氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其包括感應(yīng)觸頭、殼體、活塞、活塞桿、球頭頂桿及壓縮彈簧；所述殼體內(nèi)部設(shè)有內(nèi)腔，內(nèi)腔用于放置壓縮彈簧和活塞；活塞桿安裝在活塞內(nèi)，感應(yīng)觸頭與活塞桿緊固連成一體；所述活塞桿與殼體滑動配合，所述壓縮彈簧的下端與活塞接觸，所述活塞桿的下端設(shè)置有球頭頂桿。本發(fā)明是一種行程始終點信號反饋裝置，無需外加任何動力依靠復(fù)位彈簧及氣缸活塞的作用力實現(xiàn)回復(fù)與反饋的功能；氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置體積小，結(jié)構(gòu)原理簡單；活塞作用于球頭頂桿，依靠機(jī)械動能實現(xiàn)信號反饋，信號較其他安裝于氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部的信號反饋形式，更加安全可靠；氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置制造成本低，安裝便捷，免維護(hù)。
【專利說明】氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，屬于氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制附件【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會各行各業(yè)，特別是作為鋼鐵冶煉、石油化工、煤化工、發(fā)電等重要行業(yè)的自動化控制的驅(qū)動單元。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性能和外形直接影響自動化系統(tǒng)的控制精度和成本投入。
[0003]控制閥設(shè)計與制造是自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分，承載著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)革新的重要使命，在鋼鐵冶煉、石油化工、天燃?xì)?、煤化工等行業(yè)尤為重要。閥門控制的成敗直接影響整個系統(tǒng)的性能。控制性能較好的閥門可以提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。在此過程中，氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為閥門的驅(qū)動裝置應(yīng)用，在閥門選型和設(shè)計過程中有著很多不可替代的優(yōu)勢，它可以應(yīng)用于較復(fù)雜工況條件，并配合相應(yīng)的控制附件可以達(dá)到較高的控制性能，設(shè)計、制造和運行成本相對電動和液動執(zhí)行機(jī)構(gòu)來說都具有無可匹敵的優(yōu)勢。因此在閥門選型和設(shè)計時，氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)是儀表工程師和閥門設(shè)計工程師們的優(yōu)選型號。然而因氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)所使用的動力為壓縮空氣，其輸出力(力矩)受空氣壓縮機(jī)功率的直接影響，因此氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)如想做到大的力(力矩)輸出就必須依靠增加缸室面積來實現(xiàn)。這樣便使得氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)往往具有較大的體積，在某些安裝空間有限的特殊環(huán)境下，我們需要盡可能的縮小閥門的整體尺寸，然而往往因為這樣的設(shè)計改型會造成控制附件缺少安裝空間，無法給出準(zhǔn)確的行程反饋。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，以克服現(xiàn)有氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)始點和終點無法確定的不足，其結(jié)構(gòu)輕巧、安裝空間小、反應(yīng)靈敏、安全可靠且免維護(hù)。
[0005]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，包括感應(yīng)觸頭、殼體、活塞、活塞桿、球頭頂桿及壓縮彈簧；所述殼體內(nèi)部設(shè)有內(nèi)腔，內(nèi)腔用于放置壓縮彈簧和活塞，并對活塞起導(dǎo)向作用；活塞桿安裝在活塞內(nèi)，感應(yīng)觸頭與活塞桿利用螺栓緊固連成一體，通過第一六角螺母并緊；所述活塞桿與殼體滑動配合，所述壓縮彈簧的下端與活塞接觸，所述活塞的下端與活塞桿上的臺階接觸，所述活塞桿的下端設(shè)置有球頭頂桿，通過第二六角螺母并緊。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述殼體與活塞桿配合的圓形孔內(nèi)，設(shè)有兩個O形密封圈用于殼體與活塞桿的動密封。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述殼體外形設(shè)有一個四方，所述四方下端設(shè)置一個第一圓形臺階用于安裝第一 O形密封圈，所述第一圓形臺階下端設(shè)有第一外螺紋，用于與氣缸進(jìn)行連接。[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述內(nèi)腔的頂部設(shè)有第一圓形通孔，所述內(nèi)腔的圓形通孔的中間部分設(shè)有兩個環(huán)形槽，用于安裝第二 O形密封圈。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述活塞為圓柱形，所述內(nèi)腔的頂部設(shè)有第一圓形通孔，所述活塞上設(shè)有四個環(huán)形均布的圓形平衡孔。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述活塞桿的兩端分別設(shè)有第二外螺紋和第三外螺紋，用于安裝感應(yīng)觸頭和球頭頂桿；所述活塞桿的一側(cè)設(shè)有一個第二圓形臺階，用于活塞向下運動的定位。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述壓縮彈簧的兩端均設(shè)有平面，安裝時分別與殼體的內(nèi)腔和活塞的一側(cè)貼合，可以起到防傾斜的作用。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述球頭頂桿的一端設(shè)有第二內(nèi)螺紋，用于與活塞桿連接；所述球頭頂桿的另一端設(shè)為半球形。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述感應(yīng)觸頭為一端帶第一內(nèi)螺紋的圓柱形觸頭，感應(yīng)觸頭對外接的信號轉(zhuǎn)換裝置(行程開關(guān))提供來自于頂桿裝置的反饋信號。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點是:所述氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置采用了氣缸的活塞動作時產(chǎn)生的壓力作為活塞桿頂出的動力，回復(fù)時采用壓縮彈簧的回復(fù)力作為動力，無需外加任何動力源，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保無污染、防爆、安裝所需空間較小，具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。所述氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置可以提供氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)最大行程和最小行程的信號反饋，通過與行程開關(guān)的配合使用可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程的開關(guān)指示顯示功能和遠(yuǎn)程的控制功能。所述頂桿裝置的的殼體、活塞、活塞桿以及球頭頂桿均由不銹鋼材料制成，可以起到很好的防銹作用，從而大延長氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置的使用壽命。所述活塞利用四個圓形平衡孔來實現(xiàn)活塞兩側(cè)的壓力平衡，從而大大降低了壓縮彈簧的Pl…Pn…Pj值的設(shè)計要求，通過此平衡孔的設(shè)計可以減小壓縮彈簧的體積，從而縮小整個氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置的結(jié)構(gòu)尺寸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)外形示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖面視圖。
[0017]圖3為本發(fā)明的殼體結(jié)構(gòu)剖面視圖。
[0018]圖4為本發(fā)明的活塞結(jié)構(gòu)剖面視圖。
[0019]圖5為本發(fā)明的活塞桿結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6為本發(fā)明的球頭頂桿結(jié)構(gòu)剖面視圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1~圖3所不:本發(fā)明包括感應(yīng)觸頭1、 第一第六角螺母2、殼體3、第一 O形密封圈4、活塞5、活塞桿6、第二六角螺母7、球頭頂桿8、壓縮彈簧9、第二 O形密封圈10、四方11、第一圓形臺階12、第一外螺紋13、內(nèi)腔14、第一圓形通孔15、環(huán)形槽16、第二圓形通孔17、圓柱形18、圓形平衡孔19、導(dǎo)向20、第二圓形臺階21、第二外螺紋22、倒角23、第三外螺紋24、平面25、第二內(nèi)螺紋26、半球形27、第一內(nèi)螺紋28。[0023]包括感應(yīng)觸頭1，感應(yīng)觸頭I具有帶電、導(dǎo)磁的能力，以滿足電磁感應(yīng)式開關(guān)的安裝條件。所述感應(yīng)觸頭I與活塞桿6利用螺栓緊固連成一體，通過第一六角螺母2并緊；所述活塞桿6與殼體3作滑動配合，所述殼體3設(shè)有一個圓形內(nèi)腔14，內(nèi)腔14內(nèi)設(shè)有壓縮彈簧9，所述壓縮彈簧9的下端與活塞5接觸，所述活塞5的下端與活塞桿6上的臺階接觸，所述活塞桿6的下端設(shè)有球頭頂桿8，通過第二六角螺母7并緊，防松。所述殼體3下端設(shè)有第一 O形密封圈4，用于頂桿裝置靜密封；所述殼體3與活塞桿6配合的圓形孔內(nèi)，設(shè)有兩個O形密封圈用于殼體3與活塞桿6的動密封。
[0024]所述殼體3外形設(shè)有一個四方11，所述四方11下端設(shè)置一個第一圓形臺階12用于安裝第一 O形密封圈4，所述第一圓形臺階12下端設(shè)有第一外螺紋13，用于與氣缸進(jìn)行連接；所述殼體3內(nèi)部設(shè)有內(nèi)腔14，用于放置壓縮彈簧9和活塞5，并對活塞5起導(dǎo)向作用；所述內(nèi)腔14的頂部設(shè)有第一圓形通孔15，所述圓形通孔15的中間部分設(shè)有兩個環(huán)形槽16，用于安裝第二 O形密封圈10，起密封效果；
所述活塞5為圓柱形18，所述活塞5的中間設(shè)有一個第二圓形通孔17，用于安裝活塞桿6 ;所述活塞5設(shè)有四個環(huán)形均布的圓形平衡孔19，在氣缸有壓縮空氣時，通過此平衡孔可以使得頂桿裝置的內(nèi)部與氣缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的壓力平衡。所述圓形平衡孔19的面積總和，應(yīng)界于活塞5面積的1/5至1/3之間，不得超出此范圍。
[0025]所述活塞桿6的兩端分別設(shè)有第二外螺紋22和第三外螺紋24，用于安裝感應(yīng)觸頭I和球頭頂桿8 ;所述活塞桿6的一側(cè)設(shè)有一個第二圓形臺階21，用于活塞5向下運動的定位；所述活塞桿6的中間部分為導(dǎo)向20，與殼體3的圓形通孔形成滑動配合。所述導(dǎo)向20的端部設(shè)有倒角23，用于第二 O形密封圈10的安裝。所述導(dǎo)向20的表面要求研磨達(dá)到
0.8級以上粗糙度，避免活塞桿6動作時滑傷，造成不能密封的后果。
[0026]所述壓縮彈簧9的兩端為設(shè)有平面25，安裝時分別與殼體3的內(nèi)腔14和活塞5的一側(cè)貼合，可以起到防傾斜的作用。壓縮彈簧9的壓力值范圍應(yīng)按照大于等于氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)的額定氣源壓力的1.6倍。
[0027]所述球頭頂桿8的一端設(shè)有第二內(nèi)螺紋26，用于與活塞桿6連接；所述球頭頂桿8的另一端設(shè)為半球形27，使得頂桿裝置在動作時，保持點接觸；所述球頭頂桿8的長度需據(jù)其安裝的位置進(jìn)行定制，以保證頂桿裝置的有效性。
[0028]所述感應(yīng)觸頭I為一端帶第一內(nèi)螺紋28的圓柱形觸頭，感應(yīng)觸頭I對外接的信號轉(zhuǎn)換裝置(行程開關(guān))提供來自于頂桿裝置的反饋信號。
[0029]本發(fā)明氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置是一種行程始終點信號反饋裝置，無需外加任何動力依靠復(fù)位彈簧及氣缸活塞的作用力實現(xiàn)回復(fù)與反饋的功能。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置體積小，結(jié)構(gòu)原理簡單?；钊饔糜谇蝾^頂桿，依靠機(jī)械動能實現(xiàn)信號反饋，信號較其他安裝于氣缸式執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)部的信號反饋形式，更加安全可靠。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置制造成本低，安裝便捷，免維護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其特征是:包括感應(yīng)觸頭(I)、殼體(3)、活塞(5)、活塞桿(6)、球頭頂桿(8)及壓縮彈簧(9);所述殼體(3)內(nèi)部設(shè)有內(nèi)腔(14)，內(nèi)腔(14)用于放置壓縮彈簧(9)和活塞(5)，并對活塞(5)起導(dǎo)向作用；活塞桿(6)安裝在活塞(5)內(nèi)，感應(yīng)觸頭(I)與活塞桿(6)緊固連接成一體，通過第一六角螺母(2)并緊；所述活塞桿(6)與殼體(3)滑動配合，所述壓縮彈簧(9)的下端與活塞(5)接觸，所述活塞(5)的下端與活塞桿(6)上的臺階接觸，所述活塞桿(6)的下端設(shè)置有球頭頂桿(8)，通過第二六角螺母(7)并緊。
2.如權(quán)利要求1所述的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其特征是:所述殼體(3)與活塞桿(6)配合的圓形孔內(nèi)，設(shè)有兩個O形密封圈用于殼體(3)與活塞桿(6)的動密封。
3.如權(quán)利要求1所述的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其特征是:所述 殼體(3)外設(shè)有一個四方(11)，所述四方(11)下端設(shè)置有第一圓形臺階(12)用于安裝第一 O形密封圈(4)，所述第一圓形臺階(12)下端設(shè)有第一外螺紋(13)，用于與氣缸進(jìn)行連接。
4.如權(quán)利要求1所述的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其特征是:所述內(nèi)腔(14)的頂部設(shè)有第一圓形通孔(15)，所述內(nèi)腔(14)的圓形通孔的中間部分設(shè)有兩個環(huán)形槽(16)，用于安裝第二 O形密封圈(10)。
5.如權(quán)利要求1所述的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其特征是:所述 活塞(5)為圓柱形(18)，所述活塞(5)上設(shè)有四個環(huán)形均布的圓形平衡孔(19)。
6.如權(quán)利要求1所述的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其特征是:所述 活塞桿(6)的兩端分別設(shè)有第二外螺紋(22)和第三外螺紋(24)。
7.如權(quán)利要求1所述的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其特征是:所述 活塞桿(6)的一側(cè)設(shè)有一個第二圓形臺階(21)，用于活塞(5)向下運動的定位。
8.如權(quán)利要求1所述的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其特征是:所述 壓縮彈簧(9)的兩端均設(shè)有平面(25)。
9.如權(quán)利要求1所述的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其特征是:所述 球頭頂桿(8)的一端設(shè)有第二內(nèi)螺紋(26)，用于與活塞桿(6)連接；所述球頭頂桿(8)的另一端設(shè)為半球形(27)。
10.如權(quán)利要求1所述的氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)行程反饋頂桿裝置，其特征是:所述感應(yīng)觸頭(I)一端為帶有第一內(nèi)螺紋(28 )的圓柱形觸頭。
【文檔編號】F16K31/122GK103591366SQ201310590078
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月20日
【發(fā)明者】陳彥, 鄧傳湖, 何甜庭, 錢洪洋 申請人:無錫智能自控工程股份有限公司