手气一体汽缸的制作方法
【专利摘要】本发明提供手气一体汽缸，包括缸体、活塞、活塞杆，活塞置于缸体内腔，活塞杆一端连接在活塞上，还包括手动旋转装置和高度指示标，活塞杆与活塞可以在一定范围内相对滑动，活塞杆另一端为螺杆，螺杆上设置有整体式螺母，螺母与缸体上部连接并可相对转动，螺母上部安装有手动旋转装置，手动旋转装置上安装有高度指示标，在缸体上设置有两个通气口，分别位于缸体内活塞活动腔的顶部和底部。本发明手气一体汽缸，梯形螺母为整体式增强了螺母的强度且减小了螺母体积。汽缸可以进行全行程操作，实现了设备的轻量化和易操作性。并且在活塞与活塞杆之间设置滚珠作为限位装置，既能防止手动时活塞杆随螺母转动的现象，又能够防止气动时手动装置的动作。
【专利说明】手气一体汽缸
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽缸，特别是一种手气动一体汽缸，属于汽缸领域。
【背景技术】
[0002]在生产实践中，需要汽缸气动执行相关动作，但有时也需要手动操作汽缸执行相关动作，因此需要一种手气动一体的汽缸。
[0003]在现有的手气一体汽缸中，将螺母部分一分为二，在手动操作装置时将螺母用相应的装置合并，旋动螺母就可以产生轴向的位移，推动活塞打开或者关闭阀门，但是螺母一分为二导致其强度降低，因此要求螺母要向粗和长的方向发展以提高其强度，故导致设备笨重，在阀门需要较大力量关闭时，此问题尤其突出。
[0004]在有的手气一体汽缸中，由于活塞与活塞杆之间缺乏限位装置，使得手动操作时发生活塞杆随螺母一起转动的情形，导致活塞杆无法有效上行或下行。
[0005]有鉴于此特提出本发明。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种手气一体汽缸，能够分别气动运行和手动运行，实现设备的轻量化和易操作性。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本构思是:
[0008]手气一体汽缸，包括缸体、活塞、活塞杆、手动旋转装置，活塞置于缸体内腔，活塞杆一端连接在活塞上，缸体由上缸体和下缸体连接而成，下缸体呈U型，内部有空腔，下缸体底部还设置有通气口连通空腔的下部；上缸体呈倒T型，上缸体叠放在下缸体上端，下缸体上部的外延边与下缸体下部的外延边通过螺钉固定，上缸体内部设置的沿其轴向的中心孔为上大下小的阶梯通孔，活塞杆从通孔中穿过，上缸体下部设置有通气口连通下缸体内部空腔的上部。活塞置于上缸体和下缸体围合的空腔内。
[0009]活塞为十字形，上部为第一连接杆，第一连接杆内设置有向上开放的柱形腔，活塞杆一端插在柱形腔中且能在一定范围内沿活塞杆轴向滑动，第一连接杆上端设有使活塞杆不脱落出柱形腔的限位装置，活塞杆与柱形腔的壁之间设置有限制活塞杆与活塞相对转动的限位装置；活塞的下部为第二连接杆，第二连接杆从下缸体底部的中心孔穿出。
[0010]活塞杆另一端为螺杆且穿入上缸体的中心孔，螺杆上设置有整体式螺母，螺母与上缸体上部连接并可相对转动，手动旋转装置固定于螺母上。
[0011]活塞的第一连接杆穿入上缸体中心孔且其外径与上缸体中心孔的直径相配合。
[0012]手动时，旋转手动旋转装置使螺母转动，从而使活塞杆上行或下行动作，在活塞杆相对活塞滑动到极限位置时，带动活塞上行或下行，活塞下部带动其他装置动作。
[0013]气动时，先转动手动旋转装置将活塞杆提升到一定高度，并用高度指示标指示高度，到达所需高度后停止转动手动旋转装置，在接下来的气动运行中使活塞上下活动时不会发生压或拉活塞杆的情况。[0014]当位于上缸体的通气口进气、位于下缸体的通气口出气时活塞下行，活塞下部带动其他装置动作，当位于下缸体的通气口进气、位于上缸体的通气口出气时活塞上行，活塞下部带动其他装置动作。由于活塞杆和活塞之间能在一定范围内相对滑动，因此在气动时，活塞动作不带动活塞杆动作，也不会带动活塞杆上端螺母和手动旋转装置动作。
[0015]采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
[0016]本发明手气一体汽缸，能够分别通过手动或气动的方式驱动活塞动作，从而带动其他装置动作实现汽缸功能。梯形螺母为整体式增强了螺母的强度且减小了螺母体积，梯形螺母通过轴承在上缸体的中心孔内转动，并且在活塞与活塞杆之间设置滚珠作为限位装置，使得活塞与活塞杆无法相对转动，在手动时，可以旋转手轮使活塞杆带动活塞上下运动，防止了手动时活塞杆随螺母转动的现象；在气动时，能够避免活塞和活塞杆之间的联动，从而避免了手动旋转装置的动作，并且汽缸可以进行全行程操作，实现设备的轻量化和易操作性。
[0017]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明手气一体汽缸的半剖结构示意图。
[0019]图2是活塞的局部剖面示意图。
[0020]图3是活塞杆的局部剖视图。
[0021]1.下密封圈，2.活塞，3.密封垫，4.螺塞，5.螺钉，6.弹垫，7.上缸体，8.活塞杆，
9.顶丝，10.螺钉，11.压垫，12.高度指示标，13.手轮，14.压紧螺母，15.梯形螺母，16.轴承，17.垫片，18.上密封圈，19.滚珠，20.活塞密封圈，21.下缸体，211.第一连接杆，212.第二连接杆，213.柱形腔，214.半通槽，81.圆柱，82.孔，A.通气口，B.通气口。
【具体实施方式】
[0022]如图1所示，手气一体汽缸，包括缸体、活塞、活塞杆、手动旋转装置和高度指示标。
[0023]如图2所示，活塞2为十字形，包括上部的第一连接杆，下部的第二连接杆和中间部分。上部为柱形的第一连接杆211，第一连接杆211上设置有沿其轴向的向上开放的柱形腔213，活塞2下部为第二连接杆212。
[0024]缸体由上缸体7和下缸体21组成，下缸体21呈U型，内部有空腔，下缸体21底部中间有供十字形活塞2下部的第二连接杆212上下滑动的中心孔，下缸体21底部还设置有通气口 B连通下缸体21内部的空腔的底部。
[0025]上缸体7呈倒T型，上缸体7叠放在下缸体21上端，下缸体21上部的外延边与下缸体7下部的外延边通过螺钉5和弹垫6固定并通过密封垫3密封，上缸体7内部有沿其轴向设置的中心孔，上缸体的中心孔为上大下小的三台阶的阶梯通孔，活塞杆8从通孔中穿过，上缸体7下部设置有通气口 A连通下缸体21的内腔的顶部。
[0026]上缸体7的底面与下缸体21围合的空腔为活塞做功的活动腔，即活塞活动腔。
[0027]活塞2置于上缸体7与下缸体21围合的腔中，其上部的第一连接杆211与活塞杆8下部活动连接，其下部的第二连接杆212从下缸体21底部中间的中心孔中穿出连接其他装置，在活塞2下部的第二连接杆212与下缸体21底部的中心孔配合处设置有下密封圈I。
[0028]活塞2中间部分与下缸体21的内壁配合处安装有活塞密封圈20。活塞2中间部分的下端面为边缘高，中心低的阶梯面，下缸体的通气口 B位于活塞中间部分的下端面边缘部位的下方。当活塞2的中间部分下降至活塞活动腔底部时，活塞中间部分不会与活塞活动腔的侧壁与底边形成的角碰撞，而且通气口 B进气时，由于活塞2中间部分的下端面与下缸体之间有一个预留的空间，故气体在进入汽缸时不会使活塞发生突动。
[0029]上缸体底面也为阶梯面，当上缸体处于装配状态时，其底面中间部位较边缘部位要低，当活塞2的中间部分上升至活塞活动腔顶部时，活塞中间部分不会与下缸体的侧壁与上缸体底面边形成的角碰撞。并且上缸体装配后，其底面的边缘部分与活塞2的中间部分的上端面之间有空间，通气口 A位于此处。同上，在通气口 A进气时，由于活塞2中间部分的上端面与上缸体之间有一个预留的空间，故气体在进入汽缸时不会使活塞发生突动。
[0030]如图1、3所示，活塞杆8为上细下粗的阶梯杆，最下端的圆柱81的直径最大，活塞杆8下部插在活塞2上部第一连接杆的柱形腔213内且可以相对滑动，活塞2的第一连接杆的柱形腔213上部安装有螺塞4作为限位装置，螺塞4螺纹连接在柱形腔213上端，螺塞4的内径比活塞杆8最下端的圆柱81的直径小从而将活塞杆8的下端限制在柱形腔213内而不会滑脱。
[0031]活塞2上部的第一连接杆的柱形腔213的壁与活塞杆8最下端圆柱81之间设有限位装置，在本实施例中，采用滚珠19作为限位装置。
[0032]活塞杆8最下端的圆柱81的外柱面均匀设置有多个孔82，孔82内放置有滚珠19，对应的柱形腔的壁上设置有多条上下方向的半通槽。
[0033]如图1、2所示，在本实施例中，圆柱81上的孔有4个，每个孔内放置有I个滚珠，对应的柱形腔的壁上设置有4条上下方向的半通槽214。
[0034]滚珠19及半通槽214的设置，使得活塞杆8和活塞2之间既能够相对的上下滑动，又不会发生相对转动，起到限制活塞杆8与活塞2相对转动的作用。
[0035]活塞2上部的第一连接杆211及活塞杆8插在上缸体7的中心孔中，第一连接杆外径与上缸体中心孔最下端的孔的直径相配合。第一连接杆211与上缸体7中心孔之间设有上密封圈18。由于上缸体的中心孔为上大下小的三台阶的阶梯通孔，故第一连接杆211与最下端的孔壁配合，与其他中心孔壁之间无摩擦，从而既能保证气密性，又能降低汽缸发热和提高汽缸的使用寿命，且不降低汽缸壁的强度。
[0036]活塞杆8上部为螺杆，螺杆上设置有整体式的梯形螺母15，梯形螺母15通过轴承16安装在上缸体7最上端的阶梯孔内并通过压紧螺母14固定。梯形螺母15底端与阶梯孔的台阶之间设置有垫片17。
[0037]在活塞2上行到最高位置时，梯形螺母15底端与活塞2上部的顶端即第一连接杆顶端之间仍存有间隙，保证汽缸运行时两者不会发生触碰。
[0038]梯形螺母15上部超出上缸体7。手动旋转装置通过顶丝9固定在梯形螺母超出上缸体7的部位的外侧面。在本实施例中选取手轮13作为手动旋转装置，在其他实施例中也可以采用摇柄作为手动旋转装置。
[0039]在手动旋转装置上方通过螺钉10及压垫11固定有高度指示标12，高度指示标12用以指示活塞杆上升的高度。[0040]在其他实施例中，高度指示标刻于活塞杆上，并在活塞杆上行至一定程度时可视，通过旋转手动旋转装置使活塞杆上行或下行动作，并通过高度指示标确定活塞杆上行或下行的合适行程。
[0041]手动时，通气口 A和B均撤销通气，旋转手轮13使梯形螺母15转动，由于梯形螺母15通过轴承16在上缸体7的孔内旋转，活塞2与活塞杆8之间设置有在半通槽214内上下滚动的滚珠19，由于滚珠19在槽与孔之间的阻力，活塞杆8不会跟随梯形螺母15 —起转动，因此在旋转手轮13时活塞杆8上行或下行动作,在活塞杆8相对活塞2滑动到极限位置时，带动活塞2上行或下行，活塞2下部带动其他装置动作。
[0042]气动时，先转动手轮13将活塞杆8提升到一定高度，并通过高度指示标12指示高度，到达所需高度后停止转动手轮，从而保证在气动时活塞2上下活动时不会发生压或拉活塞杆8的情况。
[0043]由于通气口 A连通活塞活动腔的顶部，当位于上缸体7的通气口 A进气、通气口 B出气时活塞2下行，活塞2下部带动其他装置动作；由于通气口 B连通活塞活动腔的底部，当位于下缸体21的通气口 B进气、通气口 A出气时活塞2上行，活塞2下部带动其他装置动作。由于活塞杆8和活塞2两者能在一定范围内相对滑动，因此在气动时，活塞2动作不带动活塞杆8动作，也不会带动活塞杆上端的梯形螺母15和手轮13转动。由于螺塞4上下都留有一段空行程，能够保证气动时汽缸能够全行程操作。
[0044]采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
[0045]本发明手气一体汽缸，能够分别通过手动或气动的方式驱动活塞动作，从而带动其他装置动作实现汽缸功能。梯形螺母为整体式增强了螺母的强度且减小了螺母体积，梯形螺母通过轴承在上缸体的中心孔内转动，并且在活塞与活塞杆之间设置滚珠作为限位装置，使得活塞与活塞杆无法相对转动，在手动时，可以旋转手轮使活塞杆带动活塞上下运动，防止了手动时活塞杆随螺母转动的现象；在气动时，能够避免活塞和活塞杆之间的联动，从而避免了手动旋转装置的动作，并且汽缸可以进行全行程操作，实现设备的轻量化和易操作性。
[0046]上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.手气一体汽缸，包括由上缸体和下缸体连接而成的缸体、活塞、活塞杆、手动旋转装置，活塞设置于上缸体和下缸体围合的腔内，其特征在于: 活塞为十字形，上部为第一连接杆，第一连接杆内设置有向上开放的柱形腔，活塞杆为上细下粗的阶梯杆，活塞杆下端插在柱形腔中且能沿活塞杆轴向滑动，柱形腔上端口安装有对活塞杆起限位作用的螺塞，活塞杆最下端圆柱的柱面上有孔，孔内安装有滚珠，柱形腔的壁上设置有上下方向的槽，滚珠在槽内滚动； 活塞杆上端为螺杆且穿入上缸体的中心孔，上缸体的中心孔为上大下小的阶梯孔，螺杆上设置有整体式螺母，螺母与上缸体上部连接并可相对转动，手动旋转装置固定于螺母上， 活塞的第一连接杆穿入上缸体中心孔，其外径与上缸体中心孔最下端的孔的直径相配合，活塞的下部为第二连接杆，第二连接杆从下缸体底部的中心孔穿出； 在缸体上设置有两个通气口，分别位于缸体内活塞活动腔的顶部和底部。
2.根据权利要求1所述的手气一体汽缸，其特征在于:活塞杆最下端的圆柱的柱面均匀设置有4个孔，孔内放置有滚珠，柱形腔的壁上对应设置有4条上下方向的半通槽，滚珠在半通槽内滚动。
3.根据权利要求1或2所述的手气一体汽缸，其特征在于:螺塞的内径小于活塞杆最下端圆柱直径。
4.根据权利要求1或2所述的手气一体汽缸，其特征在于:下缸体呈U型，内部有空腔，下缸体底部还设置有通气口连通空腔的下部； 上缸体呈倒T型，上缸体叠放在下缸体上端，下缸体上部的外延边与下缸体下部的外延边通过螺钉固定，上缸体的底面为边缘高、中心低的阶梯面，上缸体内部设置的沿其轴向的中心孔为通孔，活塞杆穿入通孔中，上缸体下部设置有通气口连通下缸体内部空腔。
5.根据权利要求1所述的手气一体汽缸，其特征在于:活塞中间部分的下端面为边缘高，中心低的阶梯面，下缸体的通气口位于活塞中间部分的下端面边缘部位的下方。
6.根据权利要求1所述的手气一体汽缸，其特征在于:上缸体的中心孔为上大下小的三台阶的阶梯通孔。
7.根据权利要求1或6所述的手气一体汽缸，其特征在于:螺杆上设置的螺母为梯形螺母，梯形螺母通过轴承安装在上缸体最上端的阶梯孔内并通过压紧螺母固定，梯形螺母上部超出上缸体。
8.根据权利要求7所述的手气一体汽缸，其特征在于:手动旋转装置通过顶丝固定在梯形螺母超出上缸体的部位上。
9.根据权利要求8所述的手气一体汽缸，其特征在于:手动旋转装置为手轮或摇柄的任意一种。
10.根据权利要求1所述的手气一体汽缸，其特征在于:还包括高度指示标，高度指示标通过螺钉固定在手动旋转装置顶部。
【文档编号】F15B15/16GK103486107SQ201310447662
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】滕磊军, 申靖, 白宇, 于洋, 施晓丽, 李亚鹏, 于丽君, 林玉峰 申请人:北京航天试验技术研究所