用于閥門的單作用氣動執(zhí)行機構及閥門的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種閥門的執(zhí)行機構，尤其是在自動化儀表控制裝置中，在故障狀態(tài)下當氣源斷氣時，在彈簧力的作用下使閥門快速開啟或關閉的執(zhí)行機構，該執(zhí)行機構具有安全保護功能。
[0002]
【背景技術】
[0003]單作用氣動執(zhí)行機構是作為自動化儀表控制裝置中一種重要的現(xiàn)場控制設備，是執(zhí)行機構分類中的品種之一。彈簧自動復位起到故障安全保護作用。
[0004]現(xiàn)有的單作用氣動執(zhí)行機構均是由氣缸、機械彈簧、機械手操、箱體、齒輪、主軸等主要零部件組成。其中彈簧作為工業(yè)自動化裝置中的一個重要元件。而機械彈簧就是充分利用材料的物理特性，通過一定的轉換方式來實現(xiàn)其存儲能量和釋放能量，材料的特性在一定程度上決定了彈簧的物理和力學特性，并影響著彈簧產(chǎn)品的設計和特殊性要求的提升。傳統(tǒng)的機械彈簧性能無法滿足工業(yè)自動化水平逐步提高的使用壽命要求，而采用新材料高性能的機械彈簧其熱處理和表面處理工藝復雜且精度要求比較高，熱處理和材料表面粗糙度對機械彈簧的疲勞強度影響很大。其中熱處理要消耗大量的電力能源、表面處理對環(huán)境污染嚴重。由于機械彈簧的物理和力學特性的影響在長期負載作用下工作容易產(chǎn)生疲勞，使彈簧的力學性能下降，使用壽命降低，當自動化控制裝置在緊急故障時，可能出現(xiàn)無法控制閥門的開啟或關閉，造成自動化系統(tǒng)裝置失效，可靠性和穩(wěn)定性相對比較低，使用效果不理想。
[0005]機械手操結構與執(zhí)行機構連接不緊湊、體積大，需要與執(zhí)行機構進行附加連接，且操作力矩較大，現(xiàn)場需要幾個人同時進行操作，降低了自動化控制水平，且浪費資源和人力資源，使用不方便。因此急需出現(xiàn)一種體積小、安裝方便、操作省力、穩(wěn)定性強、安全可靠的單作用氣動執(zhí)行機構。
[0006]齒輪齒條結構的執(zhí)行機構的力矩是線性的，隨著彈簧力的釋放；開啟力矩逐漸變小，到閥門開啟或關閉位置執(zhí)行機構力矩是最小的，而閥門的開啟力矩是拋物線型的，在閥門開啟和關閉位置力矩是最大的，這樣配置執(zhí)行機構體積相對偏大，用執(zhí)行機構最小的力矩點匹配閥門開啟的最大力矩點。執(zhí)行機構的力矩曲線和閥門的開啟力矩曲線不吻合，不是最經(jīng)濟的機械結構設計。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明根據(jù)以上不足，提供了一種用于閥門的單作用氣動執(zhí)行機構。
[0008]本發(fā)明的技術方案是:
一種用于閥門的單作用氣動執(zhí)行機構，包括:控制閥門開關的閥門主軸，其特征是，還包括:
箱體，與閥門殼體固定，箱體上設置穿入閥門主軸的軸孔； 氣缸，缸體與箱體固定，氣缸連桿伸入到箱體內(nèi)；
油缸，缸體與箱體固定，油路敞開，油缸連桿伸入到箱體內(nèi)與氣缸連桿固定；
滑塊，與油缸連桿固定；
轉軸，一端與滑塊固定，另一端從滑塊伸出；
撥叉，呈U字型，底部與閥門主軸固定，轉軸位于U字型空腔內(nèi)；
油缸罩，與箱體固定，油缸位于油缸罩內(nèi)；
氮氣彈簧位于油缸活塞與油缸罩的一個內(nèi)端面之間；
氣缸在氣壓的作用下，氣缸連桿伸張，施壓油缸連桿和滑塊，油缸連桿收縮，氮氣彈簧受壓，滑塊上的轉軸帶動撥叉和閥門主軸轉動，打開或關閉閥門，氣缸連桿收縮時，氮氣彈簧自動復位，閥門快速復位。
[0009]氣缸連桿收縮可以是人工控制或自動控制，將氣缸內(nèi)的氣壓釋放。
[0010]氮氣彈簧結構緊湊、體積小、彈壓力較大(初始氮氣壓力15MPa)、相當于變載荷的液壓缸，耐沖擊力強、安全性和可靠性高、且使用壽命長等特點。使用壽命在100萬次以上，最大行程次數(shù)每分鐘6至40次使用頻率較高，已經(jīng)在汽車行業(yè)和沖壓設備中廣泛應用，代表著新的技術發(fā)展方向。
[0011]閥門主軸、撥叉、滑塊、油缸連桿和轉軸組成的五連桿機構，可以實現(xiàn)輸出力矩曲線為拋物線型曲線，滿足閥門所需的力矩曲線為拋物線型曲線，即在閥門開啟和關閉位置力矩大，之間過程力矩小的力矩曲線。結構設計經(jīng)濟性好且運行平穩(wěn)。
[0012]為了控制油缸的動作，還包括:
手動栗、液壓閥和手動截止閥，三者與所述的油缸組成液壓手動系統(tǒng)，該液壓手動系統(tǒng)固定在所述油缸罩上，通過液壓手動系統(tǒng)，能手動讓油缸連桿收縮，在氣缸連桿收縮的前提下，還能在液壓手動系統(tǒng)和氮氣彈簧的作用下，讓油缸連桿伸張。
[0013]液壓的推力遠遠優(yōu)于機械結構推力且不需減速。液壓技術的應用將逐步被推廣和普及，工藝自動化裝置即將進入液壓時代。
[0014]為了獲得閥門位置的信息，還包括閥位器，該閥位器與所述閥門主軸連接，閥位器能顯示閥門主軸的轉動角度。
[0015]為了獲得油缸活塞位置的信息，還包括油位透視窗，該油位透視窗設置在所述油缸罩上，油位透視窗能顯示油缸罩內(nèi)的油量，從而能得知所述油缸活塞的位置。
[0016]為了能受力合理、對稱，所述撥叉為雙U字型結構，所述轉軸從所述滑塊的兩端伸出且分別位于兩個U字型空腔內(nèi)。
[0017]為了拆裝方便，所述手動栗的栗體用螺紋結構插裝在所述油缸罩上。
[0018]我們知道，氮氣彈簧有存在漏氣的可能性，為了能了解氮氣彈簧是否漏氣，還包括刻度盤和可拆卸的校驗拉簧，校驗拉簧的一端能鉤住所述手動栗的手壓桿、另一端能鉤住所述油缸罩的固定柱，刻度盤相對所述油缸罩固定，刻度盤能顯示手壓桿的角度。根據(jù)氮氣彈簧選擇合適的校驗拉簧參數(shù)，結合刻度盤可獲得手壓桿的角度，進而可以得知氮氣彈簧的初始壓力，舉例說，當使用某校驗拉簧時，手壓桿在刻度盤上的角度剛好是零對，對應的是氮氣彈簧的初始壓力，數(shù)月后，手壓桿在刻度盤上的角度變小，此時，就可以判斷氮氣彈簧已有變化，可能是有漏氣發(fā)生。以此可以校驗氮氣彈簧是否漏氣，非校驗情況下，校驗拉簧取下。
[0019]一種閥門，包括所述的用于閥門的單作用氣動執(zhí)行機構。
[0020]本發(fā)明應用于石油、石化、電力等自動化儀表控制裝置中，可快速開啟或關閉閥門，避免事故發(fā)生，手動操作方便簡單省力，可靠地保護自動化儀表控制裝置，安全系數(shù)高。
[0021]本發(fā)明具有整體體積小、安裝方便、靈敏度高、反應迅速、穩(wěn)定性好、安全可靠、節(jié)省人力資源的有益效果。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明的整體結構示意圖。
[0023]圖2為圖1拆除撥叉后的結構示意圖。
[0024]圖3為本發(fā)明局部外形結構示意圖。
[0025]圖4為本發(fā)明撥叉相關的局部側視圖。
[0026]
【具體實施方式】