CN211117899U - 拨叉执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种拨叉执行器。其中，该拨叉执行器包括驱动模块和缸体。驱动模块上设置有滑块和拨叉，使得滑块的平移带动拨叉的摆动。缸体设置在驱动模块的侧部。缸体包括活塞、第一活塞杆和第二活塞杆。活塞滑动地设置在缸体内。第一活塞杆和第二活塞杆分别固定连接到活塞和滑块。由此，活塞通过第一活塞杆及第二活塞杆驱动滑块平移。两个活塞杆以对称的方式与活塞连接，使得活塞杆作用在活塞上的载荷能够更均匀地分布在活塞上，减小了活塞上的应力集中，减小了弯矩的产生，进而减小了相对滑动的零部件之间的摩擦以及密封件的磨损。

Description

拨叉执行器

技术领域

本实用新型涉及一种拨叉执行器，具体地，涉及一种具有双活塞杆的气动拨叉执行器。

背景技术

拨叉执行器是一种活塞式的执行机构，通常用于石油天然气行业中，用来控制管道的阀门的开闭。如图5所示，现有技术中的是拨叉执行器通常具有气缸701、驱动模块702和弹簧缸703。气缸和弹簧缸分别位于驱动模块的两侧。活塞杆704连接气缸中活塞705和驱动模块中的滑块706。弹簧杆709连接弹簧缸中的弹簧板707和滑块706。这种拨叉致动器是利用活塞杆、弹簧杆将活塞、弹簧板的平移移动传递至驱动模块中的滑块。滑块与驱动模块中的拨叉708相关联接，从而将滑块的平移转换成拨叉708的摆动运动，用以控制阀门的开闭。具体地，当向气缸701内充气时，随着气体压力的不断增加，气体压力推动活塞在气缸内沿第一方向平移，从而带动滑块平移，并且推动弹簧使其存储弹性势能；当气缸701放气时，随着气体压力的减小，弹簧通过弹簧杆带动滑块并且进而带动活塞沿与第一方向相反的方向平移。

现有技术的拨叉执行器通常是通过单个活塞杆704将活塞与滑块连接。穿过滑块延伸的导向杆730引导滑块的移动。在现有技术的这种结构中，活塞在气体压力和活塞杆的反作用力的共同作用下移动。由于活塞杆与活塞中心相连，气体压力会在活塞上产生弯曲应力。并且随着活塞的直径和气压增大，弯曲应力变大。在弯曲应力增大的情况下，需要相应地增加活塞的厚度。而且，在经由单个活塞杆驱动滑块在导向杆上移动时，滑块的受力不对称，因而在导向杆与滑块之间存在一定的摩擦力，在活塞杆***内容易产生弯矩，从而造成活塞杆变形。

实用新型内容

为了解决现有技术中的存在的拨叉执行器中的活塞上产生的弯曲应力较大以及由于受力不对称而在***内产生的弯矩的问题，本实用新型提供了一种具有双活塞杆的拨叉执行器。

根据本实用新型的拨叉执行器包括驱动模块和缸体。其中，驱动模块设置有滑块和拨叉，使得滑块的平移带动拨叉的摆动。缸体设置在驱动模块的侧部。其中，缸体包括：活塞，活塞设置在缸体内并且能够在缸体内滑动地平移；第一活塞杆，第一活塞杆固定连接到活塞并且第一活塞杆固定连接到滑块；以及第二活塞杆，第二活塞杆固定连接到活塞，并且第二活塞杆固定连接到滑块。由此，活塞通过第一活塞杆和第二活塞杆驱动滑块平移。

其中，第一活塞杆和第二活塞杆平行设置，并且与活塞连接的位置相对活塞的中心对称地设置。并且其中，第一活塞杆和第二活塞杆与滑块连接的位置相对滑块的中心对称地设置。

其中，驱动模块具有导向杆。导向杆设置为延伸穿过滑块的中心，使得滑块能够支撑在导向杆上并能够沿导向杆滑动。其中，第一活塞杆、第二活塞杆和导向杆彼此平行地设置。

其中，滑块具有第一活塞杆孔和第二活塞杆孔和导向杆孔。第一活塞杆和第二活塞杆分别延伸穿过第一活塞杆孔和第二活塞杆孔。导向杆延伸穿过导向杆孔。

其中，滑块具有滑块销孔。滑块销孔中设置有滑块销。拨叉具有拨叉槽。滑块销能够在拨叉槽中滑动。

其中，第一活塞杆和第二活塞杆设置有卡环槽，卡环槽中能够设置卡环，以实现第一活塞杆和第二活塞杆与滑块和活塞的固定连接。

其中，第一活塞杆和第二活塞杆通过螺纹连接固定连接到活塞上。

其中，拨叉执行器还包括第一系杆和第二系杆。缸体的两端设置有端盖。第一系杆和第二系杆延伸穿过整个缸体并且延伸穿过活塞上的系杆孔，最终支撑且固定在端盖上。

其中，第一系杆和第二系杆相对于活塞的中心对称地设置，并且第一系杆和第二系杆所处的平面与第一活塞杆及第二活塞杆所处的平面正交。

其中，拨叉执行器具有两个缸体，两个缸体为第一缸体和第二缸体。第一缸体和第二缸体分别设置在驱动模块的两侧。其中，第一活塞杆和第二活塞杆与第一缸体的第一活塞和第二缸体的第二活塞以密封的方式固定连接。第一活塞和第二活塞通过第一活塞杆及第二活塞杆同时驱动滑块平移。其中，第一缸体和第二缸体能够是将弹簧缸与气缸集成在一个缸体中的弹簧-活塞缸体。其中，第一缸体和第二缸体能够是气缸。

其中，拨叉执行器具有设置在所述驱动模块的侧部的一个缸体。其中，第一活塞杆和所述第二活塞杆与所述缸体的活塞以密封的方式固定连接。其中，缸体能够是将弹簧缸与气缸集成在一个缸体中的弹簧-活塞缸体。其中，缸体能够是气缸。

其中，拨叉执行器具有两个缸体，所述两个缸体为第一缸体和第二缸体。第一缸体和第二缸体分别设置在驱动模块的两侧。其中，第一缸体为气缸；第二缸体为弹簧缸。

两个活塞杆以对称的方式与活塞连接，使得活塞杆作用在活塞上的载荷能够更均匀地分布在活塞上，从而减小了由于气压作用而在活塞上产生的弯曲应力，进而可以减小活塞的厚度，节约材料。同时在滑块上活塞杆对称地放置在导向杆的两侧，使得滑块受力对称，导向杆与滑块的摩擦力会减小，从而减小了滑块作用在导向杆上弯曲应力。

附图说明

图1是示出了根据本实用新型的示例性拨叉执行器的剖视图。

图2是示出了根据本实用新型的拨叉执行器的驱动模块的剖视图。

图3a至图3d分别是滑块的立体图和三种示例性实施方式的滑块的主视图。

图4a、图4b和图4c分别是活塞的立体图、主视图和H-H剖视图。

图5示出了现有技术的拨叉执行器。

具体实施方式

如上所述，在现有技术拨叉执行器中，通过单个活塞杆驱动与拨叉连接的滑块并且滑块由导向杆导向。在这种结构中，由于活塞杆与活塞的中心连接，活塞在气体压力的作用下产生的较大的弯曲应力。同时由于导向杆不穿过滑块的中心，在滑块上产生的摩擦力将使导向杆产生的弯曲应力增大，由此造成活塞上的密封圈磨损严重。有时需要增加耐磨轴承垫圈，这样就需要增加活塞厚度。为了解决上述问题，本实用新型提供了具有双活塞杆的拨叉执行器。两个活塞杆能够以对称的方式与活塞和滑块固定连接。与单个活塞杆的结构相比，两个活塞杆以对称的方式与活塞连接，使得活塞杆作用在活塞上的载荷能够更均匀地分布在活塞上，减小了活塞上的应力集中，因此能够减小活塞的厚度。由于这种对称的结构设计，减小了活塞和导向杆上的弯曲应力，因此能够减小活塞的厚度和活塞上密封圈的磨损。

下面将结合附图，具体描述根据本实用新型的拨叉执行器的整体结构。如图1和图2所示，拨叉执行器1具有驱动模块10和弹簧-活塞缸体20、30。在所示出的示例性实施方式中，拨叉执行器1具有驱动模块10和设置在驱动模块10两侧的两个弹簧-活塞缸体20、30。在其他实施方式中，拨叉执行器可以具有仅一个弹簧-活塞缸体。根据该示例性实施方式，驱动模块10具有滑块11、拨叉12、活塞杆13和14、导向杆15以及驱动部壳体16。其中，滑块11和拨叉12设置在驱动部壳体16中。导向杆15的两端固定支撑在端盖25、35上。滑块11由导向杆15支撑并且能够沿导向杆滑动。活塞杆13、14与滑块11固定连接并穿过滑块11延伸至弹簧-活塞缸体20、30中并且支撑在活塞21、31上。

下面结合图1具体介绍根据本实用新型的集成的弹簧-活塞缸体20的结构。弹簧-活塞缸体20具有活塞21、弹簧22、弹簧座26、27、壳体23、以及端盖24、25。活塞21、弹簧22、弹簧座26、27设置在壳体23内。端盖24、25与壳体23的两端连接从而与壳体23一起形成气密的腔室。活塞21与壳体23的内表面以气密的方式接触并且能够沿壳体的内表面滑动平移。活塞21具有第一侧面211和第二侧面212。第一侧面211、端盖25和壳体23封围形成气缸室201。第二侧面212、端盖24和壳体23形成弹簧室202。弹簧座26、27分别固定在端盖24和活塞21上。弹簧座26、27的底部中心处具有导向杆孔261、271。导向杆267延伸穿过导向杆孔。导向杆267两端设置有止挡件，用以防止导向杆267从导向杆孔261、271中滑出。弹簧22设置在弹簧室202中并设置在两个筒状弹簧座26、27上。弹簧座26、27用于支撑和引导弹簧22。弹簧-活塞缸体20设置有关于活塞的中心对称地设置的两个系杆，图1中仅示出了系杆28。系杆28延伸穿过整个弹簧-活塞缸体20并且延伸穿过活塞21的系杆孔最终支撑且固定在组合式端盖24、25上，用以将弹簧-活塞缸体两端的端盖紧固。

弹簧-活塞缸体30的端盖34、35与壳体33的两端连接从而与壳体33一起形成气密的腔室。腔室包括气缸室301及弹簧室302。除了气缸室与弹簧室在弹簧-活塞缸体内的设置方位不同之外，弹簧-活塞缸体30结构与弹簧-活塞缸体20的结构基本相同，在此不再赘述。

图2示出了根据本实用新型的拨叉执行器的驱动模块。如图2所示，滑块销111固定设置在位于滑块11上的滑块销孔112中。拨叉12具有拨叉槽121和轴孔124。支撑在驱动部壳体16上的拨叉轴122延伸穿过轴孔124以支撑拨叉12。设置在拨叉12与拨叉轴122之间的销125限制拨叉轴122与拨叉12之间的相对转动。设置于滑块11上的滑块销111设置于拨叉槽121中并能够在拨叉槽121中滑动。在滑块11由于活塞杆的带动而进行平移时，滑块销111与滑块11一起平移并且推动拨叉槽121的壁，从而使拨叉12绕拨叉轴122的中心轴线进行摆动。

图3a-3c示出了滑块的示例性的立体图和主视图。但滑块形状不限于所示出的形状。滑块11具有延伸穿过滑块的滑块销孔112、导向杆孔113和活塞杆孔114、115。导向杆孔113设置于滑块的中心。活塞杆孔114、115关于导向杆孔113对称地设置。活塞杆孔114、115和导向杆孔113的中心轴线相互平行。滑块销111设置滑块销孔112中。

第一活塞杆13和第二活塞杆14延伸分别穿过活塞杆孔114、115并且与滑块11固定连接，从而使得活塞杆的移动能够带动滑块移动。如图1所示，活塞杆13、14与滑块11的连接方式为：活塞杆13、14上可以设置有卡环槽，通过在卡环槽中设置卡环来限制滑块与活塞杆之间的相对移动。然而，活塞杆与滑块的连接方式不限于此。活塞杆与滑块能够通过例如螺纹连接的方式固定连接。活塞杆13、14延伸穿过端盖25、35中的孔并延伸至两个弹簧-活塞缸体中。活塞杆与端盖25、35中的孔以密封的方式配合。

如图4a-4c所示，位于弹簧-活塞缸体20中的活塞21上具有两个活塞杆孔213、214和两个系杆孔215、216。其中，两个活塞杆孔213、214关于活塞的中心对称地设置。两个系杆孔215、216也关于活塞的中心对称地设置。活塞杆孔213、214的连线与系杆孔215、216的连线相互垂直。两个活塞杆孔213、214中设置有用于容纳密封件的环形的密封凹槽2131和2141。活塞的外周缘上设置有用于容纳密封件的密封凹槽217。参见图1，在活塞21装配在壳体23中时活塞21与壳体23的内表面以密封的方式配合。位于弹簧-活塞缸体30中的活塞31具有类似结构，在此不再赘述。

第一活塞杆13和第二活塞杆14的一端延伸穿过活塞21的两个活塞杆孔213、214并且与活塞21以密封的方式固定连接。第一活塞杆13和

第二活塞杆14的另一端延伸穿过弹簧-活塞缸体30中的活塞31的两个活塞杆孔并且与活塞31以密封的方式固定连接。如图1所示例性的示出的，活塞杆13、14与活塞21、31的连接方式为：活塞杆13、14的两个端部附近分别设置有两个卡环槽，通过在卡环槽中设置卡环来限制活塞与活塞杆之间的相对移动。这种连接方式仅仅是示例性的。活塞杆13、14与活塞21、31也可以以例如螺纹连接的方式固定连接。第一活塞杆13和第二活塞杆14平行地设置。活塞的活塞杆孔的凹槽内设置有密封件，从而实现活塞与活塞杆之间的密封。通过上述这种连接结构，当活塞被推动时，活塞带动活塞杆13、14并且因此带动滑块11平移。

下面将结合附图介绍根据本实用新型的示例性气动拨叉执行器的工作过程。

当向弹簧-活塞缸体20、30的气缸室201、301中同时通入加压气体时，活塞21、31在气体压力的推动下沿弹簧受压的方向移动。该弹簧受压的方向被称为第一移动方向。由于活塞杆13、14与活塞21、31和滑块11固定连接，那么活塞21、31的移动带动滑块11沿第一移动方向移动。滑块的移动驱动与其联接的滑块销111沿相同的方向平移，与拨叉槽121配合的滑块销111进一步地推动拨叉12使其围绕拨叉轴122的中心轴线沿第一摆动方向摆动。拨叉12带动拨叉轴122旋转。

当释放弹簧-活塞缸体20、30中的气体时，由于气缸室中的气压下降，施加至活塞21的第二侧部212的弹簧力大于气体施加在活塞21的第一侧面上211上的力时，活塞21、31沿与第一移动方向相反的第二移动方向移动，从而带动滑块11沿第二移动方向移动。滑块11沿第二移动方向的移动导致拨叉12沿第二摆动方向摆动。第一摆动方向与第二摆动方向相反。

通过上述过程能够实现拨叉轴122沿不同方向的摆动运动，从而能够驱动与拨叉轴122相连的阀门，进而控制阀门的开闭。

根据本实用新型的拨叉执行器，由于采用了两个活塞杆，使得在活塞带动滑块移动时，活塞上的载荷更加分散，减小了活塞上的应力集中。此外，由于两个活塞杆对称地设置在导向杆的两侧，使得滑块的受力对称，导杆与滑块的摩擦力会减小，从而减小滑块作用在导向杆上的弯曲应力。同时双活塞杆在活塞上的支撑作用减小了活塞上的密封件磨损，由此也可以省去活塞上的轴承垫圈，减小活塞厚度，节约材料。根据本实用新型的弹簧-活塞缸体将气缸和弹簧缸集成为一个缸体并且在驱动模块的两端设置了结构大致相同的两个弹簧-活塞缸体。由对称地设置的两个缸体带动驱动模块，不仅实现了结构的对称，而且使缸体的整体尺寸减小

如上所述，在示例性的具有双活塞杆的拨叉执行器的驱动模块的两端对称地设置有两个集成的弹簧-活塞缸体。然而，根据本实用新型的具有双活塞杆的拨叉执行器不限于该示例性实施方式。

根据本实用新型的另一示例性实施方式，具有双活塞杆的拨叉执行器能够是具有驱动模块和设置在驱动模块一侧的一个集成的弹簧-活塞缸体的拨叉执行器。在这种拨叉执行器中，弹簧-活塞缸体的结构与上述弹簧活塞-缸体的结构相同。两个活塞杆中每一个活塞杆的一端与设置在弹簧-活塞缸体中的活塞固定连接，并且活塞杆的另一端与驱动模块中的滑块固定连接并且位于驱动模块的驱动部壳体内。

根据本实用新型的又一示例性实施方式，具有双活塞杆的拨叉执行器能够是具有驱动模块和设置在驱动模块两侧的两个气缸的拨叉执行器。即，根据图1所示的拨叉执行器的两个集成的弹簧-活塞缸体替换为两个气缸，驱动模块和活塞杆的结构不变。如图1所示的与驱动模块中的滑块固定连接的两个平行的活塞杆与两个气缸中的活塞固定连接。

根据本实用新型的又一示例性实施方式，具有双活塞杆的拨叉执行器能够是具有驱动模块和设置在驱动模块一侧的单个气缸的拨叉执行器。即，根据图1所示的拨叉执行器的一个集成的弹簧-活塞缸体替换为气缸，驱动模块的另一侧封闭。如图1所示的平行地设置的两个活塞杆一端与驱动模块中的滑块固定连接并且另一端与单个气缸中的活塞固定连接。

根据本实用新型的又一示例性实施方式，具有双活塞杆的拨叉执行器能够是具有驱动模块、设置在驱动模块一侧的单个气缸以及设置在驱动模块的另一侧的弹簧缸的拨叉执行器。即，根据图1所示的拨叉执行器的一个集成的弹簧-活塞缸体由气缸替代，另一个弹簧-活塞缸体由弹簧缸替代。如图1所示的与滑块固定连接的两个平行的活塞杆与气缸中的活塞固定连接。

为了详细地描述本实用新型而公开了示例性的结构和/或联接。然而，对于本领域的普通技术人员来说明显的是，这些示例性结构和/或联接可以以许多不同形式来实施，并且特定细节和示例性构型不应该被解释为限制本实用新型的范围。

附图标记

1 拨叉执行器

10 驱动模块

11 滑块

12 拨叉

13 活塞杆

14 活塞杆

15 导向杆

111 滑块销

121 拨叉槽

122 拨叉轴

124 轴孔

125 销

20 弹簧-活塞缸体

21 活塞

22 弹簧

23 壳体

24、25 端盖

201 气缸室

202 弹簧室

211 第一侧面

212 第二侧面

26、27 弹簧座

261、271 导向杆孔

215、216 系杆孔

30 弹簧-活塞缸体

31 活塞

32 弹簧

33 壳体

34 端盖

35 端盖

301 气缸室

302 弹簧室

Claims (17)

1.一种拨叉执行器，其特征在于，所述拨叉执行器包括：

驱动模块，所述驱动模块设置有滑块和拨叉，使得所述滑块的平移带动所述拨叉的摆动；

缸体，所述缸体设置在所述驱动模块的侧部，所述缸体包括：

活塞，所述活塞设置在所述缸体内并且能够在所述缸体内滑动地平移；

第一活塞杆，所述第一活塞杆固定连接到所述活塞，并且所述第一活塞杆固定连接到所述滑块；以及

第二活塞杆，所述第二活塞杆固定连接到所述活塞，并且所述第二活塞杆固定连接到所述滑块；

由此，所述活塞通过所述第一活塞杆及所述第二活塞杆驱动所述滑块平移。

2.根据权利要求1所述的拨叉执行器，其特征在于，所述第一活塞杆和所述第二活塞杆平行地设置，并且与所述活塞连接的位置相对所述活塞的中心对称地设置。

3.根据权利要求1所述的拨叉执行器，其特征在于，所述第一活塞杆和所述第二活塞杆平行地设置，并且与所述滑块连接的位置相对所述滑块的中心对称地设置。

4.根据权利要求1所述的拨叉执行器，其特征在于，所述驱动模块具有导向杆，所述导向杆设置为延伸穿过所述滑块的中心，使得所述滑块能够支撑在所述导向杆上并能够沿所述导向杆滑动，其中，所述第一活塞杆、所述第二活塞杆和所述导向杆彼此平行地设置。

5.根据权利要求4所述的拨叉执行器，其特征在于，所述滑块具有第一活塞杆孔和第二活塞杆孔和导向杆孔，所述第一活塞杆和所述第二活塞杆分别延伸穿过第一活塞杆孔和第二活塞杆孔，所述导向杆延伸穿过所述导向杆孔。

6.根据权利要求5所述的拨叉执行器，其特征在于，所述滑块具有滑块销孔，所述滑块销孔中设置有滑块销，所述拨叉具有拨叉槽，所述滑块销能够在所述拨叉槽中滑动。

7.根据权利要求5所述的拨叉执行器，其特征在于，所述第一活塞杆和所述第二活塞杆设置有卡环槽，所述卡环槽中能够设置卡环，以实现所述第一活塞杆和所述第二活塞杆与所述滑块和所述活塞的固定连接。

8.根据权利要求5所述的拨叉执行器，其特征在于，所述第一活塞杆和所述第二活塞杆通过螺纹连接固定连接到所述活塞上。

9.根据权利要求1所述的拨叉执行器，其特征在于，还包括第一系杆和第二系杆，所述缸体的两端设置有端盖，所述第一系杆和所述第二系杆延伸穿过整个所述缸体并且延伸穿过所述活塞上的系杆孔，最终支撑且固定在所述端盖上。

10.根据权利要求9所述的拨叉执行器，其特征在于，所述第一系杆和所述第二系杆相对于所述活塞的中心对称地设置，并且所述第一系杆和所述第二系杆所处的平面与所述第一活塞杆和所述第二活塞杆所处的平面正交。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的拨叉执行器，其特征在于，所述拨叉执行器具有两个缸体，所述两个缸体为第一缸体和第二缸体，

所述第一缸体和所述第二缸体分别设置在所述驱动模块的两侧，

所述第一活塞杆和所述第二活塞杆与所述第一缸体的第一活塞和第二缸体的第二活塞以密封的方式固定连接，

所述第一活塞和所述第二活塞通过所述第一活塞杆及所述第二活塞杆同时驱动所述滑块平移。

12.根据权利要求11所述的拨叉执行器，其特征在于，所述第一缸体和所述第二缸体均为将弹簧缸与气缸集成在一个缸体中的弹簧-活塞缸体。

13.根据权利要求11所述的拨叉执行器，其特征在于，所述第一缸体和所述第二缸体均为气缸。

14.根据权利要求11所述的拨叉执行器，其特征在于，所述第一缸体为气缸，所述第二缸体为弹簧缸。

15.根据权利要求1-10中任一项所述的拨叉执行器，其特征在于，所述拨叉执行器具有设置在所述驱动模块的侧部的一个所述缸体，

所述第一活塞杆和所述第二活塞杆与所述缸体的活塞以密封的方式固定连接。

16.根据权利要求15所述的拨叉执行器，其特征在于，所述缸体为将弹簧缸与气缸集成在一个缸体中的弹簧-活塞缸体。

17.根据权利要求15所述的拨叉执行器，其特征在于，所述缸体为气缸。

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