閥芯及使用該閥芯的快速排氣閥和氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及閥芯及使用該閥芯的快速排氣閥和氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)，閥芯包括閥芯本體，閥芯本體的外形為錐臺形，閥芯本體的小端為底端、大端為具有唇邊的密封端，在閥芯本體的周面上沿周向間隔布設(shè)有用于限制閥芯在閥腔中移動時歪斜的限位凸起，限位凸起在閥芯本體的軸向上處于靠近閥芯本體底端的區(qū)域、在閥芯本體的徑向上處于所述唇邊的端面外邊沿所在柱面以內(nèi)的區(qū)域。本實用新型的閥芯通過在閥芯本體的周面上沿周向間隔布設(shè)限位凸起，當(dāng)唇邊受到氣體壓力產(chǎn)生變形，使得閥芯與閥腔的內(nèi)壁之間的縫隙變大時，限位凸起的導(dǎo)向作用能夠?qū)㈤y芯扶正、避免閥芯發(fā)生歪斜。
【專利說明】閥芯及使用該閥芯的快速排氣閥和氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及氣動元件【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及閥芯及使用該閥芯的快速排氣閥和氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在自動化氣動控制系統(tǒng)中，通常要求氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)在動作時能夠平穩(wěn)運行來保證動作的安全可靠性，在動作結(jié)束后又要求氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)能夠快速回位來提高氣缸往復(fù)運動速度、縮短工作周期、提高生產(chǎn)效率，這就要求在控制系統(tǒng)中增設(shè)快速排氣閥。
[0003]中國專利文獻CN2806908Y中公開了一種快速排氣閥，該快速排氣閥包括閥體和設(shè)置在閥體內(nèi)的閥腔，閥體上設(shè)有進氣口(即第一通道)、出氣口(即第二通道)和排氣口(即第三通道)，進氣口、出氣口和排氣口均與閥腔連通，進氣口位于閥腔的一側(cè)，出氣口和排氣口連通且均位于閥腔上背離進氣口的另一側(cè)。閥腔內(nèi)裝配有上下移動的閥芯，閥芯包括閥芯本體，閥芯本體的外形為錐臺形，閥芯本體的小端為底端、閥芯本體的大端為具有唇邊的密封端。在使用過程中，進氣口通氣，壓縮氣體推動閥芯移動，閥芯封堵排氣口，壓縮氣體壓縮閥芯的唇邊并經(jīng)唇邊變形后與閥腔形成的縫隙進入出氣口，由于出氣口連通氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)，壓縮氣體推動氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)平穩(wěn)運行。當(dāng)氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)動作結(jié)束時，由于進氣口處不再通氣，氣動執(zhí)行機構(gòu)回縮，壓縮空氣經(jīng)出氣口進入閥腔后推動閥芯移動，閥芯封堵進氣口，出氣口和排氣口均與閥腔連通，壓縮氣體經(jīng)排氣口快速排出，這樣氣動執(zhí)行機構(gòu)就能夠快速回位。
[0004]由此可知，閥芯的結(jié)構(gòu)直接決定了快速排氣閥的使用性能、流量特性和產(chǎn)品質(zhì)量，以及氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)運行的安全、可靠性。但是，現(xiàn)有的閥芯由于其外形為錐臺形，當(dāng)閥芯在閥腔內(nèi)移動時，尤其是在唇邊受到氣體壓力作用向閥芯軸線聚攏變形時，閥芯與閥腔的內(nèi)壁之間就會產(chǎn)生較大的空隙致使閥芯的移動導(dǎo)向性能變差而容易發(fā)生歪斜，降低封堵的密封效果，進而引起快速排氣閥的使用性能的下降。此外，由于現(xiàn)有的閥芯通常采用橡膠件，使得其在長期使用后，易老化變形，這樣即使閥芯在沒有受到氣體壓力時也會與閥腔之間產(chǎn)生縫隙，致使閥芯不得不頻繁更換，但是，在取出更換閥芯時，由于安裝閥芯的閥腔為設(shè)置在閥體內(nèi)部的深孔，維修人員需使用輔助工具伸入閥腔內(nèi)才能將閥芯取出，不僅給維修帶來了不便而且很容易刮花閥腔內(nèi)壁，進而降低閥芯的密封效果并磨損閥芯。而且在需要裝入閥芯時，由于閥腔的軸向長度較長，閥芯也易發(fā)生歪斜，且在歪斜后不好調(diào)整，也需要使用輔助工具，這樣就耗費了工人的工時，降低了生產(chǎn)效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型的目的是提供具有導(dǎo)向功能的閥芯，以解決閥芯在移動過程中容易歪斜的技術(shù)問題。同時，本實用新型還提供了使用該閥芯的快速排氣閥和氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:閥芯，包括閥芯本體，閥芯本體的外形為錐臺形，閥芯本體的小端為底端、大端為具有唇邊的密封端，在閥芯本體的周面上沿周向間隔布設(shè)有用于限制閥芯在閥腔中移動時歪斜的限位凸起，限位凸起在閥芯本體的軸向上處于靠近閥芯本體底端的區(qū)域、在閥芯本體的徑向上處于所述唇邊的端面外邊沿所在柱面以內(nèi)的區(qū)域。
[0007]所述限位凸起的有效限位部為限位面或者限位棱，限位面或者限位棱處于與閥芯本體同軸線的柱面上。
[0008]所述限位凸起的有效限位部為限位棱，限位凸起為棱邊沿閥芯本體軸向延伸的三棱柱型結(jié)構(gòu)或者錐尖朝向閥芯本體大端的三棱錐型結(jié)構(gòu)，限位凸起上的不處于閥芯本體周面上的棱邊形成所述的限位棱。
[0009]快速排氣閥，包括閥體和閥腔，所述閥體上設(shè)有均與閥腔連通的第一、第二、第三通道，所述閥腔內(nèi)裝配有左右移動的閥芯，所述閥芯包括閥芯本體，閥芯本體的外形為錐臺形，閥芯本體的小端為底端、大端為具有唇邊的密封端，在閥芯本體的周面上沿周向間隔布設(shè)有用于限制閥芯在閥腔中移動時歪斜的限位凸起，限位凸起在閥芯本體的軸向上處于靠近閥芯本體底端的區(qū)域、在閥芯本體的徑向上處于所述唇邊的端面外邊沿所在柱面以內(nèi)的區(qū)域。
[0010]所述限位凸起的有效限位部為限位面或者限位棱，限位面或者限位棱處于與閥芯本體同軸線的柱面上。
[0011]所述限位凸起的有效限位部為限位棱，限位凸起為棱邊沿閥芯本體軸向延伸的三棱柱型結(jié)構(gòu)或者錐尖朝向閥芯本體大端的三棱錐型結(jié)構(gòu)，限位凸起上的不處于閥芯本體周面上的棱邊形成所述的限位棱。
[0012]所述閥體包括閥座和可拆密封安裝在閥座左端面上的閥芯座，閥芯座的右端伸入閥座內(nèi)，閥芯座的右端面上設(shè)有沉孔，沉孔形成所述的閥腔。
[0013]所述第一、第二和第三通道的用于連接氣路的連接端口呈直線形由左至右排列設(shè)置在閥座的側(cè)面上。
[0014]氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)，包括換向閥、氣缸和連接在換向閥和氣缸之間的快速排氣閥，快速排氣閥的閥腔內(nèi)裝配有左右移動的閥芯，所述閥芯包括閥芯本體，閥芯本體的外形為錐臺形，閥芯本體的小端為底端、大端為具有唇邊的密封端，在閥芯本體的周面上沿周向間隔布設(shè)有用于限制閥芯在閥腔中移動時歪斜的限位凸起，限位凸起在閥芯本體的軸向上處于靠近閥芯本體底端的區(qū)域、在閥芯本體的徑向上處于所述唇邊的端面外邊沿所在柱面以內(nèi)的區(qū)域。
[0015]所述限位凸起的有效限位部為限位面或者限位棱，限位面或者限位棱處于與閥芯本體同軸線的柱面上。
[0016]本實用新型的閥芯通過在閥芯本體的周面上沿周向間隔布設(shè)限位凸起，當(dāng)唇邊受到氣體壓力產(chǎn)生變形，使得閥芯與閥腔的內(nèi)壁之間的縫隙變大時，限位凸起的導(dǎo)向作用能夠?qū)㈤y芯扶正、避免閥芯發(fā)生歪斜。此外，本實用新型通過將該限位凸起設(shè)置在閥芯本體的軸向上處于靠近閥芯本體底端的區(qū)域，確保該限位凸起的設(shè)置不影響唇邊受到氣體壓力時的變形狀況，而將該限位凸起設(shè)置在閥芯本體的徑向上處于唇邊的端面外邊沿所在柱面以內(nèi)的區(qū)域，這樣該限位凸起在保證了對閥芯的扶正、避免閥芯歪斜的基本功能的同時，又避免了該限位凸起的徑向尺寸過大時，其與閥腔的內(nèi)壁之間產(chǎn)生摩擦，進而降低閥芯隨氣體變化的動作靈敏性的問題。
[0017]進一步的，本實用新型通過將限位凸起設(shè)置為錐尖朝向閥芯本體大端的三棱錐型結(jié)構(gòu)，并將限位凸起上的不處于閥芯本體周面上的棱邊設(shè)置為限位棱，這樣的設(shè)置進一步地降少了閥芯與閥腔的內(nèi)壁之間的接觸面，這樣不僅減少了閥芯與閥腔的內(nèi)壁之間的摩擦，而且提高了閥芯對氣體流量變化的快速感應(yīng)，提高了其運動的靈活性，同時限位棱與閥腔之間還形成了較大的供氣體流動的通道，并不影響快速排氣閥的進氣。此外，將限位凸起設(shè)置為三棱錐結(jié)構(gòu)增強了其與閥芯本體的連接可靠性，增加了閥芯的使用壽命。
[0018]進一步的，本實用新型的快速排氣閥通過設(shè)置可拆密封安裝在閥座左端面上的閥芯座，并將閥腔設(shè)置在閥芯座上，這樣就將閥腔與閥體設(shè)置為了分體式組裝結(jié)構(gòu)。閥芯和閥腔的安裝過程就可以在閥座的外部進行。本實用新型通過將閥腔為開放的沉孔，視野開闊，方便安裝和維修，且由于閥腔的軸向長度短，安裝時無需輔助工具就可將閥芯調(diào)正。當(dāng)需要更換閥芯時，只需拆卸閥芯座就能夠輕松地將閥芯從閥座內(nèi)取出。由于安裝方便，本實用新型的快速排氣閥尤其適用于大批量生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型的氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)的原理圖，同時也是本實用新型的快速排氣閥使用狀態(tài)的原理圖；
[0020]圖2是本實用新型的快速排氣閥的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是圖2中閥芯的一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是圖3的左視圖；
[0023]圖5是圖3的A-A剖視圖；
[0024]圖6是圖3的軸測圖。
[0025]圖中各附圖標(biāo)記名稱為:1閥座，2孔用擋圈，3閥芯座，4閥芯，5動作腔室，6快速排氣閥，7換向閥。

【具體實施方式】
[0026]如圖2-6所示的快速排氣閥，包括閥體和閥腔，閥腔內(nèi)裝配有左右移動的閥芯4。上述的閥體包括閥座I和閥芯座3，閥座I上設(shè)有均與閥腔連通的第一通道A、第二通道B和第三通道C，上述的閥芯座的右端伸入閥座I并插裝在閥座的支撐孔內(nèi)，為了防止第一通道A與第二通道B之間氣體相互泄露，還在該支撐孔處增設(shè)了密封圈。閥芯座的左端插裝在閥座左端面的安裝孔內(nèi)，并通過閥座上的設(shè)置在安裝孔右側(cè)的環(huán)形凸起和卡設(shè)在安裝孔左側(cè)的孔用擋圈2可拆安裝在閥座I上，為了防止快速排氣閥漏氣，保證快速排氣閥運行的可靠性，在閥座I與閥芯座3之間增設(shè)了密封圈。
[0027]上述的閥芯座的右端面設(shè)有沉孔，沉孔形成上述的閥腔，沉孔的開口端與上述的第二通道B和第三通道C均連通，為了防止閥芯從沉孔的開口端滑脫，將第三通道C的進氣端口部分伸入閥腔內(nèi)。在閥芯座3上還設(shè)有連通第一通道A和沉孔底部的通道。
[0028]為了使多個快速排氣閥和其安裝氣路均整體的排列，使自動化控制系統(tǒng)更加美觀，將第一、第二、第三通道的用于連接氣路的連接端口呈直線形由左至右排列設(shè)置在閥座的側(cè)面上，同時，為了方便閥芯更換，保證閥芯座取出時無需拔掉氣路管路，本實施例中將第一、第二、第三通道設(shè)置在閥座的上側(cè)面上，當(dāng)然，在其它實施例中，還可以將第一、第二、第三通道呈直線形由左至右排列設(shè)置在閥座的除閥芯座所在的安裝側(cè)面的任意側(cè)面上。
[0029]上述的閥芯4包括閥芯本體，閥芯本體的外形為錐臺形，閥芯本體的小端為底端、大端為具有唇邊的密封端，為了避免閥芯在閥腔內(nèi)左右滑動時因氣體的沖力或振動而發(fā)生的歪斜現(xiàn)象，在閥芯本體的周面上沿周向間隔布設(shè)有用于限制閥芯在閥腔中移動時歪斜的限位凸起，限位凸起在閥芯本體的軸向上處于靠近閥芯本體底端的區(qū)域、在閥芯本體的徑向上處于唇邊的端面外邊沿所在柱面以內(nèi)的區(qū)域。上述的限位凸起的有效限位部為限位面或者限位棱，限位面或者限位棱處于與閥芯本體同軸線的柱面上。當(dāng)然，在其它實施例中，上述的限位凸起還可以枝杈狀結(jié)構(gòu)，而限位凸起的有效限位部為位于枝杈端部的限位點。
[0030]在本實施例中，為了進一步地減少閥芯與閥腔的內(nèi)壁之間的接觸面，降低閥芯和閥腔的內(nèi)壁之間的摩擦，將上述的限位凸起設(shè)置為錐尖朝向閥芯本體大端的三棱錐型結(jié)構(gòu)，限位凸起上的不處于閥芯本體周面上的棱邊形成上述的限位棱。當(dāng)然，在其它實施例中，限位凸起也可以是棱邊沿閥芯本體軸向延伸的三棱柱型結(jié)構(gòu)，其有效限位部為限位棱；或者限位凸起還可以是球型結(jié)構(gòu)或圓柱形條狀結(jié)構(gòu)，其有效限位部均為弧狀的限位面。此夕卜，為了方便限位凸起的加工、提高其上的限位面或限位棱對閥芯限位的可靠性，將限位面或限位棱設(shè)置在與閥芯本體同軸線的柱面上。
[0031]本實用新型的閥芯與圖3所示閥芯的結(jié)構(gòu)一致，在此不再贅述。本實用新型的閥芯不僅可以作為快速排氣閥的閥芯，還可以應(yīng)用在其它閥類結(jié)構(gòu)中。
[0032]如圖1所示的氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)，包括氣缸、換向閥6、可調(diào)節(jié)流閥和快速排氣閥，氣缸包括氣缸缸體，氣缸缸體具有供活塞往復(fù)運動的活塞腔，活塞上固設(shè)有用于動力輸出的活塞桿，活塞將活塞腔分為動作腔室和回位腔室。快速排氣閥的結(jié)構(gòu)與圖2所示的快速排氣閥的結(jié)構(gòu)一致，在此不再贅述?？焖倥艢忾y的第二通道B與動作腔室5連通，第一通道A與換向閥7連通。
[0033]本實用新型在使用時，當(dāng)電磁閥通電時，氣體經(jīng)換向閥依次進入第一通道A、第一通道A與閥腔底部連通的通道，然后推動閥腔內(nèi)的閥芯向右移動，閥芯在氣體壓力作用下封堵第三通道C的進氣端口，與此同時，閥芯的唇邊在氣體壓力作用下向內(nèi)收縮，氣體經(jīng)閥芯的唇邊與閥腔之間的縫隙先后進入第二通道B、動作腔室，推動活塞桿平穩(wěn)運動。
[0034]當(dāng)電磁閥斷電時，氣缸的回位腔室內(nèi)的氣體推動活塞移動并擠壓動作腔室5內(nèi)的氣體，氣體經(jīng)第二通道B進入快速排氣閥的閥腔，推動閥芯向左移動，閥芯封堵第一通道并打開第三通道C，氣體經(jīng)第三通道C快速排出。
[0035]以上為本實用新型的優(yōu)選實施例，在其它實施例中，上述的閥芯座還可以通過螺旋安裝的方式可拆安裝在閥座內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以在不同情況下，根據(jù)本領(lǐng)域的設(shè)計常識進行等同替換，其都在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.閥芯，包括閥芯本體，閥芯本體的外形為錐臺形，閥芯本體的小端為底端、大端為具有唇邊的密封端，其特征在于:在閥芯本體的周面上沿周向間隔布設(shè)有用于限制閥芯在閥腔中移動時歪斜的限位凸起，限位凸起在閥芯本體的軸向上處于靠近閥芯本體底端的區(qū)域、在閥芯本體的徑向上處于所述唇邊的端面外邊沿所在柱面以內(nèi)的區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥芯，其特征在于:所述限位凸起的有效限位部為限位面或者限位棱，限位面或者限位棱處于與閥芯本體同軸線的柱面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥芯，其特征在于:所述限位凸起的有效限位部為限位棱，限位凸起為棱邊沿閥芯本體軸向延伸的三棱柱型結(jié)構(gòu)或者錐尖朝向閥芯本體大端的三棱錐型結(jié)構(gòu)，限位凸起上的不處于閥芯本體周面上的棱邊形成所述的限位棱。
4.快速排氣閥，包括閥體和閥腔，所述閥體上設(shè)有均與閥腔連通的第一、第二、第三通道，所述閥腔內(nèi)裝配有左右移動的閥芯，所述閥芯包括閥芯本體，閥芯本體的外形為錐臺形，閥芯本體的小端為底端、大端為具有唇邊的密封端，其特征在于:在閥芯本體的周面上沿周向間隔布設(shè)有用于限制閥芯在閥腔中移動時歪斜的限位凸起，限位凸起在閥芯本體的軸向上處于靠近閥芯本體底端的區(qū)域、在閥芯本體的徑向上處于所述唇邊的端面外邊沿所在柱面以內(nèi)的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速排氣閥，其特征在于:所述限位凸起的有效限位部為限位面或者限位棱，限位面或者限位棱處于與閥芯本體同軸線的柱面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的快速排氣閥，其特征在于:所述限位凸起的有效限位部為限位棱，限位凸起為棱邊沿閥芯本體軸向延伸的三棱柱型結(jié)構(gòu)或者錐尖朝向閥芯本體大端的三棱錐型結(jié)構(gòu)，限位凸起上的不處于閥芯本體周面上的棱邊形成所述的限位棱。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的快速排氣閥，其特征在于:所述閥體包括閥座和可拆密封安裝在閥座左端面上的閥芯座，閥芯座的右端伸入閥座內(nèi)，閥芯座的右端面上設(shè)有沉孔，沉孔形成所述的閥腔。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項所述的快速排氣閥，其特征在于:所述第一、第二和第三通道的用于連接氣路的連接端口呈直線形由左至右排列設(shè)置在閥座的側(cè)面上。
9.氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)，包括換向閥、氣缸和連接在換向閥和氣缸之間的快速排氣閥，快速排氣閥的閥腔內(nèi)裝配有左右移動的閥芯，所述閥芯包括閥芯本體，閥芯本體的外形為錐臺形，閥芯本體的小端為底端、大端為具有唇邊的密封端，其特征在于:在閥芯本體的周面上沿周向間隔布設(shè)有用于限制閥芯在閥腔中移動時歪斜的限位凸起，限位凸起在閥芯本體的軸向上處于靠近閥芯本體底端的區(qū)域、在閥芯本體的徑向上處于所述唇邊的端面外邊沿所在柱面以內(nèi)的區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的氣動活塞執(zhí)行機構(gòu)，其特征在于:所述限位凸起的有效限位部為限位面或者限位棱，限位面或者限位棱處于與閥芯本體同軸線的柱面上。
【文檔編號】F16K11/044GK204187023SQ201420580660
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】王碩, 屈利麗, 牛玉芳, 王獻嶺, 王玉濤, 劉建輝, 賈方迪 申請人:平原機器廠（新鄉(xiāng)）