[发明专利]一种薄膜式角行程气动执行机构

说明书

技术领域

本发明涉及气动执行机构领域，尤其涉及核级薄膜式角行程气动执行机构的改进。

背景技术

目前，我国核电站的核岛和常规岛多使用角行程类阀门，并通过气动执行机构来控制此类阀门。具有代表性的如本申请人与2011年9月29日申请的一份名为“核级薄膜式气动执行机构”、申请号为“201120374498.X”的文献，本申请人在该案中提出了一种结构简单、抗震强度高且便于安装的核级薄膜式气动执行机构。

然而，由于阀门的材料、制造设备、制造工艺等等方面存在着一定的差异，且不同产地制造的阀门在性能上也存在着一定的差异；因此，气动执行机构与阀门通常存在着拟合难度大（输出力矩）、控制精度差、配合程度低及兼顾性差的缺陷。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种结构精巧、兼顾性好，且配合程度高，使用后可有效拟合于各种规格的角行程类阀门，进而对阀门的开启量及输出扭矩进行精确控制的薄膜式角行程气动执行机构。

本发明的技术方案为：用于驱动阀门的阀杆，所述气动执行机构包括上壳体、下壳体、推杆驱动机构、推杆、上框架、下框架、联动机构、反馈机构和极限位置触发机构；

所述上壳体、下壳体、上框架、下框架从上到下依次固定连接，所述上框架包括连为一体的上腔和下腔，所述上腔和下腔之间具有隔板，所述隔板中部开设有螺纹孔；

所述推杆竖直设置、且在推杆驱动机构的驱动下作上下往复运动，所述推杆的上端伸入所述上壳体与下壳体之间、且推杆的下端伸出螺纹孔直至下腔内；所述阀杆水平设置在所述下框架中部，所述联动机构连接在所述推杆与阀杆之间，使得推杆的上下运动通过联动机构带动阀杆绕其自身轴心做旋转运动。

所述推杆驱动机构在气源的作用下工作，所述推杆驱动机构包括膜片、托盘、弹簧组、弹簧座和调整螺栓，所述气源与所述上壳体连通，所述膜片固定连接在所述上壳体和下壳体之间、且与所述上壳体之间气密封，所述托盘固定连接在所述推杆的顶端、且抵在所述膜片的底面上；所述调整螺栓套接所述推杆、且与所述螺纹孔螺纹连接，所述弹簧座套接所述推杆、且抵在所述调整螺栓的顶面上，所述弹簧组空套所述推杆、且连接在所述托盘与弹簧座之间。

所述弹簧组包括若干同轴心的弹簧。

所述联动机构包括叉头、连杆和力臂杆，所述叉头固定连接在所述推杆底端，所述力臂杆套接在所述阀杆上、且与所述阀杆同步旋转，所述连杆的顶端通过转销与叉头铰接，所述连杆的底端通过转销与力臂杆铰接。

所述连杆的两端与两所述转销之间通过关节球轴承连接。

所述联动机构还包括限位机构，所述限位机构包括若干限位螺栓，若干所述限位螺栓竖直设置、且可拆卸的连接在所述下框架的底面上，若干所述限位螺栓均位于所述力臂杆下方。

所述反馈机构包括拨叉、气动阀门定位器、气动放大器、电气转换器、过滤减压阀和控制信号输入源；

所述拨叉滑动连接在所述上框架的下腔中、且与所述推杆的底端固定连接，所述拨叉与所述气动阀门定位器连接、且所述气动阀门定位器固定连接在上框架外；

所述气动放大器串接在所述气源与所述上壳体之间，所述过滤减压阀串接在所述气源与所述气动阀门定位器之间，所述电气转换器串接在所述过滤减压阀与气动阀门定位器之间、且与所述控制信号输入源连通。

所述极限位置触发机构包括压片一、压片二和一对限位开关，所述压片一和压片二均可拆卸的连接在所述阀杆的一端，一对所述限位开关固定连接在下框架中、且分别位于压片一和压片二下方。 

本发明结构简单、生产成本低，改进了上、下壳体结构，节约了生产成本，将气动阀门定位器直接连接在上框架上，结构更为简单紧凑，大大提高了结构的刚性，保证了上框架与气动附件的连接抗震强度。此外，膜片为两胶一布结构，厚度变薄、硬度变软且便于安装。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、由于设置了调整螺栓，从而通过微调弹簧的压缩量的方式微调输出转矩，进而使得气动执行机构能更精确的与阀门配套，即与阀门的转矩特性曲线拟合。

二、本发明中连杆通过转销分别与力臂杆、叉头形成了铰链连接、且在转销与连杆之间设置了关节球轴承，从而保证了气动执行机构运行过程中不会出现卡牢、阻碍执行机构正常运行的现象，同时关节球轴承允许连杆径向的微量倾斜。

三、与传统角行程气动薄膜执行机构的弹簧之间无导向杆相比，本案的气动执行机构中弹簧组空套在推杆上，使得推杆对弹簧起到导向杆作用，从而使稳定性更能够得到保证。