一种气动放大器的制作方法

1.本发明涉及气动系统控制元件领域，尤其涉及一种气动放大器。


背景技术：

2.气动放大器是气动系统中的控制元件，主要用于接收定位器的控制气源压力下，调节主气路的开度，满足执行机构行程(转角)的精确控制。目前市面上的气动放大器种类繁多，伴随着气动系统向大流量、气体高速度运行的方向发展，也需要气动放大器做出产品的升级换代。
3.目前有公开号cn2557735y的中国专利公开一种膜式气动放大器，包括上腔盖、下腔盖、双头阀芯、两个膜片、控制气源入口、输入气源入口和气体输出口，在两膜片的下方增加了一个膜片而构成上、中、下膜片；上、中膜片由带通气孔的支撑件相隔离，中、下膜片经隔离件铆接成一体；与输入气源相连，在下腔盖上还设有一通向中、下膜片所隔离成的内腔的另一输入气源入口，一弹性元件顶接在阀芯顶头和下腔盖之间而起到微压复位作用。其工作原理：通过腔体中的膜片进行弹性形变，改变工作腔的空间变化，进而改变输出气压。但是目前的气动放大器存在以下问题：
4.1、气动放大器要适配大气体流量的气动系统，需要在阀体中安装更多的膜片，在阀体内部气压变化的时候，多个膜片依次进行变化，这个过程需要花费大量的时候，导致响应速度不能满足要求。
5.2、气动放大器的膜片数量多，多个膜片的变形具有确定且具有一定离散性误差，随着膜片在变形过程中逐步老化，会进一步放大部件的运动误差，影响气动放大器工作的稳定性。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种气动放大器，其有优点在于响应时间短，减少部件的运动误差，提高设备运行的稳定性。
7.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
8.一种气动放大器：
9.包括阀体，所述阀体中开有中腔，所述阀体的一侧面开有进气孔，所述进气孔与中腔连通，所述阀体的另一侧面开有出气孔，所述出气孔与中腔连通；
10.包括上盖，所述上盖可拆卸连接在阀体的端部，所述上盖和阀体之间围成容纳气体的上腔，所述上盖的内部活动连接有活塞一，所述活塞一的顶部和上盖的内壁围成顶腔，所述上盖开有信号孔和调节孔，所述信号孔与和调节孔上腔连通，所述调节孔中设置有阀芯一；
11.包括活塞二，所述活塞二活动设置在阀体的中腔中，所述活塞一和活塞二同轴布置，所述活塞一和活塞二之间弹性连接；
12.包括底盖，所述底盖可拆卸连接在背离上盖的阀体端部，所述底盖和阀体围成容
纳气体的下腔，所述底盖的端部可拆卸连接有防尘盖板，所述防尘盖板内部开有底腔，所述防尘盖板上开有排气孔，所述排气孔和底腔连通，所述底盖的中心处开有内孔，通过内孔将下腔和底腔连通；
13.包括主阀芯，所述主阀芯设置为中空状，所述主阀芯活动连接在阀体的中腔中，所述主阀芯的底部深伸入到底盖的内孔中；
14.包括活塞杆，所述活塞杆的首尾两端分别固定在上盖和底盖上，所述活塞杆位于阀体的中心轴上，所述活塞杆依次穿过活塞一、活塞二和主阀芯。
15.进一步的，所述调节孔的底部设置有阀座一，所述阀座一承托阀芯一的底部。
16.进一步的，所述阀芯一的顶部伸出上盖端面，阀芯一的顶部螺纹连接有用于固定阀芯一的螺母一。
17.进一步的，所述活塞一和活塞二之间设置处于压缩状态的弹簧一。
18.进一步的，所述活塞二的截面为t字形，所述活塞二的顶板底面上设置有凹槽。
19.进一步的，所述主阀芯外侧面嵌入有压缩状态的弹簧二，所述弹簧二的一端与主阀芯相抵，所述弹簧二的另一端和底盖内侧相抵。
20.进一步的，所述底盖的内孔内壁上安装有无油轴承，所述无油轴承与主阀芯的外侧接触。
21.进一步的，所述活塞杆的两端均螺纹连接有螺母，位于上方的螺母接触活塞一的顶面，位于下方的螺母接触主阀芯的底面。
22.进一步的，所述上盖开有和顶腔连通的补气孔，所述补气孔的开口处安装有消声器一，所述排气孔的开口处安装有消声器二。
23.进一步的，所述上盖和阀体之间通过螺钉可拆卸连接，所述底盖和阀体之间通过螺钉可拆卸连接。
24.综上所述，本发明具有以下有益效果：
25.1.通过活塞一、活塞二和主阀芯联结运动，三者联动更加灵敏，以便调节各腔的容积变化，加快控制阀动作速度，实现气动放大器的快速响应，并且各腔的容积大，所以稳定性好，调试方便。
26.2.各腔构成的流道截面积大，cv值更高，能满足秒级打开关闭的极限工况调节控制使用要求。
27.3.内部的不采用膜片，耐压更高，使用寿命更长。
28.4.补气孔和排气孔处安装有消声器，减少运行产生的噪音。
附图说明
29.图1是气动放大器初始状态的剖视结构示意图。
30.图2是气动放大器供压状态的剖视结构示意图。
31.图3是气动放大器泄压状态的剖视结构示意图。
32.图中，1、阀体；11、上腔；12、中腔；13、下腔；14、进气孔；15、出气孔；2、上盖；21、信号孔；22、调节孔；221、阀芯一；222、螺母；223、阀座一；23、活塞一；231、导向圈一；232、弹簧一；24、顶腔；241、补气孔；242、消声器一；3、活塞二；4、主阀芯；41、弹簧二；42、无油轴承；5、底盖；51、防尘盖板；52、底腔；53、排气孔；531、消声器二；6、活塞杆。
具体实施方式
33.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的装置作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
34.实施例：
35.一种气动放大器，如图1所示，包括阀体1、上盖2和底盖5，上盖2和底盖5分别可拆卸连接在阀体1的端部上，进而将阀体1的两端封闭。
36.具体的，如图1所示，阀体1中开有中腔12，阀体1的一侧面开有进气孔14，进气孔14为阶梯孔，进气孔14的内壁上刻有内螺纹，以便和外界管道接头拦截，进气孔14与中腔12连通，阀体1的另一侧面开有出气孔15，出气孔15同样为阶梯孔，出气孔15的避内壁上设置有内螺纹，出气孔15与中腔12连通。
37.具体的，如图1所示，上盖2和阀体1端部之间通过螺钉安装在一起，螺钉头部和上盖2接触的位置设置有弹垫，避免在安装过程中螺钉磨损上盖2表面。上盖2和阀体1之间围成容纳气体的上腔11。上盖2的内部活动连接有活塞一23，活塞一23位于上盖2的中心轴处，在工作的时候，活塞一23沿阀体1轴向做往复运动。活塞一23的外周面上嵌入有导向圈一231，导向圈一231和上盖2通孔的内壁接触，在活塞一23运动的时候导向圈一231起到导向作用，保证活塞一23只能进行轴向往复运动。
38.具体的，如图1所示，活塞一23的顶部和上盖2的内壁围成顶腔24，上盖2开有和顶腔24连通的补气孔241，在工作的时候，通过补气孔241向顶腔24内部输气增压，继而驱使顶腔24运动。补气孔241的端口处安装有消声器一242，用以减少噪音。
39.具体的，如图1所示，上盖2开有信号孔21，信号孔21沿上盖2的厚度方向布置，信号孔21和上腔11连通。在设备开始运行的时候，信号孔21进气，增加上腔11的压力。
40.具体的，如图1所示，上盖2开有调节孔22，调节孔22沿上盖2的厚度方向布置，调节孔22与上腔11连通。调节孔22中设置有阀芯一221，阀芯一221的顶部伸出上盖2端面，阀芯一221的头部螺纹连接有螺母222一，在阀芯一221位置调节结束之后，工作人员旋紧螺母222一将阀芯一221固定。阀芯一221的外侧面开有若干的环形槽，环形槽中安装有o型圈，o型圈位于阀芯一221和调节孔22内壁之间用于填补缝隙，提高密封性。调节孔22的底部安装有阀座一223，阀芯一221的底端穿过阀座一223，阀座一223用于支撑阀芯一221的底部。
41.具体的，如图1所示，包括活塞二3，活塞二3活动设置在阀体1的中腔12中，所述活塞一23和活塞二3同轴布置，活塞一23和活塞二3之间弹性连接。活塞一23和活塞二3之间设置处于压缩状态的弹簧一232，在初始状态下，弹簧一232驱使活塞二3向下运动，将中腔12封闭，在工作状态下，输气到中腔12中压力升高，克服弹簧一232的弹力驱使活塞二3向上运动将中腔12打开。
42.具体的，如图1所示，活塞二3的截面为t字形，即活塞二3伞形，活塞二3的顶板底面上设置有凹槽，因为活塞二3的顶板底面的受力面，呈这样的外形设计在有空的空间中取得最大的受风面积。
43.具体的，如图1所示，包括主阀芯4，主阀芯4设置为中空状，主阀芯4的截面外形成梨形，增加通气的截面积。主阀芯4活动连接在阀体1的中腔12中，主阀芯4外侧面嵌入有压缩状态的弹簧二41，弹簧二41的一端与主阀芯4相抵，所述弹簧二41的另一端和底盖5内侧相抵，弹簧二41向主阀芯4提供弹性回复力，在初始状态下，在弹簧二41的作用，驱使主阀芯4向上运动，使主阀芯4和活塞二3相抵。
44.具体的，如图1所示，底盖5同样通过螺钉可拆卸连接在背离上盖2的阀体1端部。盖和阀体1围成容纳气体的下腔13。底盖5的中心处开有内孔，主阀芯4的底部深伸入到底盖5的内孔中。内孔的内壁安装有无油轴承42，无油轴承42的内侧与主阀芯4外侧接触，通过无油轴承42减少主阀芯4所受到的摩擦阻力。
45.具体的，如图1所示，底盖5的端部可拆卸连接有防尘盖板51，防尘盖板51内部开有底腔52，主阀芯4和底腔52连通。防尘盖板51上开有排气孔53，排气孔53和底腔52连通，所述底盖5的中心处开有内孔，通过内孔将下腔13和底腔52连通。排气孔53的开口处安装有消声器二531，用于减少排气产生的噪音。
46.具体的，如图1所示，包括活塞杆6，活塞杆6设置在阀体1的中心轴上，活塞杆6穿过活塞一23、活塞二3和主阀芯4，活塞杆6的上端和下端螺纹连接有螺母222，上端的螺母222的主要作用是限制活塞一23的运动极限位置；下端的螺母222主要用于限制主阀芯4的运动极限位置。在工作的过程中，活塞一23、活塞二3和主阀芯4在活塞杆6上做相应的往复运动。
47.具体工作过程：
48.放大器动作一，向执行结构提供：
49.(1)、起始状态；如图1所示，设备零部件安装完成之后，设备没有通气，由于弹簧一232的作用，驱使活塞一23向上运动到极限位置，驱使活塞二3向下运动到极限位置；由于弹簧二41的作用，主阀芯4向上运动到极限位置，此时，主阀芯4与活塞二3相抵，顶腔24、上腔11、中腔12、下腔13和底腔52均不相通。
50.(2)气动放大器动作一：如图2所示，进气孔14(记作p口)通入气压0.1～1.0mpa的气体，气体被被封在下腔13中；信号孔21通入气压0.02～0.7mpa的气体，气体被封在上腔11中，上腔11压力大于中腔12，活塞二3顶着主阀芯4克服弹簧二41的推力向下运动，活塞一23通过活塞杆6和螺母222随着主阀芯4向下运动，下腔13和中腔12相通，进气孔14的气体可以流入到出气口(记作a口)，之后从出气口输送到外界的执行机构中。顶腔24补气，底腔52关闭，直至执行机构运动到预设位置。在这个过程中，主阀芯4行程的多少由信号孔21接收的气压克服弹簧二41的推力有关。
51.(3)气动放大器动作二：如图3所示，执行机构通过气动放大器排气泄压，随着信号孔21接收定位器气压趋向0，上腔11压力小于中腔12压力，当中腔12的压力超过弹簧一232的推力时，活塞二3向上运动，，主阀芯4也在弹簧二41的推力下复原，关闭中腔12和下腔13的通道，进气孔14和出气孔15不通，此时出气孔15的余压仍大于上腔11的压力，出气孔15的余压的推力超过弹簧一232推力的情况下，活塞二3进一步向上运动，主阀芯4与活塞二3之间的密封面脱开，中腔12与底腔52接通，余压排空；活塞一23通过弹簧一232被顶至最上端，
带动活塞杆6和主阀芯4的密封面进一步压在阀体1上，保证下腔13气体被密封在下腔13中，余压排空后，弹簧一232复位，活塞二3的密封面与主阀芯4的密封面吻合，从各腔密封不通，回归到初始状态。
52.(4)在装置安装完成之后，进行调试，调节调节孔22上面的阀芯一221的位置，使出气孔15和上腔11之间有微量的压力反馈，调好后应用螺母222一旋紧，为保证定位精确，在不过冲或补气的情况下，保证气动系统的稳定性。
53.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
54.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。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。