[发明专利]一种钢索驱动式气动执行机构

说明书

本发明属于气动执行机构技术领域，公开了一种钢索驱动式气动执行机构，包括驱动机构、活塞式气动机构和弹簧复位机构，驱动机构箱体、箱盖和驱动滑轮，驱动滑轮上连接前钢索和后钢索；活塞式气动机构包括固定连接的前缸盖、缸筒和后缸盖以及活塞，活塞通过前钢索牵引杆与前钢索的前端相连；弹簧复位机构包括固定连接的弹簧筒前盖、弹簧筒和弹簧筒后盖以及压缩弹簧和弹簧座，弹簧座通过后钢索牵引杆与后钢索的后端相连，本发明牵引运动过程完全是滚动摩擦，避免了传统的活塞式执行机构在直线运动转换为旋转运动中带来的输出扭矩损失，使运动过程更平稳，为角行程的阀门驱动提供具有线性特性的输出扭矩，满足阀门所需的更为稳定的控制要求。

技术领域

本发明涉及一种气动执行机构，具体的说是一种具有线性输出扭矩特性、动作平稳、占空更小的钢索驱动式气动执行机构，属于气动执行机构技术领域。

背景技术

角行程阀门(如球阀、蝶阀等)是过程控制系统和化工装置中选用十分广泛的阀门类型。已有的可选配的执行机构中，气动活塞式执行机构常常作为大扭矩要求时最多的选项。在传统的气动活塞式执行机构中，普遍采用曲臂连杆或曲臂滑块结构，作为由活塞提供的直线运动转换为曲臂的旋转运动的主要方式。

传统的曲臂连杆或曲臂滑块结构，由于推力的分力角度在运动中不断变化，使作用在曲臂切向的分力值在全行程中不断变化，最终使输出扭矩特性呈U形分布，即行程中段输出扭矩相对较小，这样也就影响到角行程阀门在过程控制中的控制要求，而且往往受输出扭矩特性中段最小值的限制，选型时必须考虑较大规格的型号来满足阀门的驱动要求。

在直线运动转换为旋转运动的过程中，传统的曲臂连杆或曲臂滑块结构动作零件之间都存在滑动摩擦。由于滑动摩擦的影响，使输出扭矩不够平稳，从而导致阀门动作的稳定性不足；同时，在动作启动时需要克服一定的静摩擦力，使扭矩输出产生迟滞，反应不够灵敏，不利于阀门动作的快速响应，在选型时具有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种具有线性输出扭矩特性、动作平稳、反应灵敏、占空更小的钢索驱动式气动执行机构，能满足大扭矩输出、动作稳定性和响应速度要求高、占空要求较严格的场合的阀门驱动需求。由于它具有稳定的扭矩输出，在相同扭矩要求的选型要求下，可比传统的活塞式执行机构选用更低的规格型号，减小了占空和用气量，从而提高了经济效益。

根据本发明提供的技术方案，所述钢索驱动式气动执行机构，包括驱动机构、活塞式气动机构和弹簧复位机构，

所述驱动机构箱体、箱盖和驱动滑轮，所述箱体内设有下轴承，箱盖内设有上轴承，所述驱动滑轮的上下端分别安装在上轴承与下轴承的内圈内，驱动滑轮上连接前钢索和后钢索；

所述活塞式气动机构包括固定连接的前缸盖、缸筒和后缸盖，所述后缸盖与箱体的前端相连，缸筒内设有活塞，活塞通过前钢索牵引杆与前钢索的前端相连；

所述弹簧复位机构包括固定连接的弹簧筒前盖、弹簧筒和弹簧筒后盖，所述弹簧筒前盖与箱体的后端相连，弹簧筒内设有弹簧座，弹簧座通过后钢索牵引杆与后钢索的后端相连，弹簧筒前盖与弹簧座之间设有压缩弹簧。

进一步的，所述箱体的两侧设有用于对驱动滑轮的旋转运动作前、后机械限位的前限位螺栓和后限位螺栓，并且能够通过调节所述前限位螺栓和后限位螺栓的旋入深度，调整驱动滑轮旋转运动的角度范围。

进一步的，所述驱动滑轮的外侧设有呈上下布局的上U形槽和下U形槽；所述前钢索缠于驱动滑轮外侧的下U形槽内，前钢索的后端固定在驱动滑轮上；所述后钢索缠于驱动滑轮外侧的上U形槽内，后钢索的前端固定在驱动滑轮上。

进一步的，所述前钢索牵引杆的前端与活塞相连；所述前钢索穿过前钢索牵引杆，并与前钢索牵引杆的前端相固定。

进一步的，所述箱体和后缸盖之间设有钢索导向座，前钢索导向衬套安装在前钢索导向座上；所述前钢索牵引杆穿过前钢索导向衬套与活塞相连。