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。
上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：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定位器，氣動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥配裝單作用電氣閥門定位器。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定位器和雙作用電氣閥門定位器。

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)式閥門又稱故障關(guān)閉型，氣關(guān)式閥門又稱為故障開(kāi)啟型。通常一種執(zhí)行器只能適用于一種類型的閥門，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，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)式一種類型的閥門，執(zhí)行器的利用率不高，客戶每需要一種類型或一種通徑的閥門就需要采購(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，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，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。通常，斷氣后關(guān)閉閥門，通氣后才能打開(kāi)閥門的執(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，通氣后才能關(guān)閉閥門的執(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規(guī)格的大小，彈簧輸出力小的用于輕型或小型閥門。相反，彈簧輸出力大的用于中型或重型閥門。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，也降低了客戶的庫(kù)存種類，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