用于电缆生产的气动执行器结构的制作方法

文档序号:12114536阅读:191来源:国知局
用于电缆生产的气动执行器结构的制作方法与工艺

本发明属于在电缆生产过程中,动力系统中流体管道调节阀的执行器领域,具体涉及一种用于电缆生产的气动执行器结构。



背景技术:

通常电缆的生产过程包括金属棒材/板材的制造,拉制、退火,导线绞、束,包裹屏蔽层等步骤。在退火步骤中,为了提高导体的性能,通常需要活水退火(使用流动的水退火)。为了控制活水的流动性,通常在活水管道上安装阀门,通过相应的执行器来控制阀门的开合程度。目前的执行器主要是单作用执行器。

目前单作用执行器主要包括气缸、箱体和长缸,箱体的两端分别与气缸和长缸连接,气缸和长缸内均安装有活塞,箱体内设有贯穿箱体的推杆,推杆的两端分别与气缸和长缸中的活塞连接,长缸中还设有延长杆,延长杆与活塞连接,延长杆上安装有弹簧座,长缸中的活塞与弹簧座之间设有两组弹性系数不同的弹簧,长缸中的弹簧座与长缸的端部之间也设有两组弹性系数不同的弹簧,延长杆套设在推杆上。长缸和气缸均是由筒体、螺杆和缸盖组成,通过螺杆将筒体与筒体两端的缸盖连接形成密封缸体。箱体内设有与推杆连接的拨叉和用于阀门连接的转动轴,拨叉与转动轴可拆卸连接。气缸中的活塞运动带动推杆运动,推杆带动拨叉转动,拨叉转动实现转动轴旋转,转动轴旋转使阀门上的阀芯运动,从而实现阀门的开、关状态。

单作用执行器中气缸内的活塞在缸体内滑动时,由于没有任何导向机构,活塞运动过程中,会因活塞表面的受力不均匀使活塞发生轻微偏移,极易出现活塞边缘擦伤缸体的现象,特别是运输管道中流体的压力瞬间猛增时,由于流体对球阀的阀芯产生较大的瞬间冲击,会使气缸中的活塞受到较大的瞬间冲击力。由于活塞与推杆是可拆卸连接,在安装过程中推杆与活塞的垂直度精度较差,导致活塞在受到较大瞬间推力时,出现活塞倾斜的情况。推杆与活塞的连接存在松动时,极易出现活塞擦伤缸体现象。缸体内部擦伤后会出现漏气现象,影响执行器的灵敏度。另外,长缸内安装有各种型号的弹簧和弹簧座等部件,安装比较复杂。由于推杆的长度较长在加工时制作要求高,导致制造成本偏高。现有的单作用执行器缺少对推杆进行极限限位,当阀门处于全开或全闭状态时,极易出现活塞撞击缸体端盖的情况,影响活塞的寿命。

由此可见现有的单作用执行器存在活塞擦缸、制造成本高、活塞寿命短的缺陷。



技术实现要素:

本发明要解决的技术问题是针对现有的单作用执行器存在活塞擦缸的缺陷。

为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:

基础方案:用于电缆生产的气动执行器结构,包括短缸体、中空箱体和长缸体,所述中空箱体两端分别与长缸体和短缸体连接,所述短缸体内设有活塞和活塞杆,所述中空箱体内设有曲柄和用于同阀门连接的转动轴,所述转动轴与曲柄可拆卸连接,所述转动轴贯穿中空箱体,所述长缸体内设有弹性件座、弹性件和能在长缸体内移动的拉杆,所述拉杆与弹性件座可拆卸连接,所述弹性件套设于拉杆上,所述短缸体内设有贯穿活塞的导向柱,所述曲柄上设有与之滑动连接的滑块,所述活塞杆和拉杆分别与滑块可拆卸连接,所述中空箱体内设有贯穿滑块的导向杆。

本方案的用于电缆生产的气动执行器结构中,短缸体为活塞运动提供密闭空间,活塞运动带动活塞杆运动。曲柄围绕转动轴的轴心转动,曲柄转动带动转动轴转动,转动轴旋转带动与之连接的阀门的阀芯运动。弹性件座对弹性件复位时起支撑作用,拉杆运动带动弹性件座运动。导向柱对活塞运动起导向作用,避免活塞受到瞬间冲击力时,活塞发生轻微偏移出现活塞擦伤短缸体内壁。滑块运动带动曲柄运动,导向杆对滑块运动起导向作用。拉杆和活塞杆分别与滑块连接,活塞杆运动带动滑块运动,滑块使曲柄运动,滑块使拉杆运动。

本发明的工作原理为:需要打开阀门时,向短缸体内通入气体使活塞沿导向柱运动,活塞带动活塞杆运动,活塞杆使滑块沿导向杆运动,滑块运动带动曲柄围绕转动轴的轴心旋转,并使转动轴围绕其自身轴心转动,转动轴转动使与之连接的阀门的阀芯随之运动,滑块同时还使拉杆运动,拉杆带动弹性件座运动,弹性件座运动使弹性件发生弹性形变。

需要关闭阀门时,将短缸体内的气体泄压,此时在弹性件的弹力下使弹性件座运动,弹性件座带动拉杆运动,拉杆使滑块沿导向杆反向运动,滑块带动曲柄做反方向运动。

本发明的有益效果为:滑块使活塞杆传递的水平方向力实现曲柄转动运动,导向杆确保滑块只能做水平运动,即使由于运输管道内的流体对阀芯产生瞬间冲击导致曲柄受到较大瞬间冲击或震动时,滑块也只能做水平方向运动。弹性件复位时,拉杆对滑块产生推力时,导向杆使滑块竖直方向的力为零,滑块对活塞杆产生的推力始终为水平力,从而保证了活塞杆在受到滑块的反作用力时,始终是水平方向的力。导向柱使活塞在运动时,始终沿导向柱运动,避免了短缸体内压力瞬间增大或活塞与活塞杆连接松动时,活塞发生轻微偏移,导致活塞的轴心线与短缸体的轴心线不重合发生活塞擦伤短缸体内壁。

本方案巧妙借用导向柱解决了活塞在运动过程中出现活塞发生轻微偏移的问题,进而解决活塞擦缸的问题。借用导向杆对滑块进行运动导向,使滑块运动过程中在竖直方向力的平衡,使滑块在运动过程中始终只有水平方向的力,进而使活塞杆带动活塞运动时只有水平方向的力,间接解决活塞擦缸的问题。

优选方案一,作为基础方案的优选方案:所述短缸体包括进气缸盖、缸筒和限位缸盖,所述缸筒两端分别与进气缸盖和限位缸盖固定连接,所述进气缸盖上设有进气孔和供活塞杆穿过的通孔,所述限位缸盖上与缸筒连接的所在面上设有限位柱。

本方案的优点:缸筒与进气缸盖和限位缸盖固定连接,相对于采用螺杆连接而言,进气缸盖与缸筒、活塞形成的密闭腔体的密封性更好。密闭腔体内的气体从进气缸盖上的进气孔进入,当对密闭腔体内的气体泄压时,密闭腔体内的气体从进气孔处流出。限位柱对活塞的极限位置进行限位,避免活塞在运动过程中活塞撞击到短缸体的缸盖上,影响活塞的使用寿命。

优选方案二,作为基础方案或优选方案一的优选方案:所述曲柄上设有凸块,所述中空箱体的内壁上设有能对凸块进行限位的角度限位杆。角度限位杆对曲柄转动的角度起限位作用,从而控制与转动轴连接的阀门的阀芯转动的角度,实现对阀门打开/关闭极限状态的限定。

优选方案三,作为优选方案二的优选方案:所述长缸体包括第一端盖和套筒,所述套筒与第一端盖固定连接,所述第一端盖上设有供拉杆穿过的通孔,所述第一端盖与中空箱体可拆卸连接。第一端盖与中空箱体可拆卸连接方便设备运输和降低加工难度。

优选方案四,作为优选方案三的优选方案:所述长缸体包括第二端盖,所述第二端盖也与套筒固定连接,所述第二端盖上设有与之螺纹连接的螺杆,所述螺杆贯穿第二端盖。套筒对第二端盖起支撑作用,螺杆起手动调节作用,在没有外界气源与短缸体连接时,通过转动螺杆,使螺杆抵着弹性件座运动从而实现曲柄运动,从而打开与转动轴连接的阀门。在有外界气源与短缸体连接时,可通过转动螺杆,使螺杆抵弹性件座运动,对曲柄转动进行细微调节,对与转动轴连接的阀门的打开程度进行精确调节。

优选方案五,作为优选方案三或四的优选方案:所述拉杆的轴心线与螺杆的轴心线共线。避免螺杆在抵弹性件座运动的过程中,弹性件座受到螺杆的推力和拉杆的反作用力时,弹性件座受到螺杆和拉杆形成的力偶矩,导致弹性件座发生变形。

优选方案六,作为优选方案五的优选方案:所述螺杆上位于长缸体内部的端部设有与之转动连接的顶杆。顶杆起抵弹性件座的作用,螺杆旋转使顶杆与弹性件座接触,并推动弹性件座运动,螺杆转动的过程中,弹性件座只做水平运动,且弹性件座与顶杆无相对转动,克服了螺杆直接与弹性件座接触时,螺杆与弹性件座有相对转动,使弹性件座与螺杆的接触面处磨损严重的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明:

图1是本发明用于电缆生产的气动执行器结构在实施例中的结构示意图;

图2是图1中螺杆的结构示意图。

附图中的附图标记:短缸体1、中空箱体2、长缸体3、进气缸盖4、缸筒5、限位缸盖6、限位柱7、活塞8、活塞杆9、导向柱10、进气孔11、曲柄12、导向杆13、转动轴14、第一端盖15、第二端盖16、套筒17、弹簧座18、弹簧19、螺杆20、拉杆21、滑块22、手轮23、顶杆24、推力轴承25、手轮端盖26、铜螺母27、锁紧螺母28。

具体实施方式

如图1所示,本发明用于电缆生产的气动执行器结构,包括短缸体1、中空箱体2和长缸体3,中空箱体2两端分别与长缸体3和短缸体1采用螺钉连接。

短缸体1包括进气缸盖4、缸筒5、限位缸盖6、限位柱7、活塞8、活塞杆9和两根贯穿活塞8的导向柱10。缸筒5两端分别与进气缸盖4和限位缸盖6焊接,活塞杆9穿过活塞8,并通过六角螺母进行固定,活塞8的边缘上嵌有O型密封圈,活塞8上还开有两个供导向柱10穿过活塞8的通孔,该通孔的壁上嵌设有O型密封圈。进气缸盖4的侧边缘上开有一个进气孔11,进气缸盖4的中部开有一个供活塞杆9穿过进气缸盖4的通孔,该通孔的壁上嵌设有O型密封圈。限位柱7与限位缸盖6螺纹连接,且限位柱7贯穿限位缸盖6,限位柱7的轴心线与活塞杆9的轴心线共线。导向柱10穿过活塞8,导向柱10的一端与进气缸盖4螺纹连接,另一端贯穿限位缸盖6并通过六角螺母进行固定。

中空箱体2内安装有曲柄12、导向杆13和用于同阀门连接的转动轴14,转动轴14与曲柄12采用键连接,转动轴14贯穿中空箱体2,曲柄12的两侧边上分别设有一个凸块,中空箱体2的内壁上设有对凸块进行限位的角度限位杆,角度限位杆与中空箱体2螺纹连接。曲柄12上安装有滑块22,滑块22与曲柄12通过转动销连接,且曲柄12上设有供转动销滑动的滑槽。滑块22上开有供导向杆13穿过的导向孔,中空箱体2的两端分别开有供导向杆13、活塞杆9和拉杆21穿过的通孔,导向杆13通过进气缸盖4和第一端盖15进行固定。

长缸体3包括第一端盖15、第二端盖16和套筒17,套筒17两端分别与第一端盖15和第二端盖16焊接。套筒17内安装有弹性件座、弹性件、螺杆20和拉杆21,弹性件座为弹簧座18,弹性件为弹簧19。拉杆21的一端穿过第一端盖15和中空箱体2的端面与滑块22螺纹连接,另一端穿过弹簧座18并采用螺母进行固定。弹簧19套设于拉杆21上,且弹簧19的一端位于弹簧座18上,另一端位于第一端盖15上。第二端盖16上安装有手轮端盖26,手轮端盖26与第二端盖16采用螺钉连接,手轮端盖26上嵌设有铜螺母27,螺杆20与铜螺母27螺纹连接,且螺杆20贯穿第二端盖16,螺杆20上还套有锁紧螺母28,螺杆20上位于长缸体3外部的端部安装有手轮23,手轮23与螺杆20采用平键连接,螺杆20的轴心线与拉杆21的轴心线共线。

如图2所示,螺杆20上位于长缸体3内部的端部开有盲孔,螺杆20的端部还焊接有一个支座,支座位于盲孔处,支座上安装有顶杆24,顶杆24与支座之间安装有推力轴承25。

具体实施过程中曲柄12与凸块是一体成型。当需要打开与执行器连接的阀门时,通过进气缸盖4上的进气孔11向短缸体1内通入气体使活塞8沿导向柱10向右运动,活塞8带动活塞杆9向右运动,活塞杆9带动滑块22沿导向杆13向右运动,滑块22运动带动曲柄12围绕转动轴14的轴心旋转,并使转动轴14围绕其自身的轴心线转动,转动轴14转动使与之连接的阀门的阀芯随之运动,从而实现阀门打开。滑块22在向右运动的过程还使拉杆21也向右运动,拉杆21带动弹簧座18向右运动,弹簧座18向右运动使弹簧19压缩。当需要细微调节阀门的打开程度时,转动手轮23使螺杆20上的顶杆24与拉杆21的端部接触,使滑块22向右运动,从而达到细微调节的作用。

当没有外界气源给短缸体1供气时,可采用手动打开与转动轴14连接的阀门,通过转动手轮23使拉杆21带动滑块22向右运动,从而达到打开阀门的效果。

当需要关闭阀门时,将短缸体1内的气体从进气孔11处泄压,此时在弹簧19的弹力下使弹簧座18向左运动,此时弹簧座18带动拉杆21向左运动,拉杆21带动滑块22沿导向杆13向左运动,滑块22带动曲柄12向左运动,使转动轴14反向转动从而达到关闭阀门的效果。

使用手动关闭阀门时,只需转动手轮23使螺杆20向左运动,在弹簧19的反作用力下使弹簧座18向左运动,弹簧座18带动拉杆21向左运动,拉杆21带动滑块22向左运动,滑块22带动曲柄12向左运动,使转动轴14反向转动从而达到关闭阀门的效果。

具体使用本气动执行器的过程中,滑块22使活塞杆9传递的水平方向力实现曲柄12转动运动,导向杆13确保滑块22只能做水平运动,即使运输管道内的流体对阀芯产生瞬间冲击导致曲柄12受到较大瞬间冲击或震动时,导向杆13能起到一定的消震作用,导向杆13将滑块22竖直方向的力平衡,使滑块22只能做水平方向运动。弹簧19复位时,拉杆21对滑块22产生推力时,导向杆13使滑块22竖直方向的力为零,滑块22对活塞杆9产生的推力始终为水平力,从而保证了活塞杆9在受到滑块22的反作用力时,始终是水平方向的力。导向柱10使活塞8在运动时,始终沿导向柱10运动,避免了短缸体1内压力瞬间增大或活塞8与活塞杆9连接松动时,活塞8发生轻微偏移,导致活塞8的轴心线与短缸体1的轴心线不重合,发生活塞8擦伤短缸体1内壁。

本说明书中使用的术语“擦缸”指:活塞运动过程中,活塞的边缘与缸筒的内部发生摩擦,而由于活塞在运动过程中发生轻微偏移导致,活塞一部分边缘没有与缸筒接触,另一部分与缸筒接触,导致缸筒局部磨损的情况。

对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本专利实施的效果和专利的实用性。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1