反凸轮式气动执行器

摘要

本发明涉及一种反凸轮式气动执行器，包括缸体、缸盖、活塞和传动轴；主要是活塞采用圆筒式活塞，在圆筒式活塞内圆壁制有两条对称的内导向槽，内导向槽上端与下端在圆筒式活塞圆周方向存在弧度；传动轴上端设有与内导向槽动配合的导向杆，传动轴下端设有定位盘；在圆筒式活塞外圆壁制有两条对称的外导向槽，缸体上设有与外导向槽动配合的导向销，外导向槽和内导向槽在圆筒式活塞圆周面上成镜像对称，外导向槽上端与下端之间在圆周方向的弧度为45°，内导向槽下端与上端之间在圆周方向的弧度为45°。其结构简单、制造成本低、同样气压的输出转矩大、耗气量小。适用于直角回转阀门气动执行器。

权利要求

1.一种反凸轮式气动执行器，包括缸体(4)、缸盖、活塞(7)和传动轴(3)，缸体(4)上设有上气压口和下气压口；其特征是活塞(7)采用圆筒式活塞，在圆筒式活塞内圆壁制有两条对称的内导向槽(14)，内导向槽(14)上端与下端在圆筒式活塞圆周方向存在弧度；传动轴(3)上端设有径向的导向杆(10)，导向杆(10)的两端外圆面插入内导向槽(14)内与内导向槽(14)动配合，传动轴(3)下端设有定位盘(12)，该定位盘(12)上下平面通过轴承(11)安装在密封挡板(2)与缸体4下端的底盖(1)之间；在圆筒式活塞外圆壁制有两条对称的外导向槽(15)，缸体(4)上设有与外导向槽(15)动配合的导向销(5)，外导向槽(15)和内导向槽(14)在圆筒式活塞圆周面上镜像对称；外导向槽(15)上端与下端之间在圆周方向的弧度为

45°，内导向槽(14)下端与上端之间在圆周方向的弧度为45°。

2.根据权利要求1所述的反凸轮式气动执行器，其特征是传动轴(3)上端面固定连接导向板(6)，导向板(6)外圆面与圆筒式活塞内圆壁动配合，导向板(6)平面内制有通气孔；导向板(6)上平面中心与指示杆(8)的一端固定连接，指示杆(8)的另一端穿出圆筒式活塞上盖和缸体(4)上端的顶盖(9)外面，指示杆(8)外圆面与圆筒式活塞上盖和顶盖(9)之间动密封配合。

3.根据权利要求1或2所述的反凸轮式气动执行器，其特征是定位盘(12)采用凸轮结构，缸体(4)上设置与定位盘(12)的凸轮相互顶触的定位杆(13)，定位杆(13)与缸体(4)之间采用螺纹连接。

说明书

反凸轮式气动执行器

技术领域

[0001] 本发明属于阀门执行器，特别是关于一种气动阀门执行器。本发明适用于直角回转阀门气动执行器。

背景技术

[0002] 气动阀门执行器一般由气缸、活塞和活塞杆，活塞杆与阀杆连接，气压推动活塞使活塞杆和阀杆作直线运动，推动阀门启闭操作。如实用新型专利号为CN201420421459.4的双缸低温阀门气动执行器，由下缸体、上缸体、缸盖组成，上缸体与下缸体构成封闭体，封闭体内有活塞，活塞的上腔设有弹簧，活塞的下端与传动轴的上端连接，传动轴的下端与阀杆连接。这种结构的气动阀门执行器只适用于截止阀、闸阀等直行程阀门的执行器，对于如球阀、蝶阀等直角回转阀门，还需要在传动轴与阀杆之间设置传动装置，将传动轴的直线移动转化为阀杆的旋转运动。其主要缺点是结构复杂、产品成本高；在阀门启闭全程中气压推动阀杆的旋转速度都相等，阀门开启初期和关闭到位时需要较大的气压，而且活塞杆占据了活塞平面内较大的面积，减小了气压的作用面积，气压与输出转矩的转化效率低，耗气量大。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对现有技术存在的缺点，提供一种结果简单、制造成本低、同样气压的有效输出功率高、耗气量小的反凸轮式气动执行器。

[0004] 本发明的技术方案包括缸体、缸盖、活塞和传动轴，缸体上设有上气压口和下气压口；主要是活塞采用圆筒式活塞，在圆筒式活塞内圆壁制有两条对称的内导向槽，内导向槽上端靠近圆筒式活塞上盖的内壁，下端直通圆筒式活塞的下端口，内导向槽上端与下端在圆筒式活塞圆周方向存在弧度，内导向槽中段的弧度大于其上段和下段的弧度；传动轴上端设有径向的导向杆，导向杆的两端外圆面插入内导向槽内与内导向槽动配合，传动轴下端设有定位盘，该定位盘上下平面通过轴承安装在密封挡板与缸体底盖之间；在圆筒式活塞外圆壁制有两条对称的外导向槽，缸体上设有与外导向槽动配合的导向销，外导向槽和内导向槽在圆筒式活塞圆周面上成镜像对称，外导向槽上端与下端之间在圆周方向的弧度为45°，内导向槽下端与上端之间在圆周方向的弧度为45°。

[0005] 最好是，传动轴上端面固定连接导向板，导向板外圆面与圆筒式活塞内圆壁动配合，导向板平面内制有通气孔；导向板上平面中心与指示杆的一端固定连接，指示杆的另一端穿出圆筒式活塞上盖和缸体顶盖外面，指示杆外圆面与圆筒式活塞上盖和缸体顶盖之间动密封配合。

[0006] 最好是，定位盘采用凸轮机构，缸体上设置与定位盘的凸轮相互顶触的定位杆，定位杆与缸体之间采用螺纹连接。

[0007] 本发明的优点是在圆筒式活塞圆壁上制造导向槽与传动轴上的导向杆相互配合，将圆筒式活塞的上下直线移动转化为传动轴的旋转运动，其结构简单、制造成本低、同样气压的输出转矩大、耗气量小。

附图说明

[0008] 图1是本发明的结构示意图。

[0009] 图2是本发明图1中圆筒式活塞的结构示意图。

[0010] 图3是本发明图1座A-A方向的结构剖视图。

具体实施方式

[0011] 如图1所示的反凸轮式气动执行器，包括缸体4、缸盖、活塞7和传动轴3，缸体4上设有上气压口和下气压口，上气压口与活塞7上端面的上活塞腔连通，下气压口与活塞7下端面的下活塞腔连通，缸盖由顶盖9和底盖1组成；活塞7采用圆筒式活塞，在圆筒式活塞内圆壁制有两条对称的内导向槽14，内导向槽14上端靠近圆筒式活塞上盖的内壁，下端直通圆筒式活塞的下端口，内导向槽14上端与下端在圆筒式活塞圆周方向存在弧度，内导向槽14中段的弧度大于其上段和下段的弧度，即内导向槽14中段的斜度较平，两端的斜度较陡，在活塞7移动行程初段和末段，相同的轴向位移产生较小的旋转角度，输出较大的力矩，满足阀门开启初期和关闭末期力矩大，启闭中间过程力矩小的特性要求；传动轴3上端设有径向的导向杆10，导向杆10的两端外圆面插入内导向槽14内与内导向槽14动配合，传动轴3下端设有定位盘12，该定位盘12上下平面通过轴承11安装在密封挡板2与缸体4下端的底盖1之间，传动轴3外圆面与密封挡板2之间动密封配合，使传动轴3可以在底盖1和密封挡板2上旋转，而限制传动轴3轴向移动；在圆筒式活塞外圆壁制有两条对称的外导向槽15，缸体4上设有与外导向槽15动配合的导向销5，外导向槽15和内导向槽14在圆筒式活塞圆周面上镜像对称，即外导向槽15和内导向槽14对称分布在一个通过圆筒式活塞中心线的中间平面两侧，外导向槽15和内导向槽14形成反凸轮式结构，如图2所示；外导向槽15上端与下端之间在圆周方向的弧度为45°，内导向槽14下端与上端之间在圆周方向的弧度为45°，在圆筒式活塞从上到下移动一个行程时，圆筒式活塞相对缸体4顺时针旋转45°，传动轴3相对于圆筒式活塞顺时针旋转45°，从而使传动轴3相对缸体4顺时针旋转90°，实现了传动轴3传动90°回转阀门的启闭操作。在圆筒式活塞同样的移动距离下，传动轴3旋转角度越小，则输出转矩越大，采用圆筒式活塞相对缸体4旋转和传动轴3相对于圆筒式活塞旋转的叠加，在保证输出转矩不变的情况下，可缩短圆筒式活塞的轴向长度，减小产品体积。由于圆筒式活塞为无活塞杆结构，气源从上气压口和下气压口进气时的压力作用面积相同，降低推动圆筒式活塞的气源压力，耗气量小，与现有技术相比耗气量减少30％-40％。而且，在失去气源压力的情况下，圆筒式活塞可靠停留在原位，实现阀门位置自锁，无需另配保位阀。另外，通过对外导向槽15和内导向槽14分段斜度的设计，阀门启闭速度可实现快开快关、快开慢关、慢开快关和慢开慢关操作。本实施例中，外导向槽15和内导向槽14采用两端陡中间平的斜度设计，实现阀门慢开慢关操作，适合阀门开启初期密封面相互脱离和关闭到位密封面相互压紧阶段扭矩较大的操作要求。

[0012] 传动轴3上端面固定连接导向板6，导向板6外圆面与圆筒式活塞内圆壁动配合，保持传动轴3与圆筒式活塞的同心度，导向板6平面内制有通气孔，通气孔可以有若干个，保证下气压口的气压无阻挡的进入圆筒式活塞内腔；导向板6上平面中心与指示杆8的一端固定连接，指示杆8的另一端穿出圆筒式活塞上盖和缸体4上端的顶盖9外面，指示传动轴3的旋转角度，即阀门开度。指示杆8外圆面与圆筒式活塞上盖和顶盖9之间动密封配合。

[0013] 定位盘12采用凸轮结构，缸体4上设置与定位盘12的凸轮相互顶触的定位杆13，定位杆13与缸体4之间采用螺纹连接，通过调节定位杆13端部与定位盘12凸轮之间的距离，可以调节阀门关闭角度，定位杆13有两个，其中一个为关阀位定位，另一个为开阀位定位，如图3所示。