周面上沿轴向削去形成至少一个导向面，所述第一导向孔为圆孔，其边缘上对应所述导向面的位置设有相配合的导向壁。

[0012] 优选地，多个所述螺纹连接孔沿同一圆周均匀间隔分布。

[0013] 优选地，所述弧形槽为两个，两个所述弧形槽镜像对称设置。

[0014] 在一具体实施例中，所述阀盖的上法兰连接部中设有容纳所述转盘的凹槽，所述转盘可转动地设置在所述凹槽中。

[0015] 所述凹槽的底面与所述转盘之间设有两个密封圈，两个所述密封圈分别位于所述弧形槽的径向外侧和径向内侧。密封圈主要是起到防尘的作用。

[0016] 为了防止驱动器震动或搬运时阀杆连接杆相对阀杆转动，造成驱动器行程改变，所述驱动器壳体的下端固定设置有导向架，所述导向架上设有第二导向孔，所述阀杆连接杆仅可沿轴向上下运动地穿设在所述第二导向孔中。

[0017] 进一步地，所述阀杆连接杆上沿轴向削去形成至少一个导向面，所述第二导向孔上对应设有导向部。

[0018] 具体地，所述第二导向孔为圆孔，所述导向部为固定在所述圆孔边缘的滑块。

[0019] 为了便于驱动器安装时方便调整液压源油路接口的朝向，所述驱动器壳体可转动地设置在所述阀盖的上法兰连接部上，所述驱动器壳体的外边缘具有沿径向突出的卡箍部，所述卡箍部上套设有将所述驱动器壳体与所述阀盖的上法兰连接部相固定的压套，所述压套上还设有紧固所述压套与所述上法兰连接部的紧固件。

[0020] 由于采用上述技术方案，本发明的弹簧式驱动器相对于现有技术，具有以下优点：

[0021] （1）本发明在整机装配后在外部即可调整行程，免去了装配人员很多重复性的劳动；

[0022] （2）本发明的驱动器不会受机械振动、载荷变化而致使自身行程改变，一些新的设计构思的加入，使得现有技术中螺纹松动、相对旋转形成位移的隐患变得不可能也不存在了；

[0023] （3）本发明使驱动器的液压源油路接口方向变得容易调整，同时使驱动器与阀门连接更稳固、可靠，而且调试、安装方便、快捷。

附图说明

[0024] 图1为本发明弹簧式液压驱动器的轴向剖面示意图。

[0025] 图2为本发明中的调节螺母、转盘及阀盖部分的立体分解示意图。

[0026] 附图中：1—顶杆，2—上固定座，3—丝堵，4—紧定螺钉，5—活塞，6—驱动器壳体，7—弹簧座，8—压缩弹簧，9—阀杆连接杆，10—排气堵，11—六角法兰面螺栓，12—压套，
13—内六角螺栓，14—阀盖，15—转盘,151-第一导向孔，16—O形圈，17—紧定螺钉，18—阀杆，19—护罩，20—防尘罩，21—防尘圈，22—导向带，23—顶杆密封件，24—挡圈，25—顶杆压盖，26—导向带，27—活塞密封件，28—防尘圈，29—拉杆，30—内六角螺栓，31—滑块，
32—调节螺母，33—导向架，34—O形圈，35—六角法兰面螺栓，36—填料压盖，37—导向带。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。

[0028] 请参阅图1，本发明用于安装在一种API 6A规格的阀门上，用于驱动阀门开闭。所述阀门包括具有上法兰连接部的阀盖14、向上活动伸出的阀杆18，本实施例的弹簧式液压驱动器包括驱动器壳体6、固定在驱动器壳体6的上端的上固定座2，上固定座2内设有可上下运动的活塞5，活塞5上连接有向上活动伸出上固定座2的顶杆1，活塞5与上固定座2之间形成液压腔，上固定座2的侧面上还开设有连通液压腔的液压源油路接口。

[0029] 顶杆1通过顶杆压盖25和挡圈24实现与活塞5的相对固定连接，同时顶杆1、上固定座2及活塞5构成了液压油工作的液压腔。顶杆1与上固定座2之间通过顶杆密封件23实现液压密封，通过导向带22防止二者擦伤，通过防尘圈21防止外部灰尘渗入影响密封效果。活塞5与上固定座2通过导向带26防摩擦，通过活塞密封件27实现液压密封，通过防尘圈28防止弹簧工作间灰尘渗入。活塞5的下面部分为驱动器回力机构，其主要由活塞5直接接触的拉杆29、通过拉杆限位的弹簧座7、机构回程动力来源压缩弹簧8、对拉杆29和阀杆18连接起过度作用的阀杆连接杆9组成。

[0030] 拉杆29的上端与活塞5相抵触的，阀杆连接杆9与拉杆29螺纹连接。压缩弹簧连接在弹簧座7和导向架33之间，使拉杆29及阀杆连接杆9具有向上运动的趋势。阀杆连接杆9的外径大于阀杆18而在阀杆连接杆9的下端面形成台阶。

[0031] 驱动器壳体6的下端固定在阀盖14的上法兰连接部上，阀盖14上还同心设置有转盘15，为了容纳转盘15，阀盖14上开设有凹槽142。转盘15可转动地设置在所述凹槽142中，其上端面并不受到压力。转盘15的中心开设有第一导向孔151，第一导向孔151内设有可随转盘15同轴转动的调节螺母32，阀杆18活动穿过调节螺母32。调节螺母32仅可上下运动地穿设在第一导向孔151中，调节螺母32的上端面与台阶相对应设置以限制阀杆调节杆9向下运动的行程，调节螺母32的下部与固设在所述阀盖14中的填料压盖36相螺纹连接。

[0032] 转盘15上与第一导向孔151同心的一个圆周上均匀间隔分布有12个螺纹连接孔152，阀盖14的上法兰连接部的底部对应螺纹连接孔12的位置设有两个相镜像对称的弧形槽141，两个弧形槽141的圆心与第一导向孔151的圆心同心设置，弧形槽141弧长大于或者等于两个相邻的所述螺纹连接孔152所在圆周的弧长，这样在任何时候，弧形槽141中都至少有两个螺纹连接孔152。优选地，弧形槽141的弧度为60°。

[0033] 为了转动转盘15以及将转盘15与阀盖14固定在一起，本实施例的弹簧式液压驱动器还包括可穿过弧形槽141后与螺纹连接孔152连接的六角法兰面螺栓35。凹槽142的底面与转盘15之间设有两个O型圈16，两个O型圈16分别位于所述弧形槽141的径向外侧和径向内侧。两个O型圈16主要是起到密封防尘的作用。转动转盘15时，通过六角法兰面螺纹35连接在弧形槽141中露出的一个螺纹连接孔32，当前一个螺纹连接孔152移动到弧形槽141的端部时，可旋出六角法兰面螺栓35再将其旋入后一个露出的螺纹连接孔，从而继续带动转盘15转动。

[0034] 填料压盖36上部设有螺纹，与调节螺母32配合，螺纹上下两端都留有阀门行程调节时所需的足够余量。同时填料压盖36下部设有螺钉孔，通过紧定螺钉17防止其与阀盖14产生相对转动；转盘15与阀盖14之间设有两道O形圈以起到密封防尘的作用。

[0035] 所述调节螺母32为圆柱状，其外圆周面上沿轴向削去形成至少一个导向面321，所述第一导向孔151为圆孔，其边缘上对应所述导向面321的位置设有相配合的导向壁1511。所以，转动转盘15后，调节螺母32沿着填料压盖36上的螺纹转动后在转盘15的第一导向孔
151中上下移动，从而使调节螺母32与阀杆连接杆9的下端面的台阶之间的间距，因此可在外部调节驱动器的行程。当行程调节完毕，旋紧所有4个六角法兰面螺栓35，既压紧了O形圈
16、34又限制了转盘15的转动，继而又固定了驱动器的行程。

[0036] 请参阅图1，为了防止驱动器震动或搬运时阀杆连接杆相对阀杆转动，造成驱动器行程改变，所述驱动器壳体6的下端固定设置有导向架33，所述导向架33上设有第二导向孔，所述阀杆连接杆9仅可沿轴向上下运动地穿设在所述第二导向孔中。阀杆连接杆9上沿轴向削去形成至少一个导向面，所述第二导向孔上对应设有导向部。本实施例中，第二导向孔为圆孔，所述导向部为固定在所述圆孔边缘的滑块31。本实施例中，导向架33的下端边缘具有台阶，驱动器壳体6的下端坐在导向架33的台阶上，并通过台阶底部的内六角螺栓13将驱动器壳体6和导向架33固定在一起。

[0037] 为了便于驱动器安装时方便调整液压源油路接口的朝向，驱动器壳体6可转动地设置在阀盖14的上法兰连接部上，驱动器壳体6的外边缘具有沿径向突出的卡箍部，所述卡箍部上套设有将驱动器壳体6与阀盖14的上法兰连接部相固定的压套12，压套12上还设有紧固压套12与阀盖的上法兰连接部的六角螺栓。通过压套12与阀盖14的上法兰连接部通过六角法兰面螺栓11旋合压紧实现与阀门的连接，安装十分方便。在压套12压紧前可随意转动驱动器，因此驱动器的液压源油路接口的方向很容易调整，且调整后不影响驱动器与阀门连接的可靠性。

[0038] 另外一个优点是驱动器与阀门合装时操作工序简单、方便、快捷；装配时阀门部分先将阀盖14、阀杆18等都装配到位，且闸板处于开启状态并插入通径规，由于驱动器和阀门合装前，驱动器是装有螺母套的，且螺母套上部设有吊耳（驱动器装配时可设置类似阀门部分的工装，将驱动器打压至行程下限，在上固定座2上装上配有吊耳的螺母套），使用龙门吊将驱动器吊起，将阀杆连接杆9下端螺纹孔与阀门部分阀杆18的上端螺纹对齐并整体旋转驱动器带动螺纹旋合，直到驱动器的导向架33下端面与阀盖14 的第二个台阶面贴合，如此时驱动器油路接口没有与阀门流道孔对齐即回旋驱动器至二者第一次对齐，然后取出阀门部分的通径规，压紧压套12，实现装配后，再插入通径规，如果插不进，在从外部调整行程，直至插进通径规为止。

[0039] 另外，图1中的压缩弹簧8是有一定压缩量的，为方便弹簧8的安装本实施例中将拉杆29下部设计为长圆柱螺栓，阀杆连接杆9上部设计为较深的内螺纹孔，将阀杆连接杆9固定于图示位置，当弹簧呈自由状态时，顶杆29螺栓的最下端与阀杆连接杆9内螺纹的上端可充分接触并能旋合，通过二者螺纹的旋合力来压缩弹簧达到使压缩弹簧8具有一定压缩量的安装状态。

[0040] 本实施例的弹簧式液压驱动器的工作原理描述如下。

[0041] 如附图1所示，取下丝堵3，将压力源管接头（外部控制柜管接头）接入丝堵3处的液压源油路接口，将液压油压入液压腔中，此时在液压油压力的作用下活塞5开始向下做直线运动；活塞5通过拉杆29、弹簧座7将一部分力传递给压缩弹簧8，此时压缩弹簧8开始被压缩；同时活塞5通过拉杆29、阀杆连接杆9将另一部分力传递给阀杆18，此时阀门开始打开；当阀杆连接杆9下端面与调节螺母32上端面接触后，在调节螺母32反向力的作用下，阀杆连接杆9止动，进而促使活塞止动、压缩弹簧8停止压缩，此时驱动器行程达到下限，阀门完全开启。

[0042] 当液压腔里液压油开始回流，液压腔压力下降，活塞5在由拉杆29传递的弹簧回弹力和阀杆18的上浮力等共同作用下开始向上做直线运动；当阀杆18的密封面与阀盖14的密封面贴合时，驱动器在阀杆18的作用下制动，阀门关闭。

[0043] 上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。