專利名稱：一種三位齒條齒輪式氣缸的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多位氣缸，尤其涉及一種將壓縮空氣的能量轉變為活塞機械 能，并產生直線往復運動和旋轉運動的三位齒條齒輪式氣缸，屬于氣動控制元件技術領域。
背景技術：
氣缸在石油鉆井、天然氣鉆井、修井用氣控防噴器控制裝置中使用較為廣泛，其主 要用于控制三位四通轉換閥的換向，從而實現所述防噴器的“開”、“關”或處于“中位”這三 個動作，是一個非常重要的氣動控制元件。目前在氣控防噴器控制系統中所選用的氣缸是一種活塞式雙向作用的單活塞桿 氣紅，只具有二個換向動作，氣缸所操控的三位四通轉換閥只能實現“向左”或“向右”換向， 而“中位”必須用手工扳動才能復回，給實際操作上帶來不便。因此，為解決上述難題，需要一種多位氣缸，具有“向左”、“向右”或“中位”三種換 向動作，更好的控制三位四通轉換閥的狀態。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種三位齒條齒輪式氣缸，可控制三位四通轉換閥實現 “向左”、“向右”或“中位”三種換向動作，且換向迅速可靠。為實現上述目的，本實用新型的技術方案是提供一種三位齒條齒輪式氣缸，其與 三位四通轉換閥連接，包含相互固定密封連接的第一缸體和第二缸體，設置在第一缸體內 的活塞組件，設置在第二缸體內的齒條活塞組件，以及與該齒條活塞組件相連接的換向控 制組件。所述的第一缸體1的直徑大于第二缸體2的直徑。所述的第一缸體1與第二缸體2的外端分別設置有第一氣體進出口 10和第三氣 體進出口 12 ；所述的第二缸體2與第一缸體1相連接的一端上設有第二氣體進出口 11。所述的齒條活塞組件包含分別設置于第二缸體2內的第一齒條活塞4和第二齒 條活塞5，其分別與第二缸體2的內壁密封；齒條活塞桿7，其兩端分別固定連接所述的第一 齒條活塞4和第二齒條活塞5。所述的活塞組件包含設置于第一缸體1內的活塞3，其與第一缸體1的內壁密 封；活塞桿6，其設置在活塞3與第一齒條活塞4之間，且該活塞桿6的一端與活塞3固定 連接。所述的換向控制組件包含齒輪8，以及與該齒輪8垂向固定連接輸出軸9。其中， 所述的齒輪8與齒條活塞組件的齒條活塞桿7嚙合。所述的輸出軸9與三位四通轉換閥連接。本實用新型一種三位齒條齒輪式氣缸，當其中任二個或一個氣體進出口與氣源相 通時，氣缸內被壓縮空氣產生的壓力將推動活塞組件以及齒條活塞組件實現往復運動，從 而帶動換向控制組件的齒輪和輸出軸做旋轉運動，控制與輸出軸相連三位四通轉換閥實現
3“向左”、“向右”或“中位”三種換向動作。本實用新型的優點是具有三個換向動作、結構新穎、換向迅速、可靠、反應快。
圖1為本實用新型提供的一種三位齒條齒輪式氣缸的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合圖1，詳細說明本實用新型的一個優選的實施例。如圖1所示，為本實用新型所述的三位齒條齒輪式氣缸的結構示意圖。其與三位 四通轉換閥連接，包含相互固定密封連接的第一缸體1和第二缸體2，其中該第一缸體1的 直徑大于第二缸體2的直徑。在所述的第一缸體1與第二缸體2的外端分別設有第一氣體 進出口 10和第三氣體進出口 12;同時，在第二缸體2與第一缸體1相連接的一端上設有第 二氣體進出口 11。該三位齒條齒輪式氣缸還包含設置在第一缸體1內的活塞組件，以及設置在第二 缸體2內的齒條活塞組件。所述的齒條活塞組件包含分別設置于第二缸體2內的第一齒 條活塞4和第二齒條活塞5，其分別與第二缸體2的內壁密封；齒條活塞桿7，其兩端分別固 定連接所述的第一齒條活塞4和第二齒條活塞5。所述的活塞組件包含設置于第一缸體 1內的活塞3，其與第一缸體1的內壁密封；活塞桿6，其設置在活塞3與第一齒條活塞4之 間，且該活塞桿6的一端與活塞3固定連接。該三位齒條齒輪式氣缸還包含一與齒條活塞組件相連接的換向控制組件。該換向 控制組件包含齒輪8，以及與該齒輪8垂向固定連接輸出軸9。其中，所述的齒輪8與齒條 活塞組件的齒條活塞桿7嚙合。所述的輸出軸9與三位四通轉換閥連接。本實用新型所述的三位齒條齒輪式氣缸的工作原理如下所述當第一缸體1上的第一氣體進出口 10和第二缸體2上的第二氣體進出口 11放氣， 且第二缸體2外端處的第三氣體進出口 12進氣時，由于2個缸體內空氣的壓縮而產生的壓 力將依次推動第二齒條活塞5、第一齒條活塞4和活塞3均向左移動(即向第一缸體1的外 端移動)，在這個過程中，固定連接在第二齒條活塞5和第一齒條活塞4之間的齒條活塞桿7 也向左移動，從而帶動齒輪8和輸出軸9向左旋轉移動，最終控制三位四通轉換閥實現“向 左”換向。當第一缸體1外端的第一氣體進出口 10和第二缸體2外端的第三氣體進出口 12 進氣，且第二缸體2上的第二氣體進出口 11放氣時，由于第一缸體1內空氣的壓縮而產生 的壓力將推動活塞3向右運動至第一缸體1和第二缸體2的連接位置處停止，而第二缸體2 內空氣的壓縮而產生的壓力將依次推動第二齒條活塞5、齒條活塞桿7和第一齒條活塞4均 向左運動，直至該第一齒條活塞4與活塞桿6的一端相接觸后停止。此時，齒輪8和輸出軸 9也被齒條活塞桿7帶動向左旋轉后停止，其所處的位置控制三位四通轉換閥處于“中位”。當第一缸體1上的第一氣體進出口 10和第二缸體2上的第二氣體進出口 11進氣， 且第二缸體2外端處的第三氣體進出口 12放氣時，由于2個缸體內空氣的壓縮而產生的壓 力將依次推動活塞3、第一齒條活塞4和第二齒條活塞5均向右移動(即向第二缸體2的外 端移動)，在這個過程中，固定連接在第二齒條活塞5和第一齒條活塞4之間的齒條活塞桿7也向右移動，從而帶動齒輪8和輸出軸9向右旋轉移動，最終控制三位四通轉換閥實現“向 右”換向。綜上所述，本實用新型所提供的三位齒條齒輪式氣缸，當其中任二個或一個氣體 進出口與氣源相通時，氣缸內被壓縮空氣產生的壓力將推動活塞組件以及齒條活塞組件實 現往復運動，從而帶動換向控制組件的齒輪和輸出軸做旋轉運動，控制與輸出軸相連三位 四通轉換閥實現“向左”、“向右”或“中位”三種換向動作。本實用新型的優點是具有三個換向動作、結構新穎、換向迅速、可靠、反應快。盡管本實用新型的內容已經通過上述優選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上 述的描述不應被認為是對本實用新型的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內容后，對于 本實用新型的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本實用新型的保護范圍應由所附 的權利要求來限定。
權利要求一種三位齒條齒輪式氣缸，其與三位四通轉換閥連接，特征在于，該三位齒條齒輪式氣缸包含相互固定密封連接的第一缸體(1)和第二缸體(2)，設置在第一缸體(1)內的活塞組件，設置在第二缸體(2)內的齒條活塞組件，以及與該齒條活塞組件相連接的換向控制組件。
2.如權利要求1所述的三位齒條齒輪式氣缸，其特征在于，所述的第一缸體(1)的直徑 大于第二缸體(2)的直徑。
3.如權利要求2所述的三位齒條齒輪式氣缸，其特征在于，所述的第一缸體(1)與第二 缸體(2)的外端分別設置有第一氣體進出口( 10)和第三氣體進出口( 12);所述的第二缸體(2)與第一缸體(1)相連接的一端上設有第二氣體進出口(11)。
4.如權利要求3所述的三位齒條齒輪式氣缸，其特征在于，所述的齒條活塞組件包含 分別設置于第二缸體(2)內的第一齒條活塞(4)和第二齒條活塞(5)，其分別與第二缸體(2)的內壁密封；齒條活塞桿(7)，其兩端分別固定連接所述的第一齒條活塞(4)和第二齒條活塞(5)。
5.如權利要求4所述的三位齒條齒輪式氣缸，其特征在于，所述的活塞組件包含 設置于第一缸體(1)內的活塞(3)，其與第一缸體(1)的內壁密封；活塞桿(6)，其設置在活塞(3)與第一齒條活塞(4)之間，且該活塞桿(6)的一端與活塞(3)固定連接。
6.如權利要求5所述的三位齒條齒輪式氣缸，其特征在于，所述的換向控制組件包含 齒輪(8)，以及與該齒輪(8)垂向固定連接輸出軸(9)，其中所述的齒輪(8)與齒條活塞組件的齒條活塞桿(7)嚙合； 所述的輸出軸(9)與三位四通轉換閥連接。
專利摘要本實用新型公開了一種三位齒條齒輪式氣缸，其與三位四通轉換閥連接，包含相互固定密封連接的第一缸體和第二缸體，設置在第一缸體內的活塞組件，設置在第二缸體內的齒條活塞組件，以及與該齒條活塞組件相連接的換向控制組件。本實用新型利用氣缸內被壓縮空氣產生的壓力推動活塞組件以及齒條活塞組件實現往復運動，從而帶動換向控制組件做旋轉運動，最終控制三位四通轉換閥實現“向左”、“向右”或“中位”三種換向動作，且換向迅速可靠。
文檔編號F15B15/08GK201763719SQ20102054355
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月27日 優先權日2010年9月27日
發明者姚胥源, 陳宏優 申請人:上海神開石油化工裝備股份有限公司;上海神開石油設備有限公司