氣動(dòng)活塞式調(diào)節(jié)閥定位器

                              氣動(dòng)活塞式調(diào)節(jié)閥定位器

                               上海申弘閥門(mén)有限公司

之前介紹SAF2507雙相不銹鋼高壓自力式調(diào)節(jié)閥，現(xiàn)在介紹氣動(dòng)活塞式調(diào)節(jié)閥定位器 一種調(diào)節(jié)閥用多功能活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器的設(shè)計(jì)探索摘 要：針對(duì)目前常用的調(diào)節(jié)閥用活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器的功能單一，該文設(shè)計(jì)探索出一種多功能的活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器，方便客戶利用現(xiàn)有產(chǎn)品根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況需要做出簡(jiǎn)單調(diào)整后就能解決應(yīng)急問(wèn)題，縮短供貨周期，降低采購(gòu)成本。氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和調(diào)節(jié)閥兩部分組成，氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)接收控制系統(tǒng)發(fā)出的信號(hào)，帶動(dòng)調(diào)節(jié)閥閥芯動(dòng)作，完成對(duì)管路內(nèi)介質(zhì)的流量和壓力調(diào)節(jié)。
氣動(dòng)活塞式調(diào)節(jié)閥定位器氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有氣動(dòng)薄膜結(jié)構(gòu)和氣動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)兩種。氣動(dòng)薄膜執(zhí)行結(jié)構(gòu)由膜蓋，橡膠膜片，推桿，彈簧，支架等零件組成。分為正作用氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)和反作用氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)隨著控制壓力上升推桿向下動(dòng)作的為正作用，隨著控制壓力上升推桿向上動(dòng)作的為反作用。氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以配裝頂部手輪或側(cè)裝手輪，方便在氣源故障時(shí)對(duì)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥進(jìn)行手動(dòng)操作。
上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)由氣缸，活塞，密封圈，輸出軸等零件組成。也分為單作用和雙作用兩種。單作用活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)有復(fù)位彈簧，雙作用活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)內(nèi)沒(méi)有復(fù)位彈簧。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥按照動(dòng)作方式分為直行程調(diào)節(jié)閥和角行程調(diào)節(jié)閥兩種。氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu)多為直行程機(jī)構(gòu)，配裝在直行程調(diào)節(jié)閥上，如，氣動(dòng)薄膜單座調(diào)節(jié)閥，氣動(dòng)薄膜套筒調(diào)節(jié)閥。氣動(dòng)活塞執(zhí)行機(jī)構(gòu)有直行程和角行程兩種，可以配裝在直行程調(diào)節(jié)閥和角行程調(diào)節(jié)閥上。角行程的調(diào)節(jié)閥有氣動(dòng)V型調(diào)節(jié)球閥，氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥，氣動(dòng)偏心旋轉(zhuǎn)閥。
氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥一般都需配裝電氣閥門(mén)定位器，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥配裝單作用電氣閥門(mén)定位器。氣動(dòng)活塞調(diào)節(jié)閥根據(jù)單作用氣缸和雙作用氣缸分別配裝單作用電氣閥門(mén)定位器和雙作用電氣閥門(mén)定位器。

關(guān)鍵字：活塞式 氣動(dòng)執(zhí)行器 多功能執(zhí)行器 調(diào)節(jié)閥


0 引言

常見(jiàn)的執(zhí)行器主要有三大類(lèi)型，分別是氣動(dòng)、電動(dòng)以及液動(dòng)。氣動(dòng)執(zhí)行器作為其中的一種，常見(jiàn)的又分為四種：薄膜式、活塞式、撥叉式和齒輪齒條式。其中活塞式和薄膜式這兩種應(yīng)用較為普遍。薄膜式執(zhí)行器主要用于氣源壓力較低的場(chǎng)合，而活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器主要用來(lái)驅(qū)動(dòng)各類(lèi)直線型動(dòng)作的開(kāi)關(guān)閥和調(diào)節(jié)閥，氣源壓力范圍較廣，輸出力的范圍較大，所以應(yīng)用更為廣泛。執(zhí)行器和閥門(mén)等共同組成的調(diào)節(jié)閥，在工業(yè)自動(dòng)化過(guò)程控制領(lǐng)域中，通過(guò)接受調(diào)節(jié)控制單元輸出的控制信號(hào)，借助動(dòng)力操作可以改變閥門(mén)開(kāi)度的大小，從而改變介質(zhì)的流量、壓力、液位等工藝參數(shù)。調(diào)節(jié)閥按作用方式又可分為氣開(kāi)式和氣關(guān)式兩種。有時(shí)氣開(kāi)式閥門(mén)又稱故障關(guān)閉型，氣關(guān)式閥門(mén)又稱為故障開(kāi)啟型。通常一種執(zhí)行器只能適用于一種類(lèi)型的閥門(mén)，所以執(zhí)行器的功能單一，利用率不高，現(xiàn)在打破這種單一的功能局限，設(shè)計(jì)探索出一種多功能的活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器。



1 目前常用的單作用活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器的使用現(xiàn)狀

目前調(diào)節(jié)閥上常用的單作用活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器大多采用普通的拉桿螺栓固定，通過(guò)拉桿螺栓將彈簧和活塞布置在兩個(gè)工作腔，如圖1所示，所以外形尺寸普遍偏大，尤其是一些中型或重型的閥門(mén)，需要的輸出力很大，彈簧很粗、很長(zhǎng)，這種結(jié)構(gòu)的執(zhí)行器更會(huì)顯得笨重，產(chǎn)品生產(chǎn)組裝時(shí)也需借助特殊的裝配工具才能完成，如果使用現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)一些意外需要維修、更換密封件等操作時(shí)，操作人員在現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)法完成，只能返廠維修，這勢(shì)必會(huì)造成產(chǎn)品在往返途中的磕碰、運(yùn)輸成本的浪費(fèi)以及供貨周期的延長(zhǎng)，給客戶造成很大的困擾。另外，活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器多為單個(gè)彈簧，輸出力單一，只能應(yīng)用于中型或重型閥門(mén)的一種規(guī)格，并且一種執(zhí)行器只能適用于氣開(kāi)式或氣關(guān)式一種類(lèi)型的閥門(mén)，執(zhí)行器的利用率不高，客戶每需要一種類(lèi)型或一種通徑的閥門(mén)就需要采購(gòu)一種執(zhí)行器。



圖1 單作用活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器示意圖

2 調(diào)節(jié)閥用多功能活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器的設(shè)計(jì)探索

（1）結(jié)構(gòu)：調(diào)節(jié)閥用多功能活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器，它主要具有活塞桿（1）、防塵圈（2）、壓蓋（3）、動(dòng)密封（4）、前蓋（5）、O形圈（6）、導(dǎo)向環(huán)（7）、密封圈（8）、活塞組件（9）、墊片（10）、缸筒（11）、拉桿螺栓I（12）、拉桿螺栓II（13）、外彈簧（14）、內(nèi)彈簧（15）、后蓋組件（16）、活塞桿II（17）、內(nèi)六角圓柱頭螺釘（18）、鎖緊螺母（19）、防護(hù)罩（20）、六角螺母（21）、內(nèi)六角圓柱頭螺釘（22）。


圖2 多功能活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)圖

（2）其特征在于：①特殊的拉桿結(jié)構(gòu)件能夠方便現(xiàn)場(chǎng)的拆卸、安裝，不需要借助的裝配工具就可實(shí)現(xiàn)拆卸、更換零部件等作業(yè)，方便使用現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)。②通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，客戶就可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的功能需要，調(diào)整彈簧和活塞組件（9）正、反裝結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行器常開(kāi)、常閉功能的轉(zhuǎn)換，使產(chǎn)品功能增加。③根據(jù)閥門(mén)不同開(kāi)啟力的需要，調(diào)整彈簧安裝數(shù)量，實(shí)現(xiàn)多種型式的組合，如圖3～圖8所示，派生出6種組合，這樣就可以提供多種彈簧輸出力，從而適用于多種規(guī)格的閥門(mén)，極大的提高了產(chǎn)品利用率。這樣客戶就可以減少執(zhí)行器的庫(kù)存種類(lèi)，降低庫(kù)存資金，縮短供貨周期。另外，采用組合彈簧，在輸出力相同的情況下還可以縮小安裝空間，減少了執(zhí)行器的外形尺寸，精簡(jiǎn)外形結(jié)構(gòu)，降低產(chǎn)品的加工成本。


圖3 *種實(shí)施方式（正裝、雙彈簧）的結(jié)構(gòu)示意圖

（3）工作原理：如圖3所示，正向安裝后，通過(guò)向本實(shí)用新型無(wú)彈簧一側(cè)的“進(jìn)氣口”供給壓力氣體，從而推動(dòng)活塞組件（9）并壓縮內(nèi)、外彈簧（14）、（15）在行程S的范圍內(nèi)向左移動(dòng)，隨動(dòng)的活塞桿（1）會(huì)帶動(dòng)與其相連的閥門(mén)拉桿的聯(lián)動(dòng)，這樣拉桿位移的大小就可以實(shí)現(xiàn)閥門(mén)開(kāi)度大小的調(diào)節(jié)。當(dāng)停止供氣或因故障斷氣后，活塞組件（9）借助彈簧的反作用力又能夠回到初始位置并關(guān)閉閥門(mén)。通常，斷氣后關(guān)閉閥門(mén)，通氣后才能打開(kāi)閥門(mén)的執(zhí)行器為“常閉式”，有時(shí)又稱故障關(guān)閉型，如圖1、圖3、圖4所示；斷氣后打開(kāi)閥門(mén)，通氣后才能關(guān)閉閥門(mén)的執(zhí)行器為“常開(kāi)式”有時(shí)又稱故障開(kāi)啟型，如圖5、圖6、圖7所示。其中彈簧輸出力的大小決定了與之匹配閥門(mén)規(guī)格的大小，彈簧輸出力小的用于輕型或小型閥門(mén)。相反，彈簧輸出力大的用于中型或重型閥門(mén)。而彈簧輸出力的大少取決于安裝的彈簧數(shù)量和規(guī)格，中型或重型閥門(mén)可以安裝內(nèi)外2個(gè)彈簧或1個(gè)較粗的外彈簧（14），輕型閥門(mén)可以安裝1個(gè)較細(xì)的內(nèi)彈簧（15）。另外，彈簧的安裝位置決定本實(shí)用新型為“常開(kāi)式”或“常閉式”，彈簧與活塞桿（1）處于異側(cè)的為“常閉式”，如圖3、圖4、圖5所示，彈簧與活塞桿處于同側(cè)的為“常開(kāi)式”，如圖6、圖7、圖8所示。所以，松開(kāi)拉桿螺栓后通過(guò)內(nèi)部零件（9）、（10）、（14）、（15）安裝位置和方向的改變就可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型兩種功能的轉(zhuǎn)換。



圖4 第二種實(shí)施方式（正裝、外彈簧）的結(jié)構(gòu)示意圖



圖5 第三種實(shí)施方式（正裝、內(nèi)彈簧）的結(jié)構(gòu)示意圖



圖6 第四種實(shí)施方式（反裝、雙彈簧）的結(jié)構(gòu)示意圖



圖7 第五種實(shí)施方式（反裝、外彈簧）的結(jié)構(gòu)示意圖



圖8 第六種實(shí)施方式（反裝、內(nèi)彈簧）的結(jié)構(gòu)示意圖

3 小結(jié)

文中所述的調(diào)節(jié)閥用多功能活塞式氣動(dòng)執(zhí)行器打破了執(zhí)行器功能單一的局限，對(duì)客戶應(yīng)急產(chǎn)品的使用提供了一種新的設(shè)計(jì)思路，既降低了供應(yīng)商的加工成本和庫(kù)存種類(lèi)，也降低了客戶的庫(kù)存種類(lèi)，庫(kù)存成本，對(duì)供、需雙方都提供了一種節(jié)約開(kāi)支，縮短供貨周期的新理念。與本產(chǎn)品相關(guān)論文：超高溫?zé)煹赖y閥桿斷裂處理