氣動蝸桿式切斷球閥結(jié)構(gòu)原理

氣動蝸桿式切斷球閥分三大部份組成，上面為蝸桿式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的工作原理是將活塞的往復(fù)運(yùn)動變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動，下面為浮動球閥，執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生90°的旋轉(zhuǎn)通過聯(lián)軸套使球閥達(dá)到“開”或“關(guān)“的目的，聯(lián)軸套的觸點(diǎn)與防爆信號返同器相連，啟閉信號返同到控制室，旁邊裝有壓力顯示的二位四通滑板換向閥，氣源通過放大來操作執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作。

1、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

工業(yè)管道裝置的自動化生產(chǎn)過程主要是通過周期性的切換閥門來完成的，由于閥門多，動作頻繁，故要求閥門動作具有快“開”快“關(guān)”的特性，長期使用必須保證其使用壽命；同時要求閥門有較小的阻力，可減少工藝系中的壓力損失，為保證工藝系統(tǒng)中的產(chǎn)品質(zhì)量，要求閥門有較好的切斷性能。

執(zhí)行機(jī)構(gòu)是氣動球閥的驅(qū)動裝置，是達(dá)到上述要求的關(guān)鍵。在國內(nèi)氣動球閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)多為臥式氣缸，撥叉推拉式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在頻繁切換和更變操作壓力的作用下其主要零部件磨損嚴(yán)重，其各項(xiàng)操作指標(biāo)難以達(dá)到高性能要求。

氣動蝸桿式切斷球閥是根據(jù)上述工藝要求設(shè)計(jì)的。采用了新穎的蝸桿式結(jié)構(gòu)，輸出力矩大，轉(zhuǎn)換速度快，“開”“關(guān)”時間可小于1s。其結(jié)構(gòu)原理為：在一個圓筒形活塞壁上，開有兩對方向相反，斜度為60°的斜滑槽，一對斜滑槽與定銷偶合，定銷固定在氣缸上，另一對斜滑槽與轉(zhuǎn)臂的兩頭偶合，轉(zhuǎn)臂與轉(zhuǎn)軸乘直周定，當(dāng)力作用在圓筒活塞上時，活塞在上下運(yùn)動的同時變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動。由于兩對方向相反的斜滑槽，使活塞上產(chǎn)生的軸向力通過 60°斜面產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力得到放大，轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生了雙倍的轉(zhuǎn)角，也就是作用在活塞上的軸向力轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)力（扭矩)。

2、輸出力矩分析

執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸山力矩的人小，直接關(guān)系到氣動球閥的使用性能。現(xiàn)將輸出力矩分析如下：

力作用在活塞上所產(chǎn)生的軸向力P相當(dāng)于作用在斜滑槽上。在斜度為60°的斜面上有一個小球，當(dāng)一個力P垂直作用在這個小球上，為使小球不滑下去，在水平方向用一個力F與它平衡。此時F>P，即F=sin30°P。

通過這一分析得出，力作用在圓筒活塞上產(chǎn)生的軸向力，通過60°的斜面產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力得到放大，斜面角度越大，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力越大。從以上分析證明，蝸桿式執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)新穎，體積小，輸出力矩大的特點(diǎn)。