一种气弹簧阀门气缸
阅读说明：本技术 一种气弹簧阀门气缸 (Air cylinder of air spring valve ) 是由 滕磊军 王涛 张振旭 孙拥军 尹奇志 田富竟 高荣 于 2021-05-20 设计创作，主要内容包括：一种气弹簧阀门气缸,包括缸体,缸体内设置有阀门开启腔和阀门关闭腔,缸体内远离阀门关闭腔的一端设有与阀门开启腔连通的气弹簧腔；或者,缸体内远离阀门开启腔的一端设有与阀门关闭腔连通的气弹簧腔。本发明中通过在缸体内设置与阀门开启腔或阀门关闭腔连通的气弹簧腔,使装置无需在阀门内或气缸内增加机械弹簧,就能在整个系统出现紧急断电断气的情况下,阀门在自身机构的作用下保持开启或保持关闭。(A gas spring valve cylinder comprises a cylinder body, wherein a valve opening cavity and a valve closing cavity are arranged in the cylinder body, and a gas spring cavity communicated with the valve opening cavity is arranged at one end, far away from the valve closing cavity, in the cylinder body; or, an air spring cavity communicated with the valve closing cavity is arranged at one end, far away from the valve opening cavity, in the cylinder body. According to the invention, the gas spring cavity communicated with the valve opening cavity or the valve closing cavity is arranged in the cylinder body, so that the valve can be kept open or closed under the action of the mechanism of the valve without adding a mechanical spring in the valve or the cylinder under the condition that the whole system is in emergency power-off and gas-off.)
技术领域
本发明涉及气压阀门
技术领域
，尤其涉及一种气弹簧阀门气缸。背景技术
释放阀在气压领域的应用包括常开阀和常闭阀，常闭阀的原理为正常使用时处于截止状态，通过外力作用使其导通，而常开阀的原理刚好相反，其正常使用时处于导通状态，通过外力作用使其截止。
目前许多气动阀门在工艺系统中需要保持常闭状态或常开状态，即在整个系统出现紧急断电断气的情况下，阀门仍能在自身机构的作用下保持关闭或保持开启，通常的做法是在阀门内或控制机构内(气缸)内增加机械弹簧的方案。
但是，需要保持常闭状态时，由于大口径阀门和高压力阀门需要的密封力很大，此时设计机械弹簧的力就会增大，机械弹簧的体积和重量就会随着增大，甚至在有些力的情况下已经无法加工弹簧(低温用不锈钢弹簧时)。另外，需要保持常开状态时，有时阀门开启行程比较大，弹簧会比较长。即保持常闭状态或常开状态对弹簧的要求较高，使用效果和实用性较差。
因此如何开发一种不需要在阀体内设置机械弹簧就能实现阀门的常开或常闭的气弹簧阀门气缸成为本领域内工作人亟待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种气弹簧阀门气缸，在缸体内设置气弹簧结构，解决上述问题。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种气弹簧阀门气缸，包括缸体，缸体内设置有阀门开启腔和阀门关闭腔，缸体内远离阀门关闭腔的一端设有与阀门开启腔连通的气弹簧腔；或者，缸体内远离阀门开启腔的一端设有与阀门关闭腔连通的气弹簧腔。
进一步，缸体内壁设置有一圈向内凸出的导向筒，导向筒将阀门开启腔或阀门关闭腔与气弹簧腔分隔。
进一步，阀门开启腔或阀门关闭腔与气弹簧腔通过贯穿导向筒的单向阀相连通；单向阀出口端朝向气弹簧腔。
进一步，缸体两端设置有缸盖，缸盖和导向筒上分别设置有依次与气弹簧腔、阀门关闭腔和阀门开启腔相连通的气弹簧实验口、气缸关闭口和气缸开启口。
进一步，缸体内设置有活塞基体，活塞基体在气弹簧腔内的径向受压有效面积小于其在阀门关闭腔内的径向受压有效面积。
进一步，活塞基体包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分、第二部分和第三部分直径依次减小；阀门开启腔和阀门关闭腔分别设置在第一部分两侧。
进一步，活塞基体的第一部分和第二部分设置在缸体内，分别与缸体内壁和导向筒内壁相配合，第三部分与缸盖配合。
进一步，活塞基体的第一部分设置在缸体最里端，第二部分设置在缸体中部，第三部分设置在缸体最外端且至少部分可伸出缸体；
或者，活塞基体的第二部分设置在缸体最里端，第一部分设置在缸体中部，第三部分设置在缸体最外端且至少部分可伸出缸体。
进一步，缸盖包括第一缸盖和第二缸盖，第二缸盖中部开设有与活塞基体第三部分相配合的通孔；
第二缸盖与活塞基体之间设置有活塞套，活塞基体与活塞套相配合，活塞套与第二缸盖之间设置油封。
进一步，第一缸盖与导向杆之间设置有第一O型圈，活塞基体与导向杆之间设置有第二O型圈，导向筒与活塞基体之间设置有第三O型圈，活塞基体与缸体内壁之间设置有第四O型圈，活塞套与活塞基体之间设置有第五O型圈，活塞套与第二缸盖之间设置有第六O型圈，缸体与第一缸盖之间设置有第七O型圈，缸体与第二缸盖之间设置有第八O型圈，单向阀与导向筒之间设置有第九O型圈。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明中通过在缸体内设置气弹簧腔，气弹簧腔内的控制气作用在活塞基体上，装置无需在阀门内或控制机构内(气缸)内增加机械弹簧，就能在整个系统出现紧急断电断气的情况下，使阀门在自身机构的作用下保持开启或保持关闭。同时，在导向筒上设置单向阀，利用阀门开启腔或阀门关闭腔内的控制器流入气弹簧腔，为气弹簧腔充气，无需增设控制气结构，同时避免了控制器回流，简化了装置结构。另外，本发明气弹簧阀门气缸通过设置多个O型圈，使缸体密封效果好，真空度高，提高了工作效率。
同时，本发明结构简单，效果显著，适宜推广使用。
附图说明
下面结合
附图说明
对本发明作进一步说明：图1为本发明常开式气弹簧阀门气缸的结构示意图；
图2为本发明常关式气弹簧阀门气缸的结构示意图；
图3为本发明活塞套装配结构示意图。
附图标记说明：1、缸体；2、导向筒；3、单向阀；4、第一缸盖；5、第二缸盖；6、活塞基体；61、第一部分；62、第二部分；63、第三部分；7、阀门开启腔；8、阀门关闭腔；9、气弹簧腔；10、气缸开启口；11、气缸关闭口；12、气弹簧实验口；13、活塞套；14、导向杆；151、第一O型圈；152、第二O型圈；153、第三O型圈；154、第四O型圈；155、第五O型圈；156、第六O型圈；16、油封。
需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本发明的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，因此不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合实施例对本发明进行进一步详细的说明。
如图1至图3所示，本发明实施例中介绍了一种气弹簧阀门气缸，其包括缸体1，缸体1内部为中空结构，缸体1两端均设置有缸盖，缸盖通过螺栓固定在缸体1两端，缸盖与缸体1之间设置有第七O型圈和第八O型圈，保证缸体1内部空间的密封效果。
缸体1内壁设置有一圈向内凸出的导向筒2，导向筒2与缸体1同轴，导向筒2与缸体1为一体成型结构。缸体1内设置有活塞基体6，活塞基体6一端始终在缸体1内部，另一端至少部分能够伸出缸体1，活塞基体6分别与缸体1内壁、导向筒2内壁和缸盖相配合，活塞基体6伸出缸体1的部分用于控制阀门的开闭。
如图3所示，本发明实施例中，缸盖与活塞基体6之间设置有活塞套13，活塞基体6与活塞套13相配合，活塞套13与缸盖之间设置油封16。
本发明实施例中，导向筒2与活塞基体6之间设置有第三O型圈153，活塞基体6与缸体1内壁之间设置有第四O型圈154，活塞套13与活塞基体6之间设置有第五O型圈155，活塞套13与缸盖之间设置有第六O型圈156。通过设置若干层第三O型圈153、第四O型圈154、第五O型圈155和第六O型圈156，使缸体1内各个腔室都能保持密封，增强装置的气密性。
本发明实施例中，导向筒2将缸体1内部单独分隔出一个气弹簧腔9，活塞基体6将缸盖与导向筒2之间的部分分隔成阀门关闭腔8和阀门开启腔7。缸盖和导向筒2上分别设置有依次与气弹簧腔9、阀门关闭腔8和阀门开启腔7相连通的气弹簧实验口、气缸关闭口11和气缸开启口10。气缸关闭口11和气缸开启口10分别接入控制气，导向筒2上设置有沿轴向贯穿导向筒2的单向阀3，单向阀3的出口朝向气弹簧腔9，能够将阀门关闭腔8或阀门开启腔7内的控制器导入气弹簧腔9中，为气弹簧腔9充气。系统出现紧急断电断气的情况时，气弹簧腔9中能够保留部分控制气，活塞基体6在控制气的作用下保持常开或常闭。通过在缸体1内设置气弹簧腔9，气弹簧腔9内的控制气作用在活塞基体6上，装置无需在阀门内或控制机构内(气缸)内增加机械弹簧，就能在整个系统出现紧急断电断气的情况下，使阀门在自身机构的作用下保持关闭或保持开启。
本发明实施例中，单向阀3与导向筒2之间设置有若干层第九O型圈，保证气弹簧腔9的气密性，防止气弹簧腔9漏气破坏阀门的常开或常闭状态。
实施例一
如图1和图3所示，本发明实施例中介绍了一种气弹簧阀门气缸，其包括缸体1，缸体1内部为中空结构，缸体1两端均设置有缸盖，缸盖通过螺栓固定在缸体1两端，缸盖包括第一缸盖4和第二缸盖5，第二缸盖5中部开设有与活塞基体6第三部分63相配合的通孔。
优选的，本实施例中，缸体1与第一缸盖4之间设置有第七O型圈，缸体1与第二缸盖5之间设置有第八O型圈，保证缸体1内部空间的密封效果。
本实施例中，缸体1内壁设置有一圈向内凸出的导向筒2，导向筒2与缸体1同轴，导向筒2与缸体1为一体成型结构。缸体1内设置有活塞基体6，活塞基体6一端始终在缸体1内部，另一端至少部分能够伸出缸体1，活塞基体6分别与缸体1内壁、导向筒2内壁和缸盖相配合，活塞基体6伸出缸体1的部分用于控制阀门的开闭。
优选的，本发明实施例中，缸盖与活塞基体6之间设置有活塞套13，活塞基体6与活塞套13相配合，活塞套13与第二缸盖5之间设置油封16。
本发明实施例中，活塞基体6包括第一部分61、第二部分62和第三部分63，所述第一部分61、第二部分62和第三部分63直径依次减小。
本实施例中，活塞基体6的第一部分61设置在缸体1最里端与缸体1内壁配合，第二部分62在活塞基体6中部与导向筒2内壁相配合，第三部分63可伸出缸体1，第三部分63与第二缸盖5配合。
活塞基体6与缸体1、导向筒2和缸盖相互配合，将缸体1内部空间隔断出三个腔室，自里至外依次为阀门关闭腔8、阀门开启腔7和气弹簧腔9。导向筒2上设置有沿轴向贯穿导向筒2的单向阀3，阀门开启腔7与气弹簧腔9之间通过单向阀3连通，单向阀3的开口朝向气弹簧腔9布置。
本发明实施例中，在第一缸盖4上设置有与阀门关闭腔8相连通的气缸关闭口11，在导向筒2上设置有与阀门开启腔7相连通的气缸开启口10，在第二缸盖5上设置有与气弹簧腔9相连通的气弹簧试验口12，通过将控制气管路分别通入气缸开启口10和气缸关闭口11控制阀门的开闭。控制气通过气缸开启口10进入阀门开启腔7，阀门开启腔7内的控制气能够通过单向阀3进入气弹簧腔9内。本实施例中，气弹簧试验口12用于为气弹簧腔9泄压，正常使用过程中，气弹簧试验口12始终保持关闭。
本实施例中，活塞基体6运动到缸体1最里端时，第二部分62与第三部分63的交界面与导向筒2靠近气弹簧腔9的侧面齐平，第一部分61始终与活塞套13相配合；当活塞基体6运动到缸体1最外端时第二部分62与第三部分63的交界面与第二缸盖5内端面重合。
优选的，本实施例中，活塞基体6在气弹簧腔9内的径向受压有效面积小于其在阀门关闭腔8内的径向受压有效面积。从而使得气弹簧腔9内的控制气不会影响到阀门的正常关闭。
本发明通过在缸体1内设置气弹簧腔9，气弹簧腔9内的控制气作用在活塞基体6上，给活塞基体6施加径向的压力，使系统在出现紧急断电断气的情况时，气弹簧腔9中能够保留部分控制气，活塞基体6在控制气的作用下保持常开状态。装置无需在阀门内或控制机构内(气缸)内增加机械弹簧，就能在整个系统出现紧急断电断气的情况下，使阀门在自身机构的作用下保持开启。
优选的，本实施例中，缸体1一端设置导向杆14，导向杆14贯穿第一缸盖4，导向杆14的一端伸入缸体1内部，另一端通过螺栓固定在第一缸盖4外侧。导向杆14与缸体1同轴设置，活塞基体6至少部分始终套设在导向杆14上，增强活塞基体6运动的平顺性。
优选的，本发明实施例中，第一缸盖4与导向杆14之间设置有第一O型圈151，活塞基体6与导向杆14之间设置有第二O型圈152，导向筒2与活塞基体6之间设置有第三O型圈153，活塞基体6与缸体1内壁之间设置有第四O型圈154，活塞套13与活塞基体6之间设置有第五O型圈155，活塞套13与第二缸盖5之间设置有第六O型圈156，单向阀3与导向筒2之间设置有第九O型圈。通过设置若干层上述O型圈，使缸体1内各个腔室都能保持密封，增强装置的气密性。
实施例二
如图1和图3所示，本发明实施例中介绍了一种气弹簧阀门气缸，其包括缸体1，缸体1内部为中空结构，缸体1两端均设置有缸盖，缸盖通过螺栓固定在缸体1两端，缸盖包括第一缸盖4和第二缸盖5，第二缸盖5中部开设有与活塞基体6第三部分63相配合的通孔。
优选的，本实施例中，缸体1与第一缸盖4之间设置有第七O型圈，缸体1与第二缸盖5之间设置有第八O型圈，保证缸体1内部空间的密封效果。
本实施例中，缸体1内壁设置有一圈向内凸出的导向筒2，导向筒2与缸体1同轴，导向筒2与缸体1为一体成型结构。缸体1内设置有活塞基体6，活塞基体6一端始终在缸体1内部，另一端至少部分能够伸出缸体1，活塞基体6分别与缸体1内壁、导向筒2内壁和缸盖相配合，活塞基体6伸出缸体1的部分用于控制阀门的开闭。
优选的，本发明实施例中，缸盖与活塞基体6之间设置有活塞套13，活塞基体6与活塞套13相配合，活塞套13与第二缸盖5之间设置油封16。
本发明实施例中，活塞基体6包括第一部分61、第二部分62和第三部分63，所述第一部分61、第二部分62和第三部分63直径依次减小。
本实施例中，活塞基体6的第二部分62设置在缸体1最里端与导向筒2内壁相配合第一部分61活塞基体6中部与缸体1内壁配合，第三部分63可伸出缸体1，第三部分63与第二缸盖5配合。
活塞基体6与缸体1、导向筒2和缸盖相互配合，将缸体1内部空间隔断出三个腔室，自里至外依次为气弹簧腔9、阀门关闭腔8和阀门开启腔7。导向筒2上设置有沿轴向贯穿导向筒2的单向阀3，阀门关闭腔8与气弹簧腔9之间通过单向阀3连通，单向阀3的开口朝向气弹簧腔9布置。
本发明实施例中，在第一缸盖4上设置有与气弹簧腔9相连通的气弹簧试验口12，在导向筒2上设置有与阀门关闭腔8相连通的气缸关闭口11，在第二缸盖5上设置有与阀门开启腔7相连通的气缸开启口10，通过将控制气管路分别通入气缸开启口10和气缸关闭口11控制阀门的开闭。控制气通过气缸关闭口11进入阀门关闭腔8，阀门关闭腔8内的控制气能够通过单向阀3进入气弹簧腔9内。本实施例中，气弹簧试验口12用于为气弹簧腔9泄压，正常使用过程中，气弹簧试验口12始终保持关闭。
本实施例中，活塞基体6运动到缸体1最里端时，第二部分62远离第一部分61的端面与第一缸盖4的内侧壁重合，第一部分61始终与活塞套13相配合。当活塞基体6运动到缸体1最外端时，第二部分62远离第一部分61的端面与导向筒2靠近其弹簧腔的一侧侧壁齐平。
优选的，本实施例中，活塞基体6在气弹簧腔9内的径向受压有效面积小于其在阀门开启腔7内的径向受压有效面积。从而使得气弹簧腔9内的控制气不会影响到阀门的正常开启。
本发明通过在缸体1内设置气弹簧腔9，气弹簧腔9内的控制气作用在活塞基体6上，给活塞基体6施加径向的压力，使系统在出现紧急断电断气的情况时，气弹簧腔9中能够保留部分控制气，活塞基体6在控制气的作用下保持常闭状态。装置无需在阀门内或控制机构内(气缸)内增加机械弹簧，就能在整个系统出现紧急断电断气的情况下，使阀门在自身机构的作用下保持关闭。
优选的，本实施例中，缸体1一端设置导向杆14，导向杆14贯穿第一缸盖4，导向杆14的一端伸入缸体1内部，另一端通过螺栓固定在第一缸盖4外侧。导向杆14与缸体1同轴设置，活塞基体6至少部分始终套设在导向杆14上，增强活塞基体6运动的平顺性。
优选的，本发明实施例中，第一缸盖4与导向杆14之间设置有第一O型圈151，活塞基体6与导向杆14之间设置有第二O型圈152，导向筒2与活塞基体6之间设置有第三O型圈153，活塞基体6与缸体1内壁之间设置有第四O型圈154，活塞套13与活塞基体6之间设置有第五O型圈155，活塞套13与第二缸盖5之间设置有第六O型圈156，单向阀3与导向筒2之间设置有第九O型圈。通过设置若干层上述O型圈，使缸体1内各个腔室都能保持密封，增强装置的气密性。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。