[发明专利]用于角行程阀门的气动执行机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀门启闭控制的气动执行机构，特别是一种用于球阀及蝶阀等角行程类阀门，其角行程为0～90°的阀门启闭控制的气动执行机构。

背景技术

阀门在冶金、能源、化工、石油、煤气化等行业有着十分广泛的应用，而使阀芯转动一定角度而达到调节或开关介质流通能力的球阀、蝶阀、截止阀等阀门均通过电动或气动角行程执行机构实现。现有技术中，对于球阀、蝶阀等角行程为0～90°的阀门而言，其气动角行程执行机构，无论国内或是国外通常都采用气缸或薄膜气囊结构，将气缸或薄膜气囊的直行程运动通过齿轮齿条机构或拔叉机构转换成角行程。对于单作用角行程机构而言，还需设置复位用的压缩或拉伸弹簧。因此，现有的气动角行程执行机构形体庞大、结构复杂、转动不均匀、有冲击、制造成本高，同时，因结构复杂而存在故障点多造成故障率较高。特别是在使用和安装空间位置受到一定限制的情况下，其拆装也十分困难，虽然本领域的技术人员对此进行了一些改进，但都没有从根本上解决现有技术中气动角行程执行机构存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种用于角行程为0～90°的阀门启闭控制的气动执行机构，其结构简单、转动匀速平稳、没有冲击、安装维护方便、截面占用面积小、使用寿命长、故障率低、制造成本低。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种用于角行程阀门的气动执行机构，包括角行程阀门阀杆、气缸缸体、活塞、以及用于活塞复位的复位装置，所述气缸缸体上形成有相互独立的且呈圆周分布的2～3个腔室，每一腔室连通有分别用于进排气的进气通道和排气通道；所述活塞由一活塞套和2～3个活塞片组成，活塞套通过键连接方式套装固定在阀杆上，活塞片圆周均布在活塞套外侧，活塞片的数量有与所述腔室数量相同，每一活塞片分别位于一对应的腔室中，活塞片可在腔室内由压缩空气推动其转动0～90°；所述复位装置用于使活塞转动复位。

采用上述技术方案的本发明，使用时，将气缸缸体固定在角行程阀门的支架上，进气通道和排气通道分别与供气管道和排气管道连接。由于气缸缸体与活塞构成了活塞可在0～90°范围内转动的转动式气缸结构，利用活塞的转动运动带动角行程阀门的阀杆转动，如在活塞处于0°阀门为关闭或开启状态，在90°时阀门为对应的开启或关闭状态，则可方便地实现阀门的启闭控制，以取代现有技术中的齿轮齿条或拔叉机构，从而简化了执行机构的结构，利于减小其截面积，可有效降低制造成本和故障率。其中腔室的设置数量根据实际应用的阀门通径大小确定，通径大的阀门设置3个腔室，通径小的阀门设置2个腔室。通过设置2～3个腔室以形成多缸结构，可成倍数地增大气缸对阀杆的作用转矩。

本发明中的气缸缸体由缸体本体和分别固定连接在两端的两透盖组成，缸体本体的主体呈圆管状，缸体本体的圆管内壁向内延伸有肋板；透盖与缸体本体及肋板的对应端面形成静密封连接；所述活塞的活塞套和活塞片的上下两端面分别与透盖的对应端面形成密封连接；所述肋板向内延伸的自由端端面与所述活塞的圆柱外表面形成动密封连接。采用这样的方案，以使气缸缸体形成组合结构，便于制造，降低制造成本，同时，还方便在各密封面设置相应的密封元件，确保密封效果。当然，最好是在第一透盖和第二透盖上设置与肋板和腔室相对应的凸棱和凹腔，以进一步确保密封元件的密封效果。为更进一步确保加工简单，更好的办法是将缸体本体的圆管体与肋板以及透盖的盖本体部分同其与肋板对应的凸出部分均设置成可拆装的组合结构；同样，活塞也由活塞套和各活塞片构成可拆装组合结构为最佳。

本发明中的复位装置可采用以下两种方式实现，一是在供气管道上设置一换向阀，以实现进气通道和排气通道的进排气换向，使转动式气缸形成双作用气缸，通过气压推动实现活塞转动方向的转换继而完成阀门的启闭控制；另一种是在阀杆位于气缸缸体的外部设置一卷簧、扭簧、拉伸或压缩弹簧类弹性元件，利用弹性元件的弹性力实现活塞的复位转动，以使转动式气缸形成单作用气缸。最好采用卷簧作为弹性元件，以充分利用气缸的现有截面，减小执行机构的轴向尺寸，继而减小其体积。采用单作用气缸的结构形式，可确保执行机构的具有较小的截面积。

本发明还包括在阀杆位于气缸缸体的外部设置一可调节限位装置，以调节活塞的转动角度，实现阀门开启度的控制。

本发明的有益效果是，结构简单、转动匀速平稳、没有冲击、安装维护方便、截面占用面积小、使用寿命长、故障率低、生产成本低。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明图1中的A—A剖视图。