一种内含有保温装置的气动阀门执行器的制作方法

1.本发明涉及气动阀门执行器技术领域，具体为一种内含有保温装置的气动阀门执行器。


背景技术：

2.执行机构，是指可以提供直线或者旋转运动的驱动装置，利用驱动能源并在控制信号的作用下，对一些设备和装置进行自动操作，控制其开关和调节，代替人工作业。执行机构一般包括气动执行器、电动执行器、液动执行器。气动执行器通常与阀门连接，是用气压力驱动启闭或调节阀门的执行装置，已经成为自动化控制中必不可少的机构。
3.气动阀门执行器又可以细分出活塞式执行器，其中两位式气动活塞执行器在两个方向上的输出力矩或推力需时刻保持一致，确保气缸内两侧压差变化一致，避免各部件出现变形，对阀门执行器造成不可逆的损害。此外，气源的流动性容易会受到外界环境温度的影响，气源的可压缩特性也会造成无法保位而降低机构精度。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种内含有保温装置的气动阀门执行器，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种内含有保温装置的气动阀门执行器，包括阀门本体、执行器本体、空气压缩机、控制器、通气机构和执行机构，所述阀门本体设于执行器本体的正下方，阀门本体的底端与工作平面构成面接触，所述空气压缩机、控制器、执行机构和通气机构设于执行器本体的内部，所述空气压缩机设于执行器本体的上端并固定于执行器本体的内侧壁上，所述控制器设于执行器本体的下端并固定于执行器本体的内侧壁上，所述通气机构的一端与空气压缩机相连，通气机构的另一端与执行机构相连，所述执行机构设于执行器本体的下端，执行机构远离通气机构的一端穿过执行器本体的侧壁并延伸至阀门本体的内部，所述空气压缩机、控制器与通气机构之间电连接。
6.进一步的，所述执行机构包括气缸、端盖、活塞、齿条、阀杆和形变弹簧，所述气缸以水平方向设置，所述端盖以机械密封形式设于气缸的两侧，所述活塞对称设于气缸内部并平行于端盖，所述齿条对称设于气缸的两端，齿条的一端与阀杆啮合相接，齿条的另一端与活塞相连，所述阀杆以竖直方向设置，阀杆远离齿条的一端穿过气缸侧壁并延伸至阀门本体的内部，所述形变弹簧以水平方向设置，形变弹簧的一端与齿条的自由端相连，形变弹簧的另一端与活塞相连。
7.进一步的，所述通气机构包括输出组件、出气管道、密封组件和进气管道，所述输出组件固定设于空气压缩机的底端并与空气压缩机的出气口相连通，所述出气管道的一端以密封组件与输出组件相连通，出气管道的另一端穿过端盖与气缸相连通，所述进气管道的一端与气缸相连，进气管道的另一端与空气压缩机的进气口相连。
8.进一步的，所述出气管道与端盖的衔接处、进气管道与气缸的衔接处分别设有单
向阀。
9.进一步的，所述输出组件包括第一输出腔室、第二输出腔室、转盘、t型件、压缩弹簧和导管，所述第一输出腔室固定设于空气压缩机的底端，所述第二输出腔室固定设于第一输出腔室远离空气压缩机的一端，所述转盘活动转接于第二输出腔室的内侧壁上，所述t型件的一端贴合于第一输出腔室的内侧壁设置，t型件的另一端依次穿过第一输出腔室侧壁、转盘和第二输出腔室侧壁并延伸，t型件与转盘以螺纹形式相接，所述压缩弹簧的一端与t型件远离空气压缩机的一侧相连，压缩弹簧的另一端与第一输出腔室的内侧壁相连，所述导管的一端与t型件插接，导管的另一端与第一输出腔室的侧壁构成面接触。
10.进一步的，所述t型件对应空气压缩机的出气口处开设有通孔，所述导管远离第一输出腔室的侧壁的一端插接于通孔内部，所述第一输出腔室的侧壁对应开设有气孔，所述转盘对应开设有圆孔，所述圆孔与气孔位置对应设置，当气路连通时所述导管与圆孔对应重合。
11.进一步的，所述密封组件包括密封环、挡板、弹性套筒、连接块和弹性绳，所述密封环以中轴线对称设于第二输出腔室远离第一输出腔室的一端，所述挡板沿半径方向间隔排布，挡板呈三角形，挡板顶角对应的一端与连接块相连，挡板的另一端穿过弹性套筒的侧壁并向中心点延伸，所述弹性套筒由两个圆柱筒同轴构成，弹性套筒位于密封环的内部并套设于出气管道的外侧，所述圆柱筒之间由连接块相连，所述连接块之间由弹性绳相连；当气路连通时所述出气管道远离气缸一端的端口与圆孔位置对应重合。
12.进一步的，所述密封环具有电磁性，所述连接块和挡板具有磁性，所述挡板相互之间呈异性相吸，通电后所述密封环与连接块呈异性相吸。
13.进一步的，所述进气管道靠近端盖的一端设有弹性段，所述弹性段外侧套设有均衡组件，所述均衡组件之间以传送带传动相连；所述均衡组件包括均衡套筒、螺杆、滑块、支杆、开合盘、连接盘，所述均衡套筒穿设于弹性段，所述螺杆以竖直方向设置且两端转接于均衡套筒的内侧壁上，所述滑块套设于螺杆并与螺杆以螺纹形式相接，所述支杆的一端与滑块相连，支杆的另一端与弹性段相连，所述弹性段分为上下两段，所述开合盘的一端与弹性段的上端口相接，开合盘的另一端与连接盘插接，所述连接盘远离开合盘的一端与弹性段的下端口相接，所述开合盘与螺杆之间由传送带相连；与所述开合盘无传动关系的所述螺杆之间以传送带相连。
14.进一步的，所述开合盘沿半径方向间隔排布有若干活动块，所述连接盘沿半径方向间隔排布有若干限位块，所述活动块与限位块的位置、数量一一对应设置。
15.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明内含有保温装置的气动阀门执行器，
16.1、执行机构设置的目的在于利用压缩空气，推动活塞让气缸内部与之相连的阀杆起到作用，驱动控制阀门的开闭，从而起到调节管道流体介质的作用。
17.2、通气机构包括输出组件，设置的目的在于利用压缩空气压力，通过转盘的运动控制管路连通与否，确保保位以及复位功能的正常运作。
18.3、通气机构包括密封组件，设置的目的在于一是根据不同使用状态，确保管路在密封条件下连通或关闭，从而降低管路中介质热量损失，起到一定的保温作用，使得气体压力不受外界环境温度的影响，也可避免气源的流动性受影响，造成无法保位而降低机构精
度；二是弹性套筒始终于管路连通时保持胀紧状态，避免长时间使用密封结构的拉力受损而导致密封效果降低，造成气体外泄等现象；三是使得管路连通无障碍，气体流动性不受影响且分散均匀，使得管道内侧壁受力均匀，从而延长装置的使用寿命。
19.4、进气管道靠近端盖的一端设有弹性段，且弹性段外侧套设有均衡组件，设置的目的通过弹性段的形态变化，使得均衡组件起到作用，确保两个方向上的输出力矩或推力始终保持一致，气缸内两侧压差变化保持一致，避免各部件出现变形，对气动阀门执行器造成不可逆的损害。
附图说明
20.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
21.图1是本发明内含有保温装置的气动阀门执行器的整体结构示意图；
22.图2是本发明内含有保温装置的气动阀门执行器的执行机构的结构正视图；
23.图3是本发明内含有保温装置的气动阀门执行器的执行机构的结构俯视图；
24.图4是本发明内含有保温装置的气动阀门执行器的输出组件的结构示意图；
25.图5是本发明内含有保温装置的气动阀门执行器的密封组件的工作示意图图一；
26.图6是本发明内含有保温装置的气动阀门执行器的密封组件的工作示意图图二；
27.图7是本发明内含有保温装置的气动阀门执行器的活动盘的结构示意图；
28.图8是本发明内含有保温装置的气动阀门执行器的连接盘的结构示意图；
29.图9是本发明内含有保温装置的气动阀门执行器的均衡组件的工作示意图图一；
30.图10是本发明内含有保温装置的气动阀门执行器的均衡组件的工作示意图图二；
31.图中：1、阀门本体；2、执行器本体；3、空气压缩机；4、控制器；5、通气机构，51、输出组件，52、出气管道，53、密封组件，54、进气管道；6、执行机构，61、气缸，62、端盖，63、活塞，64、齿条，65、阀杆，66、形变弹簧；71、第一输出腔室，711、气孔，72、第二输出腔室，73、转盘，731、圆孔，74、t型件，741、通孔，75、压缩弹簧，76、导管；81、密封环，82、挡板，83、弹性套筒，84、连接块，85、弹性绳，9、弹性段，91、均衡套筒，92、螺杆，93、滑块，94、支杆，95、开合盘，951、活动块，96、连接盘，961、限位块。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1
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10，本发明提供技术方案：一种内含有保温装置的气动阀门执行器，包括阀门本体1、执行器本体2、空气压缩机3、控制器4、通气机构5和执行机构6，所述阀门本体1设于执行器本体2的正下方，阀门本体1的底端与工作平面构成面接触，所述空气压缩机3、控制器4、执行机构6和通气机构5设于执行器本体2的内部，所述空气压缩机3设于执行器本体2的上端并固定于执行器本体2的内侧壁上，所述控制器4设于执行器本体2的下端并固定于执行器本体2的内侧壁上，所述通气机构5的一端与空气压缩机3相连，通气机构5的另一
端与执行机构6相连，所述执行机构6设于执行器本体2的下端，执行机构6远离通气机构5的一端穿过执行器本体2的侧壁并延伸至阀门本体1的内部，所述空气压缩机3、控制器4与通气机构5之间电连接。
34.所述执行机构6包括气缸61、端盖62、活塞63、齿条64、阀杆65和形变弹簧66，所述气缸61以水平方向设置，所述端盖62以机械密封形式设于气缸61的两侧，所述活塞63对称设于气缸61内部并平行于端盖62，所述齿条64对称设于气缸61的两端，齿条64的一端与阀杆65啮合相接，齿条64的另一端与活塞63相连，所述阀杆65以竖直方向设置，阀杆65远离齿条64的一端穿过气缸61侧壁并延伸至阀门本体1的内部，所述形变弹簧66以水平方向设置，形变弹簧66的一端与齿条64的自由端相连，形变弹簧66的另一端与活塞63相连。
35.所述通气机构5包括输出组件51、出气管道52、密封组件53和进气管道54，所述输出组件51固定设于空气压缩机3的底端并与空气压缩机3的出气口相连通，所述出气管道52的一端以密封组件53与输出组件51相连通，出气管道52的另一端穿过端盖62与气缸61相连通，所述进气管道54的一端与气缸61相连，进气管道54的另一端与空气压缩机3的进气口相连。
36.所述出气管道52与端盖62的衔接处、进气管道54与气缸61的衔接处分别设有单向阀。
37.所述输出组件51包括第一输出腔室71、第二输出腔室72、转盘73、t型件74、压缩弹簧75和导管76，所述第一输出腔室71固定设于空气压缩机3的底端，所述第二输出腔室72固定设于第一输出腔室71远离空气压缩机3的一端，所述转盘73活动转接于第二输出腔室72的内侧壁上，所述t型件74的一端贴合于第一输出腔室71的内侧壁设置，t型件74的另一端依次穿过第一输出腔室71侧壁、转盘73和第二输出腔室72侧壁并延伸，t型件74与转盘73以螺纹形式相接，所述压缩弹簧75的一端与t型件74远离空气压缩机3的一侧相连，压缩弹簧75的另一端与第一输出腔室71的内侧壁相连，所述导管76的一端与t型件74插接，导管76的另一端与第一输出腔室71的侧壁构成面接触。
38.所述t型件74对应空气压缩机3的出气口处开设有通孔741，所述导管76远离第一输出腔室71的侧壁的一端插接于通孔741内部，所述第一输出腔室71的侧壁对应开设有气孔711，所述转盘73对应开设有圆孔731，所述圆孔731与气孔711位置对应设置，当气路连通时所述导管76与圆孔731对应重合。
39.所述密封组件53包括密封环81、挡板82、弹性套筒83、连接块84和弹性绳85，所述密封环81以中轴线对称设于第二输出腔室72远离第一输出腔室71的一端，所述挡板82沿半径方向间隔排布，挡板82呈三角形，挡板82顶角对应的一端与连接块84相连，挡板82的另一端穿过弹性套筒83的侧壁并向中心点延伸，所述弹性套筒83由两个圆柱筒同轴构成，弹性套筒83位于密封环81的内部并套设于出气管道52的外侧，所述圆柱筒之间由连接块84相连，所述连接块84之间由弹性绳85相连；
40.当气路连通时所述出气管道52远离气缸61一端的端口与圆孔731位置对应重合。
41.所述密封环81具有电磁性，所述连接块84和挡板82具有磁性，所述挡板82相互之间呈异性相吸，通电后所述密封环81与连接块84呈异性相吸。
42.所述进气管道54靠近端盖62的一端设有弹性段9，所述弹性段9外侧套设有均衡组件，所述均衡组件之间以传送带传动相连；所述均衡组件包括均衡套筒91、螺杆92、滑块93、
支杆94、开合盘95和连接盘96，所述均衡套筒91穿设于弹性段9，所述螺杆92以竖直方向设置且两端转接于均衡套筒91的内侧壁上，所述滑块93套设于螺杆92并与螺杆92以螺纹形式相接，所述支杆94的一端与滑块93相连，支杆94的另一端与弹性段9相连，所述弹性段9分为上下两段，所述开合盘95的一端与弹性段9的上端口相接，开合盘95的另一端与连接盘96插接，所述连接盘96远离开合盘95的一端与弹性段9的下端口相接，所述开合盘95与螺杆92之间由传送带相连；与所述开合盘95无传动关系的所述螺杆92之间以传送带相连。
43.所述开合盘95沿半径方向间隔排布有若干活动块951，所述连接盘96沿半径方向间隔排布有若干限位块961，所述活动块951与限位块961的位置、数量一一对应设置。
44.本发明的工作原理：1、将阀门本体1两端连上管路，连通电源，打开控制器4，空气压缩机3和执行器本体2开始作用；
45.2、密封环81通电呈磁性，与连接块84之间异性相吸，密封环81对连接块84的吸力大于挡板82之间的吸力，弹性绳85由此作出适应性拉伸，弹性套筒83由连接块84带动与密封环81产生相对位移，使得弹性套筒83保持足够的张力，带动挡板82相互分离，使得管路连通无障碍，气体流动性不受影响且分散均匀；
46.3、依次打开出气管道52和进气管道54的单向阀，由空气压缩机3的出气口向第一输出腔室71输送气体，部分气体依次穿过通孔741、导管76、气孔711进入第二输出腔室72，被转盘73阻挡去路，部分气体对t型件74施加推力，随气体不断堆积而向下运动，压缩弹簧75因此作出适应性压缩，转盘73与t型件74相对运动而旋转，直至气孔711与圆孔731位置重合，此时气路连通，各部件达到平衡状态；
47.4、气体由圆孔731穿过密封组件进入出气管道52，而后穿过端盖62进入气缸61，推动活塞63相向运动，带动齿条64运动，形变弹簧66因此作出适应性压缩，阀杆65与齿条64相互啮合而旋转，即阀门本体1被打开；
48.5、气体再由进气管道54回到空气压缩机3，在控制器4的作用下，调节空气压缩机3使之持续运作，从而保持相对位置以及执行器本体2的正常运转；
49.6、当需要关闭执行器本体2，空气压缩机3被动停止输送空气，此时t型件74受到的气体推力小于压缩弹簧75的弹力，压缩弹簧75带动t型件74作复位运动，转盘73反向旋转运动，气路关闭；
50.空气压缩机3持续回收空气，活塞63受到的推力小于形变弹簧66的弹力，形变弹簧66带动齿条64反向运动，阀杆65因此反向旋转，即阀门本体1被关闭；
51.7、当意外断电时，空气压缩机3停止输送空气，密封环81对连接块84的吸力消失，挡板82之间相互吸引而结合，带动连接块84以及弹性套筒83恢复初始位置，即密封组件关闭，气路关闭；
52.此时活塞63受到的推力小于形变弹簧66的弹力，形变弹簧66带动齿条64反向运动，阀杆65因此反向旋转，即阀门本体1被关闭；
53.8、当其中一侧出气管道52被堵塞，但气体流量不变流速受到影响，出气管道52内部的压力改变，对应出气管道52的弹性段9就会发生形态变化，在支杆94的连接作用下，滑块93于螺杆92作直线运动，螺杆92因此作旋转运动，通过传送带带动开合盘95与连接盘96相对运动，即活动块951与限位块961相对运动，从而均衡被堵塞一侧的出气管道52对出口气体流量的影响；
54.与开合盘95无传动关系的螺杆92之间通过传送带同步传动，以此控制另一侧未被堵塞的出气管道52的开口流量大小，使得两侧出气管道52的出口流量重新达到均衡状态，确保气缸61内两侧压差一致，避免各部件出现变形，对气动阀门执行器造成不可逆的损害。
55.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
56.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。