一种钢索驱动式气动执行机构制造技术

本发明专利技术属于气动执行机构技术领域，公开了一种钢索驱动式气动执行机构，包括驱动机构、活塞式气动机构和弹簧复位机构，驱动机构箱体、箱盖和驱动滑轮，驱动滑轮上连接前钢索和后钢索；活塞式气动机构包括固定连接的前缸盖、缸筒和后缸盖以及活塞，活塞通过前钢索牵引杆与前钢索的前端相连；弹簧复位机构包括固定连接的弹簧筒前盖、弹簧筒和弹簧筒后盖以及压缩弹簧和弹簧座，弹簧座通过后钢索牵引杆与后钢索的后端相连，本发明专利技术牵引运动过程完全是滚动摩擦，避免了传统的活塞式执行机构在直线运动转换为旋转运动中带来的输出扭矩损失，使运动过程更平稳，为角行程的阀门驱动提供具有线性特性的输出扭矩，满足阀门所需的更为稳定的控制要求。 1

【技术实现步骤摘要】
一种钢索驱动式气动执行机构
本专利技术涉及一种气动执行机构，具体的说是一种具有线性输出扭矩特性、动作平稳、占空更小的钢索驱动式气动执行机构，属于气动执行机构

技术介绍
角行程阀门(如球阀、蝶阀等)是过程控制系统和化工装置中选用十分广泛的阀门类型。已有的可选配的执行机构中，气动活塞式执行机构常常作为大扭矩要求时最多的选项。在传统的气动活塞式执行机构中，普遍采用曲臂连杆或曲臂滑块结构，作为由活塞提供的直线运动转换为曲臂的旋转运动的主要方式。传统的曲臂连杆或曲臂滑块结构，由于推力的分力角度在运动中不断变化，使作用在曲臂切向的分力值在全行程中不断变化，最终使输出扭矩特性呈U形分布，即行程中段输出扭矩相对较小，这样也就影响到角行程阀门在过程控制中的控制要求，而且往往受输出扭矩特性中段最小值的限制，选型时必须考虑较大规格的型号来满足阀门的驱动要求。在直线运动转换为旋转运动的过程中，传统的曲臂连杆或曲臂滑块结构动作零件之间都存在滑动摩擦。由于滑动摩擦的影响，使输出扭矩不够平稳，从而导致阀门动作的稳定性不足；同时，在动作启动时需要克服一定的静摩擦力，使扭矩输出产生迟滞，反应不够灵敏，不利于阀门动作的快速响应，在选型时具有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种具有线性输出扭矩特性、动作平稳、反应灵敏、占空更小的钢索驱动式气动执行机构，能满足大扭矩输出、动作稳定性和响应速度要求高、占空要求较严格的场合的阀门驱动需求。由于它具有稳定的扭矩输出，在相同扭矩要求的选型要求下，可比传统的活塞式执行机构选用更低的规格型号，减小了占空和用气量，从而提高了经济效益。根据本专利技术提供的技术方案，所述钢索驱动式气动执行机构，包括驱动机构、活塞式气动机构和弹簧复位机构，所述驱动机构箱体、箱盖和驱动滑轮，所述箱体内设有下轴承，箱盖内设有上轴承，所述驱动滑轮的上下端分别安装在上轴承与下轴承的内圈内，驱动滑轮上连接前钢索和后钢索；所述活塞式气动机构包括固定连接的前缸盖、缸筒和后缸盖，所述后缸盖与箱体的前端相连，缸筒内设有活塞，活塞通过前钢索牵引杆与前钢索的前端相连；所述弹簧复位机构包括固定连接的弹簧筒前盖、弹簧筒和弹簧筒后盖，所述弹簧筒前盖与箱体的后端相连，弹簧筒内设有弹簧座，弹簧座通过后钢索牵引杆与后钢索的后端相连，弹簧筒前盖与弹簧座之间设有压缩弹簧。进一步的，所述箱体的两侧设有用于对驱动滑轮的旋转运动作前、后机械限位的前限位螺栓和后限位螺栓，并且能够通过调节所述前限位螺栓和后限位螺栓的旋入深度，调整驱动滑轮旋转运动的角度范围。进一步的，所述驱动滑轮的外侧设有呈上下布局的上U形槽和下U形槽；所述前钢索缠于驱动滑轮外侧的下U形槽内，前钢索的后端固定在驱动滑轮上；所述后钢索缠于驱动滑轮外侧的上U形槽内，后钢索的前端固定在驱动滑轮上。进一步的，所述前钢索牵引杆的前端与活塞相连；所述前钢索穿过前钢索牵引杆，并与前钢索牵引杆的前端相固定。进一步的，所述箱体和后缸盖之间设有钢索导向座，前钢索导向衬套安装在前钢索导向座上；所述前钢索牵引杆穿过前钢索导向衬套与活塞相连。进一步的，所述后钢索牵引杆的后端与弹簧座相接；所述后钢索穿过后钢索牵引杆，并与后钢索牵引杆的后端相固定。进一步的，所述箱体和弹簧筒前盖之间设有后钢索导向座，后钢索导向衬套安装在后钢索导向座上；所述后钢索牵引杆穿过后钢索导向衬套与弹簧座相接。进一步的，所述上轴承和下轴承均采用标准滚动轴承。本专利技术与已有技术相比具有以下技术效果：前钢索和后钢索相互直线牵引运动，带动驱动滑轮作旋转运动，前钢索和后钢索的牵引力切向作用在驱动滑轮上，直接形成相应扭矩，使力臂长度始终保持不变，由此实现线性的扭矩输出特性；前钢索和后钢索在驱动滑轮两个U形槽内作滚动摩擦，有效减少了因摩擦影响到输出扭矩的损失，有效提高了转换效率和输出扭矩的平稳性，从而使驱动的阀门控制更为稳定可靠；具有线性的扭矩输出特性，没有传统的采用曲臂连杆或曲臂滑块结构驱动的气动活塞式执行机构所固有的行程中段输出扭矩的明显降低问题，在阀门作执行机构选型时，可以选择更小的规格型号，有效降低阀门整机的成本，减小阀门整机在装置中的占空，从而提高经济效益；传动部分不受静摩擦力的影响，对输入气源信号的响应更灵敏迅捷，特别是需要大扭矩驱动的阀门选型时，能同时满足快速反应的需求；由于在驱动机构中避免了滑动摩擦的影响，运动零件的摩擦损耗小，且运动零件少，使产品工作寿命更长，维护成本更低；采用上部安装箱盖结构，安装简单，维护方便。附图说明图1为本专利技术轴测结构示意图。图2为本专利技术箱体部分剖视图。图3为本专利技术驱动滑轮结构示意图。图4和图5为本专利技术驱动滑轮运动示意图。附图标记说明：1-箱体、2-箱盖、3-驱动滑轮、4-上轴承、5-后钢索、6-前钢索、7-后限位螺栓、8-后钢索锁紧螺母、9-前钢索锁紧螺母、10-前限位螺栓、11-后缸盖、12-缸筒、13-活塞、14前缸盖、15-前钢索牵引杆、16-前钢索导向座、17-前钢索导向衬套、18-弹簧筒前盖、19-弹簧筒、20-压缩弹簧、21-弹簧座、22-弹簧筒后盖、23-后钢索导向座、24-后钢索牵引杆、25-后钢索导向衬套、26-下轴承、27-下U形槽、28-上U形槽。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1-3所示：钢索驱动式气动执行机构，主要包括：由箱体1、箱盖2、驱动滑轮3、上轴承4、下轴承26、前钢索6、后钢索5、前限位螺栓10、后限位螺栓7、前钢索锁紧螺母8、后钢索锁紧螺母9组成的驱动机构；由前缸盖14、后缸盖11、缸筒12、活塞13、前钢索牵引杆15、前钢索导向座16、前钢索导向衬套17组成的活塞式气动机构；由弹簧筒前盖18、弹簧筒后盖22、弹簧筒19、压缩弹簧20、弹簧座21、后钢索导向座23、后钢索牵引杆24、后钢索导向衬套25组成的弹簧复位机构。如图1-3所示，箱体1与箱盖2螺栓固定，箱体1内设有下轴承26，箱盖2内设有上轴承4，驱动滑轮3的上下端分别安装在上轴承4与下轴承26的内圈内，驱动滑轮3两端分别连接前钢索6与后钢索5。上轴承4和下轴承26都采用标准滚动轴承。如图1所示，箱体1的一端与后缸盖14连接，后缸盖14与缸筒12、前缸盖11通过螺栓固定，缸筒12内设有活塞13，作为气动驱动零件。活塞13通过前钢索牵引杆15与前钢索6前端相连，实现活塞13的往复直线运动牵引前钢索6同时作往复直线运动。箱体1的另一端与弹簧筒前盖18连接，弹簧筒前盖18与弹簧筒19、弹簧筒后盖22焊接成一体式。弹簧筒19内设有弹簧座21，弹簧筒前盖18与弹簧座21之间设有压缩弹簧20，弹簧座21通过后钢索牵引杆24与后钢索5后端相连，实现由压缩弹簧20的伸缩运动带动弹簧座21作往复直线运动，再牵引后钢索5同时作往复直线运动。活塞13与前钢索牵引杆15前端连接；前钢索6穿过前钢索牵引杆15，并与前钢索牵引杆15的前端固定。前钢索导向座16固定在箱体1和后缸盖11之间，前钢索导向衬套17安装在前钢索导向座16上；前钢索牵引杆15从前钢索导向衬套17内穿过，为前钢索牵引杆15运动提供导向作用。弹簧座21与后钢索牵引杆24后端连接；后钢索5穿过后钢索牵引杆24，并与后钢索牵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钢索驱动式气动执行机构，包括驱动机构、活塞式气动机构和弹簧复位机构，其特征

【技术特征摘要】
1.钢索驱动式气动执行机构，包括驱动机构、活塞式气动机构和弹簧复位机构，其特征在于，所述驱动机构箱体（1）、箱盖（2）和驱动滑轮（3），所述箱体（1）内设有下轴承（26），箱盖（2）内设有上轴承（4），所述驱动滑轮（3）的上下端分别安装在上轴承（4）与下轴承（26）的内圈内，驱动滑轮（3）上连接前钢索（6）和后钢索（5）；所述活塞式气动机构包括固定连接的前缸盖（14）、缸筒（12）和后缸盖（11），所述后缸盖（11）与箱体（1）的前端相连，缸筒（12）内设有活塞（13），活塞（13）通过前钢索牵引杆（15）与前钢索（6）的前端相连；所述弹簧复位机构包括固定连接的弹簧筒前盖（18）、弹簧筒（19）和弹簧筒后盖（22），所述弹簧筒前盖（18）与箱体（1）的后端相连，弹簧筒（19）内设有弹簧座（21），弹簧座（21）通过后钢索牵引杆（24）与后钢索（5）的后端相连，弹簧筒前盖（18）与弹簧座（21）之间设有压缩弹簧（20）。2.如权利要求1所述的钢索驱动式气动执行机构，其特征在于，所述箱体（1）的两侧设有用于对驱动滑轮（3）的旋转运动作前、后机械限位的前限位螺栓（10）和后限位螺栓（7），并且能够通过调节所述前限位螺栓（10）和后限位螺栓（7）的旋入深度，调整驱动滑轮（3）旋转运动的角度范围。3.如权利要求1所述的钢索驱动式气动执行机构，其特征在于，所述驱动滑轮（3）的外侧设有呈上下布局的上U...

【专利技术属性】
技术研发人员：童晓春，陈彦，倪晓飞，唐圆昕，杭丽娜，
申请(专利权)人：无锡智能自控工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32