CN105351602A - 气动执行机构用手动自动切换离合装置 - Google Patents

Abstract

一种气动执行机构用手动自动切换离合装置包括壳体、丝杠、导杆、凸轮、第一半丝母、拉块、第二半丝母、角行程气缸和方轴，壳体上开设用于导杆穿过的第一圆通孔，和用于丝杠穿过的第二圆通孔，壳体的下部开设用于方轴穿过的圆孔，凸轮分别配装在第一半丝母和拉块上，拉块与第二半丝母固定连接，方轴的一端从圆孔穿过，并依次穿过第一半丝母上的凸轮和拉块上的凸轮，方轴的另一端与角形成气缸的输出轴配装，拉块在第一半丝母中左右直线滑动，使得第一半丝母和第二半丝母闭合或分离，从而丝杠与第一半丝母、第二半丝母啮合或脱离。采用本发明可实现气动执行机构的手动操作与气动操作的可靠切换，又可实现气动操作与手动操作的自动切换。

Description

气动执行机构用手动自动切换离合装置

技术领域：

本发明涉及气动执行机构技术领域，特别涉及一种气动执行机构用手动自动切换离合装置，该离合装置用于气动执行机构附带手轮机构后需要对手动操作与气动操作切换的场合，该离合装置通过控制丝母与丝杠的分离和啮合达到手动操作与气动操作切换的目的。

背景技术：

气动执行机构是将控制设备的气压转换为输出力的驱动装置，它提供推力或扭矩，用于驱动各类控制阀和风门，广泛应用于化工、石油、冶金、电力等的自动调节及远程控制。当现场检修或出现故障时，需要利用气动执行机构附带的手轮机构进行人工手动操作，以确保设备和人员安全，防止发生安全事故。气动执行机构附带手轮机构既要确保手轮机构不影响气动执行机构的操作，又要确保在不用气动操作的场合下能进行手动操作，其中的难点在于手动自动切换离合装置的设计。

现有的离合装置常通过将丝杠与执行机构推杆脱开的方法来进行操作分离，一类将丝杠做成空心结构，推杆在丝母中自由运动，丝杠和推杆通过插销连接来限制推杆的自由运动，实现手动和气动分离；一类同样将丝杠做成空心结构，推杆可在丝杠中自由运动，通过顶杆限制推杆在丝杠中的自由运动，来实现手动和气动分离。

这两种形式的手轮都存在气动操作时手轮机构需回到安全位置的问题，如果手轮机构在气动操作时没有回到安全位置，那么将对后续气动操作产生影响，此类切换形式无法实现安全联锁自动操作，升级困难。

发明内容：

有鉴于此，有必要提供一种气动执行机构用手动自动切换离合装置。

一种气动执行机构用手动自动切换离合装置，包括壳体、丝杠、导杆、凸轮、第一半丝母、拉块、第二半丝母、角行程气缸和方轴，壳体上开设用于导杆穿过的第一圆通孔，和用于丝杠穿过的第二圆通孔，壳体的下部开设用于方轴穿过的圆孔，凸轮分别配装在第一半丝母和拉块上，拉块与第二半丝母固定连接，方轴的一端从圆孔穿过，并依次穿过第一半丝母上的凸轮和拉块上的凸轮，方轴的另一端与角行程气缸的输出轴配装，拉块在第一半丝母中左右直线滑动，使得第一半丝母和第二半丝母闭合或分离，从而丝杠与第一半丝母、第二半丝母啮合或脱离。

优选的，凸轮包括第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮，第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮上开设方孔，第一半丝母的前后两端开设滑槽，第一半丝母的左端为中空状，第一半丝母的左端的上部开设供第一凸轮配装的U型孔，下部开设供第二凸轮配装的U型孔，拉块包括凸轮配装块、第一连接臂和第二连接臂，第一连接臂和第二连接臂的一端分别固定配装在凸轮配装块的右侧的前端和后端，第一连接臂和第二连接臂的另一端从第一半丝母的前后两端的滑槽滑过，并与第二半丝母固定连接，凸轮配装块上开设供第三凸轮配装的U型孔，凸轮配装块位于第一半丝母的左端的上部与下部之间，第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮上的方孔的位置相对应。

优选的，第一连接臂与第二连接臂通过内螺纹圆柱销与第二半丝母固定连接，第一连接臂、第二连接臂和凸轮配装块一体成型。

优选的，第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮上的方孔位于各凸轮的偏心处，第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮配装在方轴上，第一凸轮的过方孔中心点的直径及第二凸轮的过方孔中线点的直径与第三凸轮过方孔中心点的直径的夹角为90度。

优选的，角行程气缸为单作用气开式气缸，输出角度小于等于90°。

优选的，壳体的左右两端采用螺钉固定安装盖板。

优选的，第一圆通孔上配装导向套。

优选的，壳体上开设用于定位方轴的定位孔，方轴的上端采用弹性挡圈限位。

优选的，角行程气缸通过过渡连接板与壳体固定连接。

优选的，采用螺钉将角行程气缸固定连接在过渡连接板上，采用螺钉将过渡连接板固定连接在壳体的下方，且位于圆孔处。

采用本发明进行作业时，给角行程气缸通气，则角行程气缸带动方轴逆时针转动，方轴通过凸轮带动第一半丝母与第二半丝母分离，从而使得丝杠和第一半丝母、第二半丝母脱开，此时，气动执行机构用手动自动切换离合装置可沿导杆自由直线滑动；断气之后，角行程气缸复位，并带动方轴顺时针转动，方轴通过凸轮带动第一半丝母和第二半丝母闭合，使得丝杠与第一半丝母、第二半丝母相啮合，此时通过旋转丝杠才能控制手动自动切换离合装置沿导杆直线运动，从而带动气动执行机构运动。如此，采用本发明可实现气动执行机构的手动操作与气动操作功能的可靠切换，又可实现气动操作与手动操作的自动切换。

附图说明：

图1为气动执行机构用手动自动切换离合装置炸开的结构示意图。

图2为气动执行机构用手动自动切换离合装置的剖面结构示意图。

图3为图1中第一半丝母的结构示意图。

图4为图1中拉块的结构示意图。

图5为图1中第一半丝母、第二半丝母和拉块的装配结构示意图。

图6为图1中第一半丝母与第二半丝母的运动原理的结构示意图。

图7为图1中第一半丝母与第二半丝母运动轨迹的状态示意图。

图8为图1中第一半丝母与第二半丝母另一运动轨迹的状态示意图。

图中：壳体1、第一圆通孔11、第二圆通孔12、圆孔13、盖板14、导向套15、定位孔16、弹性挡圈17、丝杠2、导杆3、第一凸轮40、第二凸轮41、第三凸轮42、第一半丝母50、滑槽501、拉块51、凸轮配装块511、第一连接臂512、第二连接臂513、第二半丝母52、角行程气缸6、方轴7、过渡连接板8、旋转中心O点9。

具体实施方式：

气动执行机构用手动自动切换离合装置，包括壳体、丝杠、导杆、凸轮、第一半丝母、拉块、第二半丝母、角行程气缸和方轴，壳体上开设用于导杆穿过的第一圆通孔，和用于丝杠穿过的第二圆通孔，壳体的下部开设用于方轴穿过的圆孔，凸轮分别配装在第一半丝母和拉块上，拉块与第二半丝母固定连接，方轴的一端从圆孔穿过，并依次穿过第一半丝母上的凸轮和拉块上的凸轮，方轴的另一端与角行程气缸的输出轴配装，拉块在第一半丝母中左右直线滑动，使得第一半丝母和第二半丝母闭合或分离，从而丝杠与第一半丝母、第二半丝母啮合或脱离。

本发明提供了一种较佳的实施方式：请同时参阅图1、图2、图3、图4及图5，气动执行机构用手动自动切换离合装置包括壳体1、丝杠2、导杆3、第一凸轮40、第二凸轮41、第三凸轮42、第一半丝母50、拉块51、第二半丝母52、角行程气缸6和方轴7，壳体1上开设用于导杆3穿过的第一圆通孔11，和用于丝杠2穿过的第二圆通孔12，壳体1的下部开设用于方轴7穿过的圆孔13，第一凸轮40、第二凸轮41和第三凸轮42上开设方孔，第一半丝母50的前后两端开设滑槽501，第一半丝母50的左端为中空状，第一半丝母50的左端的上部开设供第一凸轮40配装的U型孔，下部开设供第二凸轮41配装的U型孔，拉块51包括凸轮配装块511、第一连接臂512和第二连接臂513，第一连接臂512和第二连接臂513的一端分别固定配装在凸轮配装块511的右侧的前端和后端，第一连接臂512和第二连接臂513的另一端从第一半丝母50的前后两端的滑槽501滑过，并与第二半丝母52固定连接，凸轮配装块511上开设供第三凸轮42配装的U型孔，凸轮配装块511位于第一半丝母50的左端的上部与下部之间，第一凸轮40、第二凸轮41和第三凸轮42上的方孔的位置相对应，方轴7的一端从圆孔13穿过，并依次穿过第一半凸轮40、第二凸轮41和第三凸轮42上的方孔，方轴7的另一端与角行程气缸6的输出轴配装，拉块51在第一半丝母50中的滑槽501左右直线滑动，使得第一半丝母50和第二半丝母52闭合或分离，从而丝杠2与第一半丝母50、第二半丝母52啮合或脱离。第一连接臂512与第二连接臂513通过内螺纹圆柱销与第二半丝母52固定连接，第一连接臂512、第二连接臂513和凸轮配装块511一体成型。

第一凸轮40、第二凸轮41和第三凸轮42上的方孔位于各凸轮的偏心处，第一凸轮40、第二凸轮41和第三凸轮42配装在方轴7上，第一凸轮40的过方孔中心点的直径及第二凸轮41的过方孔中线点的直径与第三凸轮42过方孔中心点的直径的夹角为90度。

角行程气缸6为单作用气开式气缸，输出角度小于等于90°。

壳体1左右两端采用螺钉固定安装盖板14。第一圆通孔11上配装导向套15。壳体1上开设用于定位方轴7的定位孔16，方轴7的上端采用弹性挡圈17限位，弹性挡圈17位于定位孔16处。角行程气缸6通过过渡连接板8与壳体1固定连接。采用螺钉将角行程气缸6固定连接在过渡连接板8上，采用螺钉将过渡连接板8固定连接在壳体1的下方，且位于圆孔13处。

采用本发明进行作业时，给角行程气缸6通气，则角行程气缸6带动方轴7逆时针转动，方轴7通过第一凸轮40、第二凸轮41和第三凸轮42带动第一半丝母50与第二半丝母52分离，从而使得丝杠2和第一半丝母50、第二半丝母52脱开，此时，气动执行机构用手动自动切换离合装置可沿导杆3自由直线滑动；断气之后，角行程气缸6复位，并带动方轴7顺时针转动，方轴7通过第一凸轮40、第二凸轮41和第三凸轮42带动第一半丝母50和第二半丝母52闭合，使得丝杠2与第一半丝母50、第二半丝母52相啮合，此时通过旋转丝杠2才能控制手动自动切换离合装置沿导杆直线运动，从而带动气动执行机构运动。如此，采用本发明可实现气动执行机构的手动操作与气动操作功能的可靠切换，又可实现气动操作与手动操作的自动切换。

图6为第一半丝母和第二丝半母运动原理图，第一丝半母和第二半丝母闭合时，位置状态请参阅图6(a)所示，当角行程气缸带动方轴围绕旋转中心O点9逆时针转动时，第一凸轮40和第二凸轮带动第一半丝母运动，第三凸轮42带动拉块51运动，当方轴转动90°时，第一半丝母50和第二半丝母52的运动终点位置如图6(b)所示，此时，第一半丝母50、第三半丝母52和丝杠2分离。第一半丝母50和第二半丝母52的分离距离为旋转中心O点9到凸轮的中心距离的2倍。图7与图8为第一半丝母50和第二半丝母52组合后，运动轨迹状态示意图，旋转方轴，方轴带动三个凸轮以旋转中线O点9旋转，第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮旋转带动第一半丝母50和第二半丝母52闭合或分离。图7也为第一半丝母50和第二半丝母52闭合时的位置状态图，图8也为方轴逆时针旋转90°时，第一半丝母7和第二半丝母9分离时的位置状态图。

Claims (10)

1.一种气动执行机构用手动自动切换离合装置，其特征在于：气动执行结构用手动自动切换离合装置包括壳体、丝杠、导杆、凸轮、第一半丝母、拉块、第二半丝母、角行程气缸和方轴，壳体上开设用于导杆穿过的第一圆通孔，和用于丝杠穿过的第二圆通孔，壳体的下部开设用于方轴穿过的圆孔，凸轮分别配装在第一半丝母和拉块上，拉块与第二半丝母固定连接，方轴的一端从圆孔穿过，并依次穿过第一半丝母上的凸轮和拉块上的凸轮，方轴的另一端与角行程气缸的输出轴配装，拉块在第一半丝母中左右直线滑动，使得第一半丝母和第二半丝母闭合或分离，从而丝杠与第一半丝母、第二半丝母啮合或脱离。

2.如权利要求1所述的气动执行机构用手动自动切换离合装置，其特征在于：凸轮包括第一凸轮、第二凸轮、第三凸轮，第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮上开设方孔，第一半丝母的前后两端开设滑槽，第一半丝母的左端为中空状，第一半丝母的左端的上部开设供第一凸轮配装的U型孔，下部开设供第二凸轮配装的U型孔，拉块包括凸轮配装块、第一连接臂和第二连接臂，第一连接臂和第二连接臂的一端分别固定配装在凸轮配装块的右侧的前端和后端，第一连接臂和第二连接臂的另一端从第一半丝母的前后两端的滑槽滑过，并与第二半丝母固定连接，凸轮配装块上开设供第三凸轮配装的U型孔，凸轮配装块位于第一半丝母的左端的上部与下部之间，第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮上的方孔的位置相对应。

3.如权利要求2所述的气动执行机构用手动自动切换离合装置，其特征在于：第一连接臂与第二连接臂通过内螺纹圆柱销与第二半丝母固定连接，第一连接臂、第二连接臂和凸轮配装块一体成型。

4.如权利要求2或3所述的气动执行机构用手动自动切换离合装置，其特征在于：第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮上的方孔位于各凸轮的偏心处，第一凸轮、第二凸轮和第三凸轮配装在方轴上，第一凸轮的过方孔中心点的直径及第二凸轮的过方孔中线点的直径与第三凸轮过方孔中心点的直径的夹角为90度。

5.如权利要求4所述的气动执行机构用手动自动切换离合装置，其特征在于：角行程气缸为单作用气开式气缸，输出角度小于等于90°。

6.如权利要求5所述的气动执行机构用手动自动切换离合装置，其特征在于：壳体的左右两端采用螺钉固定安装盖板。

7.如权利要求5所述的气动执行机构用手动自动切换离合装置，其特征在于：第一圆通孔上配装导向套。

8.如权利要求5所述的气动执行机构用手动自动切换离合装置，其特征在于：壳体上开设用于定位方轴的定位孔，方轴的上端采用弹性挡圈限位。

9.如权利要求5所述的气动执行机构用手动自动切换离合装置，其特征在于：角行程气缸通过过渡连接板与壳体固定连接。

10.如权利要求9所述的气动执行机构用手动自动切换离合装置，其特征在于：采用螺钉将角行程气缸固定连接在过渡连接板上，采用螺钉将过渡连接板固定连接在壳体的下方，且位于圆孔处。