CN104895867B - 自复位气缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自复位气缸，包括：双出杆气缸，在双出杆气缸一出杆侧设置弹簧复位机构，使气缸活塞在不承受气体压力时，返回到初始位置。同时，还设置了行程调节机构，解决了现有技术中，气缸无法自动复位并且行程不可调节的问题。因此，本发明中所提出的自复位气缸结构紧凑，输出作用力大并且输出行程可调，可适用于多种阀门，可驱动不同行程的阀门，减少气缸的种类。因此，降低了***投入，扩大了气缸的使用范围。

Description

自复位气缸

技术领域

本发明涉及气体执行装置的应用领域，特别涉及自复位气缸。

背景技术

气缸是气压传动***及控制***中的重要组成机构。被广泛应用于石油化工、煤化工、冶金、电力等工业生产及加工领域。在气压传动***中，气缸还可用于对调节阀、节流阀、柱塞阀等阀门的开启与关闭进行控制。一般传统的直行程气缸在设计时，将阀门的阀杆提升高度作为气缸输出的行程，一旦气缸的行程确定后就成为一个固定的参数。传统的直行程气缸，由于为定行程机构，因此只能输出唯一固定的行程，此类气缸的通用性较差，适用的阀门较窄，不能满足一些特殊阀门的使用要求。同时，对于煤化工等特殊领域中要求阀门关闭在指定开度位置，例如：直行程的调节阀要求阀门的启闭位置位于阀杆全行程的10%处，同时，随着煤化工工艺要求的改变，同一台调节阀的启闭位置还要有变化，一般传统的气缸无法满足这一要求。

由此可知，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在以下缺点：现有技术中由于直行程气缸在出厂后行程固定，从而使气缸的执行距离固定，从而不能满足需要行程即控制距离需调整的要求，降低了气缸的适用性，提高了气缸的采购成本。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，为解决上述现有气缸存在的问题，本发明提出了一种自复位气缸，。

本发明提出了自复位气缸，包括：双出杆气缸，其中，在所述双出杆气缸一出杆侧设置弹簧复位机构，使气缸活塞在不承受气体压力时，返回到初始位置。

在一种实施方式中，还包括：限位机构，所述限位机构，设置于所述一出杆的端部。

在一种实施方式中，，所述弹簧复位机构设置在所述限位机构与缸体之间。

在一种实施方式中，所述弹簧复位机构设置位于所述一出杆所处的活塞腔中，设置于一侧活塞与缸体内壁之间。

在一种实施方式中，还包括：密封缸，所述密封缸套装于所述弹簧复位机构外侧，所述密封缸的内径与所述弹簧复位机构的弹簧缸活塞外径相应，使所述弹簧缸活塞外圆与密封缸内壁贴合，所述密封缸的一侧与所述双出杆气缸固定连接。

在一种实施方式中，所述弹簧复位机构的弹簧为双套装弹簧。

在一种实施方式中，所述弹簧缸活塞上开设平衡通孔。

在一种实施方式中，所述平衡通孔沿所述弹簧缸活塞径向圆周均匀分布。

在一种实施方式中，所述双出杆气缸及所述密封缸的活塞孔中还设置滑动轴承。

在一种实施方式中，还包括：阻尼环，所述阻尼环固定于所述双出杆气缸内腔的活塞孔外侧。

在一种实施方式中，所述气缸上端盖的上侧面与弹簧缸盖的下侧面包括相应的环形槽，所述环形槽与所述密封缸的外径相应，使所述密封缸的两端装配于所述气缸上端盖的上侧面的环形槽，及所述弹簧缸盖的下侧面环形槽中。

由此可知，与现有技术相比，本发明的自复位气缸具有以下优点：结构紧凑，输出作用力大并且输出行程可调，可适用于多种阀门，可驱动不同行程的阀门，减少气缸的种类。因此，降低了***投入，扩大了气缸的使用范围。

附图说明

图1为本发明一种实施方式中自复位气缸的结构示意图；

图2为本发明另一种实施方式中自复位气缸的结构示意图;

图3为本发明一种实施方式中具有可调行程功能的自复位气缸的结构示意图；

图4为本发明另一种实施方式中具有可调行程功能的自复位气缸的结构示意图；

图5为本发明一种实施方式中具有双复位弹簧的自复位气缸的结构示意图；

图6为本发明一种实施方式中弹簧缸活塞的平衡通孔示意图；

图7为本发明一种实施方式中，在缸体中具有阻尼结构的示意图。

附图标记列表如下：

K1.气孔；2.气缸下端盖；3.缸体；4.气缸活塞；5.气缸上端盖；K2.气孔；6.紧定螺钉；7.弹簧缸活塞；8.弹簧缸活塞杆；9.复位弹簧；10.密封缸；11.弹簧缸盖；12.保护盖；13.调节螺母；C2.环形凹槽；14.滑动轴承；15.导向带；C1.环形凹槽；16.滑动轴承；17.连接套筒；18.滑动轴承；K3平衡通孔；20.双出杆气缸；21.控制杆；22.执行杆；23.阻尼环；30.弹簧复位机构；31.卡位凸台；91.内套装弹簧。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步详细的说明。

如图1为本发明一实施方式中自复位气缸的结构示意图，本发明自复位气缸的结构是，在双出杆气缸20的控制杆21的端部设置弹簧复位机构30。在弹簧复位机构30中，控制杆21的端部通过螺纹与弹簧缸活塞杆8固定连接（即对控制杆21的端部进行了加长），为保证其连接的稳固性，在连接后使用定位螺钉6从侧方（径向）固定，从而避免松动。在弹簧缸活塞杆8的一端装配弹簧缸盖11，在弹簧缸活塞杆8一端部（凸台在弹簧缸活塞杆8上）外圆上设置卡位凸台31，使弹簧缸活塞7卡装在该卡位凸台31上。其中，弹簧缸活塞杆8与控制杆21的端部可为图示的螺纹连接形式，也可采用一体化加工给予实现。复位弹簧9装配于弹簧缸活塞7与弹簧缸盖11之间，复位弹簧9的两端分别与弹簧缸活塞7和弹簧缸盖11相抵。上述复位弹簧9可选用圆柱螺旋弹簧或圆锥螺旋弹簧。为使复位弹簧9的归位更为准确、灵敏，其复位弹簧9在装配于弹簧缸活塞7与弹簧缸盖11之间时，应具有一定的初始变形量，保证气缸活塞4的准确归位。因此，当K1气孔进气时，推动气缸活塞4向A方向移动，带动控制杆21及弹簧缸活塞杆8向上移动，复位弹簧9产生压缩。当K1气孔停止进气时，气缸活塞4在复位弹簧9的推动下，带动控制杆21及弹簧缸活塞杆8向下移动，返回到起始位置。

为在运动行程较小的情况下，使控制杆21的复位更为灵敏，如图2所示，在本发明的一种实施方式中，弹簧复位机构30设置于控制杆21一端的腔体中，复位弹簧9的两端与气缸活塞4的上端面及气缸上端盖5的下端面相抵。当K1气孔进气时，推动气缸活塞4向A方向移动，对复位弹簧9直接产生压缩，节约了传动距离。当K1气孔停止进气时，气缸活塞4在复位弹簧9伸展力的推动下，返回到起始位置。从而实现了小行程的准确复位，并节约了气缸的主体体积。

为便于对上述双出杆气缸20的行程给予调节，如图3、4所示，在本发明的一种实施方式中。在双出杆气缸20的控制杆21的端部（即弹簧缸活塞杆8的端部）开设外螺纹，并在该外螺纹上装配与之匹配的限位螺母13，使所述限位螺母可沿外螺纹的轴向移动，即在控制杆21的端部形成螺纹限位机构。控制杆21的另一端与双出杆气缸20的气缸活塞4固定装配，该气缸活塞4同时与双出杆气缸20的执行杆22的一端固定装配，在实际应用时，控制杆21与执行杆22可一体加工，与气缸活塞4的中心孔整体装配，为便于加工，控制杆21与执行杆22也可以单独加工后与气缸活塞4固定装配。其双出杆气缸20的双侧进出气孔K1、K2，开设于气缸下端盖2及气缸上端盖5上，并与缸体3的两端固定连接，其双侧进出气孔K1、K2的孔径可优选为&3或&5mm。上述双出杆气缸20的缸体材料可优选为普通碳钢或不锈钢等材料。其中，缸体直径可选取为&50～&200mm。

如图3、4所示，当需要对执行杆22的起始位置或整体行程进行调节时，调节限位螺母13，使控制杆21向一侧移动，气缸活塞4在双出杆气缸20的内腔移动中。如，缸径50mm，总行程180mm，需将行程调节为150mm时，在控制杆21上转动限位螺母13使控制杆21向上移动30mm（使总行程调整为150mm），同步使气缸活塞4在双出杆气缸20的内腔中移动30mm，达到了对气缸行程给予调节的目的。

为了进一步增加弹簧的复位变形力，如图5所示，在本发明的一实施例中，在复位弹簧9内部，还设置了内套装弹簧91，使本发明可应用于要求输出力更大的场合。

如图3所示，为使复位弹簧9的弹簧复位变形力更为稳定的施加于弹簧缸活塞7上，在弹簧缸活塞7的外部还套装弹簧缸体（与附图标记说明中的零件名称一致）10，密封缸10下侧***到双出杆气缸20的气缸上端盖5的上端面环形凹槽C1中，上侧装入弹簧缸盖11下端面的环形凹槽C2内，由双头螺柱和螺母将密封缸10和弹簧缸盖11固定在气缸上端盖5上端面的环形凹槽C1上，从而与双出杆气缸20形成更稳定的固定连接。该密封缸10的内径与弹簧缸活塞7外径相应，使弹簧缸活塞7外圆与密封缸10内壁贴合。为使弹簧缸活塞7在密封缸10中的滑动更为平稳，在弹簧缸活塞7的外圆柱面内装有导向带15。

弹簧缸活塞杆8的调节端设有外螺纹从弹簧缸盖11伸出，与调节螺母13螺纹连接，调节螺母13抵在弹簧缸盖11上端面台阶上。弹簧缸盖11中心孔内装有滑动轴承14，弹簧缸活塞杆8位于滑动轴承14内。

本实施方式中气缸的工作过程为：当从气缸下端盖2的气孔K1进气时，气源压力推动气缸活塞4带动执行杆22、连接套筒17、弹簧缸活塞杆8、弹簧缸活塞7和调节螺母13一起向上移动，弹簧缸活塞7压缩弹簧9，此时，从气缸上端盖5的气孔K2排气，直至气缸活塞4与气缸上端盖5的下端面相抵。当气缸下端盖2的气孔K1排气时，受压缩的弹簧9推动弹簧缸活塞7及弹簧缸活塞杆8向下移动，带动调节螺母13、执行杆22、连接套筒17和气缸活塞4一起向下移动，直至调节螺母13与弹簧缸缸盖11的上端面相抵。为了增加气缸的输出力和作用速度，同时，还可使气缸上端盖5的气孔K2进气，气源压力推动气缸活塞4向下移动，与弹簧缸活塞杆8一起带动执行杆22向下移动。执行杆22的上、下移动可带动与之相连接的阀门活塞杆做往复直线动作，实现阀门的开启和关闭。本气缸的输出行程具有调节功能：通过调节螺母13可以调整弹簧缸活塞杆8和弹簧缸活塞7在密封缸10内的上下位置，通过弹簧缸活塞杆8和执行杆22之间螺纹连接，同步调整执行杆22和气缸活塞4在缸体3内的上下位置。气缸下端盖2的气孔K1排气结束时，气缸活塞4上端面与气缸上端盖5之间的距离h即为气缸的行程。此外，还可以随时调整调节螺母13，使执行杆22伸出不同的长度，使气缸的行程ｈ通过调整调节螺母13实现气缸行程的实时调整。

为避免对调节螺母13的误操作，在弹簧缸盖11上端面凸台上设有保护盖12，保护盖12由螺钉固定在弹簧缸盖11上。设置在气缸上端盖5的中心孔内的连接套筒17两端分别与缸体3内的气缸活塞4和密封缸10内的弹簧缸活塞杆8端部相抵，使执行杆22与气缸活塞4、连接套筒17、弹簧缸活塞杆8、调节螺母13成为为一体并能够同步做往复直线动作。

为使弹簧缸活塞7在运行时更为平稳，在本发明的一种实施方式中，在弹簧缸活塞7设有一个或多个平衡通孔K3，连通密封缸10内弹簧缸活塞7之上、下两个腔体，该平衡通孔K3的孔径和数量，可根据缸径大小设定，从而保证活塞在上下移动时，不在某一个腔内瞬间聚集一定量的气压，使活塞的移动不受影响。

为使弹簧缸活塞7各方受力均匀，如图6所示，在本发明的一种实施方式中，平衡通孔K3沿弹簧缸活塞7径向圆周均匀分布。具体数量可优选为6、8或10个。（图示为8个孔的情况）

为减小气缸活塞4在运行时与双出杆气缸20内腔的撞击，如图7所示，在本发明的一种实施方式中，在双出杆气缸20内腔的气缸下端盖2中心孔处设置阻尼环23，减小了气缸活塞4对气缸下端盖2的冲击，降低了气缸运行时的噪音。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于发明的保护范围。

Claims (2)

1.自复位气缸，包括：双出杆气缸(20)，其特征在于，在所述双出杆气缸(20)一出杆侧设置弹簧复位机构(30)，使气缸活塞(4)在不承受气体压力时，返回到初始位置；

进一步地，所述自复位气缸还包括：限位机构，所述限位机构，设置于所述一出杆的端部；

进一步地，所述弹簧复位机构(30)设置在所述限位机构与缸体(3)之间；

进一步地，所述自复位气缸还包括：密封缸(10)，所述密封缸(10)套装于所述弹簧复位机构(30)外侧，所述密封缸(10)的内径与所述弹簧复位机构(30)的弹簧缸活塞(7)外径相应，使所述弹簧缸活塞(7)外圆与密封缸(10)内壁贴合，所述密封缸(10)的一侧与所述双出杆气缸(20)固定连接；

进一步地，所述弹簧复位机构(30)的弹簧为双套装弹簧；

进一步地，所述弹簧缸活塞(7)上开设平衡通孔(K3)；

进一步地，所述平衡通孔(K3)沿所述弹簧缸活塞(7)径向圆周均匀分布；

进一步地，所述双出杆气缸(20)及所述密封缸(10)的活塞孔中还设置滑动轴承(16)；

进一步地，所述自复位气缸还包括：阻尼环(23)，所述阻尼环(23)固定于所述双出杆气缸(20)内腔的活塞孔外侧。

2.根据权利要求1所述的自复位气缸，所述气缸上端盖(5)的上侧面与弹簧缸盖(11)的下侧面包括相应的环形槽(C1，C2)，所述环形槽(C1，C2)与所述密封缸(10)的外径相应，使所述密封缸(10)的两端装配于所述气缸上端盖(5)的上侧面的环形槽及所述弹簧缸盖(11)的下侧面环形槽中。