一种气顶机构及PV阀研磨装置的制作方法

本发明涉及研磨装置，特别是涉及一种气顶机构及pv阀研磨装置。

背景技术：

pv阀是pressurecontrolvalve的缩写，是一种压力控制阀。阀体的内壁形成有密封环，阀芯贯穿阀盘并可带动阀盘竖向往复运动，阀盘与密封环抵接，从而实现阀的关闭，而阀盘与密封环分离，实现阀的开启。从而，阀盘与密封环的接触面形成密封面，由于阀门的长期使用，密封面处会有一定的腐蚀或者变形，这时候就需要对密封面进行研磨，以提高pv阀的密封效果。

现有技术中，pv阀的研磨，尤其是船舶用pv阀的研磨，有两种方式。一种是通过人工对阀门进行研磨，人力能够控制好研磨的力度和转动的角度，并且研磨的效果能够达到标准，但是这种方式需要消耗大量的人力，效率较低。另一种是通过电机带动凸轮转动，将阀芯抬高并且阀芯在自身重力下下降，从而达到密封面的分离和打开，进而在密封面的反复冲击下完成研磨。而后一种方式的虽然提高了研磨效率，但是研磨效果不理想，阀门使用一段时间又需要进行研磨，维修次数提高。

现有技术的气顶机构，通过压缩气体提供气源，往气顶机构的缸体内充压，压缩气体推动活塞运动，从而推动推杆上升，当需要压力下降时，对缸体进行泄压即可。这样的机构只能用于不需要频繁升压泄压的情况，而需要频繁升压和泄压的情形使用时，现有的气顶机构是通过单向调节气压，从而驱动活塞往复运动，也就是活塞的单向压力升降，这样的结构一方面需要频繁的升压降压而难以控制，另一方面对压力调节部件的精度要求高。

技术实现要素：

基于此，本发明的目的在于，提供一种气顶机构及pv阀研磨装置，其具有单气源控制顶杆升降及自动研磨密封面的优点。

一种气顶机构，包括往复气顶组件和气路控制组件；

所述往复气顶组件包括缸体、活塞以及活塞杆，所述缸体内有行程腔，所述活塞紧密套设在该行程腔内，所述活塞杆穿过所述缸体的壁并且一端与所述活塞连接；

所述缸体上开设有第一进气通孔和第二进气通孔，所述第一进气通孔和所述第二进气通孔分别设置在所述活塞的行程方向的两端；

所述气路控制组件分别与所述第一进气通孔和所述第二进气通孔连接，所述气路控制组件调节所述第一进气通孔和所述第二进气通孔流通的气流的气压一升一降，使所述活塞往复运动。

本发明的气顶机构通过气路控制组件的调节，使得第一进气通孔与第二进气通孔内流通的气流的气压的变化，例如第一进气通孔内升压，而第二进气通孔降压，从而压力的变化驱动活塞两侧的压力变化，进而驱动活塞的运动，然后再反向调节，使得活塞反向运动，实现活塞的往复运动，最终实现活塞杆的往复运动。本发明从活塞的两个方向调节，可以活塞两侧的总气压不变，只是调换了位置，方便。

进一步地，所述缸体上还开设有第一泄压通孔和第二泄压通孔，且所述第一进气通孔、所述第一泄压通孔、所述第二泄压通孔以及所述第二进气通孔沿所述活塞的行程方向依次排布；

所述气路控制组件控制所述第一进气通孔流通的气流的气压上升，所述活塞的一侧升压，使得所述活塞朝所述第二进气通孔移动，当所述第一泄压通孔与所述行程腔连通，所述第一进气通孔与所述第一泄压通孔连通并泄压；

之后，所述气路控制组件控制所述第二进气通孔流通的气流的气压上升，所述活塞的另一侧升压，使得所述活塞朝所述第一进气通孔移动，当所述第二泄压通孔与所述行程腔连通，所述第二进气通孔与所述第二泄压通孔连通并泄压；使得所述活塞往复运动。当第一进气通孔升压驱动活塞运动，直到活塞离开第一泄压通孔，压缩气体从第一泄压通孔内流出，而此时第二泄压通孔被活塞堵塞，此时活塞一侧的压力下降，直到下降到低于第二进气通孔侧的压力，活塞往第一进气通孔方向移动，此时第一泄压通孔被活塞堵塞，而第二泄压通孔打通；从而实现了活塞的自动往复运动。而为了保证驱动的压力，气路控制组件分别控制第一进气通孔和第二进气通孔的进气气压。

进一步地，所述气路控制组件包括阀体和阀芯，所述阀体内形成有限位腔，所述阀芯放置在该限位腔内；

所述阀体上分别开设有第一充压孔、第一连通孔、第二连通孔以及第二充压孔，并且所述阀体上还开设有第一出气孔、总进气孔以及第二出气孔；所述第一充压孔与所述第一泄压通孔连通，所述第一连通孔与所述第一进气通孔连通，所述第二连通孔与所述第二进气通孔连通，所述第二充压孔与所述第二泄压通孔连通；

所述阀芯包括阀芯柱，还包括依次套接在该阀芯柱上的第一密封环、第二密封环、第三密封环以及第四密封环；

当所述阀芯位于所述限位腔的一端时，使得所述总进气孔与所述第一连通孔连通、所述第二出气孔与所述第二连通孔连通；

当所述阀芯位于所述限位腔的另一端时，使得所述总进气孔与所述第二连通孔连通、所述第一出气孔与所述第一连通孔连通。

活塞正向移动过程。气源连接在总进气孔上，当阀芯位于限位腔的一端时，新的压缩气体从第一连通孔流通并流经第一进气通孔内，此时活塞的一端升压，另一端为常压，从而推动活塞往第二连通孔方向移动；直到活塞离开第一泄压通孔并导通，此时压缩气体从第一泄压通孔流过并流经第一充压孔，最后到达阀芯上第一密封环的一端，第一密封环与阀体形成的腔体升压，从而推动阀芯远离第一充压孔。此时，阀芯位于限位腔的另一端，阀体上的孔与阀芯上的密封环的位置关系变化。

活塞反向移动过程。总进气孔内进入的压缩气体从第二连通孔流过并流经第二进气通孔后在活塞的另一侧形成高压，推动活塞向上述方向的反向移动，活塞离开第二泄压通孔并堵塞第一泄压通孔，压缩气体流经第一泄压通孔后流过第二充压孔，使得阀芯的一端形成高压，推动阀芯远离第二充压孔。此时阀芯返回到初始位置状态，在总进气口持续进气的状态下，活塞往复运动，并且阀芯的往复运动，不需要调节进气的压力，也不需要切断进气就能实现活塞的自动运动。因此，本发明的气顶机构不需要调节气源的压力，不需要改变气源的充压和泄压的气体流通方向，就能实现活塞的自动往复运动，而且本发明的气顶机构能够自动实现活塞两端的压力变化，不需要设置压力调节机构，结构简单而且节能。

进一步地，至少所述第一密封环、所述第二密封环、所述第三密封环以及所述第四密封环之一上套接有密封圈，且该密封圈抵接在所述限位腔的壁面。密封圈用于加强密封环与阀体的密封。

进一步地，还包括联通块，该联通块上分别开设有第一衔接孔、第二衔接孔、第三衔接孔以及第四衔接孔；

所述第一衔接孔的两端分别与所述第一连通孔和所述第一进气通孔连通；

所述第二衔接孔的两端分别与所述第二充压孔和所述第二泄压通孔连通；

所述第三衔接孔的两端分别与所述第二连通孔和所述第二进气通孔连通；

所述第四衔接孔的两端分别与所述第一充压孔和所述第一泄压通孔连通。

联通块用于连接往复气顶组件和气路控制组件，使得往复气顶组件和气路控制组件之间的连接管线排布整齐而不错综复杂。

一种pv阀研磨装置，包括支架、顶杆、上述所述的气顶机构以及横向旋转装置，所述顶杆纵向设置在所述支架上并贯穿所述支架的顶面，所述横向旋转装置套接在所述顶杆上并固定在所述支架上，所述气顶机构抵接在所述顶杆的底部并驱动所述顶杆升降；当所述气顶机构驱动所述顶杆升降时，所述横向旋转装置驱动所述顶杆旋转。

本发明的pv阀研磨装置，通过气顶机构的活塞杆的往复运动，推动顶杆的升降，从而能够推动pv阀的阀杆升降。在顶杆升降的同时，横向旋转装置带动顶杆自转，实现了阀杆的升降同时旋转，从而对pv阀内的密封面的研磨。

进一步地，一种顶杆旋转结构形式。所述横向旋转装置包括套筒和横杆，所述套筒与所述支架固定连接，所述套筒的内壁开设有斜槽，所述横杆固定在所述顶杆上并限位在所述斜槽内；

当所述顶杆升降时，所述斜槽限定所述横杆斜向升降。顶杆上连接的横杆在斜槽的限位下，沿着斜向运动，从而，顶杆升降的同时旋转。

进一步地，另一种顶杆旋转结构形式。所述横向旋转装置包括至少一个套筒，该套筒套接在所述顶杆上并与所述支架固定连接；所述顶杆上形成有凸块，所述套筒内开设有螺旋槽，所述凸起限位在所述螺旋槽内；当所述顶杆升降时，所述凸起沿着所述螺旋槽斜向运动，使得所述顶杆旋转。

进一步地，再一种顶杆旋转结构形式。所述横向旋转装置包括套筒和至少两个横杆，所述套筒套接在所述顶杆上并与所述支架固定连接，所述套筒的内壁开设有至少两个相对所述套筒的轴线对称的螺旋槽，两个所述横杆沿所述顶杆的轴线对称设置在所述顶杆上，且两个所述横杆分别限位在对应的所述螺旋槽内。两个横杆分别沿着对应螺旋槽运动，顶杆的升降，横杆在螺旋槽的限位下斜向运动，从而带动顶杆的旋转，从而，顶杆升降的同时旋转。

进一步地，所述支架包括底座、多个竖杆以及平台板，所述底座上竖向设置多个所述竖杆，并在多个所述竖杆的顶部与所述平台板连接；所述气顶机构放置在所述底座上，所述横向旋转装置与所述竖杆固定，所述顶杆贯穿所述平台板。平台板上方便放置阀体，以便于对阀体的研磨。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为本发明的一种活塞位置状态下的往复气顶组件的结构示意图；

图2为本发明的另一种活塞位置状态下的往复气顶组件的局部半剖视图；

图3为本发明的一种阀芯位置状态的气路控制组件的局部半剖视图；

图4为本发明的另一种阀芯位置状态的气路控制组件的局部半剖视图；

图5为联通块的结构示意图；

图6为本发明的气顶机构的局部半剖视图；

图7为本发明的pv阀研磨装置的局部半剖主视图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

如图1至图6的一种气顶机构，包括往复气顶组件10和气路控制组件30；

参照图1和图2，所述往复气顶组件10包括缸体、活塞12以及活塞杆13，所述缸体内有行程腔，所述活塞12紧密套设在该行程腔内，所述活塞杆13穿过所述缸体的壁并且一端与所述活塞12连接；

所述缸体上开设有第一进气通孔a3和第二进气通孔b3，所述第一进气通孔a3和所述第二进气通孔b3分别设置在所述活塞12的行程方向的两端；

所述气路控制组件30分别与所述第一进气通孔a3和所述第二进气通孔b3连接，所述气路控制组件30调节所述第一进气通孔a3和所述第二进气通孔b3流通的气流的气压升降，使所述活塞12往复运动。具体地，缸体包括壳体111和端盖112，壳体111内形成有所述行程腔，该行程腔一端开口，端盖112扣合在壳体111的开口处，活塞杆13贯穿壳体并与活塞连接。

为了方便活塞12两端腔体的充压和泄压，进一步地，所述缸体上还开设有第一泄压通孔c3和第二泄压通孔d3，且所述第一进气通孔a3、所述第一泄压通孔c3、所述第二泄压通孔d3以及所述第二进气通孔b3沿所述活塞12的行程方向依次排布；

所述气路控制组件30控制所述第一进气通孔a3流通的气流的气压上升，所述活塞12的一侧升压，使得所述活塞12朝所述第二进气通孔b3移动，当所述第一泄压通孔c3与所述行程腔连通，所述第一进气通孔a3与所述第一泄压通孔c3连通并泄压；

之后，所述气路控制组件30控制所述第二进气通孔b3流通的气流的气压上升，所述活塞12的另一侧升压，使得所述活塞12朝所述第一进气通孔a3移动，当所述第二泄压通孔d3与所述行程腔连通，所述第二进气通孔b3与所述第二泄压通孔d3连通并泄压；使得所述活塞12往复运动。在本实施例中，所述气路控制组件30可以通过管线与上述所述的四个通孔连通；或者气路控制组件30贴合在往复气顶组件10，且气路控制组件30与往复气顶组件的上述四个所述通孔对接。

参照图3和图4，所述气路控制组件30包括阀体和阀芯32，所述阀体内形成有限位腔，所述阀芯32放置在该限位腔内。具体地，阀体包括筒体311和第一密封盖312和第二密封盖313，所述第一密封盖312和所述第二密封盖313分别扣合在所述筒体311的两端，形成所述限位腔。

所述阀体上分别开设有第一充压孔c1、第一连通孔a1、第二连通孔b1以及第二充压孔d1，并且所述阀体上还开设有第一出气孔e1、总进气孔h1以及第二出气孔e2；在本实施例中，气路控制组件30与往复气顶组件10可通过管线连接，具体地，所述第一充压孔c1与所述第一泄压通孔c3通过管线连通，所述第一连通孔a1与所述第一进气通孔a3通过管线连通，所述第二连通孔b1与所述第二进气通孔b3通过管线连通，所述第二充压孔d1与所述第二泄压通孔d3通过管线连通。

在其他变形实施例中，气路控制组件30与往复气顶组件10紧贴，具体地，所述第一充压孔c1与所述第一泄压通孔c3直接连通，所述第一连通孔a1与所述第一进气通孔a3直接连通，所述第二连通孔b1与所述第二进气通孔b3直接连通，所述第二充压孔d1与所述第二泄压通孔d3直接连通。不论是通过管线将两个孔连通，还是两个结构紧贴而使得两个孔直接连通，只要能够使得上述的孔的连通实现，都是本发明的连接方式的范围。

所述阀芯32包括阀芯柱，还包括依次套接在该阀芯柱上的第一密封环321、第二密封环322、第三密封环323以及第四密封环324；

当所述阀芯32位于所述限位腔的一端时，使得所述总进气孔h1与所述第一连通孔a1连通、所述第二出气孔e2与所述第二连通孔b1连通；

当所述阀芯32位于所述限位腔的另一端时，使得所述总进气孔h1与所述第二连通孔b1连通、所述第一出气孔e1与所述第一连通孔a1连通。

为了加强密封环的密封效果，至少第一密封环321、第二密封环322、第三密封环323以及第四密封环324之一套接有密封圈，且该密封圈抵接在所述限位腔的壁面。

为了使得连接管线的排布整齐，为了加强往复气顶组件10和气路控制组件30的连接，本气顶机构还包括联通块20，如图5所示，该联通块20上分别开设有第一衔接孔a2、第二衔接孔b2、第三衔接孔c2以及第四衔接孔d2。通常的，联通块20上的孔需要管线与往复气顶组件10和气路控制组件30上的孔分别对应连接，具体地，所述第一衔接孔a2的两端分别通过管线与所述第一连通孔a1和所述第一进气通孔a3连通；所述第二衔接孔b2的两端分别通过管线与所述第二充压孔d1和所述第二泄压通孔d3连通；所述第三衔接孔c2的两端分别通过管线与所述第二连通孔b1和所述第二进气通孔b3连通；所述第四衔接孔d2的两端分别通过管线与所述第一充压孔c1和所述第一泄压通孔c3连通。在其他变形实施方式中，结合图6的局部半剖视图的对应位置，将往复气顶组件10、联通块20以及气路控制组件30依次紧密贴合在一起，使得往复气顶组件上的通孔与连通块上的通孔对接，连通块上的通孔与气路控制组件的通孔对接。具体地，所述第一衔接孔a2的两端分别直接与所述第一连通孔a1和所述第一进气通孔a3连通；所述第三衔接孔c2的两端分别直接与所述第二连通孔b1和所述第二进气通孔b3连通；所述第四衔接孔d2的两端分别直接与所述第一充压孔c1和所述第一泄压通孔c3连通；所述第二衔接孔b2的两端分别直接与所述第二充压孔d1和所述第二泄压通孔d3连通。这样，只要对应的孔的位置对齐，就能直接连通，从而省去了管线，而且整个气顶结构连接稳固。

本发明的气顶机构的工作原理：

气源(或者压缩气体)从总进气孔h1进入，并依次经过第一连通孔a1、第一衔接孔a2、第一进气通孔a3后进入缸体内，驱动活塞12运动，活塞12运动过程中，会经过第一泄压通孔c3和第二泄压通孔d3，活塞12经过时会堵塞它们，而当活塞12经过第一泄压通孔c3之后，第一泄压通孔c3与第一进气通孔a3导通，压缩气体就会流过第一泄压通孔c3、第四衔接孔d2以及第一充压孔c1，最后注入到阀芯32的一端处，此时阀芯32压力升高并被推至另一端，上述这个过程完成了活塞12的一个单向移动，同时阀芯32也发生了一次单向移动。在该过程中，活塞12另一端的缸体内的压缩气体，从第二进气通孔b3流出，并经过第三衔接孔c2和第二连通孔b1，最后从第二出气孔e2中排出。上述整个过程中，活塞12的一端升压，另一端降压。

阀芯32改变了位置之后，此时，压缩气体依然从总进气孔h1进入，但是此时依次经过的是第二连通孔b1、第三衔接孔c2以及第二进气通孔b3，最后进入缸体内，并驱动活塞12往上述相反的方向移动。活塞12的该移动过程中，在经过第二泄压通孔d3之后，压缩气体进入第二泄压通孔d3，然后经过第二衔接孔b2后流经第二充压孔d1，最后给阀芯32的另一端充压，阀芯32往上述相反的方向移动。在该过程中，伴随着活塞12的另一端的压力下降，压缩气体从第一进气通孔a3流出，并流经第一衔接孔a2和第一连通孔a1，最后从第一出气孔e1中排出。结合活塞12的两个运动，通过单一气源且气源方向不变，实现了活塞12的往复运动，进而实现了活塞杆13的往复运动，而且气顶机构内部不设置动力源和耗能结构，节能。

参照图7的一种pv阀研磨装置，包括支架60、顶杆40、气顶机构以及横向旋转装置，所述顶杆40纵向设置在所述支架60上并贯穿所述支架60的顶面，所述横向旋转装置套接在所述顶杆40上并固定在所述支架60上，所述气顶机构抵接在所述顶杆40的底部并驱动所述顶杆40升降；当所述气顶机构驱动所述顶杆40升降时，所述横向旋转装置驱动所述顶杆40旋转。

如图7，为了使得顶杆40在升降的同时旋转，一种具体方案，所述横向旋转装置包括套筒50和至少两个横杆51，所述套筒50套接在所述顶杆40上并与所述支架60固定连接，所述套筒50的内壁开设有至少两个相对所述套筒50的轴线对称的螺旋槽，两个所述横杆51沿所述顶杆40的轴线对称设置在所述顶杆40上，且两个所述横杆51分别限位在对应的所述螺旋槽内。

为了使得顶杆40在升降的同时旋转，另一种具体方案，所述横向旋转装置包括套筒50和横杆51，所述套筒与所述支架60固定连接，所述套筒的内壁开设有斜槽，所述横杆固定在所述顶杆40上并限位在所述斜槽内；

当所述顶杆40升降时，所述斜槽限定所述横杆斜向升降。

为了使得顶杆40在升降的同时旋转，再一种具体方案，所述横向旋转装置包括至少一个套筒50，该套筒套接在所述顶杆40上并与所述支架60固定连接；所述顶杆40上形成有凸块，所述套筒50内开设有螺旋槽，所述凸起限位在所述螺旋槽内；当所述顶杆40升降时，所述凸起沿着所述螺旋槽斜向运动，使得所述顶杆40旋转。

为了支架上能够更方便地放置物体，在优选实施方式中，所述支架60包括底座63、多个竖杆62以及平台板61，所述底座63上竖向设置多个所述竖杆62，并在多个所述竖杆62的顶部与所述平台板61连接；所述气顶机构放置在所述底座63上，所述横向旋转装置与所述竖杆62固定，所述顶杆40贯穿所述平台板61。

更进一步地，为了加强套筒的连接紧固，所述支架还包括横向固定杆64，该横向固定杆64横向固定在所述支架的所述竖杆62上，所述套筒固定在该横向固定杆64上。

本发明的pv阀研磨装置的工作原理：

气顶机构的活塞杆13的往复运动，推动顶杆40的升降，顶杆40在升降的同时，在横向旋转装置的带动下自转，pv阀的阀杆放置在顶杆40上，顶杆40的升降同时旋转，带动pv阀的阀杆升降同时旋转，从而实现阀杆与阀体之间的密封面的研磨。

本发明的pv阀研磨装置不仅可以采用单一气源，而且密封面的研磨高效，精确度高，当进行一段时间的研磨之后，查看研磨效果，并判断是否需要继续研磨。因此，本发明的pv阀研磨装置可节省劳动，自动化程度高，效率高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。