专利名称：手自一体式组合执行器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种实现旋转类调节阀调节功能的执行器，具体地说是一种手自一体 式组合执行器。
背景技术：
随着调节阀现场使用工况的复杂化，流体工艺的多元化，由此对过程控制中调节 阀的调节功能要求也在不断的提高。现有的角行程执行器的传动机构通常采用曲柄滑块拨叉式。此种结构大多数手动 装置采用侧装式，结构繁琐，成本高昂。曲柄滑块拨叉式传动机构由于机构复杂，在运行过 程中经常出现卡死现象，大大降低执行器运行可靠性，增加维修成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构巧妙合理的实现旋 转类调节阀调节功能的手自一体式组合执行器，该组合执行器具有精确的调节性能，调节 精度相当高，几乎适用于所有过程控制，而且还能够实现手动调节，操作灵活轻巧、安装方
便可靠。按照本发明提供的技术方案，所述手自一体式组合执行器包括执行器箱、摆臂、以 及用于驱动摆臂转动的自动执行机构和手动执行机构；所述摆臂上设有一体的支承轴，摆臂通过支承轴安装在执行器箱内，摆臂能够以 支承轴为中心自由旋转；在支承轴的中心开设有花键孔；所述自动执行机构设置在执行器箱顶部，自动执行机构包括膜箱、膜片、托盘、推 杆和弹簧，膜片装在膜箱内并将膜箱分割成上部的第一膜腔和下部的第二膜腔，第一膜腔 与气源相连通；推杆设置在第二膜腔内，推杆上端通过托盘与膜片连接，推杆下端穿入执行 器箱内并利用关节轴承和连接销与摆臂的上端铰接；所述弹簧套在推杆上，弹簧上端顶在 托盘上，弹簧下端顶在执行器箱顶部；所述手动执行机构设置在执行器箱底部，手动执行机构包括传动杆和推力环，推 力环通过销轴安装在摆臂的下端，传动杆螺纹连接在执行器箱上，传动杆的上端穿入执行 器箱内并与摆臂上的推力环对应配合。作为本发明的进一步改进，所述执行器箱包括箱体和箱盖，箱盖固定安装在箱体 两面，两面的箱盖上分别开设有轴孔，支承轴通过箱盖衬套装在轴孔内。作为本发明的进一步改进，所述膜箱包括上膜盖、中膜箱和下膜盖，上膜盖的下边 沿、中膜箱的上下边沿以及下膜盖的上边沿分别设有平面延边，上膜盖、中膜箱和下膜盖利 用穿过平面延边的螺栓连接固定；所述膜片夹装在上膜盖与中膜箱之间。作为本发明的进一步改进，所述推杆上端还装有夹紧盘，夹紧盘与托盘分别从两 面夹住膜片。作为本发明的进一步改进，所述执行器箱的顶部凹设有弹簧腔，弹簧下端装在弹簧腔内。作为本发明的进一步改进，所述执行器箱底部安装有起点限位螺栓和终点限位螺 栓，摆臂上端向上转动至一定角度时，摆臂下端通过起点限位螺栓限制；摆臂上端向下转动 至一定角度时，摆臂上端通过终点限位螺栓限制。
作为本发明的进一步改进，所述传动杆的下端安装有手轮，传动杆上配装有紧定 螺母。作为本发明的进一步改进，所述摆臂上的支承轴与摆臂上端的距离L1小于与摆臂 下端的距离L2。作为本发明的进一步改进，所述箱盖衬套采用硬质合金薄板制成，箱盖衬套的外 侧粘附一层锡青铜，箱盖衬套的内表面轧制一层FDB有机物质与铅混合物。本发明与现有技术相比，优点在于(1)、结构巧妙合理、装配容易、调节精度相当高，具有自动和手动两种执行机构， 几乎适用于所有过程控制。(2)采用摆臂式结构，操作灵活轻巧，传动效率高，死区降低了 40%，调节精度提 高 20%。(3)、设置有起点限位螺栓和终点限位螺栓，能够限制摆臂的摆动范围，安全性高。(4)、推杆与摆臂之间利用自润滑的关节轴承连接，灵活可靠，消除了由推杆倾斜 产生的卡死现象，提高机械传动的平稳性、安全性，大大减低了事故的发生率。(5)、摆臂采用不对称设计，确保手动装置操作轻巧、省力。
图1为本发明优选实施例的结构正剖视图。图2为本发明优选实施例的局部侧剖视图。附图标记说明1_手轮、2-传动杆、3-紧定螺母、4-起点限位螺栓、5-终点限位螺 栓、6-推力环、7-销轴、8-摆臂、8a-支承轴、9-关节轴承、10_执行器箱、IOa-箱体、IOb-箱 盖、11-弹簧腔、12-弹簧、13-推杆、14-下膜盖、15-中膜箱、16-螺栓、17-上膜盖、18-膜片、 19-托盘、20-夹紧盘、21-第一膜腔、22-第二膜腔、23-连接销、24-箱盖衬套、25-花键孔。
具体实施例方式下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。如图所示实施例中的手自一体式组合执行器主要由执行器箱10、摆臂8、以及用 于驱动摆臂8转动的自动执行机构和手动执行机构组成。如图1、图2所示，所述摆臂8上设有一体的支承轴8a，摆臂8通过支承轴8a安装 在执行器箱10内，摆臂8能够以支承轴8a为中心自由旋转。所述执行器箱10由箱体IOa 和箱盖IOb组成，箱盖IOb利用螺钉固定安装在箱体IOa两面，两面的箱盖IOb上分别开设 有轴孔，支承轴8a通过箱盖衬套24装在轴孔内，箱盖衬套24能提高摆臂8转动的灵活性， 降低设备的维护成本。所述支承轴8a的中心开设有花键孔25，花键孔25内用于插装花键 轴(图中未示出)，实现执行器的扭矩输出。如图1、图2所示，所述自动执行机构设置在执行器箱10顶部，自动执行机构主要由上膜盖17、中膜箱15、下膜盖14、膜片18、夹紧盘20、托盘19、推杆13和弹簧12组成。上 膜盖17、中膜箱15和下膜盖14组成膜箱整体，上膜盖17的下边沿、中膜箱15的上下边沿 以及下膜盖14的上边沿分别设有平面延边，上膜盖17、中膜箱15和下膜盖14利用穿过平 面延边的螺栓16连接固定。所述膜片18夹装在上膜盖17与中膜箱15之间，膜片18将膜 箱分割成上部的第一膜腔21和下部的第二膜腔22，第一膜腔21与气源相连通。推杆13设 置在第二膜腔22内，推杆13上端通过托盘19和夹紧盘20与膜片18连接，夹紧盘20与托 盘19分别从两面夹住膜片18 ；所述推杆13下端穿入执行器箱10内并利用关节轴承9和连 接销23与摆臂8的上端铰接；所述弹簧12套在推杆13上，弹簧12上端顶在托盘19上，弹 簧12下端顶在执行器箱10顶部。本发明中的执行器箱10顶部凹设有弹簧腔11，弹簧12 下端装在弹簧腔11内，使得弹簧12在伸缩时不会移动，确保设备能够稳定可靠高精度地工 作。如图1、图2所示，所述手动执行机构设置在执行器箱10底部，手动执行机构主要 由传动杆2、推力环6、手轮1和紧定螺母3组成，推力环6通过销轴7安装在摆臂8的下端， 传动杆2螺纹连接在执行器箱10上，传动杆2的上端穿入执行器箱10内并与摆臂8上的 推力环6对应配合，手轮1安装在传动 杆2的下端，以便于转动传动杆2 ；所述传动杆2上 配装有紧定螺母3，传动杆2调节到位后，拧紧紧定螺母3以锁紧传动杆2。如图1、图2所示，为了提高本发明的安全性，所述执行器箱10底部还安装有起点 限位螺栓4和终点限位螺栓5，摆臂8上端向上转动至一定角度时，摆臂8下端通过起点限 位螺栓4限制；摆臂8上端向下转动至一定角度时，摆臂8上端通过终点限位螺栓5限制。如图1、图2所示，本发明中的摆臂8采用不对称设计，即摆臂8上的支承轴8a与 摆臂8上端的距离L1小于与摆臂8下端的距离L2,从而确保操作手动执行机构时轻巧省力。本发明中的箱盖衬套24采用硬质合金薄板制成，箱盖衬套24的外侧粘附一层锡 青铜，箱盖衬套24的内表面轧制一层FDB有机物质与铅混合物。这种箱盖衬套24替代了 以铜材质为主的传统零件，具有摩擦系数小，耐磨抗腐蚀性能优越，无油润滑等优点，能够 起到精确导向作用，能有效提高推杆13的使用寿命，降低维护成本。本发明的工作过程和工作原理如下采用自动执行机构驱动时膜箱的第一膜腔21进气时，膜片18和推杆13在气源 力的驱动下向下运动，弹簧12受力压缩，推杆13带动摆臂8绕支承轴8a转动，摆臂8通过 插装在花键孔25内的花键轴输出扭矩；膜箱的第一膜腔21出气时，膜片18和推杆13在弹 簧12的复位弹力下向上运动，推杆13带动摆臂8绕支承轴8a反向转动，摆臂8通过花键 轴反向输出扭矩。在现场气源出现故障时，可以通过手动执行机构进行操作。具体如下旋转手轮 1，传动杆2转动并向执行器箱10内运动，传动杆2的上端顶住摆臂8下端的推力环6，推 动摆臂8转动，摆臂8转动时拉动推杆13向下运动，弹簧12受力压缩，同时摆臂8通过花 键轴输出扭矩；当需要反向输出扭矩时，反向转动手轮1，传动杆2向外运动，推杆13在弹 簧12的复位弹力下向上运动，推杆13带动摆臂8绕支承轴8a反向转动，摆臂8通过花键 轴反向输出扭矩。
权利要求
手自一体式组合执行器，其特征在于包括执行器箱(10)、摆臂(8)、以及用于驱动摆臂(8)转动的自动执行机构和手动执行机构；所述摆臂(8)上设有一体的支承轴(8a)，摆臂(8)通过支承轴(8a)安装在执行器箱(10)内，摆臂(8)能够以支承轴(8a)为中心自由旋转；在支承轴(8a)的中心开设有花键孔(25)；所述自动执行机构设置在执行器箱(10)顶部，自动执行机构包括膜箱、膜片(18)、托盘(19)、推杆(13)和弹簧(12)，膜片(18)装在膜箱内并将膜箱分割成上部的第一膜腔(21)和下部的第二膜腔(22)，第一膜腔(21)与气源相连通；推杆(13)设置在第二膜腔(22)内，推杆(13)上端通过托盘(19)与膜片(18)连接，推杆(13)下端穿入执行器箱(10)内并利用关节轴承(9)和连接销(23)与摆臂(8)的上端铰接；所述弹簧(12)套在推杆(13)上，弹簧(12)上端顶在托盘(19)上，弹簧(12)下端顶在执行器箱(10)顶部；所述手动执行机构设置在执行器箱(10)底部，手动执行机构包括传动杆(2)和推力环(6)，推力环(6)通过销轴(7)安装在摆臂(8)的下端，传动杆(2)螺纹连接在执行器箱(10)上，传动杆(2)的上端穿入执行器箱(10)内并与摆臂(8)上的推力环(6)对应配合。
2.如权利要求1所述的手自一体式组合执行器，其特征在于所述执行器箱(10)包括 箱体(IOa)和箱盖(10b)，箱盖(IOb)固定安装在箱体(IOa)两面，两面的箱盖(IOb)上分 别开设有轴孔，支承轴(8a)通过箱盖衬套(24)装在轴孔内。
3.如权利要求1所述的手自一体式组合执行器，其特征在于所述膜箱包括上膜盖 (17)、中膜箱(15)和下膜盖(14)，上膜盖(17)的下边沿、中膜箱(15)的上下边沿以及下膜 盖(14)的上边沿分别设有平面延边，上膜盖(17)、中膜箱(15)和下膜盖(14)利用穿过平 面延边的螺栓(16)连接固定；所述膜片(18)夹装在上膜盖(17)与中膜箱(15)之间。
4.如权利要求1所述的手自一体式组合执行器，其特征在于所述推杆(13)上端还装 有夹紧盘(20)，夹紧盘(20)与托盘(19)分别从两面夹住膜片(18)。
5.如权利要求1所述的手自一体式组合执行器，其特征在于所述执行器箱(10)的顶 部凹设有弹簧腔(11)，弹簧(12)下端装在弹簧腔(11)内。
6.如权利要求1所述的手自一体式组合执行器，其特征在于所述执行器箱(10)底部 安装有起点限位螺栓(4)和终点限位螺栓(5)，摆臂(8)上端向上转动至一定角度时，摆臂 (8)下端通过起点限位螺栓(4)限制；摆臂(8)上端向下转动至一定角度时，摆臂(8)上端 通过终点限位螺栓(5)限制。
7.如权利要求1所述的手自一体式组合执行器，其特征在于所述传动杆(2)的下端 安装有手轮(1)，传动杆(2)上配装有紧定螺母(3)。
8.如权利要求1所述的手自一体式组合执行器，其特征在于所述摆臂(8)上的支承 轴(8a)与摆臂⑶上端的距离L1小于与摆臂⑶下端的距离L2。
9.如权利要求1所述的手自一体式组合执行器，其特征在于所述箱盖衬套(24)采用 硬质合金薄板制成，箱盖衬套(24)的外侧粘附一层锡青铜，箱盖衬套(24)的内表面轧制一 层FDB有机物质与铅混合物。
全文摘要
本发明涉及一种手自一体式组合执行器。按照本发明提供的技术方案，所述手自一体式组合执行器包括执行器箱、摆臂、以及用于驱动摆臂转动的自动执行机构和手动执行机构；所述摆臂上设有一体的支承轴，摆臂通过支承轴安装在执行器箱内，摆臂能够以支承轴为中心自由旋转；所述自动执行机构设置在执行器箱顶部，自动执行机构的推杆下端穿入执行器箱内并利用关节轴承和连接销与摆臂的上端铰接；所述手动执行机构设置在执行器箱底部，手动执行机构中的传动杆的上端穿入执行器箱内并与摆臂上的推力环对应配合。本发明结构巧妙合理，调节精度相当高，几乎适用于所有过程控制，而且还能够实现手动调节，操作灵活轻巧、安装方便可靠。
文档编号F16K31/60GK101871544SQ20101020683
公开日2010年10月27日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者杨密龙, 王宽, 陈彦 申请人:无锡智能自控工程有限公司