一种驱动气缸的制作方法

1.本实用新型涉及应用于地面指令下传装置技术领域，具体涉及一种驱动气缸。


背景技术：

2.在旋转导向钻井中，要确保井眼轨道形成闭环控制，最为重要的技术之一就是下行信息传输技术。其利用下行信息传输装置，可以把已经编译好的指令，利用泥浆压力脉冲法传递至井下，让井下工具与地面实现通信，以便对井下钻井工具的作业情况进行控制。
3.地面指令下传装置主要由驱动气缸、旁通阀、执行机构、管路、基座和控制系统组成。其中驱动气缸为下传装置的运行提供动力，同时控制执行机构阀门的开启角度，从而达到控制泥浆流量的精确控制。驱动气缸是下传装置的中的关键部件，此种关键部件绝大部分还是依靠进口，基于进口件的成本和到货周期，开发一款性能稳定可靠、结构简单的国产部件至关重要，可以有效降低部件的成本，同时缩短供货周期，后期的维护成本也降低，可以一举数得。
4.申请人认识到，现有的驱动气缸结构复杂，安装不方便，进口成本较高，周期较长。


技术实现要素：

5.为此，本实用新型实施例提供一种驱动气缸，以解决上述技术存在的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：
7.一种驱动气缸，包括箱体，所述箱体其中一侧连接有左缸体，所述箱体与左端盖相对的一侧连接有右缸体，所述左缸体及所述右缸体均与所述箱体固定连接，所述左缸体远离所述箱体一侧固定连接有左端盖，所述右缸体远离所述箱体一侧固定连接有右端盖，所述左缸体内设置左活塞，所述右缸体内设置有右活塞，所述左活塞与所述右活塞之间通过设置于箱体内的传动机构连接；所述左端盖及所述右端盖均连接进气机构，通过进气机构连接外部气源，推动左活塞与右活塞运动，所述箱体通过传动机构连接旋转阀，对旋转阀进行驱动。可选地，
8.可选地，所述传动机构包括齿轮与齿条，所述左活塞及所述右活塞分别固定连接于所述齿条的两端，所述齿轮转动连接于所述箱体内部，且所述齿轮与所述齿条啮合，所述齿条的底部设置有调节机构，用来对齿条进行支撑以及调节；所述齿轮与旋转阀的驱动轴连接，且所述箱体与旋转阀的外壳体连接。
9.可选地，所述调节机构包括两个调整轴承，且两个所述调整轴承上均固定连接有偏心轴，所述偏心轴两端均通过连接轴与所述箱体转动连接，且两个所述调整轴承分别支撑于所述齿条底部的两侧。
10.可选地，所述进气机构包括气动控制阀，所述气动控制阀固定连接于所述箱体一侧，所述气动控制阀上连接有铰接气管接头，铰接气管接头用来连接外部气源；
11.所述左端盖上连接有左接头，所述左接头与所述气动控制阀连接；所述右端盖上连接有卡套式铰接管接头，所述铰接管接头与所述气动控制阀连接。
12.可选地，所述右端盖上沿右活塞运动方向插设有调节螺杆，所述调节螺杆与所述右端盖螺纹连接，所述调节螺杆上设置有刻度线；
13.所述调节螺杆上固定连接有摇把。
14.可选地，所述左接头通过编织胶管与所述气动控制阀连接，所述卡套式铰接管接头上连接有卡套管，所述气动控制阀上连接有卡套式直通管接头，所述卡套管远离所述卡套式铰接管接头的一端与所述卡套式直通管接头连接。
15.可选地，所述摇把远离所述调节螺杆的一端固定连接有摇杆。
16.可选地，所述箱体上固定连接有连接圈，所述箱体通过连接圈与旋转阀外壳体固定连接。
17.本实用新型至少具有以下有益效果：
18.本实用新型缸体采用分体结构，各零件组装为一体，分体结构降低了整个缸体的加工难度，节省加工成本，安装也简单、方便；两侧左活塞、右活塞与齿条固定，安装简单方便；采用齿轮和齿条的配合，把活塞的直线运动转化需要的旋转运动；采用齿轮和齿条啮合传动方式，运行平稳、精度高、噪音小采用气动控制阀控制压缩气体的进出、换向；两个活塞、与齿条固定，这种结构组装简单，加工精度低，同时满足齿轮和齿条的啮合，进而可以降低进口的成本以及周期。
19.由调节轴、调整轴承和偏心轴组成的组件，对齿条起支撑作用，这两个支点，在齿条受到旋转阀反作用力时，不会发生变形，不会发生跳齿现象，造成活塞行程变化，导致驱动气缸出现故障。
附图说明
20.为了更清楚地说明现有技术以及本实用新型，下面将对现有技术以及本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。
21.本说明书所绘示的结构、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，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
22.图1为本实用新型一个实施例的第一视角结构示意图；
23.图2为本实用新型一个实施例的第二视角结构示意图；
24.图3为本实用新型一个实施例的第三视角结构示意图；
25.图4为本实用新型一个实施例的第四视角结构示意图；
26.图5为本实用新型的驱动气缸的内部结构示意图；
27.图6为图1中o-o部分剖视结构示意图；
28.图7为图1中p-p部分剖视结构示意图。
29.附图标记说明：
30.1、左端盖；2、第一o型圈；3、第一减震圈；4、气缸密封圈；5、导向带；6、左活塞；7、左缸体；8、箱体；9、齿轮；10、固定端盖；11、第一垫圈；12、第一轴用弹性挡圈；13、调节螺杆；
14、右端盖；15、第二o型圈； 16、防尘圈；17、摇把；18、第一内六角圆柱头螺钉；19、第二内六角圆柱头螺钉；20、左接头；21、连接圈；22、保护罩；23、第三o型圈；24、调节轴；25、第二轴用弹性挡圈；26、调整轴承；27、偏心轴；28、调整片；29、孔用弹性挡圈；30、深沟球轴承；31、第三轴用弹性挡圈；32、第四o型圈； 33、第一弹性垫圈；34、第三内六角圆柱头螺钉；35、第四内六角圆柱头螺钉； 36、调整垫；37、卡套式直通管接头；38、卡套式铰接管接头；39、铰接气管接头；40、内螺纹圆柱销；41、卡套管；42、第五内六角圆柱头螺钉；43、第二弹性垫圈；44、第二减震圈；45、气阀安装架；46、六角螺母；47、平垫圈； 48、第六内六角圆柱头螺钉；49、齿条；50、第五o型圈；51、编织胶管； 52、第二垫圈；53、第七内六角圆柱头螺钉；54、消音器；55、气动控制阀； 56、第八内六角圆柱头螺钉；57、喉箍；58、摇杆；59、右活塞；60、右缸体。
具体实施方式
31.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
32.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)旨在区别指代的对象。对于具有时序流程的方案，这种术语表述方式不必理解为描述特定的顺序或先后次序，对于装置结构的方案，这种术语表述方式也不存在对重要程度、位置关系的区分等。
33.此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本实用新型构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。
34.如图1-图7所示，为本实用新型所披露的一种驱动气缸，包括箱体8，所述箱体8其中一侧连接有左缸筒，所述箱体8与左端盖1相对的一侧连接有右缸筒，所述左缸筒及所述右缸筒均与所述箱体8固定连接，所述左缸筒远离所述箱体8一侧固定连接有左端盖1，所述右缸筒远离所述箱体8一侧固定连接有右端盖14，所述左缸筒内设置左活塞6，所述右缸筒内设置有右活塞59，所述左活塞6与所述右活塞59之间通过设置于箱体8内的传动机构连接；所述左端盖1及所述右端盖14均连接进气机构，通过进气机构连接外部气源，推动左活塞6与右活塞运动，所述箱体8通过传动机构连接旋转阀，对旋转阀进行驱动。
35.其中，左活塞6与右活塞59为两个相同结构的活塞，通过传动机构的连接，保证运行同步。根据驱动气缸整体结构形式，活塞在设计时即满足整体结构，同时降低了加工难度。运行平稳，不易损坏，密封性能优异；左缸体7 与右缸体60为两个相同结构的缸体，分别安装在箱体8两侧，活塞可以在缸体内往复运动。缸体上有止口，与箱体8定位，有效保证同轴度；箱体8为整个驱动气缸的关键部件，左端盖1、右端盖14、左缸体7、右缸体60等通过连接件固定在箱体8上，从而组成完整的气缸。箱体8的加工精度高，以保证传动机构的安装和调整。箱体8两端加工止口与左缸体7、右缸体60配合，保证两侧的左缸体7与右缸体60的同轴度。
36.所述传动机构包括齿轮9与齿条49，所述左活塞6及所述右活塞59分别固定连接于
所述齿条49的两端，所述齿轮9转动连接于所述箱体8内部，且所述齿轮9与所述齿条49啮合，所述齿条49的底部设置有调节机构，用来对齿条49进行支撑以及调节；所述齿轮9与旋转阀的驱动轴连接，且所述箱体8与旋转阀的外壳体连接。
37.所述调节机构包括两个调整轴承26，且两个所述调整轴承26上均固定连接有偏心轴27，所述偏心轴27两端均通过连接轴与所述箱体8转动连接，且两个所述调整轴承26分别支撑于所述齿条49底部的两侧。
38.所述进气机构包括气动控制阀55，所述气动控制阀55固定连接于所述箱体8一侧，所述气动控制阀55上连接有铰接气管接头39，铰接气管接头39 用来连接外部气源；
39.所述左端盖1上连接有左接头20，所述左接头20与所述气动控制阀55 连接；所述右端盖14上连接有卡套式铰接管接头38，所述铰接管接头与所述气动控制阀55连接。
40.所述右端盖14上沿右活塞59运动方向插设有调节螺杆13，所述调节螺杆13与所述右端盖14螺纹连接，所述调节螺杆13上设置有刻度线；
41.所述调节螺杆13上固定连接有摇把17。
42.所述左接头20通过编织胶管51与所述气动控制阀55连接，所述卡套式铰接管接头38上连接有卡套管41，所述气动控制阀55上连接有卡套式直通管接头37，所述卡套管41远离所述卡套式铰接管接头38的一端与所述卡套式直通管接头37连接。
43.所述摇把17远离所述调节螺杆13的一端固定连接有摇杆58。
44.所述箱体8上固定连接有连接圈21，所述箱体8通过连接圈21与旋转阀外壳体固定连接，连接圈21用第六内六角圆柱头螺钉48固定在箱体8上，与旋转阀外壳体连接，让旋转阀与驱动气缸固定在一起。
45.上述的左端盖1为左缸体7部分的一个零件，为了降低加工难度和考虑传动等部件的安装，根据需要设计左端盖1的形状，通过第二内六角圆柱头螺钉 19把左端盖1和缸左缸体7固定到箱体8上；在左端盖1和左缸体7之间以及右端盖14与右缸体60之间设置有第一o型圈2，对左端盖1和左缸体7之间进行密封；左活塞6和左端盖1以及右端盖14和右活塞59均为金属件，如果在运行时直接相互作用，会产生噪音，且降低零件的使用寿命，导致出现故障。为了避免出现以上情况，在左活塞6和左端盖1之间增加第一减震圈3，既能有效的把左活塞6和左端盖1隔离还能有效的减小左活塞6的震动，限制左活塞6的行程；同理，在右端盖14和右活塞59之间增加第二减震圈44；第一垫圈11与减震垫一起用第五内六角圆柱头螺钉42固定在左活塞6、右活塞59上，与左活塞6与右活塞59一起往复运动，第一垫圈11作为活塞的限位装置，与调节螺杆13相互作用，让左活塞6与右活塞59在某一个位置停止运动；第一减震圈3和第二减震圈44均采用粘贴的方式，与第一垫圈11固定在一起，当左活塞6与右活塞59到达行程时，避免钢件之间直接作用，增加减震垫，降低震动和噪音，避免长时间作业出现故障，效的降低故障率；在右活塞59与其一侧的第五内六角圆柱头螺钉42之间安装有第二垫圈52，用于第五内六角圆柱头螺钉42的防松，同时保证安装时两侧活塞同轴度的调整；在左活塞6与其一侧的第五内六角圆柱头螺钉42上安装有第二弹性垫圈43，对其起防松的作用。
46.在左活塞6和右活塞59上设置气缸密封圈4，保证左活塞6以及右活塞 59在运动时不泄漏气体，气缸密封圈4与左缸体7及右缸体60之间的摩擦力小，在正常的工作压力下可以平稳往复运动；在左活塞6与左缸体7之间以及右活塞59与右缸体60之间设置有导向带5，
作为活塞上的导向机构，起导向作用，还可以防止缸筒和活塞磨损。导向带5极耐磨、低摩擦、耐热、耐化学腐蚀，防止颗粒对缸筒和密封件的损坏，具有吸收震动性能和良好的干动行特性。
47.上述传动机构的齿轮9镶嵌在箱体8内部，与齿条49配合，齿条49与齿轮9啮合，带动齿轮9旋转，从而实现对旋转阀开关的控制。齿条49与两侧的左右活塞59连接在一起，并通过第五o型圈50密封，左活塞6与右活塞 59的直线运动通过齿条49传递到齿轮9上，让齿轮9旋转，左活塞6与右活塞59的往复直线运动，通过齿条49和齿轮9配合，把直线运动转化为圆周运动。齿轮9一端密封，另一端通过键槽与旋转阀的驱动轴连接，齿轮9的转动带动驱动轴转动，实现旋转阀的开关；同时，在齿轮9一侧设置有固定端盖10，用来对齿轮9进行定位，保证其不发生轴向串动，把齿轮9密封在箱体8 内部，避免齿轮9被腐蚀；固定端盖10与箱体8之间安装第四o型圈32，防止外部环境的灰尘、气体等进去箱体8内；在齿轮9的轴承上安装孔用弹性挡圈29，对安装在齿轮9上的轴承进行限位，既保证轴承不串动也保证齿轮9 不串动，齿轮9上的轴承为深沟球轴承30，内外径分别与齿轮9和箱体8配合，保证齿轮9可以自由转动，齿轮9上安装有第三轴用弹性挡圈31，限制轴承在齿轮9上的安装位置；固定端盖10通过第三内六角圆柱头螺钉34固定到齿轮9上，让齿轮9转动时，固定端盖10随着一起转动，在第三内六角圆柱头螺钉34上安装第一弹性垫圈33，为弹簧垫圈，对第三内六角圆柱头螺钉34起放松的作用。
48.在调节螺杆13上安装有第二o型圈15，随着调节螺杆13的伸缩一起运动，同时对右缸体60内部进行密封；同时在调节螺杆13与右缸盖之间安装防尘圈16，用来隔绝外部环境灰尘等杂质，不让杂质进入到缸筒内部。摇把17 与调节螺杆13配合，通过旋转摇把17实现调节螺杆13的伸缩，摇把17采用杠杆原理，旋转时更省力，通过第一内六角圆柱头螺钉18把摇把17和调节螺杆13固定在一起，通过拆卸第一内六角圆柱头螺钉18，来更换摇把17的安装方向，摇杆58和摇把17通过内螺纹圆柱销40固定；调节螺杆13置于右缸体60内一侧安装右第一轴用弹性挡圈12，作为调节螺杆13上的限位装置，防止调节螺杆13从右端盖14中脱出；在调节螺杆13上刻有刻度线，每一个刻度基本对应旋转阀的开启角度，刻度线之间的间距都经过严格的计算和试验得出的。同时，调节螺杆13还可以改变左右活塞59的行程，对左右活塞59 起到限位的作用；摇杆58与摇把17配合使用，达到杠杆的效果，手动转动调节螺杆13，实现活塞多种的运动行程，满足外部旋转阀不同的开启角度。
49.四个调节轴24，每两个一组，与偏心轴27一起安装在箱体8内部，并在调节轴24和箱体8之间安装第三o型圈23，对调节轴24和箱体8之间进行密封，避免气体、灰尘等进入箱体8内部；对偏心轴27起到支撑的作用。调整轴承26安装在偏心轴27上，通过旋转偏心轴27，轴承支撑到齿条49底面，保证齿条49的水平度，使齿条49与齿轮9啮合良好。偏心轴27是偏心，所以通过旋转，可以有效的保证调整轴承26刚好贴到齿条49的底面。对齿条 49起支撑作用，这两个支点，在齿条49受到旋转阀反作用力时，不会发生变形，不会发生跳齿现象，造成活塞行程变化；偏心轴27上安装有第二轴用弹性挡圈25，对调整轴承26进行限位，保证调整轴承26不发生串动；调整轴承26上安装有调整片28，用于固定轴承，不允许轴承发生偏移。
50.在编织胶管51外侧设置有保护罩22，用来对进气的编织胶管51进行防护，避免磕伤编织胶管51；保护罩22通过第四内六角圆柱头螺钉35和第七内六角圆柱头螺钉53固定在
箱体8和左端盖1外侧；因为左端盖1和箱体 8有高度差，在保护罩22与左端盖1之间设置调整垫36，在固定保护罩22 时需要用调整垫36消除高度差；编织胶管51把左端盖1与气动控制阀55连接起来，让压缩气体可以进入，推动左活塞6运动；编织胶管51通过喉箍57 固定在左接头20上，对编织胶管51起密封作用。
51.上述的卡套式直通管接头37一端安装在气动控制阀55上，另一端连接卡套管41，自带密封，让从气动控制阀55中的压缩气体进入左缸体7与右缸体 60中，分别推动左活塞6与右活塞59动作；卡套式铰接管接头38一端安装在右端盖14上，另一端连接卡套管41，自带密封。铰接气管接头39一端安装在气动控制阀55上，另一端用于连接外部的气源，让外部气源的压缩气体进入气动控制阀55，通过对气动控制阀55的控制实现压缩气体的流动，卡套管41：安装在两个卡套式管接头之间，保证压缩气体在其内部流动。
52.气动控制阀55与外部气源连接，对压缩气体进行控制，实现活塞的往复运动。气动控制阀55连接外部的控制器来实现控制阀的开关；气动控制阀55 通过气阀安装架45安装于箱体8上，对气动控制阀55进行支撑，保证控制阀位置固定；气动控制阀55和气阀安装架45通过六角螺母46固定在一起，在六角螺母46和气阀安装架45之间设置平垫圈47，对六角螺母46起放松的作用，安装架通过第八内六角圆柱头螺钉56与气动控制阀55固定在一起。
53.左活塞6与右活塞59的往复运动，是控制阀控制压缩气体进入而实现，尤其是活塞内气体排出时，因为压力高，容易产生噪音，为了降低噪音，在气动控制阀55上安装消音器54。
54.本实用新型的优点为：
55.1.缸体采用分体结构，各零件组装为一体，分体结构降低了整个缸体的加工难度，节省加工成本，安装也简单、方便；
56.2.两侧活塞、齿条49、垫圈采用螺钉固定，安装简单方便；
57.3.采用齿轮9和齿条49的配合，把活塞的直线运动转化需要的旋转运动；
58.4.采用齿轮9和齿条49啮合传动方式，运行平稳、精度高、噪音小；
59.5.两组调整轴、偏心轴27和轴承组成的调整机构，保证齿轮9的水平度，同时齿条49可以在轴承上滚动，摩擦力小，运行平滑；
60.6.经过严格的计算和试验，保证了活塞的行程能够满足外部旋转阀的开启角度；
61.7.经过严格的计算和试验，确定了调节螺杆13的行程，螺杆上在一定的位置刻有对应的数值，代表外部旋转阀不同的开启角度，刻度值也便于观察；
62.8.调节螺杆13采用螺纹连接，操作时简单、方便、轻松，同时有一定的密封效果。
63.本实用新型主要是为了一种可以应用于地面指令下传装置的驱动气缸，替代现有产品的进口件，降低整个装置的采购成本和后期的维护成本。保证关键技术掌握在自己手中，提升公司产品市场竞争力。通过计算和试验最终确定了缸筒的直径、活塞的行程、齿条49的位移量、调节螺杆13的调节范围等关键数据
64.本实用新型采用气动控制阀55控制压缩气体的进出、换向，采用齿轮9 和齿条49配合，不但可以把直线运动转化为旋转运动，而且配合精度高、运行平稳、无噪音。两个活塞、垫圈与齿条49采用螺钉固定，这种结构组装简单，加工精度低，同时满足齿轮9和齿条49的啮合。由调节轴24、调整轴承 26和偏心轴27组成的组件，对齿条49起支撑作用，这两个支点，在齿条49 受到旋转阀反作用力时，不会发生变形，不会发生跳齿现象，造成活塞行程变
化，导致驱动气缸出现故障。
65.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，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；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
66.上文中通过一般性说明及具体实施例对本实用新型作了较为具体和详细的描述。应当指出的是，在不脱离本实用新型构思的前提下，显然还可以对这些具体实施例作出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。