弹簧复位型180度转角气动控制器的制作方法

本实用新型涉及气动执行器技术领域，特别涉及一种弹簧复位型180度转角气动控制器。

背景技术：

在工业过程自动控制系统中，采用l型与t型三通球阀的场合比较多，其中l型球阀，可用以实现对介质进行切换，亦可实现相互垂直的两个通道连通或关闭；t型球阀，可实现对介质的分流或混流，不仅可以实现介质流向的切换，也可使三个通道互相连通，还可以关闭任一通道，连通另外二个通道，其中部分工况的实现，就必须采用弹簧复位型180度转角气动控制器来驱动，以达到自动控制阀门的目的。但现有技术的弹簧复位型转角气动控制器其预压缩弹簧满足工况要求的压缩量有限，大多只能满足90度转角控制的要求，无法应用于180度转角的气动控制器。另一方面，由于气动控制器的活塞与同侧的端盖之间设有多个并列布置的弹性装置，因此，当弹簧长度较大时，对弹簧在被压缩时的侧弯要求高，弯曲变形量要小，否则，弹簧在动作时相互会摩擦，影响气动控制器正常工作，严重时会导致相邻的弹簧相互嵌入而使整个气动控制器失效。公开日为2019年10月25日，公开号为cn209540161u的中国专利文件公开了一种气关型开度任意可调的气动执行器，包括气缸体及设置在气缸体两端的端盖，气缸体上设有若干气口，气缸体内设有左右两个活塞，所述活塞包括活塞圆板及与活塞圆板一侧外周一体连接的活塞臂，活塞臂上靠近气缸体轴心的一侧设有齿条，左右两个活塞上的齿条其齿面相对且均与输出齿轴啮合，所述活塞与同侧的端盖之间设有弹性装置，所述活塞圆板与拉杆的一端固定，拉杆的另一端穿过端盖，其端部与端盖之间设有开度调节螺母。该气动执行器可以对阀门开度进行0度至95度全行程范围的任意调整，但其最大转角为95度，因此无法应用于需要180度转角的气动控制器的工况。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为解决现有技术的转角气动控制器其预压缩弹簧的压缩量有限，无法满足180度转角的气动控制的问题，提供一种弹簧复位型180度转角气动控制器，具有大转角行程，可以满足气动控制阀门对180度转角控制的需求。

本实用新型的另一目的是为解决现有技术的转角气动控制器当预压缩弹簧较长时容易出现侧弯，从而影响气动控制器正常工作或导致整个气动控制器失效的严重问题，提供一种弹簧复位型180度转角气动控制器，可以避免发生侧弯，满足气动控制器在180度转角控制工况时的弹簧自动复位要求。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种弹簧复位型180度转角气动控制器，包括气缸体及设置在气缸体两端的端盖，气缸体上设有若干气口，气缸体内设有左右两个活塞，所述活塞与同侧的端盖之间设有多个并列布置的弹性装置，所述活塞包括活塞圆板及与活塞圆板一侧外周一体连接的活塞臂，活塞臂上靠近气缸体轴心的一侧设有齿条，左右两个活塞上的齿条其齿面相对且均与输出齿轴啮合，所述弹性装置为串联式预压缩弹簧，串联式预压缩弹簧包括两个预压缩弹簧单元，所述串联式预压缩弹簧完全压缩时，输出齿轴的转动角度不小于180度。本实用新型采用2支90度转角行程的预压缩弹簧单元，通过串联方式来实现180度转角行程，从而使弹性装置很好地满足了全行程范围内力值变化小的特殊性能要求，有效解决了现有技术的转角气动控制器其预压缩弹簧的压缩量有限，无法满足180度转角气动控制器的弹簧自动复位问题。同时可以通过增减弹性装置的数量，顺利实现在不同气源压力（压强）下，都能够正常顺利地自动控制阀门。

作为优选，预压缩弹簧单元包括弹簧及用于压紧弹簧的预紧机构，所述的预紧机构包括底部相对设置的两个呈圆筒状的弹簧座，圆筒的筒底中央设有通孔，两个弹簧座之间通过穿设在通孔内的联接管连接，联接管的两端设有外翻的挡环，弹簧座的圆筒状结构开口处设有外翻边，所述弹簧的两端抵接在两个弹簧座的外翻边之间，两个弹簧座外翻边之间的间距小于弹簧的自由长度。两个弹簧座与联接管的串联结构用于限制弹簧的自由长度，起到预压缩（预紧）的作用，而当预压缩弹簧单元正常工作被压缩时，联接管带有挡环的两端部可以伸进两端的弹簧座内，因此不会对弹簧的正常压缩产生影响；而当弹簧上的工作压力消失时，联接管上的挡环拉住了两端的弹簧座，将弹簧的长度限制在两个弹簧座的外翻边之间。

作为优选，两个预压缩弹簧单元之间焊接连接，两个预压缩弹簧单元之间设有导向轴，所述导向轴的中部位于两个预压缩弹簧单元连接处的弹簧座的圆筒内，导向轴的两端分别滑动设置在两个预压缩弹簧单元的联接管内，导向轴的中央设有凸起于导向轴的限位环。两个预压缩弹簧单元之间焊接可以确保连接稳固，防止两个预压缩弹簧单元连接处受力不均而出现移位；导向轴对串联式预压缩弹簧的中部起到定位作用，可以防止串联式预压缩弹簧在被压缩时出现侧弯而影响气动控制器正常工作或导致整个气动控制器失效。

作为优选，输出齿轴上设有限位凸轮，限位凸轮上设有两个限位凸面，气缸体上设有与两个限位凸面对应的全开位调节螺栓及全关位调节螺栓，全开位调节螺栓及全关位调节螺栓上均设有锁紧螺母。通过调节全开位调节螺栓或全关位调节螺栓的伸入长度，使全开位调节螺栓或全关位调节螺栓在适当位置顶住相应的限位凸面，就可以限制输出齿轴的转动角度，从而实现所控阀门在全开位或全关位附近的角度微调，以满足不同工况的需要。本实用新型的结构可以在阀门开启角度0度和180度的位置实现±8度的微调，可以满足大多数阀门的控制要求。锁紧螺母在全开位调节螺栓及全关位调节螺栓调整到位后用于固定全开位调节螺栓及全关位调节螺栓的位置。

作为优选，气口为三个，包括一个设置在气缸体的中部的中间气口和两个分别设置在气缸体的两端部的边气口。中间气口进气时，活塞腔内的活塞圆板克服弹性装置的弹力向气缸两端移动，气缸两侧的气体从两个边气口排出，输出齿轴逆时针转动；当中间气口失气时，弹性装置的弹力推动活塞圆板向气缸中间移动，两侧的边气口进气，气缸中部的气体从中间气口排出，输出齿轴顺时针转动。

作为优选，活塞臂远离活塞圆板的一端与气缸体的内壁之间设有支承块，所述的支承块横截面呈t字形，活塞臂上设有凹槽，所述的支承块嵌设在凹槽内。活塞臂远离活塞圆板的一端通过支承块与气缸体的内壁接触，可以降低活塞臂与气缸体内壁的摩擦，减少磨损。

作为优选，活塞圆板的外周面与气缸体的内壁之间设有导向环及密封圈，端盖与气缸体的端面之间设有密封环。导向环通常采用聚四氟乙烯，以利于活塞圆板的滑动，密封圈及密封环起密封作用。

本实用新型的有益效果是：它有效地解决了现有技术的转角气动控制器其预压缩弹簧的压缩量有限，无法满足180度转角气动控制阀的控制的问题以及现有技术的转角气动控制器当预压缩弹簧较长时容易出现侧弯，从而影响气动控制器正常工作或导致整个气动控制器失效的问题，本实用新型的弹簧复位型180度转角气动控制器，具有大转角行程且可以避免弹簧发生侧弯，可以满足气动控制阀门对180度转角控制的需求，具有很高的实用价值。

附图说明

图1是本实用新型的一种局部结构剖视图；

图2是本实用新型弹性装置的一种结构示意图。

图中：1.气缸体，2.端盖，3.活塞，4.活塞圆板，5.活塞臂，6.齿条，7.输出齿轴，8.预压缩弹簧单元，9.弹簧，10.弹簧座，11.联接管，12.挡环，13.外翻边，14.导向轴，15.限位环，16.限位凸轮，17.限位凸面，18.全开位调节螺栓，19.全关位调节螺栓，20.中间气口，21.边气口，22.支承块，23.导向环，24.密封圈，25.密封环。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图对本实用新型技术方案的具体实施方式作进一步的说明。

实施例1

在如图1所示的实施例1中，一种弹簧复位型180度转角气动控制器，包括气缸体1及设置在气缸体两端的端盖2，端盖与气缸体的端面之间设有密封环25，气缸体上设有三个气口，包括一个设置在气缸体的中部的中间气口20和两个分别设置在气缸体的两端部的边气口21，气缸体内设有左右两个活塞3，所述活塞与同侧的端盖之间设有六个并列布置的弹性装置，所述活塞包括活塞圆板4及与活塞圆板一侧外周一体连接的活塞臂5，活塞圆板的外周面与气缸体的内壁之间设有导向环23及密封圈24，活塞臂上靠近气缸体轴心的一侧设有齿条6，活塞臂远离活塞圆板的一端与气缸体的内壁之间设有支承块22，所述的支承块横截面呈t字形，活塞臂上设有凹槽，所述的支承块嵌设在凹槽内。左右两个活塞上的齿条其齿面相对且均与输出齿轴7啮合，输出齿轴上设有限位凸轮16，限位凸轮上设有两个限位凸面17，气缸体上设有与两个限位凸面对应的全开位调节螺栓18及全关位调节螺栓19，全开位调节螺栓及全关位调节螺栓上均设有锁紧螺母。所述弹性装置为串联式预压缩弹簧，所述串联式预压缩弹簧完全压缩时，输出齿轴的转动角度不小于180度。

串联式预压缩弹簧包括两个预压缩弹簧单元8（见图2），预压缩弹簧单元包括弹簧9及用于压紧弹簧的预紧机构，所述的预紧机构包括底部相对设置的两个呈圆筒状的弹簧座10，圆筒的筒底中央设有通孔，两个弹簧座之间通过穿设在通孔内的联接管11连接，联接管的两端设有外翻的挡环12，弹簧座的圆筒状结构开口处设有外翻边13，所述弹簧的两端抵接在两个弹簧座的外翻边之间，两个弹簧座外翻边之间的间距小于弹簧的自由长度，两个预压缩弹簧单元之间焊接连接，两个预压缩弹簧单元之间设有导向轴14，所述导向轴的中部位于两个预压缩弹簧单元连接处的弹簧座的圆筒内，导向轴的两端分别滑动设置在两个预压缩弹簧单元的联接管内，导向轴的中央设有凸起于导向轴的限位环15，所述的限位环为设于导向轴中央的轴用弹性挡圈。

本实用新型采用2支90度转角行程的预压缩弹簧单元，通过串联方式来实现180度转角行程，从而使弹性装置很好地满足了全行程范围内力值变化小的特殊性能要求，解决现有技术的转角气动控制器其预压缩弹簧的压缩量有限，无法满足180度转角气动控制器的弹簧自动复位问题。同时可以通过增减弹性装置的数量，顺利实现在不同气源压力下，正常顺利地自动控制阀门。两个预压缩弹簧单元之间焊接可以确保连接稳固，防止两个预压缩弹簧单元连接处受力不均而出现移位；导向轴对串联式预压缩弹簧的中部起到定位作用，可以防止串联式预压缩弹簧在被压缩时出现侧弯而影响气动控制器正常工作或导致整个气动控制器失效。

除上述实施例外，在本实用新型的权利要求书及说明书所公开的范围内，本实用新型的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些本实用新型没有详细描述的实施例也应视为本实用新型的具体实施例而在本实用新型的保护范围之内。