一种阀门用气动执行器的制作方法

本实用新型属于阀门技术领域，尤其是涉及一种用于阀门启闭或调节的直行程气动执行器。

背景技术：

气动执行器是用气压力驱动启闭或调节阀门的执行装置，又被称气动执行机构或气动装置。而现有气动执行器包括上膜盖、下膜盖、弹性膜片、弹簧、执行杆，该该上膜盖与下膜盖合并而形成有一内腔，该弹性膜片位于该上膜盖与下膜盖之间且将该内腔分隔为上腔和下腔，该执行杆一端与弹性膜片连接，该执行杆另一端穿出下膜盖后用于与阀杆连接。工作时，对上腔进气，该下腔出气，由于上腔高压作用，迫使弹性膜片朝下变形，并克服弹簧的推力，驱动执行杆和阀杆往下运动，实现开阀(或者关阀)。当上腔泄压后，该簧将反推弹性膜片，迫使膜片收拢，驱动执行杆和阀杆往下运动，以实现关阀(或者开阀)。

而现有气动执行器在使用时存在以下缺陷：

第一，由于现有该弹性膜片上下变形时，该弹性膜片为上下限位约束，本身又是弹性材质，该执行杆和阀杆的上下行程不能精准控制，存在控制精度低的问题；另外，该弹性膜片变形难控制，使该执行杆受力方向可能一致性，导致执行杆存在偏向问题，影响线性精度。

第二，由于现有弹簧一般采用一个而且套装在执行杆上，该弹簧抵接在下膜盖和弹性膜片之间，由于该单个弹簧存在承受的全部外力和复位力，存在耐久和疲劳性降低，影响使用寿命，更换频率高，不利于特殊条件下安全长期使用。

第三、由于当上腔泄压后，该簧将反推弹性膜片而复位，而该弹性膜片上弹复位时其弹性势能被瞬间完全释放，存在冲击力和噪音大的问题，且也不利于动作平稳控制。

技术实现要素：

为了鉴于现有技术中存在的一个或多个缺陷，本实用新型提供了一种阀门用气动执行器，可实现提高执行杆的运动精度和位置精度，同时减少工作噪音，延长使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种阀门用气动执行器，其特征在于：包括上膜盖(1)、下膜盖(2)、弹性膜片(3)、膜片托盘(4)、多个弹簧(5)、执行杆(6)、上限位件(7)及下限位件(8)；该上膜盖(1)与下膜盖(2)合并而形成有一内腔，该弹性膜片(3)位于该上膜盖(1)与下膜盖(2)之间且将该内腔分隔为上腔(N)和下腔(M)；该膜片托盘(4)贴接于所述弹性膜片(3)下表面，该弹簧(5)抵接于该膜片托盘(4)与该下膜盖 (2)之间且各所述弹簧(5)沿所述膜片托盘(4)周向分布；该下限位件(8) 贴接于所述膜片托盘(4)下表面，该下限位件(8)下端设有第一弹性垫(9)；该上限位件(7)贴接于所述膜片(3)上表面，该上限位件(7)上端设有第二弹性垫(10)；该执行杆(6)上端与该膜片托盘(4)固接，该执行杆(6)下端穿出所述下膜盖(2)。

采用上述方案，第一，由于该膜片托盘(4)贴接于所述弹性膜片(3)下表面，该执行杆(6)上端与该膜片托盘(4)固接，因此该弹性膜片(3)受膜片托盘(4)外形约束变形，可保证该执行杆(6)受力方向的一致性，以改善弹性膜片(3)对该执行杆(6)驱动时的方向一致性，使执行杆(6)动作更平稳和线性运动，可避免偏向运动；第二，由于该弹性膜片(3)的上行时，该上限位件(7)与上膜盖(1)相抵而实现上行程限位控制，该弹性膜片(3)的下行时，该下限位件(8)与下膜盖(2)相抵而实现下行程限位控制，因此弹性膜片(3)运动行程被精确控制，同时也使该执行杆(6)的行程实现精确有效控制，可实现提高执行杆的运动精度和位置精度；第三，由于该下限位件(8) 下端设有第一弹性垫(9)，该下限位件(8)通过该第一弹性垫(9)与下膜盖 (2)相抵，而该第一弹性垫(9)具有弹性缓冲作用，可减少对该下膜盖(2) 的冲击损伤，同时降低了该弹性膜片(3)下行时所产生的噪音；第四，由于该上限位件(7)上端设有第二弹性垫(10)，该上限位件(7)通过该第二弹性垫(10)与上膜盖(1)相抵，而该第第二弹性垫(10)具有弹性缓冲作用，可减少对该上膜盖(1)的冲击损伤，同时降低了该弹性膜片(3)下行时所产生的噪音；第五，由于弹簧具有多个且各所述弹簧(5)沿所述膜片托盘(4)周向分布，因此各弹簧存在均分地承受的气动外力和弹性膜片(3)的复位力，可提高耐久和疲劳性，延长使用寿命，利于特殊条件下安全长期使用。

进一步地，所述下限位件(8)为盘状或筒状，该第一弹性垫(9)为环状，该第一弹性垫(9)卡设或套设在所述下限位件(8)上。这样该第一弹性垫(9) 与上膜盖(1)环面碰接触，该上膜盖(1)受力平稳，可降低该上膜盖(1)松动和损伤风险。

进一步地，所述下限位件(8)侧壁上开设气压平衡孔(8-1)。可确保该下限位件(8)内和下腔(M)相通，可确保该下限位件(8)内气压和下腔(M) 内气压平衡，可防止该下限位件(8)上的第一弹性垫(9)与上膜盖(1)环面碰接触后产生压差而密封，避免该下限位件(8)吸附上膜盖(1)上而影响正常工作。

进一步地，所述上限位件(7)为盘状或筒状，该第二弹性垫(10)为环状，该第二弹性垫(10)卡设或套设在所述上限位件(7)上。这样该第二弹性垫(10)与下膜盖(2)环面碰接触，该下膜盖(2)受力平稳，可降低该下膜盖(2)松动和损伤风险。

进一步地，所述弹簧(5)具有6-8个且各所述弹簧(5)为沿所述膜片托盘(4)周向均匀分布。

进一步地，所述膜片托盘(4)下表面固设有上弹簧座(12)，该下膜盖 (2)上表面固设有下弹簧座(13)，该弹簧(5)上端与该上弹簧座(12)抵接，该弹簧(5)下端与所述下弹簧座(13)抵接。该弹簧(5)经该上弹簧座 (12)和下弹簧座(13)定位，使该弹簧(5)位置约束且保持达直状态，而避免该弹簧(5)窜动和倾斜而影响性能稳定性。

进一步地，该执行杆(6)下端通过上连接杆(14)与开合螺母(15)连接，该开合螺母(15)通过下连接杆(16)与阀杆连接。采用方便该阀杆和执行杆同轴连接，同时拆卸和更换方便。

进一步地，所述下膜盖(2)下方固设有支架(17)；该支架(17)包括上座(17-1)、下座(17-2)及支梁(17-3)，该上座(17-1)和下座(17-2) 上下间隔分布，该上座(17-1)与下座(17-2)经该支梁(17-3)固接为一体，该上座(17-1)开设有上穿孔(17-11)，该上连接杆(14)与上穿孔(17-11) 配合连接，该下座(17-2)开设有下穿孔(17-21)，该下穿孔(17-21)与上穿孔(17-11)同心。由于该上座(17-1)和下座(17-2)上下间隔分布，为该上座(17-1)和下座(17-2)之间的上连接杆(14)、开合螺母(15)、下连接杆(16)或/和阀杆组装而提供足够空间，同时由于下穿孔(17-21)与上穿孔(17-11)同心，以确保该执行杆(6)和阀杆同心。

进一步地，所述支架(17)上安装有定位器(18)，该定位器(18)用于检测所述执行杆(6)的位置状态。这样可检测该执行杆(6)连接的阀杆的位置状态，而该定位器(18)与控制系统连接时，该定位器(18)所检测信号结果会反馈予控制系统。

进一步地，所述定位器(18)固定安装在该支梁(17-3)上，该定位器(18) 感应端上设置有受拨臂(19)，该受拨臂(19)上设有条形拨槽(19-1)，该条形拨槽(19-1)内插设拨动销(20)，该拨动销(20)一端通过连接臂(21) 与该上连接杆(14)、开合螺母(15)或下连接杆(16)连接。该执行杆(6) 运动时，其会通过该连接臂(21)带动该拨动销(20)在该该条形拨槽(19-1) 内滑动并迫使该受拨臂(19)一端带动该定位器(18)感应端转动，该定位器 (18)根据转动的角度和方向而检测出该执行杆(6)的不同动作状态和位置情况。

本实用新型的有益效果是：

第一，本实用新型由于该膜片托盘贴接于所述弹性膜片下表面，该执行杆上端与该膜片托盘固接，因此该弹性膜片受膜片托盘外形约束变形，可保证该执行杆受力方向的一致性，以改善弹性膜片对该执行杆驱动时的方向一致性，使执行杆动作更平稳和线性运动，可避免偏向运动；

第二，本实用新型由于该弹性膜片的上行时，该上限位件与上膜盖相抵而实现上行程限位控制，该弹性膜片的下行时，该下限位件与下膜盖相抵而实现下行程限位控制，因此弹性膜片运动行程被精确控制，同时也使该执行杆的行程实现精确有效控制；

第三，本实用新型由于该下限位件下端设有第一弹性垫，该下限位件通过该第一弹性垫与下膜盖相抵，而该第一弹性垫具有弹性缓冲作用，可减少对该下膜盖的冲击损伤，同时降低了该弹性膜片下行时所产生的噪音；

第四，本实用新型由于该上限位件上端设有第二弹性垫，该上限位件通过该第二弹性垫与上膜盖相抵，而该第第二弹性垫具有弹性缓冲作用，可减少对该上膜盖的冲击损伤，同时降低了该弹性膜片下行时所产生的噪音；

第五，本实用新型由于弹簧具有多个且各所述弹簧沿所述膜片托盘周向分布，因此各弹簧存在均分地承受的气动外力和弹性膜片的复位力，可提高耐久和疲劳性，延长使用寿命，利于特殊条件下安全长期使用。

第六，本实用新型可实现提高执行杆的运动精度和位置精度，同时工作减少噪音，延长使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型中一种阀门用气动执行器的剖面图。

图2是支架以其上相关连接件之间装配立体图(定位器未固定安装)。

图3是下限位件的立体图。

图4是下限位件与第一弹性垫装配时的剖面图。

图5是上限位件与第二弹性垫装配时的剖面图。

图6是支架的立体图。

图7是本实用新型中一种阀门用气动执行器装上阀门时的立体图。

图8是图7处于倾斜时的立体图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

参见图1-8，一种阀门用气动执行器，其包括上膜盖1、下膜盖2、弹性膜片3、膜片托盘4、多个弹簧5、执行杆6、上限位件7及下限位件8；该上膜盖1与下膜盖2合并而形成有一内腔，该弹性膜片3位于该上膜盖1与下膜盖2 之间且将该内腔分隔为上腔N和下腔M；该膜片托盘4贴接于所述弹性膜片3下表面，该弹簧5抵接于该膜片托盘4与该下膜盖2之间且各所述弹簧5沿所述膜片托盘4周向分布；该下限位件8贴接于所述膜片托盘4下表面，该下限位件8下端设有第一弹性垫9；该上限位件7贴接于所述膜片3上表面，该上限位件7上端设有第二弹性垫10；该执行杆6上端与该膜片托盘4固接，该执行杆6下端穿出所述下膜盖2。

工作时，第一，由于该膜片托盘4贴接于所述弹性膜片3下表面，该执行杆6上端与该膜片托盘4固接，因此该弹性膜片3受膜片托盘4外形约束变形，可保证该执行杆6受力方向的一致性，以改善弹性膜片3对该执行杆6驱动时的方向一致性，使执行杆6动作更平稳和线性运动，可避免偏向运动；第二，由于该弹性膜片3的上行时，该上限位件7与上膜盖1相抵而实现上行程限位控制，该弹性膜片3的下行时，该下限位件8与下膜盖2相抵而实现下行程限位控制，因此弹性膜片3运动行程被精确控制，同时也使该执行杆6的行程实现精确有效控制；第三，由于该下限位件8下端设有第一弹性垫9，该下限位件 8通过该第一弹性垫9与下膜盖2相抵，而该第一弹性垫9具有弹性缓冲作用，可减少对该下膜盖2的冲击损伤，同时降低了该弹性膜片3下行时所产生的噪音；第四，由于该上限位件7上端设有第二弹性垫10，该上限位件7通过该第二弹性垫10与上膜盖1相抵，而该第第二弹性垫10具有弹性缓冲作用，可减少对该上膜盖1的冲击损伤，同时降低了该弹性膜片3下行时所产生的噪音；第五，由于弹簧具有多个且各所述弹簧5沿所述膜片托盘4周向分布，因此各弹簧存在均分地承受的气动外力和弹性膜片3的复位力，可提高耐久和疲劳性，延长使用寿命，利于特殊条件下安全长期使用。

具体地，该上膜盖1上设有进气口1-1、下膜盖2上设有出气孔2-1。

进一步地，所述下限位件8为盘状或筒状，该第一弹性垫9为环状，该第一弹性垫9卡设或套设在所述下限位件8上。这样该第一弹性垫9与上膜盖1 环面碰接触，该上膜盖1受力平稳，可降低该上膜盖1松动和损伤风险。

进一步地，所述下限位件8侧壁上开设气压平衡孔8-1。可确保该下限位件8内和下腔M相通，可确保该下限位件8内气压和下腔M内气压平衡，可防止该下限位件8上的第一弹性垫9与上膜盖1环面碰接触后产生压差而密封，避免该下限位件8吸附上膜盖1上而影响正常工作。

进一步地，所述上限位件7为盘状或筒状，该第二弹性垫10为环状，该第二弹性垫10卡设或套设在所述上限位件7上。这样该第二弹性垫10与下膜盖2环面碰接触，该下膜盖2受力平稳，可降低该下膜盖2松动和损伤风险。

进一步地，所述弹簧5具有6-8个且各所述弹簧5为沿所述膜片托盘4周向均匀分布。

进一步地，所述膜片托盘4下表面固设有上弹簧座12，该下膜盖2上表面固设有下弹簧座13，该弹簧5上端与该上弹簧座12抵接，该弹簧5下端与所述下弹簧座13抵接。该弹簧5经该上弹簧座12和下弹簧座13定位，使该弹簧5 位置约束且保持达直状态，而避免该弹簧5窜动和倾斜而影响性能稳定性。

在本实施例中，该执行杆6上端设有挡台6-1，该执行杆6从上至下依次穿设于上限位件7、弹性膜片3、膜片托盘4及下限位件8上后再经螺母K螺纹配合锁紧，而上限位件7上方经挡台6-1挡限，因此该执行杆6从上至下依次穿设于上限位件7、弹性膜片3、膜片托盘4及下限位件8作为一个固定体而同步上下运动。

进一步地，该执行杆6下端通过上连接杆14与开合螺母15连接，该开合螺母15通过下连接杆16与阀杆N-1连接。采用方便该阀杆和执行杆同轴连接，同时拆卸和更换方便。

具体地，该执行杆6下端与上连接杆14上端螺纹连接(或其他方式固接)，该与开合螺母15内孔上端与该上连接杆14下端螺纹连接或套接，该开合螺母 15内孔下端与该下连接杆16上端螺纹连接或套接，该下连接杆16上端与阀门 N上的阀杆N-1螺纹连接(或其他方式固接)。

进一步地，所述下膜盖2下方固设有支架17；该支架17包括上座17-1、下座17-2及支梁17-3，该上座17-1和下座17-2上下间隔分布，该上座17-1 与下座17-2经该支梁17-3固接为一体，该上座17-1开设有上穿孔17-11，该上连接杆14与上穿孔17-11配合连接，该下座17-2开设有下穿孔17-21，该下穿孔17-21与上穿孔17-11同心。由于该上座17-1和下座17-2上下间隔分布，为该上座17-1和下座17-2之间的上连接杆14、开合螺母15、下连接杆16或/ 和阀杆组装而提供足够空间，同时由于下穿孔17-21与上穿孔17-11同心，以确保该执行杆6和阀杆N-1同心。

进一步地，所述支架17上安装有定位器18，该定位器18用于检测所述执行杆6的位置状态。这样可检测该执行杆6连接的阀杆的位置状态，而该定位器18与控制系统连接时，该定位器18所检测信号结果会反馈予控制系统。

进一步地，所述定位器18固定安装在该支梁17-3上，该定位器18感应端上设置有受拨臂19，该受拨臂19上设有条形拨槽19-1，该条形拨槽19-1内插设拨动销20，该拨动销20一端通过连接臂21与该上连接杆14、开合螺母15 或下连接杆16连接。在本实施例中，该拨动销20一端通过连接臂21与开合螺母15固接。该执行杆6运动时，其会通过该连接臂21带动该拨动销20在该该条形拨槽19-1内滑动并迫使该受拨臂19一端带动该定位器18感应端转动，该定位器18根据转动的角度和方向而检测出该执行杆6的不同动作状态和位置情况。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。