专利名称：四活塞气动执行器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气动执行器，是一种利用活塞驱动中轴转动90度的 四活塞气动执行器。
背景技术：
在某些自动控制系统特别是化工领域，为防止使用电而出现危情，特别 是火情，采用气动执行器是一种行之有效的预防办法。如图1所示，传统的执行器具有气缸本体90，该本体中央设有一通气孔 92连通气缸中间腔室85，两端设有两个通气孔91和通气孔93和外腔室80 相通。该气缸本体90内有两个活塞82和活塞87，活塞82和活塞87分别和 对应的齿条83和齿条88是一体的。活塞的外周圆嵌设有一 0形环81和0形 环86，将气缸本体分成内外腔。高压气体由入口 92进入时，活塞82和活塞 87在高压气体的作用下，向两侧反向运动，两侧的空气会通过通气孔91和通 气孔93排除，活塞82和活塞87也带动齿条83和齿条88向两侧反向运动， 齿条83和齿条88拨动中轴84转动90度角，从而实现自动控制的功能。传统的执行器只能是两活塞，两个齿条，输出相同的力距，需要很大的 体积，所以传统的执行器体积都大。传统的执行器的另一个缺陷是活塞的中 心线和齿条的分度线有一段距离B，这样在驱动中轴时会产生一扭距，增加动 力的消耗，降低了传动效率。传统的执行器的齿条采用铝材质，在和钢材质 的部件传动中首先磨损，寿命短。 实用新型内容为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种四活塞气动执
行器。该执行器体积小、驱动力和驱动效率高。本实用新型的技术方案是，四活塞气动执行器，包括气缸本体、设置在 气缸本体内的气缸，气缸内的活塞与齿条为一个整体，所述的齿条与中轴上 的齿轮啮合，气缸内的活塞带齿条的端面与气缸本体构成气缸本体中间腔室， 气缸本体中间腔室与通气孔连通，气缸内的活塞另一端面与气缸本体构成外 腔室，外腔室内设有弹簧，各外腔室与相应的通气孔相连；其特征在于，所 述的气缸本体内设有一对轴线垂直于通过中轴轴线竖直平面的水平气缸，一 对轴线垂直于通过中轴轴线的水平平面的垂直气缸；各气缸内的活塞与齿条 为一个整体，所述的四个齿条顺次水平或垂直地环绕在中轴上，在各齿条上 设有避让结构；活塞中心线和对应齿条分度线在同一平面。本实用新型的技术方案是，所述的避让结构为，在活塞与齿条的连接板 上设有一方孔，方孔的宽度E大于齿条的宽度A。这样在垂直方向的两齿条前 进交叉时， 一个齿条正好插进另一个齿条的方孔内，合理的避免了两齿条的干涉。本实用新型的技术方案还可以是，所述的避让结构为，水平气缸的齿条 与垂直气缸的齿条错位环绕在中轴上，中轴齿轮的宽度应大于或等于两个齿 条的宽度。这样在垂直方向的两齿条前进交叉时， 一个齿条与另一个齿条错 位，从而避免了两齿条的干涉。本实用新型的有益效果是该执行器，比体积相同的传统执行器的驱动力提高一倍；输出相同的驱动力的执行器的体积比传统的要小的多；同时该 执行器的活塞中心和齿条的分度线在同一平面，这样就消除了传统的执行器 产生无用扭距的缺陷，提高了驱动效率。本实用新型的活塞和齿条采用钢材， 这样在和钢材质的齿轮在传动中，磨损量相同，寿命要延长2—5倍。
图1为传统执行器的组合剖面示意图2为本实用新型的组合剖面示意图； 图3为本实用新型的单体活塞俯视图； 图4为图3的中心剖视图；图5垂直方向的两齿条运动未交错状态示意图； 图6垂直方向的两齿条运动交错状态示意图； 图7四方向的齿条运动未交错状态示意图； 图8四方向的齿条运动交错状态示意图； 图9为另一种避让结构放大示意图。图中80外腔室、81 O形环、82活塞、83齿条、84中轴、85气缸中间 腔室、86 0形环、87活塞、88齿条、90气缸本体、91通气孔、92入口、 93 通气孔；Ol气缸本体、02通气孔、03通气孔、04齿轮、05气缸中间腔室；四个 外腔室10、 20、 30、 40;正面盖11、三个侧盖21、 31、 41;四个弹簧12、 22、 32、 42;四个活塞13、 23、 33、 43;四个通气孔14、 24、 34、 44;四个 0型圈15、 25、 35、 45;四个齿条16、 26、 36、 46;60方孔、61活塞中心线、62齿条分度线。
具体实施方式
如图2，该执行器具有气缸本体01，正面盖11和侧盖21、 31、 41与气 缸本体01紧固密封连接，气缸本体01内设有一对轴线垂直于通过中轴轴线 竖直平面的水平气^C， 一对轴线垂直于通过中轴轴线的水平平面的垂直气缸。 各气缸内的活塞13、 23、 33、 43与对应的齿条16、 26、 36、 46分别为一个 整体，所述的四个齿条16、 26、 36、 46顺次水平或垂直地环绕在中轴齿轮04 上。各活塞13、 23、 33、 43的外周圆嵌分别设有一0形密封圈15、 25、 35、 45，将气缸本体分成中间腔05和四个外腔室10、 20、 30、 40。四个外腔室 10、 20、 30、 40内分别设有弹簧12、 22、 32、 42;四个外腔10、 20、 30、 40
经过气缸本体01上的通气孔14、 24、 34、 44将外腔连通起来，正面盖11上 设有一个通气孔03和外腔室10相通，所以所有的外腔室是相通的并通过通 气孔03与气缸本体01外连通。正面盖11上还设有另一通气孔02连通气缸 中间腔室05，以向气缸中间腔室05内充入高压气体或者排出其内的气体。在各齿条上设有避让结构。如图3、 4所示。以活塞13及其齿条16、活 塞23及其齿条26为例说明本避让结构。在活塞与齿条之间的连接板上设有 一方孔60，方孔60的宽度E大于齿条的宽度A，方孔60的厚度C大于齿条 的厚度；这样在垂直方向的两齿条前进交叉时， 一个齿条正好插进另一个齿 条的方孔内，合理的避免了两齿条的干涉。图5为垂直方向的两齿条运动未 交错状态示意图，图6垂直方向的两齿条运动交错状态示意图。另外从图4中可以看出，活塞中心线61和齿条分度线62在同一平面， 这样就消除了传统的执行器产生无用扭距的缺陷，提高了驱动效率。图7四方向的齿条运动未交错状态示意图，图8四方向的齿条运动交错 状态示意图。其避让结构及其工作状态在了解图3、 4后，理解图7、图8并不困难。当高压气体由通气孔02进入气缸中间腔05时，四个活塞13、 23、 33、 43在高压气体的作用下，同时向外侧运动，四个弹簧12、 22、 32、 42受压， 四个外腔室10、 20、 30、 40在通气孔14、 24、 34、 44的连接下，均由通气 孔03向外排气。活塞13、 23、 33、 43分别带动齿条16、 26、 36、 46向夕卜侧 运动，齿条16、 26、 36、 46同时拨动中轴上的齿轮04逆时针转动，从而实 现中轴的转动90度，中轴带动阀门等开关件，将其打开。当关掉经由通气孔02的高压气体时，活塞13、 23、 33、 43分别在弹簧 12、 22、 32、 42的弹力作用下，向内侧运动，四个外腔室10、 20、 30、 40在 通气孔14、 24、 34、 44的连接下，均由通气孔03向外腔室进气。气缸中间 腔05通过通气孔02向外排气，四个活塞13、 23、 33、 43分别带动齿条16、26、 36、 46向内侧运动，齿条16、 26、 36、 46拨动中轴上的齿轮04顺时针 转动，从而实现中轴的反向转动90度，中轴带动阀门等开关件，将其关掉。图9为另外一种避让结构，水平气缸的齿条26、46与垂直气缸的齿条16、 36错位环绕在中轴齿轮上，中轴齿轮的宽度应大于或等于两个齿条的宽度。 这样在垂直方向的两齿条前进交叉时， 一个齿条与另一个齿条错位，从而避 免了两齿条的干涉。本实用新型的活塞和齿条采用钢材，这样在和钢材质的齿轮在传动中，
权利要求1、四活塞气动执行器，包括气缸本体、设置在气缸本体内的气缸，气缸内的活塞与齿条为一个整体，所述的齿条与中轴上的齿轮啮合，气缸内的活塞带齿条的端面与气缸本体构成气缸本体中间腔室，气缸本体中间腔室与通气孔连通，气缸内的活塞另一端面与气缸本体构成外腔室，外腔室内设有弹簧，各外腔室与相应的通气孔相连；其特征在于，所述的气缸本体内设有一对轴线垂直于通过中轴轴线竖直平面的水平气缸，一对轴线垂直于通过中轴轴线的水平平面的垂直气缸；各气缸内的活塞与齿条为一个整体，所述的四个齿条顺次水平或垂直地环绕在中轴上，在各齿条上设有避让结构；活塞中心线和对应齿条分度线在同一平面。
2、 根据权利要求l所述的四活塞气动执行器，其特征在于，所述的避让结构为，在活塞与齿条的连接板上设有一方孔，方孔的宽度E大于齿条的宽度A。
3、 根据权利要求l所述的四活塞气动执行器，其特征在于，所述的避让结 构为，水平气缸的齿条与垂直气缸的齿条错位环绕在中轴上，中轴齿轮的宽度 应大于或等于两个齿条的宽度。
专利摘要本实用新型公开了一种四活塞气动执行器，主要用于解决化工领域阀体的自动控制问题。其特征在于，气缸本体内设有一对轴线垂直于通过中轴轴线竖直平面的水平气缸，一对轴线垂直于通过中轴轴线的水平平面的垂直气缸；各气缸内的活塞与齿条为一个整体，所述的四个齿条顺次水平或垂直地环绕在中轴上，在各齿条上设有避让结构；活塞中心线和对应齿条分度线在同一平面。该执行器，比体积相同的传统执行器的驱动力提高一倍；输出相同的驱动力的执行器的体积比传统的要小的多；同时该执行器的活塞中心和齿条的分度线在同一平面，这样就消除了传统的执行器产生无用扭距的缺陷，提高了驱动效率。特别适于石油、化工等易燃场所。
文档编号F15B15/00GK201053421SQ20072001943
公开日2008年4月30日 申请日期2007年3月15日 优先权日2007年3月15日
发明者张澄晚 申请人:温州市鼎锋阀门厂