专利名称：带内置式防转装置的气动薄膜执行机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及气动调节阀领域，特别涉及一种带内置式防转装置的气动薄膜执行机构。
背景技术：
气动薄膜执行机构是气动调节阀的重要组成部分，其作为气动调节阀常用的驱动装置，常被用在化工、冶金等各种行业。气动薄膜执行机构的结构简单，动作可靠，维护方便，成本低廉，因而得到广泛应用。常用的气动薄膜执行机构分为正作用和反作用两种执行方式，如图1及图2所示。参见图1，正作用气动薄膜执行机构在输入信号增加时，在薄膜膜片上产生一个推力，在该推力克服弹簧的作用力后，推杆向外位移；参见图2，反作用气动薄膜执行机构的输入信号连接口在接近支架一侧，在输入信号增加时，推杆的位移向内，向月吴头内部移动。气动薄膜执行机构分为常规的气动薄膜执行机构和大推力的气动薄膜执行机构。对于常压(小于 ANSI600psi PNl 10) DN150 以上及高压(大于 ANSI600psi PNl 10) DN100 以上调节阀，如果在关闭压差较大，介质压力不稳定的情况下，小面积执行机构就无法提供足够的推力，必须设计能提供大推力的执行机构。大推力气动薄膜执行机构是用于给大口径阀门(DN250-DN400)提供动力源的装置，与常规的气动薄膜执行机构相比使用的场合要求较为严格，安全性要求更高，所以结构也更加的复杂，而传统的大推力执行机构都无内置防转机构，导致当阀内压力较大时阀芯、阀杆发生转动，并带动气动薄膜执行机构的推杆也发生转动，以及由推杆转动导致的气动薄膜执行机构的膜片旋转损坏的问题。如果在阀体组件内加防转键，结构就会相当复杂，而且阀芯、阀杆在高压差波动介质中容易震动，会严重影响阀的调节精度。而且现有的大推力气动薄膜执行机构中的弹簧只有一端紧定，弹簧在大行程下容易失稳，造成调节阀线性、回差不符合标准规定，甚至弹簧的断裂。
发明内容
本发明提供一种带内置式防转装置的气动薄膜执行机构及该内置式防转装置，特别是一种带内置式防转装置的大推力气动薄膜执行机构，以解决现有技术中的上述缺陷。本发明的技术方案如下:
一种带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其包括膜盖组件、膜片、托盘、弹性元件、推杆，其中膜片固定于所述膜盖组件内侧，托盘固定在所述膜片上，弹性元件两端分别与所述膜盖组件和所述托盘连接，推杆一端固定于所述托盘上，另一端穿过所述膜盖组件并暴露于其外部，所述气动薄膜执行机构还设有内置式防转装置；
其中，所述膜盖组件包括依次连接的上膜盖、接管和下膜盖，所述接管内侧设有限制所述内置式防转装置的运动轨迹的防转导向构件，所述内置式防转装置一端固定连接于所述托盘，另一端滑动连接于所述防转导向构件，所述内置式防转装置能沿所述防转导向构件限定的轨迹运动。
优选地，所述内置式防转装置包括固定连接于所述托盘的竖直部和滑动连接于所述防转导向构件的水平部，所述竖直部和所述水平部固定连接，所述水平部在其非与所述竖直部连接的一端设有与所述防转导向构件配合的运动构件。优选地，所述竖直部包括至少一个防转螺杆，所述水平部包括至少一个防转连接杆，所述防转螺杆和所述防转连接杆通过一防转连接板连接，其中所述防转连接板在竖直方向设有与所述防转螺杆对应的第一组安装孔，在水平方向设有与所述防转连接杆对应的第二组安装孔。优选地，所述竖直部包括两个防转螺杆，所述水平部包括一个防转连接杆，所述第一组安装孔为与所述两个防转螺杆对应的两个安装孔，所述第二组安装孔为与所述防转连接杆对应的一个安装孔，所述第一组安装孔的两个安装孔与所述第二组安装孔的一个安装孔不相通。优选地，所述接管内侧的防转导向构件为防转导向凹槽，所述内置式防转装置的水平部一端的运动构件为能卡入所述防转导向凹槽的轴承，所述水平部设有挡住所述轴承的凸出部。优选地，所述轴承为滚动轴承。滚动轴承可以保证内置式防转装置在整个行程时都能正常运行，不会出现卡牢、阻碍执行机构正常运行的现象。优选地，所述凸出部为一凸出设置的台阶。优选地，所述防转连接杆外侧套设有防转连接套，所述防转连接套一端与所述防转连接板接触，另一端与所述运动构件接触。优选地，所述防转螺杆两端均设有螺纹部，其两端通过螺纹和螺母分别与所述托盘和所述防转连接板固定连接。优选地，所述防转导向凹槽为铸造成型的凹槽。铸造成型的凹槽可以轴承在整个行程时都能正常运行，不会出现卡牢、阻碍执行机构正常运行的现象。优选地，所述弹性元件两端分别与所述膜盖组件和所述托盘固定连接。与传统大推力气动薄膜执行机构的弹簧只有一端固定相比，弹簧两端固定的处理方式使该执行机构的稳定性更能够得到保证。优选地,所述气动薄膜执行机构为大推力气动薄膜执行机构。由于大推力气动薄膜执行机构更容易出现推杆、阀芯和阀杆的旋转，以及膜片由于旋转导致的损坏，所以将本发明的内置式防转装置使用于大推力气动薄膜执行机构会更加有效。本发明还提供一种用于气动薄膜执行机构的内置式防转装置，所述气动薄膜执行机构包括托盘和接管，所述气动薄膜执行机构的接管内侧设有限制所述内置式防转装置的运动轨迹的防转导向构件，所述内置式防转装置包括固定连接于所述托盘的竖直部和滑动连接于所述防转导向构件的水平部，所述竖直部和所述水平部固定连接，所述水平部在其非与所述竖直部连接的一端设有与所述防转导向构件配合的运动构件。与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
第一.本发明在气动薄膜执行机构中设置内置式防转装置，通过该防转装置将托盘的运动限制在接管的防转导向凹槽内，从而在不影响行程的前提下有效防止了托盘的旋转，并且还避免了因托盘的旋转而导致的膜片破裂和损坏，延长了膜片和气动薄膜执行机构的寿命; 第二.由于推杆与托盘是固定连接的，防止托盘旋转同时也能防止推杆旋转，即使在很大的旋转扭矩下，也能防止推杆旋转；
第三.由于推杆与阀杆和阀芯是连接的，防止了推杆旋转同时也能保证阀芯、阀杆不转
动；
第四.该内置式防转装置没有改变整个气动薄膜执行机构的整体结构，因而不影响执行机构的输出力；
第五.本发明的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构及该内置式防转装置结构紧凑，制造方便；
第六.本发明的接管上的防转导向凹槽是直接铸造成型的，不需加工，同时防转装置上的轴承为滚动轴承，从而可以保证内置式防转装置在整个行程时都能正常运行，不会出现卡牢、阻碍执行机构正常运行的现象；
第七.与传统大推力气动薄膜执行机构的弹簧只有一端固定相比，本发明的气动薄膜执行机构的弹簧两端固定，从而使该执行机构的稳定性更能够得到保证。当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
图1为传统正作用大推力气动薄膜执行机构的结构示意 图2为传统反作用大推力气动薄膜执行机构的结构示意 图3为本发明的实施例一的带内置式防转装置的正作用大推力气动薄膜执行机构的结构示意 图4为本发明的实施例一的内置式防转装置的结构示意 图5为本发明的实施例一的内置式防转装置的防转连接板的结构示意 图6为本发明的实施例一的内置式防转装置的防转连接套的结构示意 图7为本发明的实施例一的内置式防转装置的防转螺杆的结构示意 图8为本发明的实施例一的内置式防转装置的防转连接杆的结构示意 图9为本发明的实施例二的带内置式防转装置的反作用大推力气动薄膜执行机构的结构示意图。
具体实施例方式本发明提供一种带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，特别是一种带内置式防转装置的大推力气动薄膜执行机构，在气动薄膜执行机构膜腔内增加了防转装置，在推杆上下运动时，防转装置的防转机构在接管的防转导向槽内滑动，起到既不影响行程又可防止推杆转动的作用。下方结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。实施例一
参见图3，本实施例的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，具体是一种带内置式防转装置的正作用大推力气动薄膜执行机构，其包括膜盖组件、膜片2、托盘3、弹性元件、推杆4，其中膜盖组件包括依次连接的上膜盖11、接管12和下膜盖13，上膜盖11、接管12和下膜盖13形成该执行机构的膜腔，膜片2固定于膜盖组件内侧，具体为固定于上膜盖11和接管12之间，托盘3固定在膜片2上，具体在本实施例中，弹性元件为对称设置的两根弹簧5，每根弹簧的两端分别与膜盖组件的下膜盖13和托盘3连接，在本实施例中每根弹簧的两端均与下膜盖13和托盘3固定连接，推杆4 一端固定于托盘3上，另一端穿过膜盖组件的下膜盖13并暴露于其外部，该气动薄膜执行机构的膜腔内还设有内置式防转装置I ;其中，接管12内侧设有限制上述内置式防转装置I的运动轨迹的防转导向构件，具体在本实施例中，该防转导向构件为铸造成型的防转导向凹槽121，上述内置式防转装置I 一端固定连接于托盘3，另一端滑动连接于防转导向凹槽121，该内置式防转装置I能沿防转导向凹槽121限定的轨迹运动。参见图4，具体在本实施例中，内置式防转装置I包括固定连接于托盘3的竖直部和滑动连接于防转导向凹槽121的水平部，具体地，在本实施例中，竖直部包括两个防转螺杆6，水平部包括一个防转连接杆7，两个防转螺杆6和防转连接杆7通过一防转连接板8连接，其中，防转连接板8在竖直方向设有与两个防转螺杆6对应的第一组安装孔，具体为两个平行设置的安装孔81、82，防转连接板8在水平方向设有与防转连接杆7对应的第二组安装孔，具体为一个安装孔83，参见图5，其中第一组安装孔的两个安装孔与第二组安装孔的一个安装孔不相通。防转连接杆7通过一轴用挡圈73与防转连接板8固定连接；防转连接杆7在其非与防转连接板8连接的一端设有与防转导向凹槽121配合的运动构件，具体在本实施例中为滚动轴承71，并在滚动轴承71外侧设有挡住滚动轴承71的一凸出设置的台阶72。此外，防转连接杆7上还套设有防转连接套9，其结构参见图6，防转连接套9的一端与防转连接板8接触，另一端与滚动轴承71接触。参见图7，本实施例的防转螺杆6两端均设有螺纹部，其两端分别通过螺纹和螺母61、螺母62分别与托盘3和防转连接板8固定连接，参见图3和图4。参见图8，本实施例的防转连接杆7包括三个台阶，上端的第一个台阶与防转连接板8连接，中部的第二个台阶套设防转连接套9，下端的第三个台阶72用于挡住滚动轴承，防止其掉出。以下举例说明本实施例的内置式防转装置的安装方式。图3所述的本实施例的内置式防转装置安装时，首先将托盘3、膜片2、推杆4用螺母连接好，然后将内置式防转装置的两个防转螺杆6的一端螺纹部分别安装在托盘上，起到定位的作用，在本实施例中具体为图7中所示的防转螺杆6的上部螺纹与托盘3连接；之后将防转连接板8通过图7中所示的防转螺杆6的下部螺纹连接于两个防转螺杆6，具体安装时，先将防转连接板8的一对平行孔套入两根防转螺杆的光杆上，再用六角薄螺母固定好，此外，防转螺杆6的中间铣扁处是为了安装方便；然后，向防转连接杆7上分别穿设滚动轴承71、防转连接套9，然后再将防转连接杆7连接于防转连接板8，具体为将图8中防转连接杆7上端的第一个台阶穿设于防转连接板8的第二组安装孔，该第二组安装孔具体为与第一组安装孔的一对平行孔垂直且不相交的另一安装孔，且该安装孔与第一组安装孔的一对平行孔之间的距离相同，参见图5，上述的几个零件都安装好后，用一轴用挡圈73固定好，其中，防转连接套9套在防转连接杆7上，左端与防转连接板8接触，右边与轴承71接触，防转连接套9在中间起过渡作用；最后在安装整个膜头时，将该内置式防转装置上的轴承71 一端卡入接管12的防转导向凹槽121的最上端。当本实施例的大推力气动薄膜执行机构正常工作时，随着气源的不断增加，托盘3会上下的移动，带动内置式防转装置上下移动，接管12上设置的防转导向凹槽121能够保证整个行程时，内置式防转装置的轴承71都卡在防转导向凹槽121内，保证与内置式防转装置连接的零部件都不发生旋转。其中，推杆4、膜片2都是与托盘3连接在一起，用螺母固定好的，只要托盘3不发生旋转，推杆4就不会旋转，又由于推杆4是与阀内运动件相连接的，推杆4不转动，阀内运动件也不转动；同时，膜片2也不发生旋转，因而就不会发生损坏。
实施例二
参见图9，本实施例与实施例一的不同之处在于，上述内置式防转装置应用于反作用大推力气动薄膜执行机构，具体为，膜片固定于下膜盖和接管之间，托盘与膜片固定连接，托盘与推杆固定连接，内置式防转装置的竖直部的防转螺杆固定连接于托盘，其水平部的防转连接杆上的轴承卡入接管内设置的防转导向凹槽的最下端。从图3所示的实施例一及图9所述的实施例二可以看出，气动薄膜执行机构膜腔内设有内置式防转装置，该内置式防转装置固定在托盘上，其水平部的滚动轴承卡入接管的防转导向凹槽内，当应用于正作用气动薄膜执行机构时，内置式防转装置的滚动轴承卡在接管的防转导向凹槽的最上端，当应用于反作用气动薄膜执行机构时，内置式防转装置的滚动轴承卡在接管的防转导向凹槽的最下端，上述两种情况下都能保证滚动轴承卡入且一直位于接管的防转导向凹槽内。该内置式防转装置可以保证托盘和接管保持相对的不旋转的位置，同时由于膜片中间的部分紧压在托盘上，托盘不旋转膜片就不会旋转；而且接管和膜盖连接在一起，膜片的周边是夹牢在接管和膜片中间的，接管和托盘保证相对的不旋转状态，整个膜片就可以保持平整的状态，通常膜片的设计寿命是很长的，只要不发生褶皱，是不会轻易损坏的，这样气动薄膜执行机构的寿命就不会因为膜片的损坏而受到影响。以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式
。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
权利要求
1.一种带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，包括膜盖组件、膜片、托盘、弹性元件、推杆，其中膜片固定于所述膜盖组件内侧，托盘固定在所述膜片上，弹性元件两端分别与所述膜盖组件和所述托盘连接，推杆一端固定于所述托盘上，另一端穿过所述膜盖组件并暴露于其外部，其特征在于，所述气动薄膜执行机构还设有内置式防转装置； 其中，所述膜盖组件包括依次连接的上膜盖、接管和下膜盖，所述接管内侧设有限制所述内置式防转装置的运动轨迹的防转导向构件，所述内置式防转装置一端固定连接于所述托盘，另一端滑动连接于所述防转导向构件，所述内置式防转装置能沿所述防转导向构件限定的轨迹运动。
2.如权利要求1所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述内置式防转装置包括固定连接于所述托盘的竖直部和滑动连接于所述防转导向构件的水平部，所述竖直部和所述水平部固定连接，所述水平部在其非与所述竖直部连接的一端设有与所述防转导向构件配合的运动构件。
3.如权利要求2所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述竖直部包括至少一个防转螺杆，所述水平部包括至少一个防转连接杆，所述防转螺杆和所述防转连接杆通过一防转连接板连接，其中所述防转连接板在竖直方向设有与所述防转螺杆对应的第一组安装孔，在水平方向设有与所述防转连接杆对应的第二组安装孔。
4.如权利要求3所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述竖直部包括两个防转螺杆，所述水平部包括一个防转连接杆，所述第一组安装孔为与所述两个防转螺杆对应的两个安装孔，所述第二组安装孔为与所述防转连接杆对应的一个安装孔，所述第一组安装孔的两个安装孔与所述第二组安装孔的一个安装孔不相通。
5.如权利要求2或4所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述接管内侧的防转导向构件为防转导向凹槽，所述内置式防转装置的水平部一端的运动构件为能卡入所述防转导向凹槽的轴承，所述水平部设有挡住所述轴承的凸出部。
6.如权利要求5所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述轴承为滚动轴承。
7.如权利要求5所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述凸出部为一凸出设置的台阶。
8.如权利要求3或4所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述防转连接杆外侧套设有防转连接套，所述防转连接套一端与所述防转连接板接触，另一端与所述运动构件接触。
9.如权利要求3或4所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述防转螺杆两端均设有螺纹部，其两端通过螺纹和螺母分别与所述托盘和所述防转连接板固定连接。
10.如权利要求5所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述防转导向凹槽为铸造成型的凹槽。
11.如权利要求1所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述弹性元件两端分别与所述膜盖组件和所述托盘固定连接。
12.如权利要求1所述的带内置式防转装置的气动薄膜执行机构，其特征在于，所述气动薄膜执行机构为大推力气动薄膜执行机构。
13.一种用于气动薄膜执行机构的内置式防转装置，所述气动薄膜执行机构包括托盘和接管，其特征在于，所述气动薄膜执行机构的接管内侧设有限制所述内置式防转装置的运动轨迹的防转导向构件，所述内置式防转装置包括固定连接于所述托盘的竖直部和滑动连接于所述防转导向构件的水平部，所述竖直部和所述水平部固定连接，所述水平部在其非与所述竖直部连接的一端设有`与所述防转导向构件配合的运动构件。
全文摘要
本发明公开了一种内置式防转装置的气动薄膜执行机构，该执行机构包括膜盖组件、膜片、托盘、弹性元件、推杆，其中膜片固定于膜盖组件内侧，托盘固定在膜片上，弹性元件两端分别与膜盖组件和托盘连接，推杆一端固定于托盘上，另一端穿过膜盖组件并暴露于其外部，所述气动薄膜执行机构还设有内置式防转装置；其中，膜盖组件包括依次连接的上膜盖、接管和下膜盖，接管内侧设有限制内置式防转装置的运动轨迹的防转导向构件，内置式防转装置一端固定连接于托盘，另一端连接于防转导向构件，所述内置式防转装置能沿防转导向构件限定的轨迹运动。本发明在气动薄膜执行机构中设置内置式防转装置，既不影响气动薄膜执行机构的行程又可防止推杆转动。
文档编号F16K31/126GK103104741SQ20131004515
公开日2013年5月15日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者王金, 郭玉娜, 张磊, 赵广坡, 高明星, 冯浩靓, 商喆威, 翁天毅 申请人:浙江中控流体技术有限公司