自復(fù)位氣缸的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自復(fù)位氣缸，包括：雙出桿氣缸，在雙出桿氣缸一出桿側(cè)設(shè)置彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，使氣缸活塞在不承受氣體壓力時，返回到初始位置。同時，還設(shè)置了行程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，解決了現(xiàn)有技術(shù)中，氣缸無法自動復(fù)位并且行程不可調(diào)節(jié)的問題。因此，本實用新型中所提出的自復(fù)位氣缸結(jié)構(gòu)緊湊，輸出作用力大并且輸出行程可調(diào)，可適用于多種閥門，可驅(qū)動不同行程的閥門，減少氣缸的種類。因此，降低了系統(tǒng)投入，擴(kuò)大了氣缸的使用范圍。
【專利說明】自復(fù)位氣缸

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及氣體執(zhí)行裝置的應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及自復(fù)位氣缸。

【背景技術(shù)】
[0002]氣缸是氣壓傳動系統(tǒng)及控制系統(tǒng)中的重要組成機(jī)構(gòu)。被廣泛應(yīng)用于石油化工、煤化工、冶金、電力等工業(yè)生產(chǎn)及加工領(lǐng)域。在氣壓傳動系統(tǒng)中，氣缸還可用于對調(diào)節(jié)閥、節(jié)流閥、柱塞閥等閥門的開啟與關(guān)閉進(jìn)行控制。一般傳統(tǒng)的直行程氣缸在設(shè)計時，將閥門的閥桿提升高度作為氣缸輸出的行程，一旦氣缸的行程確定后就成為一個固定的參數(shù)。傳統(tǒng)的直行程氣缸，由于為定行程機(jī)構(gòu)，因此只能輸出唯一固定的行程，此類氣缸的通用性較差，適用的閥門較窄，不能滿足一些特殊閥門的使用要求。同時，對于煤化工等特殊領(lǐng)域中要求閥門關(guān)閉在指定開度位置，例如:直行程的調(diào)節(jié)閥要求閥門的啟閉位置位于閥桿全行程的10%處，同時，隨著煤化工工藝要求的改變，同一臺調(diào)節(jié)閥的啟閉位置還要有變化，一般傳統(tǒng)的氣缸無法滿足這一要求。
[0003]由此可知，在實現(xiàn)本實用新型的過程中，實用新型人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中存在以下缺點:現(xiàn)有技術(shù)中由于直行程氣缸在出廠后行程固定，從而使氣缸的執(zhí)行距離固定，從而不能滿足需要行程即控制距離需調(diào)整的要求，降低了氣缸的適用性，提高了氣缸的采購成本。
實用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，為解決上述現(xiàn)有氣缸存在的問題，本實用新型提出了一種自復(fù)位氣缸，。
[0005]本實用新型提出了自復(fù)位氣缸，包括:雙出桿氣缸，其中，在所述雙出桿氣缸一出桿側(cè)設(shè)置彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)，使氣缸活塞在不承受氣體壓力時，返回到初始位置。
[0006]在一種實施方式中，還包括:限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述一出桿的端部。
[0007]在一種實施方式中，，所述彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述限位機(jī)構(gòu)與缸體之間。
[0008]在一種實施方式中，所述彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)設(shè)置位于所述一出桿所處的活塞腔中，設(shè)置于一側(cè)活塞與缸體內(nèi)壁之間。
[0009]在一種實施方式中，還包括:密封缸，所述密封缸套裝于所述彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)外側(cè)，所述密封缸的內(nèi)徑與所述彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)的彈簧缸活塞外徑相應(yīng)，使所述彈簧缸活塞外圓與密封缸內(nèi)壁貼合，所述密封缸的一側(cè)與所述雙出桿氣缸固定連接。
[0010]在一種實施方式中，所述彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)的彈簧為雙套裝彈簧。
[0011]在一種實施方式中，所述彈簧缸活塞上開設(shè)平衡通孔。
[0012]在一種實施方式中，所述平衡通孔沿所述彈簧缸活塞徑向圓周均勻分布。
[0013]在一種實施方式中，所述雙出桿氣缸及所述密封缸的活塞孔中還設(shè)置滑動軸承。
[0014]在一種實施方式中，還包括:阻尼環(huán)，所述阻尼環(huán)固定于所述雙出桿氣缸內(nèi)腔的活塞孔外側(cè)。
[0015]在一種實施方式中，所述氣缸上端蓋的上側(cè)面與彈簧缸蓋的下側(cè)面包括相應(yīng)的環(huán)形槽，所述環(huán)形槽與所述密封缸的外徑相應(yīng)，使所述密封缸的兩端裝配于所述氣缸上端蓋的上側(cè)面的環(huán)形槽，及所述彈簧缸蓋的下側(cè)面環(huán)形槽中。
[0016]由此可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的自復(fù)位氣缸具有以下優(yōu)點:結(jié)構(gòu)緊湊，輸出作用力大并且輸出行程可調(diào)，可適用于多種閥門，可驅(qū)動不同行程的閥門，減少氣缸的種類。因此，降低了系統(tǒng)投入，擴(kuò)大了氣缸的使用范圍。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型一種實施方式中自復(fù)位氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實用新型另一種實施方式中自復(fù)位氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為本實用新型一種實施方式中具有可調(diào)行程功能的自復(fù)位氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為本實用新型另一種實施方式中具有可調(diào)行程功能的自復(fù)位氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5為本實用新型一種實施方式中具有雙復(fù)位彈簧的自復(fù)位氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6為本實用新型一種實施方式中彈簧缸活塞的平衡通孔示意圖；
[0023]圖7為本實用新型一種實施方式中，在缸體中具有阻尼結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記列表如下:
[0025]Kl.氣孔；2.氣缸下端蓋；3.缸體；4.氣缸活塞；5.氣缸上端蓋；K2.氣孔；6.緊定螺釘;7.彈黃缸活塞；8.彈黃缸活塞桿；9.復(fù)位彈黃；10.S封缸；11.彈黃缸蓋；12.保護(hù)蓋；13.調(diào)節(jié)螺母；C2.環(huán)形凹槽；14.滑動軸承；15.導(dǎo)向帶；Cl.環(huán)形凹槽；16.滑動軸承；17.連接套筒；18.滑動軸承；Κ3平衡通孔；20.雙出桿氣缸；21.控制桿；22.執(zhí)行桿；23.阻尼環(huán)；30.彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)；31.卡位凸臺；91.內(nèi)套裝彈簧。

【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0027]如圖1為本實用新型一實施方式中自復(fù)位氣缸的結(jié)構(gòu)示意圖，本實用新型自復(fù)位氣缸的結(jié)構(gòu)是，在雙出桿氣缸20的控制桿21的端部設(shè)置彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)30。在彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)30中，控制桿21的端部通過螺紋與彈簧缸活塞桿8固定連接(即對控制桿21的端部進(jìn)行了加長)，為保證其連接的穩(wěn)固性，在連接后使用定位螺釘6從側(cè)方(徑向)固定，從而避免松動。在彈簧缸活塞桿8的一端裝配彈簧缸蓋11，在彈簧缸活塞桿8 一端部(凸臺在彈簧缸活塞桿8上)外圓上設(shè)置卡位凸臺31，使彈簧缸活塞7卡裝在該卡位凸臺31上。其中，彈簧缸活塞桿8與控制桿21的端部可為圖示的螺紋連接形式，也可采用一體化加工給予實現(xiàn)。復(fù)位彈簧9裝配于彈簧缸活塞7與彈簧缸蓋11之間，復(fù)位彈簧9的兩端分別與彈簧缸活塞7和彈簧缸蓋11相抵。上述復(fù)位彈簧9可選用圓柱螺旋彈簧或圓錐螺旋彈簧。為使復(fù)位彈簧9的歸位更為準(zhǔn)確、靈敏，其復(fù)位彈簧9在裝配于彈簧缸活塞7與彈簧缸蓋11之間時，應(yīng)具有一定的初始變形量，保證氣缸活塞4的準(zhǔn)確歸位。因此，當(dāng)Kl氣孔進(jìn)氣時，推動氣缸活塞4向A方向移動，帶動控制桿21及彈簧缸活塞桿8向上移動，復(fù)位彈簧9產(chǎn)生壓縮。當(dāng)Kl氣孔停止進(jìn)氣時，氣缸活塞4在復(fù)位彈簧9的推動下，帶動控制桿21及彈簧缸活塞桿8向下移動，返回到起始位置。
[0028]為在運動行程較小的情況下，使控制桿21的復(fù)位更為靈敏，如圖2所示，在本實用新型的一種實施方式中，彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)30設(shè)置于控制桿21 —端的腔體中，復(fù)位彈簧9的兩端與氣缸活塞4的上端面及氣缸上端蓋5的下端面相抵。當(dāng)Kl氣孔進(jìn)氣時，推動氣缸活塞4向A方向移動，對復(fù)位彈簧9直接產(chǎn)生壓縮，節(jié)約了傳動距離。當(dāng)Kl氣孔停止進(jìn)氣時，氣缸活塞4在復(fù)位彈簧9伸展力的推動下，返回到起始位置。從而實現(xiàn)了小行程的準(zhǔn)確復(fù)位，并節(jié)約了氣缸的主體體積。
[0029]為便于對上述雙出桿氣缸20的行程給予調(diào)節(jié)，如圖3、4所示，在本實用新型的一種實施方式中。在雙出桿氣缸20的控制桿21的端部(即彈簧缸活塞桿8的端部)開設(shè)外螺紋，并在該外螺紋上裝配與之匹配的限位螺母13，使所述限位螺母可沿外螺紋的軸向移動，即在控制桿21的端部形成螺紋限位機(jī)構(gòu)?？刂茥U21的另一端與雙出桿氣缸20的氣缸活塞4固定裝配,該氣缸活塞4同時與雙出桿氣缸20的執(zhí)行桿22的一端固定裝配,在實際應(yīng)用時，控制桿21與執(zhí)行桿22可一體加工，與氣缸活塞4的中心孔整體裝配，為便于加工，控制桿21與執(zhí)行桿22也可以單獨加工后與氣缸活塞4固定裝配。其雙出桿氣缸20的雙側(cè)進(jìn)出氣孔K1、K2，開設(shè)于氣缸下端蓋2及氣缸上端蓋5上，并與缸體3的兩端固定連接，其雙側(cè)進(jìn)出氣孔K1、K2的孔徑可優(yōu)選為&3或&5mm。上述雙出桿氣缸20的缸體材料可優(yōu)選為普通碳鋼或不銹鋼等材料。其中，缸體直徑可選取為&50?&200mm。
[0030]如圖3、4所示，當(dāng)需要對執(zhí)行桿22的起始位置或整體行程進(jìn)行調(diào)節(jié)時，調(diào)節(jié)限位螺母13，使控制桿21向一側(cè)移動，氣缸活塞4在雙出桿氣缸20的內(nèi)腔移動中。如，缸徑50mm,總行程180mm，需將行程調(diào)節(jié)為150mm時，在控制桿21上轉(zhuǎn)動限位螺母13使控制桿21向上移動30mm (使總行程調(diào)整為150mm)，同步使氣缸活塞4在雙出桿氣缸20的內(nèi)腔中移動30mm，達(dá)到了對氣缸行程給予調(diào)節(jié)的目的。
[0031]為了進(jìn)一步增加彈簧的復(fù)位變形力，如圖5所示，在本實用新型的一實施例中，在復(fù)位彈簧9內(nèi)部，還設(shè)置了內(nèi)套裝彈簧91，使本實用新型可應(yīng)用于要求輸出力更大的場合。
[0032]如圖3所示，為使復(fù)位彈簧9的彈簧復(fù)位變形力更為穩(wěn)定的施加于彈簧缸活塞7上，在彈簧缸活塞7的外部還套裝彈簧缸體(與附圖標(biāo)記說明中的零件名稱一致)10，密封缸10下側(cè)插入到雙出桿氣缸20的氣缸上端蓋5的上端面環(huán)形凹槽Cl中，上側(cè)裝入彈簧缸蓋11下端面的環(huán)形凹槽C2內(nèi)，由雙頭螺柱和螺母將密封缸10和彈簧缸蓋11固定在氣缸上端蓋5上端面的環(huán)形凹槽Cl上，從而與雙出桿氣缸20形成更穩(wěn)定的固定連接。該密封缸10的內(nèi)徑與彈簧缸活塞7外徑相應(yīng)，使彈簧缸活塞7外圓與密封缸10內(nèi)壁貼合。為使彈簧缸活塞7在密封缸10中的滑動更為平穩(wěn)，在彈簧缸活塞7的外圓柱面內(nèi)裝有導(dǎo)向帶15。
[0033]彈簧缸活塞桿8的調(diào)節(jié)端設(shè)有外螺紋從彈簧缸蓋11伸出，與調(diào)節(jié)螺母13螺紋連接，調(diào)節(jié)螺母13抵在彈簧缸蓋11上端面臺階上。彈簧缸蓋11中心孔內(nèi)裝有滑動軸承14，彈簧缸活塞桿8位于滑動軸承14內(nèi)。
[0034]本實施方式中氣缸的工作過程為:當(dāng)從氣缸下端蓋2的氣孔Kl進(jìn)氣時，氣源壓力推動氣缸活塞4帶動執(zhí)行桿22、連接套筒17、彈簧缸活塞桿8、彈簧缸活塞7和調(diào)節(jié)螺母13一起向上移動，彈簧缸活塞7壓縮彈簧9,此時,從氣缸上端蓋5的氣孔K2排氣,直至氣缸活塞4與氣缸上端蓋5的下端面相抵。當(dāng)氣缸下端蓋2的氣孔Kl排氣時，受壓縮的彈簧9推動彈簧缸活塞7及彈簧缸活塞桿8向下移動，帶動調(diào)節(jié)螺母13、執(zhí)行桿22、連接套筒17和氣缸活塞4 一起向下移動，直至調(diào)節(jié)螺母13與彈簧缸缸蓋11的上端面相抵。為了增加氣缸的輸出力和作用速度，同時，還可使氣缸上端蓋5的氣孔K2進(jìn)氣,氣源壓力推動氣缸活塞4向下移動，與彈簧缸活塞桿8 一起帶動執(zhí)行桿22向下移動。執(zhí)行桿22的上、下移動可帶動與之相連接的閥門活塞桿做往復(fù)直線動作，實現(xiàn)閥門的開啟和關(guān)閉。本氣缸的輸出行程具有調(diào)節(jié)功能:通過調(diào)節(jié)螺母13可以調(diào)整彈簧缸活塞桿8和彈簧缸活塞7在密封缸10內(nèi)的上下位置，通過彈簧缸活塞桿8和執(zhí)行桿22之間螺紋連接，同步調(diào)整執(zhí)行桿22和氣缸活塞4在缸體3內(nèi)的上下位置。氣缸下端蓋2的氣孔Kl排氣結(jié)束時,氣缸活塞4上端面與氣缸上端蓋5之間的距離h即為氣缸的行程。此外，還可以隨時調(diào)整調(diào)節(jié)螺母13，使執(zhí)行桿22伸出不同的長度，使氣缸的行程h通過調(diào)整調(diào)節(jié)螺母13實現(xiàn)氣缸行程的實時調(diào)整。
[0035]為避免對調(diào)節(jié)螺母13的誤操作，在彈簧缸蓋11上端面凸臺上設(shè)有保護(hù)蓋12，保護(hù)蓋12由螺釘固定在彈簧缸蓋11上。設(shè)置在氣缸上端蓋5的中心孔內(nèi)的連接套筒17兩端分別與缸體3內(nèi)的氣缸活塞4和密封缸10內(nèi)的彈簧缸活塞桿8端部相抵,使執(zhí)行桿22與氣缸活塞4、連接套筒17、彈簧缸活塞桿8、調(diào)節(jié)螺母13成為為一體并能夠同步做往復(fù)直線動作。
[0036]為使彈簧缸活塞7在運行時更為平穩(wěn)，在本實用新型的一種實施方式中，在彈簧缸活塞7設(shè)有一個或多個平衡通孔K3，連通密封缸10內(nèi)彈簧缸活塞7之上、下兩個腔體，該平衡通孔K3的孔徑和數(shù)量，可根據(jù)缸徑大小設(shè)定，從而保證活塞在上下移動時，不在某一個腔內(nèi)瞬間聚集一定量的氣壓，使活塞的移動不受影響。
[0037]為使彈簧缸活塞7各方受力均勻，如圖6所示，在本實用新型的一種實施方式中，平衡通孔K3沿彈簧缸活塞7徑向圓周均勻分布。具體數(shù)量可優(yōu)選為6、8或10個。(圖示為8個孔的情況)
[0038]為減小氣缸活塞4在運行時與雙出桿氣缸20內(nèi)腔的撞擊，如圖7所示，在本實用新型的一種實施方式中，在雙出桿氣缸20內(nèi)腔的氣缸下端蓋2中心孔處設(shè)置阻尼環(huán)23，減小了氣缸活塞4對氣缸下端蓋2的沖擊，降低了氣缸運行時的噪音。
[0039]以上所述的僅是本實用新型的一些實施方式。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.自復(fù)位氣缸，包括:雙出桿氣缸(20),在所述雙出桿氣缸(20)—出桿側(cè)設(shè)置彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)(30)，使氣缸活塞(4)在不承受氣體壓力時，返回到初始位置；其特征在于，所述氣缸還包括:密封缸(10)，所述密封缸(10)套裝于所述彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)(30)外側(cè)，所述密封缸(10)的內(nèi)徑與所述彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)(30)的彈簧缸活塞(7)外徑相應(yīng)，使所述彈簧缸活塞(7)外圓與密封缸(10)內(nèi)壁貼合，所述密封缸(10)的一側(cè)與所述雙出桿氣缸(20)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自復(fù)位氣缸，其特征在于，還包括:限位機(jī)構(gòu)，所述限位機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述一出桿的端部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的自復(fù)位氣缸，其特征在于，所述彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)(30)設(shè)置在所述限位機(jī)構(gòu)與缸體(3)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自復(fù)位氣缸，其特征在于，所述彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)(30)設(shè)置位于所述一出桿所處的活塞腔中，設(shè)置于一側(cè)活塞與缸體(3)內(nèi)壁之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的自復(fù)位氣缸，其特征在于，所述彈簧復(fù)位機(jī)構(gòu)(30)的彈簧為雙套裝彈簧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自復(fù)位氣缸，其特征在于，所述彈簧缸活塞(7)上開設(shè)平衡通孔(K3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自復(fù)位氣缸，其特征在于，所述平衡通孔(K3)沿所述彈簧缸活塞(7)徑向圓周均勻分布。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自復(fù)位氣缸，其特征在于，所述雙出桿氣缸(20)及所述密封缸(10)的活塞孔中還設(shè)置滑動軸承(16)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自復(fù)位氣缸，其特征在于，還包括:阻尼環(huán)(23)，所述阻尼環(huán)(23)固定于所述雙出桿氣缸(20)內(nèi)腔的活塞孔外側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自復(fù)位氣缸，所述氣缸的上端蓋(5)的上側(cè)面與彈簧缸蓋(11)的下側(cè)面包括相應(yīng)的環(huán)形槽(C1，C2)，所述環(huán)形槽(C1，C2)與所述密封缸(10)的外徑相應(yīng)，使所述密封缸(10)的兩端裝配于所述氣缸上端蓋(5)的上側(cè)面的環(huán)形槽及所述彈簧缸蓋(11)的下側(cè)面環(huán)形槽中。
【文檔編號】F15B15/20GK203948380SQ201420101654
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】周巖, 劉永良, 趙海燕, 陳曉琴, 曹宇, 李伯文 申請人:航天長征化學(xué)工程股份有限公司, 北京航天長征機(jī)械設(shè)備制造有限公司