用于电致动器的耦接装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201080057063.0

申请日:

2010.10.22

公开号:

CN102656395A

公开日:

2012.09.05

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):F16K 31/04申请日:20101022|||公开

IPC分类号:

F16K31/04; F16K31/50

主分类号:

F16K31/04

申请人:

费希尔控制国际公司

发明人:

R·A·沙德; T·佩塞克; G·D·威尔克

地址:

美国爱荷华州

优先权:

2009.11.13 US 12/618,476

专利代理机构:

北京市金杜律师事务所 11256

代理人:

郑立柱

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内容摘要

在此描述一种用于电致动器(102)的耦接装置。在此描述的示例性耦接装置包括耦接组件(106),其可操作地流体阀(104)的流体流动控制构件(116)与所述电致动器的驱动系统耦接。所述驱动系统朝第一转动方向(304)的转动使得所述耦接组件朝第一直线方向移动,所述驱动系统朝第二转动方向的转动使得所述耦接组件朝与所述第一方向相反的第二直线方向移动。所述耦接组件包括偏置元件(206),在所述流体流动控制构件与所述流体阀的阀座密封接合且撤除对所述电致动器的电源时,所述偏置元件(206)被挠曲成对所述流体流动控制构件提供阀座载荷。

权利要求书

1: 一种用于电致动器的耦接装置, 包括 : 耦接组件, 其可操作地将流体阀的流体流动控制构件与所述电致动器的驱动系统耦 接, 其中, 所述驱动系统朝第一转动方向的转动使得所述耦接组件朝第一直线方向移动, 并 且所述驱动系统朝第二转动方向的转动使得所述耦接组件朝与所述第一方向相反的第二 直线方向移动, 并且其中, 所述耦接组件包括偏置元件, 其在所述流体流动控制构件与所述 流体阀的阀座密封接合且撤除对所述电致动器的电源时可被挠曲成对所述流体流动控制 构件提供阀座载荷。
2: 如权利要求 1 所述的耦接装置, 其中, 所述耦接组件包括壳体和驱动构件, 其中, 所 述壳体可滑动地接收所述驱动构件, 以及其中, 所述驱动构件可螺纹耦接至所述电致动器 的所述驱动系统的螺纹输出轴。
3: 如权利要求 2 所述的耦接装置, 其中, 所述壳体包括具有开口的主体, 用以可滑动 地接收所述驱动构件, 以及其中, 所述壳体具有与所述壳体的第一端相邻的台阶形表面和 与所述壳体的第二端相邻的螺纹部, 用以可螺纹地接收耦接至所述流体流动控制构件的阀 杆。
4: 如权利要求 3 所述的耦接装置, 其中, 所述驱动构件包括具有内螺纹孔的主体, 以及 与第三端相邻的凸缘, 所述凸缘用于接合所述壳体的所述台阶形表面, 从而可操作地将所 述驱动构件与所述壳体耦接。
5: 如权利要求 4 所述的耦接装置, 其中, 还包括插入构件, 用于被所述壳体的所述螺纹 部接收, 以将所述阀杆耦接至所述壳体。
6: 如权利要求 5 所述的耦接装置, 其中, 所述偏置元件设置在所述驱动构件的所述凸 缘与所述插入构件之间的所述壳体的所述开口内, 其中, 在所述流动控制构件与所述阀座 密封接合且所述驱动构件的所述凸缘朝远离所述壳体的所述台阶形表面的方向移动时, 所 述偏置元件发生挠曲。
7: 如权利要求 1 所述的耦接装置, 其中, 所述偏置元件包括蝶形弹簧。
8: 一种用于电致动器的耦接装置, 包括 : 驱动构件, 用于可操作地耦接至所述电致动器的驱动系统, 其中, 所述驱动系统用于使 所述驱动构件在第一位置、 第二位置和第三位置之间移动 ; 壳体, 用于可滑动地接收所述驱动构件的至少一部分 ; 以及 偏置元件, 设置在表面与所述驱动构件之间, 从而在所述驱动构件处于所述第三位置 时, 所述偏置元件挠曲, 从而在撤除对所述电致动器的电源时, 对与流体阀的阀座密封地接 合的流体流动控制构件施加阀座载荷。
9: 如权利要求 8 所述的耦接装置, 其中, 所述驱动构件包括具有螺纹孔的主体, 以在第 一端接收所述驱动系统的螺纹输出轴, 并且所述驱动构件在第二端处可滑动地耦接至所述 壳体。
10: 如权利要求 9 所述的耦接装置, 其中, 所述驱动构件包括与所述主体的所述第二端 相邻的凸缘部。
11: 如权利要求 10 所述的耦接装置, 其中, 所述壳体包括 : 主体 ; 其包括贯穿所述主体 的开口, 所述壳体还包括与第一端相邻的台阶形表面 ; 以及与第二端相邻的螺纹部, 其可螺 纹地接收阀杆。 2
12: 如权利要求 11 所述的耦接装置, 其中, 在所述驱动构件的所述凸缘部朝远离所述 壳体的所述台阶形表面的方向移动时, 所述驱动构件用于使所述偏置元件挠曲。
13: 如权利要求 11 所述的耦接装置, 其中, 所述驱动构件的所述凸缘部设置在所述壳 体的所述开口内, 并且在所述驱动构件使所述壳体在所述第一位置与所述第二位置之间移 动时, 用于接合所述壳体的所述台阶部。
14: 如权利要求 11 所述的耦接装置, 其中, 还包括插入构件, 用于将所述阀杆耦接至所 述壳体的所述螺纹部, 其中, 所述插入构件包括外螺纹主体和内螺纹孔, 用于可螺纹地接收 所述阀杆。
15: 如权利要求 14 所述的耦接装置, 其中, 所述偏置元件包括蝶形弹簧, 其在所述插入 构件与所述驱动构件的所述凸缘部之间设置在所述壳体的所述开口内。
16: 一种用于电致动器的耦接装置, 包括 : 用于将驱动系统的转动运动转换为耦接组件的直线运动的装置 ; 用于将所述用于转换的装置耦接至阀杆的装置, 其中, 所述用于耦接的装置包括开口, 以经由所述用于耦接的装置的第一端可滑动地接收所述用于转换的装置, 并经由所述用于 耦接的装置的第二端接收所述阀杆 ; 以及 用于提供阀座载荷的装置, 其在流体阀的耦接至所述阀杆的流动控制构件与所述流体 阀的阀座密封接合、 所述用于提供阀座载荷的装置挠曲、 并撤除对所述电致动器提供的电 源时, 对所述流体流动控制构件提供阀座载荷。
17: 如权利要求 16 所述的耦接装置, 其中, 所述用于耦接的装置包括壳体。
18: 如权利要求 17 所述的耦接装置, 其中, 所述壳体包括用于接收插入件的装置, 以将 所述阀杆耦接至所述壳体。
19: 如权利要求 16 所述的耦接装置, 其中, 所述用于转换的装置包括用于接收所述电 致动器的所述驱动系统的输出轴的装置, 其中, 所述驱动系统朝第一转动方向的转动使得 所述驱动构件朝第一直线方向移动, 并且所述驱动系统朝第二方向的转动使得所述驱动构 件朝与所述第一方向相反的第二直线方向移动。
20: 如权利要求 19 所述的耦接装置, 其中, 所述用于提供阀座载荷的装置包括设置在 所述用于耦接的装置的表面与所述用于转换的装置的表面之间的用于偏置的装置。

说明书


用于电致动器的耦接装置

    【技术领域】
     本申请大体上涉及电致动器, 更具体地, 涉及用于电致动器的耦接装置背景技术 在过程控制系统中通常使用控制阀 ( 例如滑动杆阀 ) 来对工艺流的流动进行控 制。控制阀通常包括可使控制阀的操作自动化的致动器 ( 例如电致动器、 液压致动器等 )。 诸如闸式阀、 球心阀、 膜板阀、 夹管阀和角阀之类的滑动杆阀通常具有阀杆 ( 例如滑动杆 ), 该阀杆在打开位置与关闭位置之间驱动流体流动控制构件 ( 例如阀塞 )。
     电致动器经常采用经由驱动系统 ( 例如一个或多个齿轮 ) 可操作地耦接至流动控 制构件的电动机。 在操作中, 当将电源供给至电动机时, 电致动器使流动控制构件在关闭位 置与打开位置之间移动, 以对流过阀的流体进行调节。 在阀关闭时, 流动控制构件通常构造 成密封地接合设置在流动路径内的环状或圆周的密封件 ( 例如阀座 ), 以防止在阀的入口 与出口之间的流体流动。
     在阀处于关闭位置且电源被提供至电动机时, 电动机通常对流体流动控制构件提 供足够的阀座载荷, 以确保流体流动控制构件与阀的阀座密封接合。在从电动机上撤去电 源时, 驱动系统 ( 例如蜗轮 ) 可维持流体流动控制构件相对于阀座的位置, 并可防止流体流 动控制构件朝相反或相对的方向 ( 例如朝远离阀座的方向 ) 的实质移动。但是, 驱动系统 可能无法对流体流动控制构件提供充分的或足够的阀座载荷, 以确保流体流动控制构件与 阀座密封接合。其结果是, 流体可能在阀的入口与出口之间经由阀泄漏。
     发明内容 在一个实例中, 耦接装置包括耦接组件, 其可操作地将流体阀的流体流动控制构 件与电致动器的驱动系统耦接。 该驱动系统朝第一转动方向的转动使得该耦接组件朝第一 直线方向移动, 该驱动系统朝第二转动方向的转动使得该耦接组件朝与该第一方向相反的 第二直线方向移动。该耦接组件包括偏置元件, 在该流体流动控制构件与该流体阀的阀座 密封接合且撤除对该电致动器的电源时, 该偏置元件被挠曲, 从而对该流体流动控制构件 提供阀座载荷。
     在另一个实例中, 耦接组件包括驱动构件, 其可操作地耦接至电致动器的驱动系 统。该驱动系统可使该驱动构件在第一位置、 第二位置以及第三位置之间移动。壳体可滑 动地接收该驱动构件的至少一部分。偏置元件设置在表面与该驱动构件之间, 从而在该驱 动构件处于所述第三位置时, 该偏置元件挠曲, 从而在撤除对该电致动器的电源时, 对与流 体阀的阀座密封地接合的流体流动控制构件施加阀座载荷。
     在又一个实例中, 耦接装置包括用于将驱动系统的转动运动转换为耦接组件的直 线运动的装置。该耦接组件包括用于将该用于转换的装置耦接至阀杆的装置。该用于耦接 的装置包括开口, 其经由该用于耦接的装置的第一端可滑动地接收该用于转换的装置, 并 经由该用于耦接的装置的第二端接收该阀杆。该耦接组件还包括用于提供阀座载荷的装
     置, 其在流体阀的耦接至所述阀杆的流动控制构件与所述流体阀的阀座密封接合、 所述用 于提供阀座载荷的装置挠曲、 并撤除对所述电致动器提供的电源时, 对所述流体流动控制 构件提供阀座载荷。 附图说明
     图 1 示出在此描述的示例性控制阀组件。
     图 2 示出用于实现图 1 的示例性控制阀组件的在此描述的示例性耦接组件。
     图 3 示出位于打开位置的图 1 的示例性控制阀组件。
     图 4 示出位于中间位置的图 1 的示例性控制阀组件。
     图 5 示出位于关闭位置的图 1 的示例性控制阀组件。
     图 6A 至图 6C 示出用于图 1 至图 5 的示例性致动器的另一示例性控制阀组件。 具体实施方式
     一般来说, 在撤去对致动器的驱动电动机提供的电源时, 在此描述的示例性电致 动器对流体阀提供阀座载荷。 在此描述的示例性电致动器可在不耗费电力的情况下提供阀 座载荷。 更具体地, 示例性电致动器可包括偏置单元, 用以在流体流动控制构件与阀座密封 接合且电致动器 ( 例如电动马达 ) 没有接收电源时对阀的流体流动控制构件提供阀座载 荷。例如, 偏置元件可实现为一个或多个弹簧, 其在流体流动控制构件与阀座密封接合 ( 例 如关闭位置 ) 且电源无法对电致动器的电动机提供电源时, 对可操作地耦接至电致动器的 流体流动控制构件 ( 例如阀塞 ) 提供阀座载荷。
     相反, 某些已知的电致动器使用偏置元件、 离合器和致动系统的复杂组合, 以在电 致动器处于防故障状态时提供足够的阀座载荷。 换言之, 已知的电致动器可包括偏置元件, 用以在例如电源故障时使阀的流动控制构件移动至关闭位置。因此, 若发生电源故障时流 体阀处于打开位置, 则偏置元件使流体流动控制构件移动至关闭位置。 但是, 上述已知的致 动器经常包括复杂的组件。另外地, 具有防故障装置的某些已知的致动系统通常包括可使 防故障装置运行的离合器式齿轮变速箱。换言之, 驱动组件通常必须可操作地与例如齿轮 传动器解耦, 以使防故障装置能够运行。 但是, 离合器式齿轮变速箱相对昂贵, 不易操作, 增 大了阀和致动器组件的外壳尺寸, 且在致动器中涉及复杂的组件。另外地, 在某些应用中, 可能不需要和 / 或不希望有这样的防故障装置, 由此会不必要地增加控制阀组件的成本。
     图 1 示出在此描述的示例性控制阀组件 100。控制阀组件 100 包括电致动器 102, 其经由耦接组件 106 可操作地耦接至流体阀 104。流体阀 104 包括阀体 108, 其在入口 112 与出口 114 之间限定流体流动通道 110。流体流动控制构件 116( 例如阀塞 ) 设置在流体流 动通道 110 内, 并包括接合面 118, 其与阀座 120 密封接合, 以控制在入口 112 与出口 114 之 间经由端口区域或孔口 122 的流体流动。阀杆 124 在第一端 126 处耦接 ( 例如螺纹耦接 ) 至流体流动控制构件 116, 且在第二端 128 处经由耦接组件 106 可操作地耦接至电致动器 102。阀帽 130 耦接至阀体 108, 且包括孔腔 132, 以可滑动地接收阀杆 124。阀帽 130 容纳 阀填充组件 134, 该阀填充组件 134 提供密封, 以对抗流过流体阀 104 的工艺流的压力, 从而 防止流过阀杆 124 的工艺流的泄漏和 / 或保护环境以免危险或污染流体扩散。
     在本实施例中, 电致动器 102 具有电动机 136, 其可经由例如紧固件 140 和 / 或其它任何合适的紧固装置耦接至电致动器 102 的壳体 138。 电动机 136 可以是任何的电动机, 诸如交流 (AC) 电动机、 直流 (DC) 电动机、 变频电动机、 步进电动机、 伺服电动机或任何其它 合适的电动机或驱动构件。
     电动机 136 可操作地耦接至驱动系统 142。驱动系统 142 包括驱动构件或输出轴 144, 其经由设置在电致动器 102 的壳体 138 内的传动器 ( 未图示 )( 例如齿轮传动器 ) 可操 作地耦接至电动机 136。如图所示, 输出轴 144 是螺栓。但是, 在其它实施例中, 输出轴 144 可以是齿轮系统、 滚珠丝杠系统、 导螺杆系统和 / 或任何其它合适的传动系统, 以将电动机 136 的转动转换为阀杆 124 的直线运动。
     虽未图示, 但传动器可以是具有正齿轮、 行星齿轮的齿轮传动器或齿轮箱, 或是任 何其它合适的传动器。传动器可构造成使电动机 136 产生的转矩放大, 并将该放大后的转 矩传送至输出轴 144。 传送至输出轴 144 的放大后的转矩可使流动控制构件 116 以更大的力 与阀座 120 接合, 进而提供与阀座 120 更紧的密封接合, 以在流动控制构件 116 与阀座 120 密封接合且有电源提供至电动机 136 时防止流体流过阀体 108。 此外, 通过配置成放大电动 机 136 产生的转矩的传动器, 可以使用相对较小尺寸的电动机 136 对流动控制构件 116 进 行驱动。例如, 由传动器提供的转矩放大量能够根据齿轮的尺寸 ( 例如直径、 齿轮齿数等 ) 变化。在其它实施例中, 电动机 136 可直接耦接至输出轴 144 或阀杆 124 的第二端 128。在 这种直接驱动的构造中, 电动机 136 直接驱动输出轴 144 或阀杆 124, 而不需要任何诸如传 动件之类的中间机构或器件。
     如图 2 所示, 耦接组件 106 包括壳体 202、 可滑动地耦接至该壳体 202 的驱动耦接 器或驱动构件 204 以及偏置元件 206。壳体 202 具有主体 207( 例如圆筒状主体、 长方形主 体等 ), 其在壳体 202 的第一端 210 和壳体 202 的与第一端 210 相反的第二端 212 之间具 有孔口或开口 208。如图所示, 靠近第一端 210 的开口 208 的直径比靠近第二端 212 的开 口 208 的直径小, 以提供台阶形表面或肩部 214( 例如与壳体 202 一体形成 )。在其它实施 例中, 凸缘 ( 未图示 ) 可耦接至壳体 202, 以提供台阶形表面或肩部 214。此外, 如图所示, 靠近第二端 212 的开口 208 包括螺纹部 216, 其可螺纹地接收插入件 218( 例如紧固件、 螺母 等 )。插入件 218 包括主体部 220, 其具有内螺纹孔口和外螺纹外部 224, 其中, 上述内螺纹 孔口用于接收阀杆 124 的螺纹部 222。外螺纹外部 224 经由开口 208 的螺纹部 216 将插入 件 218 螺纹耦接至壳体 202, 由此将阀杆 124 耦接至壳体 202。
     但是, 在其它实施例中, 壳体 202 可构造成接收阀杆 124 的螺纹部 222。在另外的 实施例中, 插入件 218 可经由紧固件 ( 例如螺栓、 铆钉、 销等 )、 过盈配合、 压合配合和 / 或任 何其它合适的紧固装置紧固至壳体 202( 例如壳体 202 的第二端 212)。
     驱动构件 204 包括主体部 226( 例如圆筒状主体部 ) 和凸缘部 228。主体部 226 包 括螺纹孔 230, 用以可螺纹地接收输出轴 144 的螺纹部 232。凸缘部 228 设置或捕获在壳体 202 的开口 208 内, 位于偏置元件 206 与壳体 202 的肩部 214 之间。凸缘部 228 对驱动构件 204 进行保持, 以将驱动构件 204 可操作地耦接至壳体 202。
     偏置元件 206 设置在壳体 202 内, 位于插入构件 218( 或阀杆 ) 与驱动构件 204 的 凸缘部 228 之间。在本实施例中, 偏置元件 206 包括一叠蝶形弹簧。通常来说, 蝶形弹簧可 提供相对较高的载荷, 该载荷与作用在蝶形弹簧上的行程或变形相关。因此, 其结果是, 示 例性耦接组件 106 可构造成具有相对较小的尺寸, 因而减小了控制阀组件 100 的整体外壳或尺寸。在其它实施例中, 偏置元件 206 可以是螺旋弹簧、 弹簧垫圈和 / 或任何其它合适的 偏置元件。
     在其它实施例中, 偏置元件 206 可以设置壳体 202 内, 位于凸缘 228 与肩部 214 之 间。在其它实施例中, 偏置元件 ( 例如弹簧 ) 可设置在壳体 138 的一端 234 与驱动构件 204 之间。在其它实施例中, 耦接组件 106 和 / 或偏置元件 206 可构造成朝与图 2 所示的示例 性耦接组件 106 中提供的阀座载荷的方向相反的方向提供阀座载荷。这种构造可使耦接组 件 106 用于具有流体控制构件和阀座的流体阀, 该流体阀在构造上与图 1 所示的相反 ( 例 如推开式流体阀 )。
     参照图 3, 流体阀 104 被示出为在打开位置 300 上, 并且耦接组件 106 的偏置元件 206 处于第一或实质没有挠曲的状态 302。图 4 示出了位于关闭位置 400 的流体阀, 但示出 耦接组件 106 的偏置元件 206 处于实质没有挠曲的状态 402。 图 5 示出了位于关闭位置 500 的流体阀, 其示出偏置元件 206 处于实质挠曲的状态 502, 以对流动控制构件 116 提供阀座 载荷 504。
     参照图 3 至图 5, 在操作中, 如图 3 所示, 电动机 136 在围绕轴 306 的第一方向 304 上 ( 例如, 顺时针方向 ) 驱动或转动输出轴 144, 以使流体阀 104 朝打开位置 300 移动, 或如 图 4 和图 5 所示, 在围绕轴 306 的与第一方向 304 相反的第二方向 404 上 ( 例如, 逆时针方 向 ) 驱动或转动输出轴 144, 以使流体阀 104 朝关闭位置 400 和 500 移动。 为了使流体阀 104 朝打开位置 300 移动, 将电源提供至电动机 136。传动器 ( 未 图示 ) 可使输出轴 144 绕轴 306 朝第一方向 304( 例如顺时针方向 ) 转动。输出轴 144 朝 第一方向 304 的转动使得耦接组件 106 以沿着轴 306 直线运动的方式朝远离流体阀 104 的 方向移动。更具体地, 在输出轴 144 朝第一方向 304 转动时, 输出轴 144 的螺纹部 232 在驱 动构件 204 的螺纹孔 230 内转动, 从而使驱动构件 204 朝沿轴 306 的方向直线移动, 以使凸 缘部 228 与壳体 202 的肩部 214 接合。驱动构件 204 的凸缘部 228 与壳体 202 的肩部 214 接合, 以使壳体 202 朝远离流体阀 104 的直线方向移动。接着, 壳体 202 使得流动控制构件 116 朝远离阀座 120 的方向移动, 以允许或增加流过入口 112 与出口 114 之间的流体流动通 道 110 的流体流动。
     为了使流体阀 104 朝如图 4 所示的关闭位置 400 移动, 对电动机 136 提供电源, 以 使输出轴 114 经由传动器朝第二方向 404( 例如逆时针方向 ) 转动。输出轴 144 朝第二方 向 404 的转动使得耦接组件 106 沿着轴 306 朝阀体 108 的方向直线移动。更具体地, 输出 轴 144 的螺纹部 232 在驱动构件 204 的螺纹孔 230 内转动, 以使驱动构件 204 在沿轴 306 的方向直线移动。接着, 耦接组件 106 使流动控制构件 116 朝阀座 120 移动, 以限制或防止 在入口 112 与出口 114 之间的流体流动。
     在驱动构件 204 朝流体阀 104 移动时, 偏置元件 206 提供偏置力, 并处于实质没有 挠曲的状态 402。由偏置元件 206 提供的偏置力使得驱动构件 204 能够将壳体 202 沿直线 方向朝向流体阀 104 移动。 另外地, 由偏置元件 206 提供的偏置力实质减少或消除可能发生 在驱动构件 204、 壳体 202、 阀杆 124 等之间的空转。换言之, 当耦接组件 106 在图 3 所示的 位置与图 4 所示的位置之间移动时, 由偏置元件 206 提供的偏置力可使耦接组件 106 作为 实质一体结构移动。当然, 在其它实施例中, 偏置元件 206 可构造成在驱动构件 204 使壳体 202 朝阀体 108 移动之前挠曲, 其也可实质减少或防止在壳体 202、 驱动构件 204、 阀杆 124
     或控制阀组件 100 的其它任何组件之间的空转。
     在阀 102 处于关闭位置 400 时, 流体流动控制构件 116 的接合面 118 与阀座 120 密 封接合, 以防止流过阀 102 的流体流动。在此位置上, 由于阀杆 124 经由插入件 218 刚性耦 接至壳体 202, 且流体流动控制构件 116 与阀座 120 接合 ( 例如行程或冲程位置的一端 ), 因此, 壳体 202 不再进一步朝阀座 120 移动。但是, 由于驱动构件 204 可滑动地耦接至壳体 202, 因此, 电动机 136 继续沿直线方向朝向阀座 120 驱动驱动构件 204, 以使偏置构件 206 如图 5 所示挠曲或压缩。换言之, 壳体 202 保持在图 4 所示的位置上, 驱动构件 204 的凸缘 部 228 可朝远离壳体 202 的肩部 214 的直线方向移动, 以使偏置元件 206 如图 5 所示偏置 或压缩。
     在如图 5 所示位于关闭位置 500 时, 在对电动机 136 提供电源时, 电动机 136 对流 体流动控制构件 116 提供阀座载荷。但是, 在从电动机 136 撤除电源时, 流动控制构件 116 可能缺乏足够的或充足的阀座载荷, 以与阀座 120 密封接合。尽管电动机 136 和 / 或传动 器的反向驱动阻力保持驱动构件 204 的位置或防止驱动构件 204 的直线运动, 但是, 当电源 从电动机 136 撤除时, 电动机 136 和 / 或传动器的反向驱动阻力可能不够保持或提供阀座 载荷至流动控制构件 116。在流动控制构件 116 与阀座 120 密封接合时, 足够的或充足的 阀座载荷可防止流过孔口 122 的流体泄漏。换言之, 足够的或充足的阀座载荷保持流体流 动控制构件 116 与阀座 120 密封接合, 以实质防止流过流体阀 104 的通道 210 的流体流动。 若缺少这种阀座载荷, 即便在流体流动控制构件 116 的密封面 118 与阀座 120 接合时, 流体 也可能会流过孔口 122 泄漏。 若在流动控制构件 116 与阀座 120 密封接合的同时从电动机 136 撤除电源, 则耦 接组件 106 提供机械阀座载荷 504, 以维持或保持流体流动控制构件 116 与阀座 120 密封接 合。例如, 可能需要将流体阀 104 保持或维持在关闭位置 400 上, 以防止在紧急情况、 电源 故障时、 或是在撤除或关闭了对电致动器 102( 例如电动机 136) 提供的电源供应时的溢出 ( 例如化学溢出 )。否则, 例如在停电时无法对流体流动控制构件 116 提供足够的或充足的 阀座载荷, 可能导致流体流过在入口 112 与出口 114 之间的阀 104 的孔口 122。例如, 在入 口 112 处的加压流体的压力可能对流体流动控制构件 116 提供力 ( 例如在图 5 定向中沿朝 阀帽 130 的方向 ), 从而可使流体流动控制构件 116 的密封面 118 朝远离阀座 120 的方向移 动, 且允许流体向出口 114 流动或泄漏。
     因此, 在流体阀 104 处于关闭位置 500 且从电致动器 102 撤除电源时, 示例性耦接 组件 106 对流体流动控制构件 116 提供电源载荷 504, 以防止流过流体流动通道 110 的流 体流动。具体来说, 耦接组件 106 提供无期限时间的电源载荷。另外地或替代地, 耦接组件 106 在不消耗电力的情况下 ( 即以基本零电力消耗 ) 提供电源载荷 ( 例如电源载荷 504)。 因此, 在某些实施例中, 在阀 104 位于关闭位置 500 时, 可撤除对电动机 136 的电源以节约 能源, 从而提高电致动器 102 的性能和 / 或效率。
     另外地, 由于耦接组件 106 不需要离合器机构、 偏置元件的复杂组合和 / 或致动系 统来在撤除对电致动器 102 的电源时提供电源载荷, 示例的电致动器 102 降低了控制阀组 件 100 的制造成本且简化了其维护。
     虽未图示, 但示例性耦接组件 106 可以与具有防故障机构的控制阀组件一起实 施。例如, 示例性控制阀组件 100 可以与偏置元件或系统一起实施, 其使得流动控制构件
     116 在例如电源故障时或在没有对电动机 136 提供电源时移动至图 4 的关闭位置 400。这 种防故障机构可以经由例如离合器机构实施。
     示例性电致动器 102 可用于实施其它类型的阀或控制阀。例如, 图 6A 至图 6C 示 出了具有耦接至转动阀 602 的图 1 至图 5 的示例性电致动器 102 的示例性控制阀组件 600。 转动阀 602 包括具有圆盘或流动控制构件 606 的阀体 604, 该圆盘或流动控制构件 606 介于 入口 610 与出口 612 之间的流体流路 608 中。流动控制构件 606 经由阀轴 614 可相对于阀 体 604 转动地耦接至阀体 604。阀轴 614 的一部分 616( 例如花键端 ) 从转动阀 602 延伸, 并被杠杆 618 所接收。杠杆 618 转而可操作地将电致动器 102 的驱动构件 204 与流动控制 构件 606 耦接。杆端轴承 620 耦接 ( 例如螺纹耦接 ) 至阀杆 124 的第一端 126( 图 1A), 并 经由紧固件 624 耦接至杠杆 618 的杠杆臂 622, 以可操作地将杠杆 618 与驱动构件 204 耦 接。杠杆 618 将驱动构件 204 的直线位移转换为阀轴 614 的转动位移。
     在操作中, 电动机 136 在围绕轴线 628 的第一方向 626( 例如, 顺时针方向 ) 转动输 出轴 144。输出轴 144 在第一方向 626 的转动使得耦接组件 106 以直线运动 630 的方式沿 轴线 628 移动。更具体地, 在输出轴 144 朝第一方向 626 转动时, 输出轴 144 的螺纹部 232 在驱动构件 204 的螺纹孔 230 内转动, 从而使驱动构件 204 朝沿轴线 628 的第一方向 630 直 线移动, 以使凸缘部 228 与壳体 202 的肩部 214 接合。驱动构件 204 的凸缘部 228 与壳体 202 的肩部 214 接合, 以使壳体 202 朝第一直线方向 630 移动。接着, 驱动构件 204 使得杠 杆 618 绕轴线 634 朝第一方向 632 转动。阀轴 614 绕轴线 634 朝第一方向 632 的转动使得 流动控制构件 606 朝远离密封面 636( 例如打开位置 ) 转动, 以允许在入口 610 与出口 612 之间流过阀体 604 的流体流动。
     在电动机 136 使输出轴 144 绕轴线 628 朝第二方向 638( 例如逆时针方向 ) 转动 时, 输出轴 144 的螺纹部 232 在驱动构件 204 的螺纹孔 230 内转动, 以使驱动构件 204 朝第 二直线方向 640 移动。 在驱动构件 204 朝第二直线方向 640 移动时, 耦接组件 106 使得杠杆 614 绕轴线 634 朝第二方向 642 转动。阀轴 614 绕轴线 634 朝第二方向 642 的转动使得流 动控制构件 606 朝密封面 636( 例如关闭位置 ) 转动, 以防止或限制在入口 610 与出口 612 之间流过阀体 604 的流体流动。在处于关闭位置时, 电动机 136 继续使输出轴 144 朝第二 方向 638 转动。但是, 在流动控制构件 606 与密封面 636 密封接合时, 壳体 202 无法朝第二 直线方向 640 进一步移动 ( 即壳体达到冲程位置的一端 )。其结果是, 电动机 136 继续使输 出轴 144 相对于驱动构件 204 朝第二方向 638 转动, 并使得驱动构件 204 朝向沿轴线 628 并朝向偏置构件 206 的第二直线方向 640 移动, 以压缩耦接组件 106 的偏置元件 206 或使 其挠曲。换言之, 在该例子中, 在流动控制构件 606 与密封面 636 密封接合且电动机 136 继 续朝第二直线方向 640 对驱动构件 204 进行驱动时, 驱动构件 204 的肩部 228 朝远离壳体 202 的肩部 214 的方向移动, 以对偏置元件 206 进行压缩, 并对流动控制构件 606 提供阀座 载荷。
     尽管传动器和 / 或电动机 136 的反向驱动阻力在撤除对电动机 136 的电源时防止 杠杆 618 绕轴线 634 朝第一方向 632 转动, 传动器和 / 或电动机 136 的反向驱动阻力可能 无法提供足够的或充足的阀座载荷, 以在转动阀 602 位于关闭位置时防止流过通道 608 的 流体泄漏。例如, 若对流动控制构件 606 提供不充分的阀座载荷, 则入口 610 处的流体压力 可能导致在流动控制构件 606 与密封面 636 之间的流体泄漏。但是, 在偏置元件 206 处于挠曲或压缩的状态下, 偏置元件 206 施加力, 以提供足够的或充足的机械阀座载荷, 以在从 电动机 136 撤除电源且流动控制构件 606 与密封面 636 密封接合时, 维持或保持流体流动 控制构件 606 与密封面 636 密封接合。换言之, 例如, 若偏置元件 206 被挠曲或被压缩, 偏 置元件 206 提供力, 在流体流动控制构件 606 与密封面 636 密封接合且撤除对电动机 136 的电源时, 上述力实质限制或防止入口 610 处的高压流体在流动控制构件 606 与密封面 636 之间泄露并流过通道 608。
     尽管在此描述了某些示例性装置, 但本发明的覆盖范围不局限于此。 相反, 本发明 覆盖字面上或等同原则下落入所附的权利要求书的范围中的所有装置和制造品。

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1、(10)申请公布号 CN 102656395 A(43)申请公布日 2012.09.05CN102656395A*CN102656395A*(21)申请号 201080057063.0(22)申请日 2010.10.2212/618,476 2009.11.13 USF16K 31/04(2006.01)F16K 31/50(2006.01)(71)申请人费希尔控制国际公司地址美国爱荷华州(72)发明人 RA沙德 T佩塞克GD威尔克(74)专利代理机构北京市金杜律师事务所 11256代理人郑立柱(54) 发明名称用于电致动器的耦接装置(57) 摘要在此描述一种用于电致动器(102)的耦接装置。。

2、在此描述的示例性耦接装置包括耦接组件(106),其可操作地流体阀(104)的流体流动控制构件(116)与所述电致动器的驱动系统耦接。所述驱动系统朝第一转动方向(304)的转动使得所述耦接组件朝第一直线方向移动,所述驱动系统朝第二转动方向的转动使得所述耦接组件朝与所述第一方向相反的第二直线方向移动。所述耦接组件包括偏置元件(206),在所述流体流动控制构件与所述流体阀的阀座密封接合且撤除对所述电致动器的电源时,所述偏置元件(206)被挠曲成对所述流体流动控制构件提供阀座载荷。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.06.14(86)PCT申请的申请数据PCT/US2010/0。

3、53845 2010.10.22(87)PCT申请的公布数据WO2011/059677 EN 2011.05.19(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书7页 附图7页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 7 页1/2页21.一种用于电致动器的耦接装置,包括:耦接组件,其可操作地将流体阀的流体流动控制构件与所述电致动器的驱动系统耦接,其中,所述驱动系统朝第一转动方向的转动使得所述耦接组件朝第一直线方向移动,并且所述驱动系统朝第二转动方向的转动使得所述耦接组件朝与所述第一方向相反的第二直线方向移动,并且其中,所述耦接组件包括偏置元件。

4、,其在所述流体流动控制构件与所述流体阀的阀座密封接合且撤除对所述电致动器的电源时可被挠曲成对所述流体流动控制构件提供阀座载荷。2.如权利要求1所述的耦接装置,其中,所述耦接组件包括壳体和驱动构件,其中,所述壳体可滑动地接收所述驱动构件,以及其中,所述驱动构件可螺纹耦接至所述电致动器的所述驱动系统的螺纹输出轴。3.如权利要求2所述的耦接装置,其中,所述壳体包括具有开口的主体,用以可滑动地接收所述驱动构件,以及其中,所述壳体具有与所述壳体的第一端相邻的台阶形表面和与所述壳体的第二端相邻的螺纹部,用以可螺纹地接收耦接至所述流体流动控制构件的阀杆。4.如权利要求3所述的耦接装置,其中,所述驱动构件包括。

5、具有内螺纹孔的主体,以及与第三端相邻的凸缘,所述凸缘用于接合所述壳体的所述台阶形表面,从而可操作地将所述驱动构件与所述壳体耦接。5.如权利要求4所述的耦接装置,其中,还包括插入构件,用于被所述壳体的所述螺纹部接收,以将所述阀杆耦接至所述壳体。6.如权利要求5所述的耦接装置,其中,所述偏置元件设置在所述驱动构件的所述凸缘与所述插入构件之间的所述壳体的所述开口内,其中,在所述流动控制构件与所述阀座密封接合且所述驱动构件的所述凸缘朝远离所述壳体的所述台阶形表面的方向移动时,所述偏置元件发生挠曲。7.如权利要求1所述的耦接装置,其中,所述偏置元件包括蝶形弹簧。8.一种用于电致动器的耦接装置,包括:驱动。

6、构件,用于可操作地耦接至所述电致动器的驱动系统,其中,所述驱动系统用于使所述驱动构件在第一位置、第二位置和第三位置之间移动;壳体,用于可滑动地接收所述驱动构件的至少一部分;以及偏置元件,设置在表面与所述驱动构件之间,从而在所述驱动构件处于所述第三位置时,所述偏置元件挠曲,从而在撤除对所述电致动器的电源时,对与流体阀的阀座密封地接合的流体流动控制构件施加阀座载荷。9.如权利要求8所述的耦接装置,其中,所述驱动构件包括具有螺纹孔的主体,以在第一端接收所述驱动系统的螺纹输出轴,并且所述驱动构件在第二端处可滑动地耦接至所述壳体。10.如权利要求9所述的耦接装置,其中,所述驱动构件包括与所述主体的所述第。

7、二端相邻的凸缘部。11.如权利要求10所述的耦接装置,其中,所述壳体包括:主体;其包括贯穿所述主体的开口,所述壳体还包括与第一端相邻的台阶形表面;以及与第二端相邻的螺纹部,其可螺纹地接收阀杆。权 利 要 求 书CN 102656395 A2/2页312.如权利要求11所述的耦接装置,其中,在所述驱动构件的所述凸缘部朝远离所述壳体的所述台阶形表面的方向移动时,所述驱动构件用于使所述偏置元件挠曲。13.如权利要求11所述的耦接装置,其中,所述驱动构件的所述凸缘部设置在所述壳体的所述开口内,并且在所述驱动构件使所述壳体在所述第一位置与所述第二位置之间移动时,用于接合所述壳体的所述台阶部。14.如权利。

8、要求11所述的耦接装置,其中,还包括插入构件,用于将所述阀杆耦接至所述壳体的所述螺纹部,其中,所述插入构件包括外螺纹主体和内螺纹孔,用于可螺纹地接收所述阀杆。15.如权利要求14所述的耦接装置,其中,所述偏置元件包括蝶形弹簧,其在所述插入构件与所述驱动构件的所述凸缘部之间设置在所述壳体的所述开口内。16.一种用于电致动器的耦接装置,包括:用于将驱动系统的转动运动转换为耦接组件的直线运动的装置;用于将所述用于转换的装置耦接至阀杆的装置,其中,所述用于耦接的装置包括开口,以经由所述用于耦接的装置的第一端可滑动地接收所述用于转换的装置,并经由所述用于耦接的装置的第二端接收所述阀杆;以及用于提供阀座载。

9、荷的装置,其在流体阀的耦接至所述阀杆的流动控制构件与所述流体阀的阀座密封接合、所述用于提供阀座载荷的装置挠曲、并撤除对所述电致动器提供的电源时,对所述流体流动控制构件提供阀座载荷。17.如权利要求16所述的耦接装置,其中,所述用于耦接的装置包括壳体。18.如权利要求17所述的耦接装置,其中,所述壳体包括用于接收插入件的装置,以将所述阀杆耦接至所述壳体。19.如权利要求16所述的耦接装置,其中,所述用于转换的装置包括用于接收所述电致动器的所述驱动系统的输出轴的装置,其中,所述驱动系统朝第一转动方向的转动使得所述驱动构件朝第一直线方向移动,并且所述驱动系统朝第二方向的转动使得所述驱动构件朝与所述第。

10、一方向相反的第二直线方向移动。20.如权利要求19所述的耦接装置,其中,所述用于提供阀座载荷的装置包括设置在所述用于耦接的装置的表面与所述用于转换的装置的表面之间的用于偏置的装置。权 利 要 求 书CN 102656395 A1/7页4用于电致动器的耦接装置技术领域0001 本申请大体上涉及电致动器,更具体地,涉及用于电致动器的耦接装置背景技术0002 在过程控制系统中通常使用控制阀(例如滑动杆阀)来对工艺流的流动进行控制。控制阀通常包括可使控制阀的操作自动化的致动器(例如电致动器、液压致动器等)。诸如闸式阀、球心阀、膜板阀、夹管阀和角阀之类的滑动杆阀通常具有阀杆(例如滑动杆),该阀杆在打开位。

11、置与关闭位置之间驱动流体流动控制构件(例如阀塞)。0003 电致动器经常采用经由驱动系统(例如一个或多个齿轮)可操作地耦接至流动控制构件的电动机。在操作中,当将电源供给至电动机时,电致动器使流动控制构件在关闭位置与打开位置之间移动,以对流过阀的流体进行调节。在阀关闭时,流动控制构件通常构造成密封地接合设置在流动路径内的环状或圆周的密封件(例如阀座),以防止在阀的入口与出口之间的流体流动。0004 在阀处于关闭位置且电源被提供至电动机时,电动机通常对流体流动控制构件提供足够的阀座载荷,以确保流体流动控制构件与阀的阀座密封接合。在从电动机上撤去电源时,驱动系统(例如蜗轮)可维持流体流动控制构件相对。

12、于阀座的位置,并可防止流体流动控制构件朝相反或相对的方向(例如朝远离阀座的方向)的实质移动。但是,驱动系统可能无法对流体流动控制构件提供充分的或足够的阀座载荷,以确保流体流动控制构件与阀座密封接合。其结果是,流体可能在阀的入口与出口之间经由阀泄漏。发明内容0005 在一个实例中,耦接装置包括耦接组件,其可操作地将流体阀的流体流动控制构件与电致动器的驱动系统耦接。该驱动系统朝第一转动方向的转动使得该耦接组件朝第一直线方向移动,该驱动系统朝第二转动方向的转动使得该耦接组件朝与该第一方向相反的第二直线方向移动。该耦接组件包括偏置元件,在该流体流动控制构件与该流体阀的阀座密封接合且撤除对该电致动器的电。

13、源时,该偏置元件被挠曲,从而对该流体流动控制构件提供阀座载荷。0006 在另一个实例中,耦接组件包括驱动构件,其可操作地耦接至电致动器的驱动系统。该驱动系统可使该驱动构件在第一位置、第二位置以及第三位置之间移动。壳体可滑动地接收该驱动构件的至少一部分。偏置元件设置在表面与该驱动构件之间,从而在该驱动构件处于所述第三位置时,该偏置元件挠曲,从而在撤除对该电致动器的电源时,对与流体阀的阀座密封地接合的流体流动控制构件施加阀座载荷。0007 在又一个实例中,耦接装置包括用于将驱动系统的转动运动转换为耦接组件的直线运动的装置。该耦接组件包括用于将该用于转换的装置耦接至阀杆的装置。该用于耦接的装置包括开。

14、口,其经由该用于耦接的装置的第一端可滑动地接收该用于转换的装置,并经由该用于耦接的装置的第二端接收该阀杆。该耦接组件还包括用于提供阀座载荷的装说 明 书CN 102656395 A2/7页5置,其在流体阀的耦接至所述阀杆的流动控制构件与所述流体阀的阀座密封接合、所述用于提供阀座载荷的装置挠曲、并撤除对所述电致动器提供的电源时,对所述流体流动控制构件提供阀座载荷。附图说明0008 图1示出在此描述的示例性控制阀组件。0009 图2示出用于实现图1的示例性控制阀组件的在此描述的示例性耦接组件。0010 图3示出位于打开位置的图1的示例性控制阀组件。0011 图4示出位于中间位置的图1的示例性控制阀。

15、组件。0012 图5示出位于关闭位置的图1的示例性控制阀组件。0013 图6A至图6C示出用于图1至图5的示例性致动器的另一示例性控制阀组件。具体实施方式0014 一般来说,在撤去对致动器的驱动电动机提供的电源时,在此描述的示例性电致动器对流体阀提供阀座载荷。在此描述的示例性电致动器可在不耗费电力的情况下提供阀座载荷。更具体地,示例性电致动器可包括偏置单元,用以在流体流动控制构件与阀座密封接合且电致动器(例如电动马达)没有接收电源时对阀的流体流动控制构件提供阀座载荷。例如,偏置元件可实现为一个或多个弹簧,其在流体流动控制构件与阀座密封接合(例如关闭位置)且电源无法对电致动器的电动机提供电源时,。

16、对可操作地耦接至电致动器的流体流动控制构件(例如阀塞)提供阀座载荷。0015 相反,某些已知的电致动器使用偏置元件、离合器和致动系统的复杂组合,以在电致动器处于防故障状态时提供足够的阀座载荷。换言之,已知的电致动器可包括偏置元件,用以在例如电源故障时使阀的流动控制构件移动至关闭位置。因此,若发生电源故障时流体阀处于打开位置,则偏置元件使流体流动控制构件移动至关闭位置。但是,上述已知的致动器经常包括复杂的组件。另外地,具有防故障装置的某些已知的致动系统通常包括可使防故障装置运行的离合器式齿轮变速箱。换言之,驱动组件通常必须可操作地与例如齿轮传动器解耦,以使防故障装置能够运行。但是,离合器式齿轮变。

17、速箱相对昂贵,不易操作,增大了阀和致动器组件的外壳尺寸,且在致动器中涉及复杂的组件。另外地,在某些应用中,可能不需要和/或不希望有这样的防故障装置,由此会不必要地增加控制阀组件的成本。0016 图1示出在此描述的示例性控制阀组件100。控制阀组件100包括电致动器102,其经由耦接组件106可操作地耦接至流体阀104。流体阀104包括阀体108,其在入口112与出口114之间限定流体流动通道110。流体流动控制构件116(例如阀塞)设置在流体流动通道110内,并包括接合面118,其与阀座120密封接合,以控制在入口112与出口114之间经由端口区域或孔口122的流体流动。阀杆124在第一端12。

18、6处耦接(例如螺纹耦接)至流体流动控制构件116,且在第二端128处经由耦接组件106可操作地耦接至电致动器102。阀帽130耦接至阀体108,且包括孔腔132,以可滑动地接收阀杆124。阀帽130容纳阀填充组件134,该阀填充组件134提供密封,以对抗流过流体阀104的工艺流的压力,从而防止流过阀杆124的工艺流的泄漏和/或保护环境以免危险或污染流体扩散。0017 在本实施例中,电致动器102具有电动机136,其可经由例如紧固件140和/或其说 明 书CN 102656395 A3/7页6它任何合适的紧固装置耦接至电致动器102的壳体138。电动机136可以是任何的电动机,诸如交流(AC)电。

19、动机、直流(DC)电动机、变频电动机、步进电动机、伺服电动机或任何其它合适的电动机或驱动构件。0018 电动机136可操作地耦接至驱动系统142。驱动系统142包括驱动构件或输出轴144,其经由设置在电致动器102的壳体138内的传动器(未图示)(例如齿轮传动器)可操作地耦接至电动机136。如图所示,输出轴144是螺栓。但是,在其它实施例中,输出轴144可以是齿轮系统、滚珠丝杠系统、导螺杆系统和/或任何其它合适的传动系统,以将电动机136的转动转换为阀杆124的直线运动。0019 虽未图示,但传动器可以是具有正齿轮、行星齿轮的齿轮传动器或齿轮箱,或是任何其它合适的传动器。传动器可构造成使电动机。

20、136产生的转矩放大,并将该放大后的转矩传送至输出轴144。传送至输出轴144的放大后的转矩可使流动控制构件116以更大的力与阀座120接合,进而提供与阀座120更紧的密封接合,以在流动控制构件116与阀座120密封接合且有电源提供至电动机136时防止流体流过阀体108。此外,通过配置成放大电动机136产生的转矩的传动器,可以使用相对较小尺寸的电动机136对流动控制构件116进行驱动。例如,由传动器提供的转矩放大量能够根据齿轮的尺寸(例如直径、齿轮齿数等)变化。在其它实施例中,电动机136可直接耦接至输出轴144或阀杆124的第二端128。在这种直接驱动的构造中,电动机136直接驱动输出轴14。

21、4或阀杆124,而不需要任何诸如传动件之类的中间机构或器件。0020 如图2所示,耦接组件106包括壳体202、可滑动地耦接至该壳体202的驱动耦接器或驱动构件204以及偏置元件206。壳体202具有主体207(例如圆筒状主体、长方形主体等),其在壳体202的第一端210和壳体202的与第一端210相反的第二端212之间具有孔口或开口208。如图所示,靠近第一端210的开口208的直径比靠近第二端212的开口208的直径小,以提供台阶形表面或肩部214(例如与壳体202一体形成)。在其它实施例中,凸缘(未图示)可耦接至壳体202,以提供台阶形表面或肩部214。此外,如图所示,靠近第二端212的。

22、开口208包括螺纹部216,其可螺纹地接收插入件218(例如紧固件、螺母等)。插入件218包括主体部220,其具有内螺纹孔口和外螺纹外部224,其中,上述内螺纹孔口用于接收阀杆124的螺纹部222。外螺纹外部224经由开口208的螺纹部216将插入件218螺纹耦接至壳体202,由此将阀杆124耦接至壳体202。0021 但是,在其它实施例中,壳体202可构造成接收阀杆124的螺纹部222。在另外的实施例中,插入件218可经由紧固件(例如螺栓、铆钉、销等)、过盈配合、压合配合和/或任何其它合适的紧固装置紧固至壳体202(例如壳体202的第二端212)。0022 驱动构件204包括主体部226(例。

23、如圆筒状主体部)和凸缘部228。主体部226包括螺纹孔230,用以可螺纹地接收输出轴144的螺纹部232。凸缘部228设置或捕获在壳体202的开口208内,位于偏置元件206与壳体202的肩部214之间。凸缘部228对驱动构件204进行保持,以将驱动构件204可操作地耦接至壳体202。0023 偏置元件206设置在壳体202内,位于插入构件218(或阀杆)与驱动构件204的凸缘部228之间。在本实施例中,偏置元件206包括一叠蝶形弹簧。通常来说,蝶形弹簧可提供相对较高的载荷,该载荷与作用在蝶形弹簧上的行程或变形相关。因此,其结果是,示例性耦接组件106可构造成具有相对较小的尺寸,因而减小了控制。

24、阀组件100的整体外壳说 明 书CN 102656395 A4/7页7或尺寸。在其它实施例中,偏置元件206可以是螺旋弹簧、弹簧垫圈和/或任何其它合适的偏置元件。0024 在其它实施例中,偏置元件206可以设置壳体202内,位于凸缘228与肩部214之间。在其它实施例中,偏置元件(例如弹簧)可设置在壳体138的一端234与驱动构件204之间。在其它实施例中,耦接组件106和/或偏置元件206可构造成朝与图2所示的示例性耦接组件106中提供的阀座载荷的方向相反的方向提供阀座载荷。这种构造可使耦接组件106用于具有流体控制构件和阀座的流体阀,该流体阀在构造上与图1所示的相反(例如推开式流体阀)。0。

25、025 参照图3,流体阀104被示出为在打开位置300上,并且耦接组件106的偏置元件206处于第一或实质没有挠曲的状态302。图4示出了位于关闭位置400的流体阀,但示出耦接组件106的偏置元件206处于实质没有挠曲的状态402。图5示出了位于关闭位置500的流体阀,其示出偏置元件206处于实质挠曲的状态502,以对流动控制构件116提供阀座载荷504。0026 参照图3至图5,在操作中,如图3所示,电动机136在围绕轴306的第一方向304上(例如,顺时针方向)驱动或转动输出轴144,以使流体阀104朝打开位置300移动,或如图4和图5所示,在围绕轴306的与第一方向304相反的第二方向4。

26、04上(例如,逆时针方向)驱动或转动输出轴144,以使流体阀104朝关闭位置400和500移动。0027 为了使流体阀104朝打开位置300移动,将电源提供至电动机136。传动器(未图示)可使输出轴144绕轴306朝第一方向304(例如顺时针方向)转动。输出轴144朝第一方向304的转动使得耦接组件106以沿着轴306直线运动的方式朝远离流体阀104的方向移动。更具体地,在输出轴144朝第一方向304转动时,输出轴144的螺纹部232在驱动构件204的螺纹孔230内转动,从而使驱动构件204朝沿轴306的方向直线移动,以使凸缘部228与壳体202的肩部214接合。驱动构件204的凸缘部228与。

27、壳体202的肩部214接合,以使壳体202朝远离流体阀104的直线方向移动。接着,壳体202使得流动控制构件116朝远离阀座120的方向移动,以允许或增加流过入口112与出口114之间的流体流动通道110的流体流动。0028 为了使流体阀104朝如图4所示的关闭位置400移动,对电动机136提供电源,以使输出轴114经由传动器朝第二方向404(例如逆时针方向)转动。输出轴144朝第二方向404的转动使得耦接组件106沿着轴306朝阀体108的方向直线移动。更具体地,输出轴144的螺纹部232在驱动构件204的螺纹孔230内转动,以使驱动构件204在沿轴306的方向直线移动。接着,耦接组件106。

28、使流动控制构件116朝阀座120移动,以限制或防止在入口112与出口114之间的流体流动。0029 在驱动构件204朝流体阀104移动时,偏置元件206提供偏置力,并处于实质没有挠曲的状态402。由偏置元件206提供的偏置力使得驱动构件204能够将壳体202沿直线方向朝向流体阀104移动。另外地,由偏置元件206提供的偏置力实质减少或消除可能发生在驱动构件204、壳体202、阀杆124等之间的空转。换言之,当耦接组件106在图3所示的位置与图4所示的位置之间移动时,由偏置元件206提供的偏置力可使耦接组件106作为实质一体结构移动。当然,在其它实施例中,偏置元件206可构造成在驱动构件204使。

29、壳体202朝阀体108移动之前挠曲,其也可实质减少或防止在壳体202、驱动构件204、阀杆124说 明 书CN 102656395 A5/7页8或控制阀组件100的其它任何组件之间的空转。0030 在阀102处于关闭位置400时,流体流动控制构件116的接合面118与阀座120密封接合,以防止流过阀102的流体流动。在此位置上,由于阀杆124经由插入件218刚性耦接至壳体202,且流体流动控制构件116与阀座120接合(例如行程或冲程位置的一端),因此,壳体202不再进一步朝阀座120移动。但是,由于驱动构件204可滑动地耦接至壳体202,因此,电动机136继续沿直线方向朝向阀座120驱动驱动。

30、构件204,以使偏置构件206如图5所示挠曲或压缩。换言之,壳体202保持在图4所示的位置上,驱动构件204的凸缘部228可朝远离壳体202的肩部214的直线方向移动,以使偏置元件206如图5所示偏置或压缩。0031 在如图5所示位于关闭位置500时,在对电动机136提供电源时,电动机136对流体流动控制构件116提供阀座载荷。但是,在从电动机136撤除电源时,流动控制构件116可能缺乏足够的或充足的阀座载荷,以与阀座120密封接合。尽管电动机136和/或传动器的反向驱动阻力保持驱动构件204的位置或防止驱动构件204的直线运动,但是,当电源从电动机136撤除时,电动机136和/或传动器的反向。

31、驱动阻力可能不够保持或提供阀座载荷至流动控制构件116。在流动控制构件116与阀座120密封接合时,足够的或充足的阀座载荷可防止流过孔口122的流体泄漏。换言之,足够的或充足的阀座载荷保持流体流动控制构件116与阀座120密封接合,以实质防止流过流体阀104的通道210的流体流动。若缺少这种阀座载荷,即便在流体流动控制构件116的密封面118与阀座120接合时,流体也可能会流过孔口122泄漏。0032 若在流动控制构件116与阀座120密封接合的同时从电动机136撤除电源,则耦接组件106提供机械阀座载荷504,以维持或保持流体流动控制构件116与阀座120密封接合。例如,可能需要将流体阀10。

32、4保持或维持在关闭位置400上,以防止在紧急情况、电源故障时、或是在撤除或关闭了对电致动器102(例如电动机136)提供的电源供应时的溢出(例如化学溢出)。否则,例如在停电时无法对流体流动控制构件116提供足够的或充足的阀座载荷,可能导致流体流过在入口112与出口114之间的阀104的孔口122。例如,在入口112处的加压流体的压力可能对流体流动控制构件116提供力(例如在图5定向中沿朝阀帽130的方向),从而可使流体流动控制构件116的密封面118朝远离阀座120的方向移动,且允许流体向出口114流动或泄漏。0033 因此,在流体阀104处于关闭位置500且从电致动器102撤除电源时,示例性。

33、耦接组件106对流体流动控制构件116提供电源载荷504,以防止流过流体流动通道110的流体流动。具体来说,耦接组件106提供无期限时间的电源载荷。另外地或替代地,耦接组件106在不消耗电力的情况下(即以基本零电力消耗)提供电源载荷(例如电源载荷504)。因此,在某些实施例中,在阀104位于关闭位置500时,可撤除对电动机136的电源以节约能源,从而提高电致动器102的性能和/或效率。0034 另外地,由于耦接组件106不需要离合器机构、偏置元件的复杂组合和/或致动系统来在撤除对电致动器102的电源时提供电源载荷,示例的电致动器102降低了控制阀组件100的制造成本且简化了其维护。0035 虽。

34、未图示,但示例性耦接组件106可以与具有防故障机构的控制阀组件一起实施。例如,示例性控制阀组件100可以与偏置元件或系统一起实施,其使得流动控制构件说 明 书CN 102656395 A6/7页9116在例如电源故障时或在没有对电动机136提供电源时移动至图4的关闭位置400。这种防故障机构可以经由例如离合器机构实施。0036 示例性电致动器102可用于实施其它类型的阀或控制阀。例如,图6A至图6C示出了具有耦接至转动阀602的图1至图5的示例性电致动器102的示例性控制阀组件600。转动阀602包括具有圆盘或流动控制构件606的阀体604,该圆盘或流动控制构件606介于入口610与出口612。

35、之间的流体流路608中。流动控制构件606经由阀轴614可相对于阀体604转动地耦接至阀体604。阀轴614的一部分616(例如花键端)从转动阀602延伸,并被杠杆618所接收。杠杆618转而可操作地将电致动器102的驱动构件204与流动控制构件606耦接。杆端轴承620耦接(例如螺纹耦接)至阀杆124的第一端126(图1A),并经由紧固件624耦接至杠杆618的杠杆臂622,以可操作地将杠杆618与驱动构件204耦接。杠杆618将驱动构件204的直线位移转换为阀轴614的转动位移。0037 在操作中,电动机136在围绕轴线628的第一方向626(例如,顺时针方向)转动输出轴144。输出轴14。

36、4在第一方向626的转动使得耦接组件106以直线运动630的方式沿轴线628移动。更具体地,在输出轴144朝第一方向626转动时,输出轴144的螺纹部232在驱动构件204的螺纹孔230内转动,从而使驱动构件204朝沿轴线628的第一方向630直线移动,以使凸缘部228与壳体202的肩部214接合。驱动构件204的凸缘部228与壳体202的肩部214接合,以使壳体202朝第一直线方向630移动。接着,驱动构件204使得杠杆618绕轴线634朝第一方向632转动。阀轴614绕轴线634朝第一方向632的转动使得流动控制构件606朝远离密封面636(例如打开位置)转动,以允许在入口610与出口61。

37、2之间流过阀体604的流体流动。0038 在电动机136使输出轴144绕轴线628朝第二方向638(例如逆时针方向)转动时,输出轴144的螺纹部232在驱动构件204的螺纹孔230内转动,以使驱动构件204朝第二直线方向640移动。在驱动构件204朝第二直线方向640移动时,耦接组件106使得杠杆614绕轴线634朝第二方向642转动。阀轴614绕轴线634朝第二方向642的转动使得流动控制构件606朝密封面636(例如关闭位置)转动,以防止或限制在入口610与出口612之间流过阀体604的流体流动。在处于关闭位置时,电动机136继续使输出轴144朝第二方向638转动。但是,在流动控制构件60。

38、6与密封面636密封接合时,壳体202无法朝第二直线方向640进一步移动(即壳体达到冲程位置的一端)。其结果是,电动机136继续使输出轴144相对于驱动构件204朝第二方向638转动,并使得驱动构件204朝向沿轴线628并朝向偏置构件206的第二直线方向640移动,以压缩耦接组件106的偏置元件206或使其挠曲。换言之,在该例子中,在流动控制构件606与密封面636密封接合且电动机136继续朝第二直线方向640对驱动构件204进行驱动时,驱动构件204的肩部228朝远离壳体202的肩部214的方向移动,以对偏置元件206进行压缩,并对流动控制构件606提供阀座载荷。0039 尽管传动器和/或电。

39、动机136的反向驱动阻力在撤除对电动机136的电源时防止杠杆618绕轴线634朝第一方向632转动,传动器和/或电动机136的反向驱动阻力可能无法提供足够的或充足的阀座载荷,以在转动阀602位于关闭位置时防止流过通道608的流体泄漏。例如,若对流动控制构件606提供不充分的阀座载荷,则入口610处的流体压力可能导致在流动控制构件606与密封面636之间的流体泄漏。但是,在偏置元件206处于说 明 书CN 102656395 A7/7页10挠曲或压缩的状态下,偏置元件206施加力,以提供足够的或充足的机械阀座载荷,以在从电动机136撤除电源且流动控制构件606与密封面636密封接合时,维持或保持流体流动控制构件606与密封面636密封接合。换言之,例如,若偏置元件206被挠曲或被压缩,偏置元件206提供力,在流体流动控制构件606与密封面636密封接合且撤除对电动机136的电源时,上述力实质限制或防止入口610处的高压流体在流动控制构件606与密封面636之间泄露并流过通道608。0040 尽管在此描述了某些示例性装置,但本发明的覆盖范围不局限于此。相反,本发明覆盖字面上或等同原则下落入所附的权利要求书的范围中的所有装置和制造品。说 明 书CN 102656395 A10。

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