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1、(10)申请公布号 CN 103185168 A (43)申请公布日 2013.07.03 CN 103185168 A *CN103185168A* (21)申请号 201210599050.7 (22)申请日 2012.12.21 61/581,492 2011.12.29 US F16K 31/122(2006.01) F16K 31/02(2006.01) F16K 1/00(2006.01) (71)申请人 泰思康公司 地址 美国明尼苏达州 (72)发明人 EJ伯吉特 BJ塔特 (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 用于流体阀的故。
2、障安全防护装置 (57) 摘要 在本文中公开了一种用于流体阀的故障安全 防护装置。示例故障安全防护装置包括第一活 塞， 相对于第一活塞可移动地耦接的第二活塞， 和 在第一和第二活塞之间用于容纳控制流体的流体 室。当控制流体被提供在流体室中时该控制流体 可操作地耦接第一和第二活塞。当从流体室移去 控制流体的至少一些时第一活塞可操作地与第二 活塞去耦。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 6 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6页 (10)申请公布号 CN 103185168 A CN 。
3、103185168 A *CN103185168A* 1/2 页 2 1. 一种用于流体阀的装置， 其包括 ： 第一活塞 ； 相对于所述第一活塞可移动地耦接的第二活塞 ； 和 限定在所述第一和第二活塞之间以容纳控制流体的流体室， 当控制流体被提供在所述 流体室中时控制流体可操作地耦接所述第一和第二活塞， 当从所述流体室移去所述控制流 体的至少一些时所述第一活塞可操作地与所述第二活塞去耦。 2. 根据权利要求 1 所述的装置， 其中， 所述第一活塞包括形成在所述第一活塞的第一 表面中的第一开口。 3. 根据权利要求 2 所述的装置， 还包括从所述第一活塞的第二表面突出的第一杆， 所 述第一表面与。
4、所述第二表面相反。 4. 根据权利要求 2 所述的装置， 其中， 所述第一开口用于容纳电子流动控制器的驱动 杆。 5. 根据权利要求 4 所述的装置， 其中， 所述第一开口具有第一肩， 以接合所述驱动杆的 第一凸缘部分。 6. 根据权利要求 3 所述的装置， 其中， 所述第二活塞包括形成在所述第二活塞的第三 表面中的第二开口。 7. 根据权利要求 6 所述的装置， 还包括从所述第二活塞的第四表面突出的第二杆， 所 述第三表面与所述第四表面相反。 8. 根据权利要求 6 所述的装置， 其中， 所述流体室形成在相应的第一和第二活塞的所 述第二和第三表面之间。 9. 根据权利要求 6 所述的装置， 。
5、其中， 所述第一活塞的所述第一杆经由所述第二开口 被耦接到所述第二活塞。 10. 根据权利要求 6 所述的装置， 其中， 所述第一活塞的所述第一杆包括第二凸缘部 分， 以当所述第一活塞耦接到所述第二活塞时接合形成在所述第二活塞的所述第二开口中 的第二肩。 11. 根据权利要求 1 所述的装置， 其中， 所述第一活塞被耦接到电子流动控制器， 并且 所述第二活塞被耦接到流动控制构件。 12. 根据权利要求 1 所述的装置， 还包括偏置元件， 以当从所述室移去所述控制流体的 至少一些时独立于所述第一活塞地移动所述第二活塞。 13. 根据权利要求 1 所述的装置， 还包括与所述室流体连通的流体口。 1。
6、4. 根据权利要求 13 所述的装置， 其中， 所述流体口包括实质上垂直于所述第一活塞 的纵向轴线的轴线。 15. 根据权利要求 13 所述的装置， 其中， 所述流体口形成在所述流体阀的阀帽中。 16. 一种用于流体阀的装置， 其包括 ： 被定位在流体阀的阀帽中的活塞组件， 在向电子控制器提供电源时， 所述活塞组件选 择性地耦接所述电子控制器和流动控制构件， 以控制流过所述流体阀的流体流动， 当没有 向所述电子控制器提供电源时， 所述活塞组件可操作地去耦所述电子控制器和所述流动控 制构件， 所述活塞组件包括 ： 第一活塞 ； 和 权 利 要 求 书 CN 103185168 A 2 2/2 页。
7、 3 可滑动地耦接至所述第一活塞的第二活塞， 在向所述电子控制器提供电源时， 所述第 一活塞和第二活塞作为整体活塞一起移动， 而没有向所述电子控制器提供电源时， 所述第 二活塞相对于所述第一活塞移动。 17. 根据权利要求 16 所述的装置， 还包括形成在所述第一活塞和所述第二活塞之间的 流体室， 所述流体室容纳控制流体， 以在向所述电子控制器提供电源时， 可操作地耦接所述 第一和第二活塞， 当没有向所述电子控制器提供电源时， 从所述室移去所述控制流体以可 操作地去耦所述第一和第二活塞， 来使得所述第一活塞能够相对于所述第二活塞移动。 18. 根据权利要求 16 所述的装置， 其中， 所述第一。
8、活塞包括可滑动地耦接所述第一和 第二活塞的杆。 19. 一种用于流体阀的装置， 其包括 ： 第一装置， 用于移动流体阀的流动控制构件， 所述第一装置用于移动所述流动控制构 件以耦接所述流动控制构件和电子控制器 ； 第二装置， 用于独立于所述用于移动流动控制构件的第一装置而移动所述流体阀的所 述流动控制构件 ； 和 在向所述电子控制器提供电源时， 用于选择性地耦接所述用于移动流动控制构件的第 一装置和所述电子控制器的装置， 以及在所述电子控制器失去电源时， 用于选择性地去耦 所述用于移动的第一装置和所述电子控制器的装置， 其中当所述用于移动的第一装置可操 作地与所述电子控制器去耦时， 所述用于移。
9、动流动控制构件的第二装置操作所述流动控制 构件。 20. 根据权利要求 19 所述的装置， 还包括当所述用于移动的第一装置可操作地与所述 用于移动的第二装置去耦时用于偏置所述用于移动流动控制构件的第二装置的装置。 权 利 要 求 书 CN 103185168 A 3 1/7 页 4 用于流体阀的故障安全防护装置 技术领域 0001 本专利大体上涉及流体阀， 更特别地， 涉及用于流体阀的故障安全防护装置。 背景技术 0002 过程控制系统使用各种现场设备以控制和 / 或监测过程参数。现场设备， 比如气 控开关阀， 应用控制流体使流动控制构件相对于孔口在允许流体流过阀的打开位置和限制 或防止流体流。
10、过阀的闭合位置之间移动。然而， 这种气控开关阀缺少对流过阀的流体的精 确控制。 0003 为了精确地控制通过阀的流体流动， 阀通常应用电子控制器或致动器来相对于孔 口而致动或移动流动控制构件。然而， 在故障状态期间 ( 例如， 当电子控制器的电源发生故 障时 )， 电子控制器典型地在其最后的控制位置处发生故障 ( 即， 保留在该位置处 )。因此， 应用电子控制器或致动器的阀通常在阀的上游具有故障安全防护系统， 其在故障状态期间 起作用以防止流体流过阀。 然而， 这种故障安全防护系统增加了复杂性、 成本并且占用了额 外的空间。 发明内容 0004 依据本发明提出了一种用于流体阀的装置， 其包括 。
11、： 第一活塞 ； 相对于所述第一 活塞可移动地耦接的第二活塞 ； 和限定在所述第一和第二活塞之间以容纳控制流体的流体 室， 当控制流体被提供在所述流体室中时控制流体可操作地耦接所述第一和第二活塞， 当 从所述流体室移去所述控制流体的至少一些时所述第一活塞可操作地与所述第二活塞去 耦。 0005 依据本发明提出了一种用于流体阀的装置， 其包括 ： 被定位在流体阀的阀帽中的 活塞组件， 在向电子控制器提供电源时， 所述活塞组件选择性地耦接所述电子控制器和流 动控制构件， 以控制流过所述流体阀的流体流动， 当没有向所述电子控制器提供电源时， 所 述活塞组件可操作地去耦所述电子控制器和所述流动控制构件。
12、， 所述活塞组件包括 ： 第一 活塞 ； 和可滑动地耦接至所述第一活塞的第二活塞， 在向所述电子控制器提供电源时， 所述 第一活塞和第二活塞作为整体活塞一起移动， 而没有向所述电子控制器提供电源时， 所述 第二活塞相对于所述第一活塞移动。 0006 依据本发明提出了一种用于流体阀的装置， 其包括 ： 第一装置， 用于移动流体阀 的流动控制构件， 所述第一装置用于移动所述流动控制构件以耦接所述流动控制构件和电 子控制器 ； 第二装置， 用于独立于所述用于移动流动控制构件的第一装置而移动所述流体 阀的所述流动控制构件 ； 和在向所述电子控制器提供电源时， 用于选择性地耦接所述用于 移动流动控制构件。
13、的第一装置和所述电子控制器的装置， 以及在所述电子控制器失去电源 时， 用于选择性地去耦所述用于移动的第一装置和所述电子控制器的装置， 其中当所述用 于移动的第一装置可操作地与所述电子控制器去耦时， 所述用于移动流动控制构件的第二 装置操作所述流动控制构件。 说 明 书 CN 103185168 A 4 2/7 页 5 附图说明 0007 图 1 是公知的流体阀的横截面图。 0008 图 2 是另一个公知的流体阀的横截面图。 0009 图 3 是在本文中所公开的图示在第一位置中的示例控制阀的横截面图。 0010 图 4 是图示在第二位置中的图 3 的示例流体阀的横截面图图。 0011 图 5 。
14、是图示在故障位置中的图 3 和 4 的示例流体阀的横截面图。 0012 图 6 是图示在故障位置中的图 3-5 的示例流体阀的另一个横截面图。 具体实施方式 0013 在本文中所公开的示例阀装置或组件应用电子流动控制器来精确地控制通过阀 装置的流体流动。 另外， 在本文中所公开的示例阀装置包括故障安全防护装置， 以在电子流 动控制器失去电源时提供故障安全防护状态。更特别地， 示例故障安全防护装置与阀装置 集成在一起。 因此， 不像某些公知的气控阀装置， 本文中所公开的示例阀装置不需要在阀装 置上游的辅助阀以提供故障安全防护机构。 0014 在本文中所公开的示例故障安全防护装置应用连接器或活塞组。
15、件， 其具有第一部 分或活塞， 该第一部分或活塞可移动或可滑动地耦接到第二部分或活塞。 另外， 活塞组件在 活塞组件的第一和第二部分之间形成室。 活塞组件的第一部分可被操作地耦接到电子致动 器， 并且活塞组件的第二部分可被耦接到流体阀的流动控制构件上。在本文中所公开的示 例阀装置应用控制流体 ( 例如， 空气， 液压油等等 ) 来可操作地和 / 或选择性地耦接和去耦 流动控制装置和电子流动控制器或致动器。 0015 更特别地， 控制流体可操作地和 / 或选择性地耦接活塞组件的第一和第二部分。 特别地， 当用控制流体加压该室时， 控制流体将力施加到第一和第二部分以摩擦地耦接该 第一和第二部分。 。
16、然而， 当控制流体的至少一些被排出或移去时(例如， 当故障状态期间)， 活塞的第一部分与活塞的第二部分可操作地去耦。因此， 活塞的被可操作地耦接到流动控 制构件的第二部分与电子流动控制器可操作地去耦。 转而， 故障安全防护装置、 致动器或偏 置元件独立于活塞组件的第一部分而操作活塞组件的第二部分。换句话说， 故障安全防护 装置在故障状态期间替代电子致动器来操作流体阀的流动控制元件。 0016 在讨论本文中所描述的示例阀装置之前， 在图 1 中提供了公知的流体阀 100 的简 要描述。在操作中， 经由输入口 104 在压力室 102 中提供控制压强或流体 ( 例如， 空气 )。 控制流体将力施加。
17、到活塞或致动器 106 上， 以使活塞 106 朝着偏置构件 108 移动。转而， 耦 接到活塞 106 的阀塞 110 移动离开阀座 112 到完全打开或最大流速的位置， 以允许流体流 过在入口 116 和出口 118 之间的通道 114。当控制流体从压力室 102 被排出或移去时， 偏置 元件108使活塞106朝着压力室102移动以引起阀塞110接合阀座112， 来限制或防止流体 流过通道 114( 例如， 闭合位置 )。因此， 图 1 的流体阀 100 提供开 / 关流体流动控制。 0017 为了提供精确或准确的流体流动控制， 某些公知的控制阀应用电子致动器或马 达。例如， 图 2 图解。
18、了用电子致动器 202 来实施的示例流体阀 200。电子致动器 202 经由杆 206可操作地耦接到活塞204， 并且活塞204经由杆210被耦接到阀塞208上。 在操作期间， 电子致动器 202 移动活塞 204， 并且因此相对于阀座 212 在完全打开位置、 完全闭合位置和 说 明 书 CN 103185168 A 5 3/7 页 6 / 或在完全打开位置和完全闭合位置之间的任何中间位置之间移动阀塞 208。然而， 在故障 状态期间 ( 例如， 当电源没有被提供到电子致动器 202 上时 )， 阀塞 208 保持在最后的控制 位置。例如， 在故障状态期间， 流体阀 200 会保持在打开位置。
19、或在完全闭合位置和完全打开 位置之间的中间位置中。为了提供故障安全防护状态， 阀 200 应用故障安全防护系统 214。 故障安全防护系统214典型地包括设置在流体阀200的入口218上游的辅助阀216， 以在故 障状态期间防止流体流到流体阀 200。然而， 这种示例故障安全防护系统 214 增加了成本 ( 例如， 制造和安装成本 )， 复杂性并且提供了相对大的尺寸外壳。 0018 图3图解了根据本发明的教义的示例控制阀300， 其包括与故障安全防护系统304 一起实现的流动控制组件或致动器连接器组件 302。图 3 的控制阀 300 包括经由阀帽 310 被可操作地耦接到流体阀 308 的电。
20、子流动控制器或电子致动器 306。流体阀 308 包括阀体 312， 其限定在入口 316 和出口 318 之间的流体流动通道 314。流动控制构件 320( 例如， 阀 塞或提升阀 ) 被设置在流体流动通道 314 中， 并且包括座表面 322。流动控制构件 320 相对 于阀座324在完全打开位置326、 完全闭合位置和/或在完全闭合位置和完全打开位置(如 图 3 中所示 ) 之间的中间位置之间移动， 以控制通过限定在入口 316 和出口 318 之间的口 区域或孔口 328 的流体流动。 0019 所图解示例的电子致动器306经由驱动轴或杆330被可操作地耦接到流动控制构 件 320。所。
21、图解示例的电子致动器 306 包括电机 332， 其经由驱动系统或传动系统 334 驱动 杆 330。电机 332 可以是任何电机， 比如， 例如交流 (AC) 电机、 直流 (DC) 电机、 变频电机、 步进电机、 伺服电机或任何其他适当的电机或驱动构件。驱动系统 334 可以包括多个齿轮 ( 例如， 正齿轮 )， 行星齿轮系统， 或任何其他适当的齿轮和 / 或变速器以将电机 332 的旋转 运动转化成杆 330 的直线运动。 0020 在所图解的示例中， 致动器连接器组件 302 可操作地和 / 或选择性地耦接电子致 动器 306( 例如， 杆 330) 和流动控制构件 320。如图 3 。
22、中所示， 致动器连接器组件 302 被设 置在阀帽 310 的腔 336 中。图 3 的示例致动器连接器组件 302 包括活塞组件 340。特别地， 所图解示例的活塞组件 340 包括第一部分或活塞 342， 其可移动地和 / 或可滑动地耦接到 第二部分或活塞 344。特别地， 第一活塞 342 被可操作地和 / 或选择性地耦接到第二活塞 344， 以防止第二活塞 344 相对于第一活塞 342 的运动。为了可操作地和 / 或选择性地耦接 第一和第二活塞 342 和 344， 在第一和第二活塞 342 和 344 之间形成或提供流体室 346。更 特别地， 当第二活塞 344 相对于第一活塞 。
23、342 滑动时， 在第一和第二活塞 342 和 344 之间的 流体室 346 的容积变化 ( 例如， 增加或减少 )。第一活塞 342 包括第一密封件 348a( 例如， O 形环 )， 并且第二活塞 344 包括第二密封件 348b( 例如， O 形环 )， 以在阀帽 310 的流体室 346 和腔 336 之间提供紧密密封。所图解示例的阀帽 310 包括与流体室 346 流体连通的流 体口 350。特别地， 流体口 350 的中心轴线 350a 基本上垂直于第一活塞 342 和 / 或第二活 塞 344 的纵向或中心轴线 352。在其他示例中， 流体口 350 能够在相对于纵向轴线 35。
24、2 的非 垂直角度处和 / 或处于任何其他的位置或定向。阀帽 310 中的流体口 350 和开口 350b 提 供到流体室 346 的流体流路。 0021 所图解示例的第一活塞 342 包括形成在第一活塞 342 的第一表面或面 356 中的开 口或孔 354 和从第一活塞 342 的第二表面或面 360 突出的杆 358。在所图解的示例中， 第一 表面 356 与第二表面 360 相反。更特别地， 第一活塞 342 的第一表面 356 定向在面向杆 330 说 明 书 CN 103185168 A 6 4/7 页 7 的方向上， 并且第一活塞 342 的第二表面 360 与流体室 346 流。
25、体连通。第一活塞 342 的开 口 354 容纳或耦接电子致动器 306 的杆 330 和活塞组件 340。如在图 3 中所示的， 开口 354 形成肩、 凸缘或突起 362 以接合 ( 例如， 摩擦接合 ) 杆 330 的凸缘或阶梯状部分 364。特别 地， 开口 354 的肩 362 沿着开口 354 的周长的一部分延伸。进一步， 凸缘部分 364 和 / 或环 状槽或通道 368 可以沿着杆 330 的周长的一部分延伸。为了使得能够耦接杆 330 和第一活 塞 342 的开口 354， 第一活塞 342 的第一表面 356 包括狭槽或键状开口 366， 以使得杆 330 的凸缘部分 36。
26、4 在不干涉肩 362 的情形下能够被设置在开口 354 中。 0022 杆330包括槽或环状通道368以容纳开口354的肩362， 来耦接杆330和第一活塞 342。 换句话说， 环状槽368通过相对紧的配合连接而捕获开口354的肩362， 以减少或消除 在第一活塞 342 和杆 330 之间的在沿着轴线 352 的方向上的轴向间隙。在其他示例中， 杆 330可以经由螺纹连接、 紧固件、 销和/或任何其他适当的紧固机构被耦接到第一活塞342。 在组装期间， 杆 330 可以首先被放置在键状开口 366 中并且在基本上垂直于第一活塞 342 的轴线 352 的方向上滑动， 直到肩 362 接合。
27、环状槽 368 为止。 0023 所图解示例的第二活塞 344 包括形成在第二活塞 344 的第一表面或面 372 中的开 口或孔 370 和从第二活塞 344 的第二表面或面 376 突出的杆 374。在所图解的示例中， 第 二活塞 344 的第一表面 372 与第二表面 376 相反， 以致第二活塞 344 的第一表面 372 与流 体室 346 流体连通， 并且第二活塞 344 的第二表面 376 定向在面向流动控制构件 320 的方 向上。第一活塞 342 的杆 358 经由开口 370 被耦接至第二活塞 344。特别地， 第一活塞 342 的杆 358 包括凸缘、 唇状物或突出构件 。
28、378 以当第一活塞 342 耦接到第二活塞 344 时接合 形成在第二活塞 344 的开口 370 中的唇状物或肩 380。第二活塞 344 的第一表面 372 包括 狭槽或键状开口382， 以使得第一活塞342的杆358的凸缘378能够在不干涉开口370的肩 380 的情形下被设置在第二活塞 344 的开口 370 中。狭槽或键状开口 382 可以沿着第一表 面 372 的一部分延伸和 / 或肩可以沿着开口 370 的圆周的一部分延伸。 0024 第一活塞 342 的杆 358 包括槽或环状通道 384( 例如， 伸长的槽或通道 ) 以容纳或 可滑动地接合第二活塞 344 的开口 370 。
29、的肩 380。特别地， 第二活塞 344 的开口 370 的肩 380 沿着环状通道 384 移动， 以使得当第二活塞 344 可操作地与第一活塞 342 去耦时， 第二 活塞 344 能够相对于第一活塞 342 在平行于轴线 352 的方向上移动， 如将在下面更详细描 述的。 在所图解的示例中， 第二活塞344的环状通道384的长度或高度和/或开口370的深 度至少等于电子致动器 306 的完整行程长度， 以使得当第二活塞 344 可操作地与第一活塞 342 去耦时第二活塞 344 能够相对于第一活塞 342 从完全打开位置移动到完全闭合位置。 0025 第二活塞 344 的杆 374 被耦。
30、接 ( 例如， 螺纹耦接 ) 到流动控制构件 320 上。因此， 如在图 3 中所示的， 第一活塞 342 经由杆 330 被耦接到电子致动器 306， 并且第二活塞 344 经由杆 386 被耦接到流动控制构件 320。致动器连接器组件 302 包括偏置元件 388 以当第 一活塞 342 可操作地与第二活塞 344 去耦时 ( 例如， 在故障状态期间 ) 独立地相对于第一 活塞 342 移动第二活塞 344。偏置元件 388 被设置在第二活塞 344 的第二表面 376 和弹簧 座390(例如， 阀导向件或阀内件)之间。 当第一活塞342可操作地耦接到第二活塞344时， 偏置元件 388 。
31、朝着第一活塞 342 偏置第二活塞 344， 但是不会干涉电子致动器 306 的操作。 0026 换句话说， 当流体室346容纳加压控制流体时， 通过偏置元件388施加到第二活塞 344的面376上的力小于由控制流体提供到第二活塞344的第一面372上的力， 因此其不足 说 明 书 CN 103185168 A 7 5/7 页 8 以克服由控制流体施加到第二活塞 344 的面 372 上的力。因此， 第二活塞 344 不会相对于 第一活塞 342 而移动。因此， 当电子致动器 306 克服由偏置元件 388 提供的力时， 电机 332 能够引起 ( 例如， 拉动 ) 第一和第二活塞 342 和。
32、 344 作为整体件或结构一起移动。 0027 为了可操作地和 / 或选择性地耦接第一活塞 342 和第二活塞 344， 经由流体口 350 和开口 350b 在流体室 346 中提供控制流体 ( 例如， 加压空气， 液压油等等 )。加压控制流体 将力施加到第一活塞 342 的第二表面 360 上以及将力施加到第二活塞 344 的第一表面 372 上 ( 例如， 在沿着轴线 352 的方向上与垂直或竖直的力相反 )。特别地， 由控制流体所施加 的力引起第一活塞 342 在与第二活塞 344 相反的方向上移动。如在图 3 中所示的， 在图 3 的定向上， 控制流体引起第一活塞342在朝着电子致动。
33、器306的方向上移动， 以及引起第二 活塞 344 在朝着流动控制构件 320 的方向上移动。因此， 加压控制流体引起杆 358 的凸缘 378 摩擦接合开口 370 的肩 380。以这种方式， 加压控制流体有效地提供机械联接， 摩擦耦 接和 / 或连接， 以耦接第一和第二活塞 342 和 344。换句话说， 控制流体引起第一活塞 342 的凸缘378摩擦接合第二活塞344的肩380， 以可操作地和/或选择性地耦接第一和第二活 塞 342 和 344。 0028 进一步， 在所图解的实例中， 第一活塞342的第二表面360具有基本上相似于或等 于第二活塞 344 的第一表面 372 的表面面积。
34、的表面面积， 以致控制流体为第一和第二活塞 342 和 344 提供基本上相等的力。然而， 在其他实例中， 第一活塞 342 的表面面积可以不同 于第二活塞 344 的表面面积， 以使得控制流体施加到第一活塞 342 上的力能够不同于提供 到第二活塞 344 上的力。 0029 图3图解了在非故障状态或正常操作期间的在完全打开位置326中的控制阀300。 当电子致动器 306 的电源没有被中断时提供非故障状态。在图 3 中， 电子致动器 306 被定 位在部分打开的行程位置 392 处， 以允许流体流过在入口 316 和出口 318 之间的通道 314。 电子致动器 306 的轴 330 包括。
35、肩、 凸耳或行程限制部 394， 以当杆 330 朝着阀座 324 移动时 限制杆 330 在轴线 352 方向上的直线运动。换句话说， 当杆 330 的肩 394 接合阀帽 310 的 表面 396 时 ( 如在图 5 中所示的 )， 行程限制部 394 限制和 / 或限定电子致动器 306 的完全 打开的行程位置。 0030 图 4 图解了在非故障状态期间的在完全闭合位置 400 中的控制阀 300。在图 4 中， 电子致动器 306 被定位在完全闭合的行程位置 402 处， 以防止流体流过在入口 316 和出口 318 之间的通道 314。在图 4 中， 流体室 346 被提供有控制流体。
36、， 其耦接第一和第二活塞 342 和 344。 0031 在操作中， 参考图 3 和 4， 流体室 346 被给予能量 ( 例如， 被提供加压控制流体 )， 以可操作地和 / 或选择性地耦接第一和第二活塞 342 和 344。当在流体室 346 中存在控制 流体时， 当电子致动器 306 在完全打开的行程位置、 图 3 的部分打开的行程位置 392 和图 4 的完全闭合的行程位置 402 之间移动时， 第二活塞 344 与第一活塞 342 一起移动， 这是因为 控制流体通过在大致平行于轴线 352 的方向上的力引起第一活塞 342 的凸缘 378 摩擦接合 第二活塞344的肩380。 换句话说。
37、， 在非故障状态期间和/或当控制流体被另外提供到流体 室 346 时， 第二活塞 344 的移动取决于第一活塞 342 的移动， 以致当电子致动器 306 被致动 时第一活塞 342 和第二活塞 344 作为整体活塞而一起移动。因此， 当流体室 346 被给予能 量时， 随着电子致动器 306 在将流动控制构件 320 移动远离阀座 324 而允许流体流过通道 说 明 书 CN 103185168 A 8 6/7 页 9 314的打开行程位置(例如， 完全打开的行程位置)和将流动控制构件320朝着阀座324移 动而限制或防止流体流过通道 314 的闭合行程位置 402( 例如， 完全闭合的行程。
38、位置 ) 之间 移动， 杆 358 的凸缘 378 保持与开口 370 的肩 380 接合。换句话说， 当流体室 346 被给予能 量时， 第二活塞 344 不会相对于第一活塞 342 移动或者独立于第一活塞 342 移动。控制流 体提供压力或力以可操作地和/或选择性地耦接第一活塞342和第二活塞344， 以致第一活 塞 342 经由电子致动器 306 的移动引起流动控制构件 320 经由第二活塞 344 而移动。 0032 如上所提及的， 图 3 和 4 的实例控制阀 100 包括故障安全防护系统 304。故障安全 防护系统 304 通过在紧急状态期间 ( 例如， 如果电子致动器的电源发生故。
39、障 ) 引起流动控 制构件 320 移动到所希望的位置 ( 例如， 闭合位置 ) 而为过程控制系统提供保护。在该示 例中， 故障安全防护系统 304 是基于空气的故障安全防护系统。 0033 图 5 图解了当故障安全防护系统 304 在故障状态期间起作用时在闭合位置 500 中 的控制阀 300。当电源没有被提供到 ( 例如， 被中断 ) 电子致动器 306 时会发生故障状态。 在图 5 中， 电子致动器 306 被定位在完全打开的行程位置 502 处。然而， 流动控制构件 320 与阀座 324 接合 ( 例如， 密封地接合 ) 以限制或防止流体流过通道 314。 0034 更特别地， 在图。
40、 5 中， 第一活塞 342 可操作地与第二活塞 344 去耦。特别地， 控制 流体从流体室 346 被排出或移去， 引起在第一活塞 342、 第二活塞 344 和偏置元件 388 之间 的机械联接去耦。换句话说， 移去提供到第一和第二活塞 342 和 344 上的力以使得偏置元 件 388 能够提供偏置力到面 376 上， 该力大于提供到面 372 上的力。当可操作地去耦时， 第 二活塞 344 能够相对于或独立于第一活塞 342 而移动。特别地， 第二活塞 344 能够相对于 第一活塞 342 移动由杆 358 的凸缘 378 的上表面 504 和第一活塞 342 的第二表面 360 所限。
41、 定的距离 ( 例如， 由环状通道 384 的高度所限定的距离 )。更特别地， 该距离足以使得由杆 330 所限定的行程限制部 394 能够接合阀帽 310 的上表面 396， 并且使得流动控制构件 320 能够密封地接合阀座 324。因此， 不论电子致动器 306 的位置如何， 第二活塞 344 都处于零 行程位置 506( 例如， 初始位置 ) 处以引起流动控制构件 320 接合阀座 324。偏置元件 388 偏置第二活塞 344， 并且因此将流动控制构件 320 偏置到闭合位置 500。因此， 在故障状态 期间和 / 或当控制流体从流体室 346 被移去时， 电子致动器 306 与流动控。
42、制构件 320 去耦 并且偏置元件 388 将流动控制构件 320 移动至与阀座 324 接合。 0035 为了在故障状态期间可操作地去耦第一和第二活塞342和344， 排出流体室346中 的控制流体。 例如， 如所示的， 控制阀300可以应用三通电磁阀508， 其具有容纳来自控制流 体源的控制流体的第一口 510， 提供控制流体到流体室 346 的第二口 512 和排出流体室 346 的第三口 514。在故障状态期间， 中断或移去电磁阀 508 的电源， 由此引起电磁阀 508 从流 体室 346 经由第三口 514 排出控制流体， 如图 5 中所示的。 0036 因此， 当电源没有被提供到。
43、电子致动器 306 和 / 或电磁阀 508 上时从流体室 346 移去由控制流体所提供的力以可操作地去耦第一和第二活塞 342 和 344。当第一和第二活 塞 342 和 344 去耦时， 开口 370 的肩 380 移动远离杆 358 的凸缘 378， 并且第二活塞 344 经 由开口 370 沿着杆 358 滑动。因此， 第二活塞 344 在故障状态期间独立于第一活塞 342 而 移动或滑动。 0037 例如， 图 6 图解了当从流体室 346 移去或排出控制流体并且电子致动器 306 被定 位在部分打开的行程位置 602 处时在闭合位置 500 中的控制阀 300。尽管电子致动器 30。
44、6 说 明 书 CN 103185168 A 9 7/7 页 10 在部分打开的行程位置 602 中， 但是控制阀 300 保持在闭合位置 500 中， 这是因为第一活塞 342可操作地从第二活塞344去耦， 因此电子致动器306不会影响流动控制构件320相对于 阀座 324 的位置。 0038 图3-6的实例控制阀300是故障关闭阀(例如， 推开)。 在其他实例中， 控制阀300 可以是故障打开阀(例如， 推闭)， 以致在故障状态下， 故障安全防护系统304将阀移动到打 开位置 ( 例如， 完全打开位置 )。 0039 尽管在此已经描述了某些示例性方法、 装置和制品， 但本专利的覆盖范围不限。
45、于 此。相反， 本专利覆盖字面上或在等同原则下合理落入所附的权利要求的保护范围内的所 有方法、 装置和制品。 说 明 书 CN 103185168 A 10 1/6 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 103185168 A 11 2/6 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 103185168 A 12 3/6 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 103185168 A 13 4/6 页 14 图 4 说 明 书 附 图 CN 103185168 A 14 5/6 页 15 图 5 说 明 书 附 图 CN 103185168 A 15 6/6 页 16 图 6 说 明 书 附 图 CN 103185168 A 16 。