[实用新型]连杆增力转角式阀门气动驱动装置

说明书

本实用新型涉及一种连杆增力转角式阀门气动驱动装置。

气动驱动装置是一种以气体压力为动力，驱动控制阀门开启和关闭的专门装置，它的工作过程是：在调节单元或人工给定0.02～0.1Mpa气信号或DC0～10、4～20mA电信号的控制下使压缩空气通入气缸一端，推动活塞运动，通过力臂、连杆带动摇杆，使输出轴产生0～90°相应转角输出转矩，能够产生90°转角转矩的气动驱动装置目前有：气缸和摇杆式、齿条齿轮式及摆动缸式。这些形式的装置，虽然都能完成90°转角动作，但其力矩特性不适用于驱动蝶阀，因为上述各种形式的气动驱动装置力矩特性，用于驱动蝶阀很不理想，并且存在工艺性差，效率低等问题。

本实用新型就是针对上述问题，而提出一种新的技术方案，设计一种连杆增力的传动机构，从而改善了气动驱动装置的输出力矩特性，使其适合于蝶阀开启和关闭力矩特性的需要，提高了工艺性和效率，避免了上述现有气动驱动装置输出力矩的不足，是一种适合于强制密封蝶阀力矩特性的理想装置。

本实用新型是通过这样的技术方案实现的：装置由箱体、气缸、传动机构、输出轴等组成，其特征是采用连杆增力传动机构。装置中箱体内部安装着传动机构、箱体也是固定连接气缸、支撑输出轴和其它零件的基体，当压缩空气进入气缸后，推动活塞并通过力臂、连杆带动摇杆驱动输出轴输出力矩，当气缸活塞完成一个行程，则输出轴相应地转动0～90°。蝶阀通过键固定连接在输出轴上，以达到相应动作。

为了增大输出力矩，本实用新型还可以采用这样的方案：当力矩达4000～5000Nm时，可采用双缸驱动如图4所示：当力矩达8000Nm以上时，则可采用四缸驱动如图5所示。

为了完成开关的两位动作，本装置可配置两位四通电磁阀，当需要实现连续控制时，本装置可配置气信号和或电信号定位器，其输入信号分别为0.02～0.1Mpa和DC0～10mA或4～20mA，其输入信号与阀门开度可成线性平方、开方等对应关系，从而实现自动控制；当需要阀位反馈时，本装置可配置角位移变送器，它可将0～90°转角转变为DC0～10mA或4～20mA电信号。

上述连杆增力转角式阀门气动装置原理如下：

在驱动装置工作状态下，连杆增力传动机构受力如图1所示，当取连杆长度、摇杆长度及滑槽中心线至输出轴孔中心线之间距离h均为相等数值时，根据力的分析，可推出公式：M＝P·h·Cos（90°－α－β）＝（Qh／Cosα）·Sin（α＋β）

式中：M为输出力矩；P为作用在连杆上的分力：Q为气动推力；α为连杆与滑槽中心线夹角；β为摇杆与输出轴中心线夹角。当β角减小时，则α角增大，M值随之增加，反之M值则减小，M值的特性曲线恰与蝶阀启、闭力矩特性曲线适用。

由于驱动装置采用了连杆增力传动机构，使整机受力良好，提高了效率，因此本实用新型是驱动蝶阀的理想驱动装置。

图1，本实用新型传动机构原理图。

图2，根据本实用新型设计的单缸式驱动装置剖视图。

图3，图2的A～A剖视图。

图4，双缸式驱动装置剖视图。

图5，四缸式驱动装置剖视图。

下面结合附图详述本实用新型的构成。

如图2、图3所示是根据本实用新型所提供的一种单缸驱动气动驱动装置剖视图。装置由箱体（1），气缸（2），传动机构（3），输出轴（4），调整螺栓（5）等组成。气缸设有两个进气孔，当压缩气体从上孔进入气缸上腔时，推动活塞（31）向下运动，力臂轴（33）置于箱体（1）和箱盖的上下滑槽（11）中，与活塞杆（32）活动连接于一体，使其沿滑槽（11）滑动；连杆（34）与摇杆（35）、摇杆（35）与输出轴（4）均为活动连杆，使整个机构工作灵活可靠，从而将活塞（31）的直线运动转变为90°转角输出力矩。当活塞（31）运动到下死点后，压缩气体改从下孔进入气缸，使输出轴反方向转动，实现阀门的开启和关闭全部动作过程。

实现本实用新型的最佳方式为：为避免手动时出现死点，设计本装置时，α角应控制在小于90度角范围内；连杆长度、摇杆长度、滑槽中线与输出轴孔中线之间距离h，取相等数值为佳。