角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构

摘要

本发明提供一种涉及调节阀技术领域的角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构，包括：箱体；第一气缸通过箱体与第二气缸连接；活塞杆的两端分别穿入于第一气缸和第二气缸的内部，且与第一活塞本体和第二活塞本体连接；拨叉的本体的一端上设有相对设置的第一叉部和第二叉部，拨叉的本体的另一端连接转轴，活塞杆处于所述第一叉部和所述第二叉部之间；两个滑块本体分别嵌入于相应的叉口中；滑块销穿过块体销连接孔和滑块销连接孔，将滑块本体与活塞杆连接；离合式手动操作机构包括蜗轮、偏心套、蜗杆、蜗杆轴和手轮。本发明能在执行机构自动控制发生故障时切换成手动操作，故障消除后又切换为自动控制，还能监察调节阀的开度位置，精度高。

说明书

技术领域

本发明涉及调节阀技术领域，特别是涉及一种角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机 构。

背景技术

气动角行程调节阀，如O型球阀、V型球阀、蝶阀、偏心阀、逆止阀等广泛应用于化 工、石油、天然气、冶金、电站、食品、造纸等工业过程的自动控制中，应用面广，使用量 大。目前，气动角行程调节阀所配的角行程气动活塞式执行机构如需有手操功能，均须另配 手动操作机构产品，用户观察调节阀的控制位置，也须另配阀位指示装置。由于另配手动操 作机构和阀位指示装置不仅使执行机构的体积变大，操作不方便，总价贵，外形不美观，而 且由于将手动操作机构和阀位指示装置与气动活塞式执行机构连接时，所需的连接零件较 多，积累误差较大，造成角行程调节阀的控制精度变差。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明解决的技术问题在于提供一种结构紧凑，操作方 便，能够集合手动和自动操作功能，以及阀位指示功能于一体的角行程调节阀的横装式气动 活塞式执行机构。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种角行程调节阀的横装式气动活塞式执 行机构，包括：箱体；第一气缸、第二气缸，所述第一气缸通过所述箱体与所述第二气缸连 接；所述第一气缸和所述第二气缸的内部分别设有第一活塞本体和第二活塞本体；活塞杆， 所述活塞杆的两端分别穿入于所述第一气缸和所述第二气缸的内部，所述活塞杆的两端分别 与所述第一活塞本体和所述第二活塞本体连接，所述活塞杆上设有滑块销连接孔，所述滑块 销连接孔的中轴线与所述活塞杆的中轴线垂直；拨叉，设置于所述箱体的内部，所述拨叉的 本体的一端上设有相对设置的第一叉部和第二叉部，所述第一叉部和所述第二叉部上均设有 叉口，所述拨叉的本体的另一端连接转轴，所述活塞杆从所述第一叉部和所述第二叉部之间 的间隙穿过；两个滑块本体，分别嵌入于相应的所述第一叉部的叉口和所述第二叉部的叉口 中，所述叉口的长度大于所述滑块本体的长度，所述滑块本体在相应的所述叉口中滑动，所 述滑块本体上设有块体销连接孔；滑块销，穿过所述块体销连接孔和所述活塞杆上的所述滑 块销连接孔，将所述滑块本体与所述活塞杆连接；离合式手动操作机构，包括蜗轮、偏心套、 蜗杆、蜗杆轴和手轮；所述蜗轮与所述转轴连接，所述偏心套设置于所述箱体的内部，且处 于所述蜗轮的下方，所述蜗杆设置于所述偏心套的内部，所述蜗杆与所述蜗杆轴连接，所述 蜗杆轴与所述手轮连接。

优选地，所述的角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构，还包括阀位指示装置，所 述阀位指示装置包括阀位指示舱、角度指示牌和指针，所述阀位指示舱与所述箱体连接，所 述角度指示牌设置于所述阀位指示舱的内部，所述指针与所述蜗轮连接，且处于所述阀位指 示舱的内部。

优选地，所述离合式手动操作机构还包括定位销；所述偏心套上分别设有供所述定位销 插入的手动定位孔和自动定位孔。

优选地，所述偏心套上还设有手柄。

优选地，所述蜗杆轴的中轴线与所述活塞杆的中轴线之间的夹角为25°-30°。

优选地，所述蜗轮为扇形，所述蜗轮与所述蜗杆的模数相同，所述蜗轮的另一侧与所述 转轴连接。

优选地，所述第一气缸包括第一缸体、第一导向盖和第一端盖，所述第一缸体的两端分 别与第一端盖和所述箱体的左法兰连接，所述第一导向盖设置于所述第一缸体上，且所述第 一导向盖与所述箱体连接；所述第二气缸包括第二缸体、第二导向盖和第二端盖，所述第二 缸体的两端分别与第二端盖和所述箱体的右法兰连接，所述第二导向盖设置于所述第二缸体 上，且所述第二导向盖与所述箱体连接；所述活塞杆依次穿过所述第一导向盖、所述箱体和 所述第二导向盖。

进一步地，当所述角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构采用双作用结构时，所述 第一端盖、所述箱体的左法兰、所述箱体的右法兰和所述第二端盖分别设有第一操作气源接 口、第二操作气源接口、第三操作气源接口和第四操作气源接口。

进一步地，当所述角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构采用单作用结构时，所述 第一气缸还包括设置于所述第一缸体内部的第一弹簧件，所述第一弹簧件处于所述第一导向 盖与所述第一活塞本体之间，所述第一弹簧件套在所述活塞杆上；所述第二气缸还包括设置 于所述第二缸体内部的第二弹簧部件，所述第二弹簧部件处于所述第二活塞本体和所述第二 端盖之间。

更进一步地，所述活塞杆的穿入于所述第一气缸内部的一端设有内螺纹；所述第一气缸 还包括设置于所述第一缸体内部的压簧螺栓，所述压簧螺栓穿过所述第一活塞本体，且穿入 于所述活塞杆的内螺纹中，将所述第一活塞本体与所述活塞杆连接；所述第二端盖上设有限 位套，所述限位套处于所述第二缸体的内部，所述限位套的远离所述第二端盖的一端上设有 限位卡口；所述第二弹簧部件包括第二弹簧座、第二弹簧本体和限位杆，所述第二弹簧本体 的两端分别与所述第二弹簧座和所述第二端盖连接；所述限位杆的一端与所述第二弹簧座连 接，所述限位杆的另一端穿入于所述限位套中，所述限位杆的另一端上设有台阶，所述台阶 的尺寸大于所述限位卡口的尺寸，所述限位杆和所述限位套均处于所述第二弹簧本体中。

如上所述，本发明所述的角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构，具有以下有益效 果：

本发明使用时，当本发明设置为“自动”时，转动偏心套，使蜗轮与蜗杆分离，向第一气 缸和第二气缸输入气体压力，驱动第一活塞本体和第二活塞本体移动，第一活塞本体和第二 活塞本体推动活塞杆移动，活塞杆带动滑块本体移动，滑块本体在拨叉的叉口中滑移，滑块 本体带动拨叉旋转，使转轴随着拨叉转动，转轴带动阀杆移动，实现对流经调节阀的流体通 断和调节控制；当本发明设置为“手动”时，切断操作气压，转动偏心套，使蜗轮与蜗杆啮合， 操作手轮，转动蜗杆，带动蜗轮移动，使转轴带动阀杆移动，实现手动控制流经阀的流体通 断和调节控制。本发明还设置了阀位指示装置，在转轴转动过程中，通过阀位指示装置可观 察调节阀的开度。本发明将活塞执行机构、离合式手动操作机构和阀位指示装置集合为一体， 结构紧凑，操作方便，提高了整机控制的精度。

本发明的机构采用双作用结构，且将本机构设置为“自动”时，转动偏心套，使蜗轮与蜗 杆分离，向第一气缸和第二气缸输入气体压力，驱动第一活塞本体和第二活塞本体移动，带 动活塞杆移动，活塞杆带动滑块本体移动，滑块本体在拨叉中滑动，滑块本体带动拨叉旋转， 使转轴随着转动，转轴带动阀组件中的阀杆连同阀芯转动，实现在配电磁阀时对流经调节阀 的流体通断进行控制，在配置双作用定位器时对流量进行调节控制；输入气体压力切换时， 活塞杆反向移动。

本发明的机构采用单作用结构时，且将本机构设置为“自动”时，气体压力输入第一气缸 和第二气缸，第一活塞本体和第二活塞本体移动，压缩第一弹簧件和第二弹簧部件，联动活 塞杆、滑块、拨叉、转轴、阀杆和阀芯；输入气体压力减少时，靠第一弹簧件和第二弹簧部 件复位力相应变化位移，实现在配电磁阀时对流经调节阀的流体通断进行控制，在配置单作 用定位器时对流量进行调节控制。

当本发明要切换为“手动”时，切断气体压力，转动偏心套，插入定位销，使蜗轮与蜗杆 啮合，操作手轮，转动蜗杆，蜗杆带动蜗轮旋转，使转轴带动阀杆连同阀芯转动，实现手动 控制流经阀的流体通断和调节控制。

本发明还设置了阀位指示装置，在转轴转动过程中，通过阀位指示装置可观察调节阀的 开度。本发明将气动活塞式执行机构、离合式手动操作机构和阀位指示装置集合为一体。

附图说明

图1显示为本发明的角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构采用双作用结构时的正 视结构示意图。

图2显示为本发明的角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构采用双作用结构时的侧 视结构示意图。

图3显示为本发明的角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构采用单作用结构时的正 视结构示意图。

图4显示为本发明的角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构采用单作用结构时的侧 视结构示意图。

附图标号说明

100 箱体

110 第二操作气源接口

120 第三操作气源接口

200 第一气缸

210 第一活塞本体

220 第一缸体

230 第一导向盖

240 第一端盖

241 第一操作气源接口

250 第一弹簧件

260 压簧螺栓

300 第二气缸

310 第二活塞本体

320 第二缸体

330 第二导向盖

340 第二端盖

341 第四操作气源接口

342 限位套

343 限位卡口

350 第二弹簧部件

351 第二弹簧座

352 第二弹簧本体

353 限位杆

354 台阶

400 活塞杆

410 滑块销连接孔

500 拨叉

510 第一叉部

520 第二叉部

610 滑块本体

620 滑块销

700 转轴

800 离合式手动操作机构

810 蜗轮

820 偏心套

821 手动定位孔

822 手柄

830 蜗杆

831 蜗杆轴

840 手轮

850 定位销

900 阀位指示装置

910 阀位指示舱

920 角度指示牌

930 指针

α   蜗杆轴的中轴线与活塞杆的中轴线之间的夹角

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭 露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说 明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定 条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影 响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵 盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用 语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调 整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例的角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构，包括：箱 体100、第一气缸200、第二气缸300、活塞杆400、拨叉500、两个滑块本体610、滑块销 620和离合式手动操作机构800；

第一气缸200通过所述箱体100与第二气缸300连接；第一气缸200和第二气缸300的 内部分别设有第一活塞本体210和第二活塞本体310；

活塞杆400，活塞杆400的两端分别穿入于第一气缸200和第二气缸300的内部，活塞 杆400的两端分别与第一活塞本体210和第二活塞本体310连接，活塞杆400上设有滑块销 连接孔410，滑块销连接孔410的中轴线与活塞杆400的中轴线垂直；

拨叉500，设置于箱体100的内部，拨叉500的本体的一端上设有第一叉部510和第二 叉部520，第一叉部510和第二叉部520相对设置，第一叉部510和第二叉部520上均设有 叉口，拨叉500的本体的另一端与转轴700键连接，转轴700通过连接件与阀杆连接，第一 叉部510和第二叉部520之间有间隙，活塞杆400从第一叉部510和第二叉部520之间的间 隙穿过；

两个滑块本体610分别嵌入于相应的第一叉部510的叉口和第二叉部520的叉口中，叉 口的长度大于滑块本体610的长度，滑块本体610在相应的叉口中滑动，滑块本体610上设 有块体销连接孔；

滑块销620，穿过块体销连接孔和活塞杆400上的滑块销连接孔410，将滑块本体610与 活塞杆400连接；

离合式手动操作机构800包括蜗轮810、偏心套820、蜗杆830、蜗杆轴831和手轮840； 蜗轮810与转轴700键连接，偏心套820设置于箱体100的内部，且处于蜗轮810的下方， 蜗杆830设置于偏心套820的内部，蜗杆830与蜗杆轴831采用销连接，蜗杆轴831与手轮 840连接。

本实施例的机构使用时，当本机构从“手动”转为“自动”时，转动偏心套820，使蜗轮810 与蜗杆830分离，向第一气缸200和第二气缸300输入气体压力，驱动第一活塞本体210和 第二活塞本体310移动，第一活塞本体210和第二活塞本体310推动活塞杆400移动，活塞 杆400带动滑块本体610移动，滑块本体610在拨叉500中滑移，同时带动拨叉500旋转， 使转轴700随着拨叉500转动，转轴700带动阀杆转动，实现对流经调节阀的流体通断和流 量的控制；当本机构设置为“自动”转为“手动”时，切断操作气压，转动偏心套820，使蜗轮 810与蜗杆830啮合，操作手轮840，转动蜗杆830，带动蜗轮810移动，蜗轮810带动转轴 700转动，使转轴700带动阀杆、阀芯转动，实现手动控制流经调节阀的流体通断和调节控 制。

本实施例中，在将活塞杆400直线移动转换成拨叉500和转轴700的转角移动的过程中， 滑块本体610在拨叉500的叉口中上下滑动。

角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构还包括阀位指示装置900，阀位指示装置900 包括阀位指示舱910、角度指示牌920和指针930，阀位指示舱910与箱体100连接，角度指 示牌920设置于阀位指示舱910的内部，指针930与蜗轮810连接，且处于阀位指示舱910 的内部。指针930能够随着蜗轮810的转动而转动，由于指针930处于阀位指示舱910的内 部，操作人员可通过阀位指示牌了解阀的开度情况。

离合式手动操作机构800还包括定位销850；偏心套820上分别设有供定位销850插入 的手动定位孔821和自动定位孔。当本机构从“手动”转为“自动”时，定位销850插入于自动 定位孔中，使蜗轮810与蜗杆830处于分离位置；当本机构从“自动”转为“手动”时，定位销 850插入于手动定位孔821中，使蜗轮810与蜗杆830啮合。离合式手动操作机构800可独 立装配后直接装入箱体100中，方便装配和维修。

偏心套820上还设有手柄822。手柄822用于扳转偏心套820，实现“手动”与“自动” 切换，配合定位销850使用，扳转角度为90度。

蜗杆轴831的中轴线与活塞杆400的中轴线之间的夹角α为25°-30°。该结构使本机构便 于操作，且手轮840不会碰到第一气缸200，从而使本机构的体积小，结构更紧凑。

蜗轮810为扇形，蜗轮810与蜗杆830的模数相同，蜗轮810的另一侧与转轴700键连 接。设计成扇形是为了保证在角行程调节阀最大开度90度的前提下使本机构的结构更紧凑。

箱体100的两端分别设有左法兰和右法兰；第一气缸200包括第一缸体220、第一导向 盖230和第一端盖240，第一缸体220的两端分别与第一端盖240和箱体100的左法兰连接， 第一导向盖230设置于第一缸体220上，且第一导向盖230与箱体100连接；第二气缸300 包括第二缸体320、第二导向盖330和第二端盖340，第二缸体320的两端分别与第二端盖 340和箱体100的右法兰连接，第二导向盖330设置于第二缸体320上，且第二导向盖330 与箱体100连接；活塞杆400依次穿过第一导向盖230、箱体100和第二导向盖340。

当角行程调节阀的横装式气动活塞式执行机构采用双作用结构时，第一端盖240、箱体 100的左法兰、箱体100的右法兰和第二端盖340分别设有第一操作气源接口241、第二操作 气源接口110、第三操作气源接口120和第四操作气源接口341。当在第一操作气源接口241 和第三操作气源接口120中输入气体压力时，第一活塞本体210和第二活塞本体310向右移 动，活塞杆400也就向右移动，即活塞杆400正向移动，活塞杆400推动滑块本体610，使 拨叉500、转轴700转动；当在第二操作气源接口110和第四操作气源接口341中输入气体 压力时，第一活塞本体210和第二活塞本体310向左移动，活塞杆400也就向左移动，即活 塞杆400反向移动，活塞杆400推动滑块本体610，使拨叉500、转轴700转动。

本机构将气动活塞式执行机构、离合式手动操作机构800和阀位指示装置900集合为一 体，结构紧凑，操作方便，提高了整机控制的精度。

实施例2

如图3和图4所示，本实施例与实施例的区别在于，当角行程调节阀的横装式气动活塞 式执行机构采用单作用结构时，第一气缸200还包括设置于第一缸体220内部的第一弹簧件 250，第一弹簧件250处于第一导向盖230与第一端盖240之间，第一弹簧件250套在活塞杆 400上，第一弹簧件250与第一导向盖230连接；第二气缸300还包括设置于第二缸体320 内部的第二弹簧部件350，第二弹簧部件350处于第二活塞本体310和第二端盖340之间。

当角行程调节阀的气动活塞式执行机构采用单作用结构时，当需要活塞杆400向右移动 时，气压输入第一操作气源接口241和第三操作气源接口120，推动第一活塞本体210和第 二活塞本体310移动，压缩第一弹簧件250和第二弹簧部件350，连动活塞杆400、滑块本体 610，使拨叉500、转轴700转动。第二操作气源接口110(图中未示)和第四操作气源接口 341为排气孔，安装防雨帽。当需要活塞杆400向左移动时，只需将第一气缸200和第二气 缸300中的气体压力切换排空，第一弹簧件250和第二弹簧部件350的回复力推动活塞杆400 向左移动。

活塞杆400的穿入于第一气缸200内部的一端设有内螺纹；第一气缸200还包括设置于 第一缸体220内部的压簧螺栓260，压簧螺栓260穿过第一活塞本体210，且穿入于活塞杆 400的内螺纹中，将第一活塞本体210与活塞杆400连接且压紧；第二端盖340上设有限位 套342，限位套342处于第二缸体320的内部，限位套342的远离第二端盖340的一端上设 有限位卡口343；第二弹簧部件350包括第二弹簧座351、第二弹簧本体352和限位杆353， 第二弹簧本体352的一端与第二弹簧座351焊接，第二弹簧本体352的另一端与第二端盖340 连接；限位杆353的一端与第二弹簧座351连接，限位杆353的另一端穿入于限位套342中， 限位杆353的另一端上设有台阶354，台阶354的尺寸大于限位卡口343的尺寸，限位杆353 和限位套342均处于第二弹簧本体352中。该结构使第一气缸200内部的第一弹簧件250从 自由状态通过压簧螺栓260压缩至安装长度，可确保装配和维修安全。在第二气缸300中， 限位套342的限位卡口343将限位杆353的台阶354挡住，使限位杆353无法脱离限位套342， 此时第二弹簧本体352处于稍长于安装尺寸的压缩状态，使装配方便、维修安全。

本发明能够在执行机构自动控制发生故障时切换成手动操作，故障消除后又切换为自动 控制，还能监察角行程调节阀的开度位置，结构轻巧，手动操作轻便，精度高。

综上，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。