一种不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构

摘要

本实用新型公开了一种不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构，包括缸体、上缸盖、下缸盖、活塞、活塞杆、开合螺母装置、手轮、位置指示装置，所述上缸盖与所述缸体的第一端榫卯连接，所述下缸盖与所述缸体的第二端榫卯连接，所述活塞杆穿过所述上缸盖、活塞、下缸盖，所述活塞杆位于所述缸体外部靠近所述上缸盖的部分周向设有所述开合螺母装置，所述开合螺母装置远离所述上缸盖的端部周向连接有所述手轮，所述活塞杆靠近所述上缸盖的端部还连接有所述位置指示装置。本实用新型解决了高温、地震工况下的应力变形，避免了螺纹咬死导致无法拆解，且节约了布置空间。

说明书

技术领域

本实用新型涉及阀门执行机构技术领域，尤其涉及一种不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构。

背景技术

在气动系统中，将压缩空气的能量转变为机械能，实现直线、转动或摆动的传动装置称为气动执行机构。气动执行机构主要由薄膜式、气缸式、摆动式三种形式，气动执行机构结构简单，制造成本低，维修方便，工作压力低，运动速度快，并且输出力和速度的大小便于调节。

近年来，气动技术结合了电子技术、液压、机械、电气传动的众多优点，因而其发展异常迅速。随着现代化工业自动化的飞跃发展，管道控制系统中广泛运用仪表自动化设备实现自动化控制。管道现场一旦出现短期断电等紧急情况，选配手动、气动切换的气动执行机构，可在现场出现断气断电或电磁阀及其控制电路发生故障时，方便地转动操作手柄，迅速地进行气动至手动的操作方式的切换，保证线路正常运行，避免事故发生。

用于核电系统中的核级阀门，由于气动执行机构需要在具有一定放射性水平和腐蚀环境条件下运行，要求所有零件必须为不锈钢，同时，鉴于上述的特殊环境，要求必须满足快速检修、更换和解体以降低维护人员受辐照剂量。但目前市场上的气缸结构主要为缸体与上下缸盖拉杆连接，当拉杆与螺母都为不锈钢时，容易出现拉杆与螺母咬死的情况。

因此，本领域的技术人员致力于提供一种不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构，通过离合式手操和无拉杆开环榫卯结构，实现了手气切换，并且能够防止手动操作时的误操作。

实用新型内容

有鉴于现有技术上的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种能快速实现手气切换并能够防止手动误操作的气动执行机构。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构，包括缸体、上缸盖、下缸盖、活塞、活塞杆、开合螺母装置、手轮、位置指示装置，所述上缸盖与所述缸体的第一端榫卯连接，所述下缸盖与所述缸体的第二端榫卯连接，所述活塞位于所述缸体内，所述活塞杆穿过所述上缸盖、活塞、下缸盖，所述活塞与所述活塞杆固定连接，所述活塞杆位于所述缸体外部靠近所述上缸盖的部分设有外螺纹，所述活塞杆位于所述缸体外部靠近所述上缸盖的部分周向设有所述开合螺母装置，所述开合螺母装置远离所述上缸盖的端部周向连接有所述手轮，所述开合螺母装置被配置为能够与所述活塞杆的外螺纹啮合或脱离，所述活塞杆靠近所述上缸盖的端部还连接有所述位置指示装置，所述位置指示装置被配置为指示所述活塞杆的行程位置。

进一步地，所述开合螺母装置包括推力针轴承、传动套、锁紧杆、弹簧座、弹簧、开合杆、开合盘、开合螺母、四开环，所述传动套与所述上缸盖通过所述推力针轴承连接，所述锁紧杆与所述开合杆设置在所述活塞杆周向的两端，所述锁紧杆的一端设有所述弹簧座，所述传动套具有容纳所述弹簧座的锁紧杆孔，所述弹簧座与所述开合盘之间设有所述弹簧，所述开合盘与所述开合螺母连接，所述开合盘的端部还设有所述四开环，所述手轮套设在所述四开环上。

进一步地，还包括上衬套，所述上衬套套设在所述活塞杆上，并嵌入至所述上缸盖和所述传动套内。

进一步地，所述位置指示装置包括指示杆、指示器、关指示块、开指示块、保护罩，所述指示杆固定在所述活塞杆的端部，所述指示器设在所述指示杆上，所述保护罩设在所述指示杆的外侧，所述关指示块和所述开指示块设在所述保护罩上。

进一步地，所述活塞杆靠近所述下缸盖的端部连接有鞍形夹快拆防转构件，所述鞍形夹快拆防转构件的另一端被配置为连接阀杆。

进一步地，所述活塞杆与所述鞍形夹快拆防转构件可转动地连接，所述阀杆与所述鞍形夹快拆防转构件固定连接。

进一步地，所述鞍形夹防转构件的外侧还设有支架，所述阀杆穿过所述支架。

进一步地，所述活塞杆位于所述活塞与所述下缸盖之间设有螺母，所述螺母与所述活塞贴合。

进一步地，所述活塞与所述缸体内壁之间、所述上缸盖与所述缸体内壁之间、所述下缸盖与所述缸体内壁之间分别设有密封圈。

进一步地，所述上缸盖与所述缸体、所述下缸盖与所述缸体的榫卯结构中设有开环。

本实用新型至少具有如下有益技术效果：

1、本实用新型提供的不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构，缸体与缸盖之间采用榫卯结构连接，相比于拉杆连接机构，解决了高温条件、地震工况等场合下的应力变形问题，避免了螺纹咬死导致无法拆解，同时也避免了在腐蚀环境中拉杆被腐蚀断裂导致的安全事故。榫卯连接使装置更加紧凑，节约了布置空间。

2、本实用新型提供的不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构，通过开合螺母装置，实现了气动、手动的切换，并且在活塞杆的径向实现开合，降低了气动执行机构的高度，手气切换安全方便。

3、本实用新型提供的不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构，位置指示装置能够根据不同设备的形成调整指示，对装配和生产过程中的误差进行微调，解决了指示不精确的问题。

4、本实用新型提供的不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构，采用一体式活塞杆设计，保证了输出力值和活塞形成的准确性，并能将气缸内组件一次性拆出，方便对密封件的更换和对缸内部件的检修，节约了维修的时间。

以下将结合附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本实用新型的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构三维示意图；

图3是本实用新型实施例提供的开合螺母装置整体结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的开合螺母装置切换过程示意图；

图5为本实用新型实施例提供的位置指示装置结构示意图。

图中，

1-缸体，2-活塞，31-上缸盖，32-下缸盖，4-开环，5-开合螺母，6-开合螺母操作机构，62-开合杆，63-弹簧，64-弹簧座，65-锁紧杆，7-手轮，8-四开环，9-指示器，10-位置指示装置，101-开指示块，102-关指示块，103-螺钉，104-指示杆，105-保护罩，11-支架，12-鞍形夹快拆防转构件，13-活塞杆，14-传动套，15-调整套，16-开合盘，17-端盖，18-推力针轴承，19-上衬套，20-压簧，21-螺母。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本实用新型的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本实用新型可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本实用新型的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本实用新型并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

本实用新型提供了一种不锈钢核级直行程活塞式气动执行机构，如图1和图2所示，本实用新型的气动执行机构包括缸体1、活塞2、上缸盖31、下缸盖32、活塞杆13、手轮7、鞍形夹快拆防转构件12、开合螺母装置、位置指示装置10。缸体1、上缸盖31、下缸盖32连接形成密闭的气缸，活塞2位于缸体1内，活塞杆13依次穿过上缸盖31、活塞2和下缸盖32，并且活塞2固定在活塞杆13上，使活塞2随活塞杆13上下移动。

本实用新型中，上缸盖31与缸体1之间、下缸盖32与缸体1之间为榫卯连接，通过榫卯连接的方式，使气缸的结构紧凑，减小了占用的空间，并且在抗震工况下，减小了震动过程中的变形，避免了螺纹连接存在的咬死现象，易于拆解和维修。具体地，如图1中的详图I所示，在上缸盖31、下缸盖32的周向靠近中间位置设有和缸体1的内壁相匹配的变径结构，使上缸盖31、下缸盖32与缸体1相贴合；如详图Ⅱ所示，在上缸盖31、下缸盖32远离活塞2的端部设有开环4，在缸体1的内壁以及上缸盖31、下缸盖32的边缘处开有槽口，将开环4设在槽口内，将上缸盖31与缸体1、下缸盖32与缸体1相卡合，通过取下开环4，即可将上缸盖31、下缸盖32从缸体1上拆下。如详图Ⅱ所示，在开环4的外侧还设有压条，实现对开槽部位的封装。

为提高密封效果，在上缸盖31与缸体1的内壁之间、下缸盖32与缸体1的内壁之间、活塞2与缸体1的内壁之间分别设有密封圈，保证气体对活塞2的驱动。

活塞杆13上根据需要可以分段设置外螺纹，以与螺母连接。本实施例中，活塞杆13上位于活塞2与下缸盖32之间部分设有外螺纹，外螺纹上啮合有螺母21，且螺母21与活塞2相贴合，通过螺母21能够对活塞2进行限位，避免活塞2的移动距离较大，对气缸造成损害；在对阀门进行拆解时，也能避免活塞2从活塞杆13上滑落。

活塞杆13靠近下缸盖32的端部连接有鞍形夹快拆防转构件12，鞍形夹快拆防转构件12的另一侧连接阀门的阀杆，通过鞍形夹快拆防转构件12实现活塞杆13与阀杆的连接。在鞍形夹快拆防转构件12的外侧设置有支架11，通过支架11对鞍形夹快拆防转构件12进行防护，阀杆穿过支架11。

本实施例中，鞍形夹快拆防转构件12为U型结构，其两个侧边中，一个侧边与活塞杆13的端部可转动地连接，具体地可以在该侧边上开孔，在活塞杆13上沿周向设置凹槽和凸台，使凹槽与开孔相配合，既能使活塞杆13相对于该侧边转动，又限制了活塞杆13相对于该侧边的轴向移动。阀杆与U型的另一个侧边固定连接，具体可以为螺栓连接，这样通过鞍形夹快拆防转构件12，既能够防止阀杆转动，又能够实现快速拆装。

开合螺母装置用于实现本实用新型的气动执行机构在手动与气动之间的切换，开合螺母装置设于活塞杆13位于上缸盖31之外的一侧，对应的活塞杆13上设有外螺纹。开合螺母装置的主要部件为开合螺母操作机构6、开合螺母5、开合盘16，当开合螺母5与活塞杆13的螺纹相啮合时，能够实现对执行机构的手动操作，当开合螺母5与活塞杆13的螺纹脱离时，对执行机构进行气动控制。

具体地，如图3和图4所示，开合螺母装置由推力针轴承18、传动套14、锁紧杆65、弹簧座64、弹簧63、开合杆62、开合盘16、开合螺母5、四开环8组成。传动套14与上缸盖31通过推力针轴承18连接，以减小传动套14与上缸盖31之间的摩擦力。锁紧杆65与开合杆62设置在活塞杆13周向的两端，锁紧杆65的一端设有弹簧座64，传动套14内设有锁紧杆孔，以容纳弹簧座64。弹簧座64与开合盘16之间设有弹簧63，开合盘16与开合螺母5连接。当弹簧座64位于锁紧杆孔时，逆时针旋转开合杆62一定角度，带动开合盘16使开合螺母5与活塞杆13脱离啮合，则执行机构切换为气动操作；当弹簧座64脱离锁紧杆孔时，顺时针旋转开合杆62相同的角度，带动开合盘16使开合螺母5与活塞杆13啮合，则执行机构切换为手动操作。

开合盘16的端部还设有四开环8，能够限制开合盘16沿活塞杆13的轴向移动。手轮7套设在四开环8上，在手动操作模式下，通过操作手轮7，能够实现活塞杆13的升降。

如图2所示，在传动套14的外侧还设有调整套15，在四开环8的外侧还设有端盖17，调整套15和端盖17对开合螺母装置整体进行封装，实现装置的紧凑连接。

当执行机构切换为手动操作时，通过转动手轮7，带动开合螺母装置整体转动，开合螺母5相对于活塞杆13转动，活塞杆13在开合螺母5的带动下实现升降。

为便于活塞杆13的升降，本实用新型的气动执行机构还设有上衬套19，上衬套19套设在活塞杆13上，并且嵌入至上缸盖31和传动套14内。为实现气缸的密封，在上衬套19与上缸盖31之间也设置有密封圈。

如图5所示，位置指示装置10用于指示活塞杆13的行程，具体由指示杆104、指示器9、关指示块102、开指示块101、保护罩105组成，指示杆104固定在活塞杆13的端部，指示器9设在指示杆104上，保护罩105设在指示杆104的外侧，关指示块102和开指示块101设在保护罩105上，关指示块102和开指示块101通过螺钉103与保护罩105固定。位置指示装置10为可调式机构，可以通过调节指示器9调节指示的高度，也可以通过开指示块101和关指示块102调整设备的行程范围，微调装配和生产过程中的误差，并通过螺钉103防止外界震动导致的移动，解决指示不精确的问题。

本实用新型的直行程活塞式气动执行机构，可以是单作用执行机构，也可以是双作用执行机构。当为单作用执行机构时，又分为常闭型和常开型；如图1所示为常闭型，在活塞2与上缸盖31之间的活塞杆13上套有压簧20；当为常开型时，在活塞2与下缸盖32之间的活塞杆13上套有压簧20；当活塞2随活塞杆13上下移动时，压簧20能够为活塞2提供回复力；相应地，在下缸盖32、上缸盖31上设有进或排气口。当为双作用执行机构时，活塞2的两侧均不需要弹簧，相应地，在上缸盖31和下缸盖32上均设有进气口，通过上、下缸盖交替进行进、排气，实现活塞2的上下移动，进气口同时也可以用于排气。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。