一种具有紧急保护功能的气动阀门执行器的制作方法

本发明涉及气动阀门，具体为一种具有紧急保护功能的气动阀门执行器。

背景技术：

1、气动阀门执行器作为工业管路自动化控制的核心驱动部件，广泛应用于石油、化工、给排水、热电等工况场景，依靠压缩空气驱动活塞完成直线往复运动，经齿条、齿轮将直线位移转化为阀杆九十度旋转动作，以此实现管道介质通断、流量调节，现有双活塞齿条齿轮式气动执行器主要由气缸、对称布置的双活塞、端盖、复位弹簧、传动齿轮及阀杆组成，通过气缸两侧进气、排气推动活塞相向、相离运动，配套复位弹簧可实现失气自动复位，具备响应速度快、输出扭矩稳定、适配性广等优势。

2、现有常规气动执行器在长期往复运行过程中存在显著缺陷：活塞外周仅依靠单一密封圈与气缸内壁接触密封，活塞与气缸筒之间无独立径向限位支撑结构，活塞侧部齿条与中心齿轮啮合传动时，齿轮啮合会持续产生径向分力，该侧向力直接作用于活塞，使活塞在气缸内部往复滑动时极易发生径向偏摆、倾斜，进而造成密封圈单侧持续挤压磨损，大幅缩短密封件使用寿命，频繁出现气缸内泄、阀门开关不到位等故障，尤其在高压气源、大扭矩输出、长行程高频启闭工况下，活塞偏摆带来的密封圈偏磨问题更为突出，需频繁停机更换密封配件，提升设备运维成本，同时管路失控风险升高。

3、为缓解活塞偏摆磨损问题，少数现有技术在活塞外圈增设滚珠支撑结构，但该类支撑装置仅依靠固定弹性件提供恒定径向支撑力，支撑力度无法随活塞运动行程、气缸内部气压同步自适应调节，当气缸通入高压气体、活塞向端盖侧大幅移动时，齿轮啮合侧向力同步增大，固定预紧的滚珠支撑无法同步提升径向支撑刚度，难以抵消增大的偏摆趋势，防摆限位效果有限，为此，我们提出一种具有紧急保护功能的气动阀门执行器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种具有紧急保护功能的气动阀门执行器，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有紧急保护功能的气动阀门执行器，包括气缸，所述气缸的两端可拆卸固定有两组端盖，所述气缸上转动连接有用于阀门启停控制的阀杆，所述气缸的内部滑动连接有两组呈对称状态设置的活塞，所述活塞的外侧套设有用于与气缸内壁相抵密封的密封圈，所述气缸上设置有用于气动控制的进气管及出气管，还包括：

3、驱动组件，设置于阀杆与两组活塞之间，用于对阀杆驱动，所述气缸的内部设置有用于活塞运动后复位的复位组件；

4、防摆支撑组件，用于活塞移动过程中的防摆支撑，所述防摆支撑组件与活塞之间设置有用于辅助安装与定位的安装组件及定位组件，且通过安装组件与定位组件，使防摆支撑组件定位安装于活塞的一侧，配合防摆支撑组件对移动过程中活塞的支撑，避免活塞移动过程中因活塞与气缸内部发生偏摆造成密封圈偏磨，所述防摆支撑组件上设置有用于防摆支撑过程中支撑力调节的调节组件；

5、以及，设置于气缸内部的用于两组活塞相互远离过程中对调节组件推动的推动组件，且通过调节组件与推动组件的相互配合，在气缸内部增压后，同步增大防摆支撑的效果。

6、优选的，所述防摆支撑组件包括环形罩，所述环形罩的周侧呈环形阵列的状态开设有多组开槽，各组所述开槽上设置有支撑板，所述环形罩与支撑板之间设置有用于辅助伸缩连接的伸缩组件，所述支撑板远离环形罩的一端通过弹力组件连接有安装座，所述安装座上固定有支撑柱，所述支撑柱的一端通过球形槽转动连接有用于与气缸内壁相抵支撑的滚珠。

7、优选的，所述弹力组件包括开设于支撑板端部的多组安装孔，所述安装孔上滑动连接有滑杆，所述滑杆的一端与安装座相固定，所述滑杆的外侧套设有连接弹簧。

8、优选的，所述伸缩组件包括设置于环形罩内部的底板，所述底板固定于支撑板的一端，所述底板上滑动连接有两组t型杆，所述t型杆的一端与环形罩的内部相固定。

9、优选的，所述调节组件包括固定于支撑板一侧的侧板，所述侧板上开设有斜槽，所述斜槽上滑动连接有传动销，所述环形罩的一侧滑动连接有滑动架，所述传动销固定于滑动架上。

10、优选的，所述推动组件包括设置于活塞与端盖之间的用于与滑动架端部相抵传动的推动环，所述推动环处于气缸的内部，且在活塞移动的过程中，通过推动环与滑动架端部的相抵挤压作用配合调节组件的传动，使各组支撑板受力在环形罩上进行径向的向外伸出运动，所述推动环与端盖之间通过多组固定杆连接固定。

11、优选的，所述安装组件包括固定于活塞一侧的用于环形罩套入安装的安装柱，所述安装柱与活塞同心设置，所述安装柱上固定有用于环形罩推入过程中相抵定位的定位环，所述安装柱上螺纹连接有用于与套入环形罩一侧相抵挤压的挤压环。

12、优选的，所述定位组件包括开设于定位环上的多组呈环形阵列状态设置的定位孔，所述环形罩的一侧固定有多组用于与定位孔插设定位的定位销。

13、优选的，所述驱动组件包括固定于阀杆上的齿轮，所述活塞上固定有齿条，两组所述齿条对称设置于齿轮的两侧，且齿轮与两组齿条相互啮合设置。

14、优选的，所述复位组件在活塞与端盖之间呈环形阵列的状态设置有多组，所述复位组件包括固定于活塞及端盖上的安装销，两组相对的安装销之间套设有安装弹簧。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、1.本发明依靠推动组件与调节组件联动，实现支撑力度随气缸进气压力、活塞移动行程自动变化，常规低压启闭工况仅依靠弹力组件提供轻微预紧支撑，滚珠轻柔贴合缸壁，既能抑制活塞小幅偏移、避免密封圈轻微偏磨，又不会因滚珠持续高压压紧缸体产生过大滑动阻力，降低启闭能耗，减少滚珠、气缸、密封件日常磨损损耗，气缸增压、活塞向端盖移动时，可同步放大滚珠径向支撑强度，精准抵消齿轮齿条啮合产生的激增侧向分力，从根源避免活塞大幅偏摆造成密封圈挤压破损，解决传统滚珠支撑预紧力固定、无法适配变压力工况的缺陷；

17、2.本发明无需额外加装传感器、电磁阀等电气元件，仅依靠活塞气动移动即可自动触发强化防护，当管路超压、气源瞬时高压冲击、紧急快速启闭等危险工况发生时，活塞高速向端盖移动会自动顶推调节组件，瞬间成倍提升活塞径向支撑刚度，强制约束活塞高速抖动、偏摆，防止高压冲击下密封圈撕裂、气缸内泄、介质泄漏等安全事故，同时多组复位弹簧可缓冲活塞高速撞击，减轻活塞与端盖、内部传动零件的冲击损伤，泄压后整体结构自动回弹复位，适配化工油气等防爆高危管路场景，大幅降低管路失控风险；

18、3.本发明设置独立安装组件与定位组件，通过插接定位结构实现防摆支撑组件与活塞精准同轴装配，锁紧后无周向偏移、轴向松动问题，对比传统无定位滚珠支撑结构易因装配偏心造成单侧滚珠过载、密封圈局部快速磨损的弊端，本结构装配精度高，活塞往复运动全程受力均匀，大幅减少因装配偏差带来的早期卡滞、密封失效故障，降低设备装配检修难度与后期密封配件更换频次，节约运维成本；

19、4.本发明在双活塞齿条齿轮传动结构基础上，将防摆支撑、压力自适应调节、紧急缓冲保护全部集成于气缸内部，无需额外占用外部安装空间，可直接替换同规格传统气动执行器，管路改造适配成本低，同时可适配低压常规启闭、高压大扭矩、高频紧急切断等多种工况，广泛应用于石油、化工、热电、给排水等各类工业自动化管路，通用性更强。