CN106090401A - 直行程弹簧复位液动执行机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直行程弹簧复位液动执行机构，具有复位快速方便且结构简单的特点。它包括主油路块，在该主油路块中设置有油缸，并配合有相应的油缸上缸盖和油缸下缸盖；在所述的油缸中配合有活塞，该活塞的活塞杆伸出油缸下缸盖和主油路块；在主油路块上设置有分别与外界和油缸连通的油路，并配合有相应的堵头；所述的活塞与油缸配合处设置有活塞密封和活塞导向环，所述的活塞杆与油缸下缸盖之间配合有轴密封和轴导向环；所述的油缸上缸盖上设置有与活塞配合的复位机构。本发明的直行程弹簧复位液动执行机构，通过主油路块、活塞、油缸以及复位机构等的配合，能够方便地将复位机构所连接的执行元件快速复位，而且具有结构简单的特点。

Description

直行程弹簧复位液动执行机构

技术领域

本发明涉及一种复位机械结构，具体说的是一种结构简单、具有能够快速复位功能的直行程弹簧复位液动执行机构。

背景技术

在石油、化工、电力等行业，工控调节阀被大量使用，随着技术的发展和工艺的进步，对调节阀的控制精度提出了更高的要求。该产品可广泛运用于各类直行程的调节阀上，其0.1%以内的控制精度，0.05%的灵敏度，可完全满足特殊应用场合调节阀的控制需求。目前该产品已应用于大型轴流风机的入口导叶、汽轮机的进气调节，实现了精确定位及快速调整。另外该产品也在中石油、中石化成品油管线及风洞所试验平台上的得到了有效应用。目前国内外液动执行机构开发的产品种类还比较少，已投入市场销售的产品主要为简单的液压油缸配合液压油站的应用，其存在缺陷如下：动作原理比较单一，很少有满足特殊工况应用需求的弹簧复位结构；过滤器在线切换、管路冲洗旁路、安全旁路等功能；集成度较低。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种结构简单、具有能够快速复位功能的直行程弹簧复位液动执行机构。

本发明通过下述技术方案实现：直行程弹簧复位液动执行机构，包括主油路块，在该主油路块中设置有油缸，并配合有相应的油缸上缸盖和油缸下缸盖；在所述的油缸中配合有活塞，该活塞的活塞杆伸出油缸下缸盖和主油路块；在主油路块上设置有分别与外界和油缸连通的油路，并配合有相应的堵头；所述的活塞与油缸配合处设置有活塞密封和活塞导向环，所述的活塞杆与油缸下缸盖之间配合有轴密封和轴导向环；所述的油缸上缸盖上设置有与活塞配合的复位机构。

所述的复位机构包括壳体、弹簧座、弹簧以及弹簧轴，所述的壳体安装在油缸上缸盖右端，所述的弹簧轴的一端与壳体的外端滑动配合，另一端穿过油缸上缸盖后与活塞接触且与油缸上缸盖滑动配合；所述的弹簧座固定安装在弹簧轴上，且靠近壳体的左端，所述的弹簧套装在弹簧轴上，且位于弹簧座和壳体的右端之间。

所述的弹簧轴与油缸上缸盖配合处设置有轴密封和轴导向环，在所述的油缸上缸盖的右端部设置有与弹簧轴配合的防尘环。

所述的油缸的左部从左到右依次设置有密封失效漏油通道、缓冲油路通道以及下油缸进出油通道，所述的油缸的右部从左到右依次设置有密封失效漏油通道和上油缸进出油通道。

所述的主油路块外部设置有过滤芯，该过滤芯分别与下油缸进出油通道和上油缸进出油通道连通。

所述的过滤芯为两个，且两个过滤芯之间设置有切换阀。

所述的油缸上缸盖与主油路块配合处、油缸下缸盖与主油路块配合处、油缸与油缸下缸盖配合处、油缸与油缸上缸盖配合处以及油缸与主油路块配合处均设置有O型密封圈。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明的直行程弹簧复位液动执行机构，通过主油路块、活塞、油缸以及复位机构等的配合，能够方便地将复位机构所连接的执行元件快速复位，而且具有结构简单的特点。

（2）采用模块化设计，结构紧凑，易于安装维护，使用方便，弹簧复位设计可实现失效模式：故障开、故障关、故障保位置。

（3）设置有两个过滤芯并配合有切换阀，可以在线更换过滤芯，不影响机组正常的生产运作。

（4）采用集成油路块设计，避免了外置管路的漏油、管道长、压力损失较大等问题。油路通径可根据用户的流速要求做不同设计，油路的流量可使用伺服控制板设定不同的参数来改变比例伺服阀开口面积从而改变流量大小，从而实现调节执行机构运动速度的快慢。

（5）在下油缸处设计有缓冲回油，主要由活塞上的缓冲凸台，油缸下缸盖上的缓冲腔，主油路块的缓冲油路、针阀组成，当位置控制阀将下油腔与回油口相连，活塞会在弹簧力的作用下快速下降，当活塞的凸台行至油缸下缸盖的缓冲腔内，腔内的油液只能经过主油路块的缓冲油路被针阀节流，减慢流速，从而减缓了活塞的下降速度。

附图说明

图1为本发明的直行程弹簧复位液动执行机构的主油路块的一种正面结构示意图；

图2为图1中沿A-A的剖视示意图；

图3为本发明的直行程弹簧复位液动执行机构的结构示意图；

图4为本发明的直行程弹簧复位液动执行机构的一种左侧面的结构示意图；

图5为图4中沿B-B的剖视示意图；

图6为图4中沿D-D的剖视示意图；

图7为本发明的直行程弹簧复位液动执行机构的一种右侧的结构示意图；

图8为图7中沿C-C的剖视示意图；

图9为本发明的直行程弹簧复位液动执行机构的油路一种结构示意图；

图中，1—主油路块，2—油缸，3—活塞杆，4—活塞，5—油缸下缸盖，6—油缸上缸盖，7—过滤芯，8—执行元件，9—位置反馈器，10—两位三通电磁阀，11—盖板，12—插装阀，13—节流堵头，14—单向阀，15—手动换向阀，16—堵头，17—梭阀，18—位置控制阀，19—第一压力测头，20—第二压力测头，21—球形堵头，22—O型密封圈，23—油口法兰，25—轴导向环，26—轴密封，27—活塞密封，28—防尘环，29—活塞导向环，34—针阀，37—内六角双头螺栓，41—快关装置，42—内六角堵头，45—密封失效漏油通道，46—缓冲油路通道，47—下油缸进出油通道，49—上油缸进出油通道，50—壳体，51—弹簧座，52—弹簧，53—弹簧轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

如图1至图9所示，本发明的直行程弹簧复位液动执行机构，包括主油路块1，在该主油路块1中设置有油缸2，并配合有相应的油缸上缸盖6和油缸下缸盖5；在所述的油缸2中配合有活塞4，该活塞4的活塞杆3伸出油缸下缸盖5和主油路块1；在主油路块1上设置有分别与外界和油缸2连通的油路，并配合有相应的堵头；所述的活塞4与油缸2配合处设置有活塞密封27和活塞导向环29，所述的活塞杆3与油缸下缸盖5之间配合有轴密封26和轴导向环25；所述的油缸上缸盖6上设置有与活塞4配合的复位机构。本发明的直行程弹簧复位液动执行机构，通过主油路块1、活塞4、油缸2以及复位机构等的配合，能够方便地将复位机构所连接的执行元件快速复位，而且具有结构简单的特点。具体使用时，包括中央处理器，所述的油路的上设置有与中央处理连接的位置控制阀18，所述的复位机构配合有位置反馈器，该位置反馈器反馈复位机构所带动的执行单元的位置，位置反馈器反馈位置信息并传送至中央处理器中，中央处理器根据该信息的分析做出判断，并控制油路上的位置控制阀18开合，来确定给油量或者说给油大小，从而使得活塞4运动，达到设定的位置，此时位置反馈器依然在运作，当位置达到设定的位置时，中央处理器则命令位置控制阀18进行相应的动作。

实施例2：

在上述实施例的基础上作为优选的，所述的复位机构包括壳体50、弹簧座51、弹簧52以及弹簧轴53，所述的壳体50安装在油缸上缸盖6右端，所述的弹簧轴53的一端与壳体50的外端滑动配合，另一端穿过油缸上缸盖6后与活塞4接触且与油缸上缸盖6滑动配合；所述的弹簧座51固定安装在弹簧轴53上，且靠近壳体50的左端，所述的弹簧52套装在弹簧轴53上，且位于弹簧座51和壳体50的右端之间。设置有弹簧轴53和弹簧座51，提高了弹簧52复位的速度和精确度。

实施例3：

作为优选的，所述的弹簧轴53与油缸上缸盖6配合处设置有轴密封26和轴导向环25，在所述的油缸上缸盖6的右端部设置有与弹簧轴53配合的防尘环28，不仅提高了密封性能，而且方便了复位，提高了复位的速度和精确度。

实施例4：

在上述实施例基础上作为优选的，所述的油缸2的左部从左到右依次设置有密封失效漏油通道45、缓冲油路通道46以及下油缸进出油通道47，所述的油缸2的右部从左到右依次设置有密封失效漏油通道45和上油缸进出油通道49。不仅方便进油和出油，而且可以减少漏油的情况发生。油缸上缸盖6和油缸下缸盖5与油缸2接触的O型圈22为一道静密封，油缸上缸盖6和油缸下缸盖5与主油路块1接触的O型圈22为二道静密封。油缸上缸盖6和油缸下缸盖5都有两道轴密封26，两道轴密封26之间有流道与密封失效泄油通道45连接。无论第一道静密封还是第一道轴密封失效，泄漏的油液通过密封失效漏油通道45至观察口，从而被观测到。缓冲油路通道46可有效避免快速动作对阀芯的冲击；在油缸2的下油缸处设计有缓冲回油，主要由活塞4上的缓冲凸台、油缸下缸盖5上的缓冲腔、主油路块1的缓冲油路、针阀34组成，当位置控制阀18将下油腔与回油口相连，活塞4会在弹簧力的作用下快速下降，当活塞4的凸台行至下缸盖的缓冲腔内，腔内的油液只能经过主油路块1的缓冲油路被针阀节流，减慢流速，从而减缓了活塞4的下降速度。

实施例5：

作为优选的，所述的主油路块1外部设置有过滤芯7，该过滤芯7分别与下油缸进出油通道47和上油缸进出油通道49连通。在使用时，油先经过过滤芯7的过滤然后在进入油路，提高了油质，防止了活塞出现卡塞的情况，延长了使用寿命。

实施例6：

作为优选的，所述的过滤芯7为两个，且两个过滤芯7之间设置有切换阀，这样设置以后，正常情况下，只使用一个过滤芯7，当需要更换过滤芯7的时候，可以将油路切换至另一个过滤芯7，方便在线更换，可以不用停机，提高了工作效率。

实施例7：

作为优选的，所述的油缸上缸盖6与主油路块1配合处、油缸下缸盖5与主油路块1配合处、油缸2与油缸下缸盖5配合处、油缸2与油缸上缸盖6配合处以及油缸2与主油路块1配合处均设置有O型密封圈22，提高了密封性能，延长了使用寿命。

实施例8：

作为一种优选的实施方式，如图9所示，所述的复位机构与执行元件1配合，在复位机构处设置有位置反馈器9，所述的位置反馈器9为两个，一个使用状态，另一个备用状态；所述的复位机构连接有位置控制阀18和两位三通电磁阀10，在两位三通电磁阀10一端连接配合有盖板11的插装阀12，一端连接S口并设置有单向阀14，另一端连接T口；还包括有节流堵头13和梭阀17，节流堵头13和梭阀17并联后与位置控制阀18连接，节流堵头13与单向阀14和两位三通电磁阀10之间的管路连通，梭阀17的两端各连接有一个过滤芯7，两个过滤芯7并连接入手动换向阀15，该手动换向阀15接P口，所述的复位机构连接有L口；两位三通电磁阀10、插装阀12、盖板11形成快关装置41，当两位三通电磁阀10不带电时，其右位接通，压力油通过盖板11作用于插装阀12的上端，插装阀12的主油路被截断，***处于正常的投运状态。当出现紧急情况通电时，两位三通电磁阀10左位接通，插装阀12上端卸压，插装阀12的主油路接通回油箱，整个***失压，执行机构弹簧快速复位使阀门关闭。所述的L口设置有相应的堵头16。需要说明的是，L是密封泄漏观察口，S是安全油口，P是压力油口，T是回油口。

节流堵头13、单向阀14形成安全油路，当S口失压或压力过低，压力油通过单向阀14被释放，***的油压不能建立，整个***不能调节。节流堵头13节流口的直径为1mm，若发生堵塞，可依次卸下安全油路接头、单向阀14，最后卸下节流堵头13清洗。

管路的冲洗是否彻底关系到液压***运行的安全和稳定，在通油前务必要进行冲洗。油路块上集成有冲洗旁路通道。管路冲洗时，可将相应的堵头16取下或者带上，冲洗介质从P口进经旁路，从T口出，实现管线的冲洗。

值得注意的是，在所述的L口、P口、S口、T口均设置在主油路块1上，且L口配合有堵头16，所述的插装阀12配合有内六角堵头42和内六角双头螺栓37。所述的梭阀17、手动换向阀15以及针阀34设置在主油路块1左侧面，主油路块1的主油口设置有油口法兰23。主油路块1左侧面上还包括有多个油口，其中一个油口设置有两个堵头16，一个油口设置有球形堵头21和堵头16。

所述的快关装置41设置在主油路块1的右侧面，在该右侧面上设置有两个主油口并配合有相应的油口法兰23，所述的第一压力测头19设置在盖板11处。

值得注意的是，在主油路块1的表面上还设置有除L口、P口、S口、T口之外的多个功能口，并配合有相应的堵头16，需要使用的时候，拔出堵头使用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.直行程弹簧复位液动执行机构，其特征在于：包括主油路块（1），在该主油路块（1）中设置有油缸（2），并配合有相应的油缸上缸盖（6）和油缸下缸盖（5）；在所述的油缸（2）中配合有活塞（4），该活塞（4）的活塞杆（3）伸出油缸下缸盖（5）和主油路块（1）；在主油路块（1）上设置有分别与外界和油缸（2）连通的油路，并配合有相应的堵头；所述的活塞（4）与油缸（2）配合处设置有活塞密封（27）和活塞导向环（29），所述的活塞杆（3）与油缸下缸盖（5）之间配合有轴密封（26）和轴导向环（25）；所述的油缸上缸盖（6）上设置有与活塞（4）配合的复位机构。

2.根据权利要求1所述的直行程弹簧复位液动执行机构，其特征在于：所述的复位机构包括壳体（50）、弹簧座（51）、弹簧（52）以及弹簧轴（53），所述的壳体（50）安装在油缸上缸盖（6）右端，所述的弹簧轴（53）的一端与壳体（50）的外端滑动配合，另一端穿过油缸上缸盖（6）后与活塞（4）接触且与油缸上缸盖（6）滑动配合；所述的弹簧座（51）固定安装在弹簧轴（53）上，且靠近壳体（50）的左端，所述的弹簧（52）套装在弹簧轴（53）上，且位于弹簧座（51）和壳体（50）的右端之间。

3.根据权利要求2所述的直行程弹簧复位液动执行机构，其特征在于：所述的弹簧轴（53）与油缸上缸盖（6）配合处设置有轴密封（26）和轴导向环（25），在所述的油缸上缸盖（6）的右端部设置有与弹簧轴（53）配合的防尘环（28）。

4.根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的直行程弹簧复位液动执行机构，其特征在于：所述的油缸（2）的左部从左到右依次设置有密封失效漏油通道（45）、缓冲油路通道（46）以及下油缸进出油通道（47），所述的油缸（2）的右部从左到右依次设置有密封失效漏油通道（45）和上油缸进出油通道（49）。

5.根据权利要求4所述的直行程弹簧复位液动执行机构，其特征在于：所述的主油路块（1）外部设置有过滤芯（7），该过滤芯（7）分别与下油缸进出油通道（47）和上油缸进出油通道（49）连通。

6.根据权利要求5所述的直行程弹簧复位液动执行机构，其特征在于：所述的过滤芯（7）为两个，且两个过滤芯（7）之间设置有切换阀。

7.根据权利要求6所述的直行程弹簧复位液动执行机构，其特征在于：所述的油缸上缸盖（6）与主油路块（1）配合处、油缸下缸盖（5）与主油路块（1）配合处、油缸（2）与油缸下缸盖（5）配合处、油缸（2）与油缸上缸盖（6）配合处以及油缸（2）与主油路块（1）配合处均设置有O型密封圈（22）。