专利名称：致动器以及与阀一起使用的致动器的制作方法
技术领域：
本申请涉及致动器，更具体地，涉及与具有多个流体流动控制构件的流体控制设备一起使用的致动器。
背景技术：
过程控制系统使用各种现场设备来控制过程参数。在某些场合，单动式和/或双动式致动器被用于控制通过阀的流体流动。
实用新型内容需要一种与具有多个流体流动控制构件的流体控制设备一起使用的致动器。为了解决上述问题，根据本实用新型的一个实施例，提供了一种与阀一起使用的不例性致动器，其包括外壳和置于外壳内的第一活塞。第一活塞用于响应于第一压强而移动耦接到第一活塞的第一致动器杆。致动器还包括置于外壳内的第二活塞。第二活塞用于响应于第二压强而移动耦接到第二活塞的第二致动器杆。第二活塞和第二制动器杆限定了各自的开口以使得第一致动器杆能够从其中延伸穿过。在一个实施例中，还包括隔离物以分开所述外壳中的第一腔和第二腔，所述隔离物限定了开口以使得所述第一致动器杆能够从其中延伸穿过。在一个实施例中，所述活塞被置于所述外壳中的第一和第二腔中。在一个实施例中，还包括第一偏置元件以将所述第一活塞偏置到失效保护位置以及第二偏置元件以将所述第二活塞偏置到失效保护位置。在一个实施例中，所述第一致动器杆用于耦接到所述阀的第一流动控制构件，并且所述第二致动器杆用于耦接到所述阀的第二流动控制构件，所述第一流动控制构件不同于所述第二流动控制构件。在一个实施例中，所述外壳限定了第一端口以接收第一压强和第二端口以接收第
二压强。一种示例性致动器包括置于该致动器主体内的第一活塞。第一活塞限定了腔，并且通过与置于该腔中的第二活塞的相互作用而可移动。第二活塞用于响应于压强而在运行的第一阶段移动耦接到第二活塞的第二致动器杆，并且在运行的第二阶段经由该相互作用而移动耦接到第一活塞的第一致动器杆。在一个实施例中，所述第一阶段对应于所述致动器的第一冲程长度，并且所述运行的第二阶段对应于所述致动器的第二冲程长度。在一个实施例中，所述第一活塞和所述第一致动器杆限定了各自的开口以使得所述第二致动器杆能够从其中延伸穿过。在一个实施例中，所述第一致动器杆用于耦接到阀的第一流动控制构件并且所述第二致动器杆用于耦接到所述阀的第二流动控制构件，所述第一流动控制构件不同于所述第二流动控制构件。[0014]在一个实施例中，所述主体和所述第一活塞限定了各自的开口以使得能够通过所述腔接收所述压强。在一个实施例中，还包括第一偏置元件以将所述第一活塞偏置到失效保护位置，以及第二偏置元件以将所述第二活塞偏置到失效保护位置。在一个实施例中，所述第一活塞用于密封地接合所述主体的第一面，并且所述第一致动器杆用于密封地接合所述主体的第二面。在一个实施例中，所述第二活塞用于密封地接合所述腔的一个面。一种示例性致动器包括第一活塞，其置于致动器的主体内并限定了腔，第二活塞置于该腔内。第二活塞用于贯穿致动器的第一冲程长度独立于第一活塞地运行，并且其中第一活塞用于贯穿致动器的第二冲程长度依赖于第二活塞运行。一种与阀一起使用的示例性致动器包括主体，第一致动器杆和第二致动器杆至少部分地置于该主体内。第一和第二致动器杆用于耦接到阀的各自的第一和第二流动控制构件。第一致动器杆限定了开口以使得第二致动器杆能够从其中延伸穿过。该致动器还包括用于移动第一致动器杆和第二致动器杆的装置。在一个实施例中，用于移动所述第一致动器杆和所述第二致动器杆的所述装置使得所述第一致动器杆和所述第二致动器杆能够独立地移动。在一个实施例中，用于移动所述第一致动器杆和所述第二致动器杆的所述装置使得所述第一致动器杆能够响应于所述第二致动器杆的移动而移动。在一个实施例中，用于移动所述第一致动器杆和所述第二致动器杆的所述装置包括置于所述主体内并耦接到所述第一致动器杆的第一活塞，所述第一活塞用于响应于第一压强，以及置于所述主体内并耦接到所述第二致动器杆的第二活塞，所述第二活塞用于响应于第二压强。在一个实施例中，用于移动所述第一致动器杆和所述第二致动器杆的所述装置包括置于所述主体内的第一活塞，所述第一活塞限定了腔并且通过与置于所述腔内的第二活塞的相互作用而可移动，所述第二活塞用于响应于压强而通过所述致动器的第一冲程长度移动耦接到所述第二活塞的第二致动器杆，并通过所述致动器的第二冲程长度移动耦接到所述第一活塞的第一致动器杆。不同于现有技术，本实用新型的示例性致动器可以独立地或在阶段运行中移动阀的阀塞。本实用新型的示例性致动器可以结合三通阀或任何其他使用超过一个流体流动控制构件控制流体流动和/或控制通过多个开口的流体流动的流体控制设备而使用。
图I示出了一个已知致动器；图2示出了另一个已知致动器；图3示出了耦接到一个示例性三通阀的一个示例性独立双缸双动式致动器；图4示出了图3的示例性独立双缸双动式致动器的示例性示意图；图5示出了一个示例性独立双缸单动式致动器；图6示出了另一个示例性单动式致动器；图7示出了另一个示例性单动式致动器；[0032]图8示出了另一个示例性致动器。
具体实施方式
在上述附图中示出了某些示例，并将在下文中详细描述。在描述这些示例时，相似或相同的附图标记用于指示相同或相似的元件。附图不必是按比例绘制，而且为了简明和/或清楚，附图的某些特征和视图可能放大比例或扼要示出。此外，贯穿本说明书而描述了几个示例。任何示例中的任何特征可以包括在其他示例的其他特征中、或作为其他示例的其他特征的替代、或与其他示例的其他特征组合在一起。 在此描述的例子涉及与具有多个流体流动控制构件(例如阀塞)的阀一起使用的致动器。示例性致动器可以独立地或在阶段运行中移动阀的阀塞。示例性致动器可以结合三通阀或任何其他使用超过一个流体流动控制构件控制流体流动和/或控制通过多个开口的流体流动的流体控制设备而使用。在阀塞独立地可移动的例子中，活塞可以置于致动器主体的分开的腔内。腔可以是圆柱形的，具有相似或相同的直径和/或具有相似或不同的高度。在某些例子中，第一活塞及其相应的、耦接到第一阀塞的致动器杆限定了开口，耦接到第二活塞的第二致动器杆从该些开口中延伸穿过，使得第二致动器杆能够耦接到第二阀塞。如果示例性致动器结合三通阀使用，控制压强可以被施加到各活塞以独立地移动各活塞以及各自的致动器杆，以控制通过三通阀的各自的开口的流体流动。弹性恢复(例如单动式)或另一控制压强(例如双动式)可以被用于将活塞之一或两者回复到中立或失效保护的位置。活塞之一可以使用偏置元件(例如弹簧)而被回复到中立或失效保护位置，另一活塞可以使用另一控制压强而被回复到中立或失效保护位置。取决于配置，中立或失效保护位置可以与将阀塞放置于全开、半开或关闭位置相关联。在阀塞在阶段运行中可移动的例子中，第一活塞可以限定腔，第二活塞置于该腔内。第一活塞可以密封地和/或可滑动地接合致动器主体的内表面，并且第二活塞可以密封地和/或可滑动地接合第一活塞的内表面。在运行中，控制压强可以被引导通过致动器主体和第一活塞以使得控制压强能够作用于第二活塞。贯穿运行的第一阶段和/或致动器的第一冲程长度，第二活塞可以独立于第一活塞而在第一活塞中移动。更具体地，在运行的第一阶段，第二活塞可以移动其致动器杆以及相应阀塞，以控制通过阀的第一开口的流体流动。通过第二运行阶段和/或致动器的第二冲程长度，第二活塞可以接合第一活塞并相对于致动器主体从中立位置移动/驱动第一活塞，并因此，第一活塞的移动依赖于第二活塞的移动。更具体地，在运行的第二阶段，第二活塞可以移动第一活塞、致动器杆以及相应的阀塞，以控制通过阀的第二开口的流体流动，而第一活塞也使用可操作地耦接到第一活塞的阀塞来控制通过第一开口的流体流动。弹性恢复(例如单动式)可以用于将活塞之一或两者回复到中立或失效保护位置。图I示出了一个已知单动式致动器100。致动器100包括主体102，其限定了端口104以接收供应压强和/或控制信号。致动器100还限定了腔106，活塞108置于该腔中。活塞108基于由端口 104接收到的控制压强而移动致动器杆110以及耦接到致动器杆110的阀杆。致动器主体102限定了开口 114，使得致动器杆110能够从其中延伸穿过。第一密封件116置于开口 114中以密封地接合致动器杆110，并且第二密封件118环绕活塞108以密封地接合腔106的内表面120。为了将活塞108偏置到中立或失效保护位置，弹簧121置于腔106之中。在运行中，通过流动流体(例如，空气、液压流体)穿过端口 104，腔106的部分122内的压强上升，其增大了施加在活塞面124上的力。如果施加在活塞面124上的力大于经由弹簧121施加在相对的活塞面126上的力，活塞108以及相应的致动器杆110朝向致动器主体102的面128移动。如果施加在活塞面124上的力小于经由弹簧121施加在相对的活塞面126上的力，活塞108以及相应的致动器杆110从面128移开。取决于致动器100耦接到的阀的配置，朝向致动器主体102的面128移动活塞108可以增大或减少通过阀的流体流动。图2示出了一个已知双动式致动器200。致动器200类似于致动器100，但不包括弹簧121。取而代之，致动器200的主体202限定了第一端口 104和第二端口 204，第一端口 104和第二端口 204中的每一个用于接收控制压强或信号。在运行中，活塞108的移动由横跨活塞108的压强差所控制。通过将流体流入腔106的第一部分122以及将流体流出腔106的第二部分206以使得施加在活塞面124上的力大于施加在相对的活塞面126上的力，活塞108以及相应的致动器杆110朝向致动器主体102的面128移动。通过将流体流入第二部分206以及将流体流出第一部分122以使得施加在活塞面126上的力大于施加在活塞面124上的力，活塞108以及相应的致动器杆110从致动器主体102的面128移开。图3示出了耦接到示例性三通阀302的示例性双动式致动器300。示例性致动器300可以用于相对于阀主体312的各自的开口 308和310独立地移动第一和第二阀塞304和306，以控制通过阀的流体流动。致动器300包括主体304，其包括耦接到阀主体312的轭315。致动器主体304还限定第一和第二腔316和318，第一和第二活塞组件320和322分别置于其中。第一活塞组件320可以包括活塞324，其限定了容纳密封件和/或O型环328的沟槽326，以使得能够密封地和/或可滑动地接合第一腔316的内表面330。第一活塞组件320还可以包括第一致动器杆332，其在第一端334耦接到第一活塞324并且在第二端335耦接到第二阀塞306。致动器主体314的隔离物335分开第一和第二腔316和318，并且限定了第一开口 336，密封件和/或O型环338可以置于第一开口 336中，并且第一致动器杆332延伸穿过第一开口 336。第二活塞组件322可以包括活塞340，其限定了容纳密封件和/或O型环344的沟槽342，以使得能够密封地和/或可滑动地接合第二腔318的内表面346。第二活塞组件322还可以包括第二致动器杆348，其包括耦接到第二活塞340的第一部分350和耦接到第一阀塞304的第二部分352。连接体354可以用于将第一和第二部分350和352耦接在一起。第二活塞340以及致动器杆348限定了开口 402和404(图4)以使得第一致动器杆332能够从其中延伸穿过。致动器主体314限定了第二开口 356，密封件和/或O型环358可以置于第二开口 356中，并且第二致动器杆348从第二开口 356中延伸穿过。在运行中，活塞324和340的独立移动经由横跨各自活塞324和340的压强差而被控制。更具体地，第一活塞324的移动以及因此第二阀塞306的移动通过将流体(例如，空气，液压流体)流入和流出端口 360和362而被控制，并且，第二活塞340的移动以及因此第一阀塞304的移动通过将流体(例如，空气，液压流体)流入和流出端口 364和366而被控制。图4示出了图3的示例性致动器300的示意图，其示出了由第二活塞340和第二致动器杆348限定的开口 402和404。在某些例子中，密封件和/或O型环406被置于第一和第二致动器杆332和348之间。图5示出了类似于示例性致动器300的示例性单动式致动器500。然而，比较而言，第一弹簧或偏置元件502被置于第一腔316内以接合活塞面504并驱使第一活塞324朝向中立和/或失效保护位置。另外，相比较于示例性致动器300，第二弹簧或偏置元件505被置于第二腔318内以接合活塞面508并驱使第二活塞340朝向中立和/或失效保护位置。端口 360和366使得腔316和318能够维持在大气压强。在该例子中，第一活塞324的中立位置与第二阀塞306 (图3)接合第二开口 310以基本上阻止流体从其中流过相关联。另夕卜，在该例子中，第二活塞340的中立位置与第一阀塞304接合第一开口 308以基本上阻止流体从其中流过相关联。尽管单个盘绕弹簧502和505被示于任一腔316和318中，可以使用不同类型和/或不同数量的偏置元件取而代之。图6示出了类似于示例性致动器500的示例性致动器600。然而，比较而言，弹簧502被置于第一腔316内以使得弹簧502接合相对的活塞面602，并且弹簧505被置于第二腔318内以使得弹簧505接合相对的活塞面604。这样，在该例子中，第一活塞324的中立位置与第二阀塞306离第二开口 310 —段距离以使得流体能够从中流过相关联，并且第二活塞340的中立位置与第一阀塞304离第一开口 308 —段距离以使得流体能够从中流过相关联。图7示出了类似于致动器500和600的示例性致动器700。然而，比较而言，不同大小的弹簧或偏置元件702被置于第一腔316内以接合活塞面504并驱使第一活塞324朝向中立或失效保护位置。另外，相比较于前面描述的示例，多个弹簧或偏置元件704和706被置于第二腔318内以接合活塞面604并驱使第二活塞340朝向中立或失效保护位置。在该例子中，第一活塞324的中立位置与第二阀塞306接合第二开口以基本上阻止流体从中流过相关联。另外，在该例子 中，第二活塞340的中立位置与第一阀塞304离第一开口 308一段距离以使得流体能够从中流过相关联。图8示出了示例性致动器800。示例性致动器800可以被用于分阶段地相对于阀主体312的各自的开口 308和310移动第一和第二阀塞304和306，以控制流体从中流过。致动器800包括主体801，其限定了腔802，第一活塞组件804和第二活塞组件804被置于腔802中。第一活塞组件804包括活塞808，其限定活塞腔810，第二活塞组件806至少部分地被置于活塞腔810中。密封件和/或O型环812可以环绕第一活塞808以使得能够可滑动地和/或密封地接合腔802的内表面814。第一活塞组件804还可以包括第一致动器杆816，其延伸穿过由致动器主体801限定的开口 818。密封件和/或O型环820可以被置于开口 818中以密封地接合第一致动器杆816。第一活塞808和致动器杆816可以限定各自的开口 822和824以使得第二活塞组件806的第二致动器杆826能够从中延伸穿过。第一活塞808可以包括伸出部和/或弹簧座828，弹簧或偏置元件830和832可以被与其邻近设置，从而驱使第一活塞组件804和/或第二活塞组件806朝向中立或失效保护位置。第一活塞808可以限定开口 834以使得第二活塞组件806的伸出部和/或弹簧座836能够从中延伸穿过。偏置元件或弹簧837可以被置于邻近和/或在弹簧座836之内，以驱使第二活塞组件806和/或第一活塞组件804朝向中立或失效保护位置。第二活塞组件806可以包括被置于弹簧座836和第二致动器杆826之间的活塞838。密封件和/或O型环840可以环绕第二活塞838以使得能够可滑动地和/或密封地接合活塞腔810的内表面842。密封件和/或O型环844可以被置于第一和第二致动器杆816和826之间以使得两者能够可滑动地和/或密封地接合。在运行中，活塞808和838的阶段的移动由弹簧830、832和/或837以及活塞腔810的部分846中的力所控制。更具体地，通过将流体流过分别由致动器主体801和第一活塞808限定的开口 848和850，作用在第二活塞838的面852上的力增大了。在运行的第一阶段和/或致动器800的第一冲程长度，第一活塞组件804可以被置于中立位置，并且第二活塞组件806可以基于部分846中的力和弹簧837施加于第二活塞838的弹簧力之差 而相对于第一活塞组件804是独立地可移动的。在运行的第二阶段和/或致动器800的第二冲程长度，第二活塞838接合第一活塞808的面854，并基于部分846中的力和弹簧830、832以及837施加于活塞808和838的弹簧力之差而从中立位置朝向致动器主体801的面856移动/驱动第一活塞组件804。尽管在此已经描述了某些示例性方法、设备以及制造产品，本申请的覆盖范围并不局限于此。相反，本申请覆盖从字面上或在等同原则下完全落入所附权利要求范围的所有方法、设备和制造产品。
权利要求1.一种与阀一起使用的致动器，其特征在于，包括 外壳; 置于所述外壳中的第一活塞，所述第一活塞用于响应于第一压强而移动耦接到所述第一活塞的第一致动器杆；以及 置于所述外壳中的第二活塞 ，所述第二活塞用于响应于第二压强而移动耦接到所述第二活塞的第二致动器杆，其中所述第二活塞和所述第二致动器杆限定各自的开口以使得所述第一致动器杆能够从其中延伸穿过。
2.根据权利要求I所述的致动器，其特征在于，还包括隔离物以分开所述外壳中的第一腔和第二腔，所述隔离物限定了开口以使得所述第一致动器杆能够从其中延伸穿过。
3.根据权利要求I所述的致动器，其特征在于，所述活塞被置于所述外壳中的第一和第二腔中。
4.根据权利要求I所述的致动器，其特征在于，还包括第一偏置元件以将所述第一活塞偏置到失效保护位置以及第二偏置元件以将所述第二活塞偏置到失效保护位置。
5.根据权利要求I所述的致动器，其特征在于，所述第一致动器杆用于耦接到所述阀的第一流动控制构件，并且所述第二致动器杆用于耦接到所述阀的第二流动控制构件，所述第一流动控制构件不同于所述第二流动控制构件。
6.根据权利要求I所述的致动器，其特征在于，所述外壳限定了第一端口以接收第一压强和第二端口以接收第二压强。
7.一种致动器，其特征在于，包括 置于所述致动器的主体内的第一活塞，所述第一活塞限定了腔，并且通过与置于所述腔内的第二活塞的相互作用而可移动，所述第二活塞用于响应于压强而在运行的第一阶段移动耦接到所述第二活塞的第二致动器杆，并在运行的第二阶段经由所述相互作用移动耦接到所述第一活塞的第一致动器杆。
8.根据权利要求7所述的致动器，其特征在于，所述第一阶段对应于所述致动器的第一冲程长度，并且所述运行的第二阶段对应于所述致动器的第二冲程长度。
9.根据权利要求7所述的致动器，其特征在于，所述第一活塞和所述第一致动器杆限定了各自的开口以使得所述第二致动器杆能够从其中延伸穿过。
10.根据权利要求7所述的致动器，其特征在于，所述第一致动器杆用于耦接到阀的第一流动控制构件并且所述第二致动器杆用于耦接到所述阀的第二流动控制构件，所述第一流动控制构件不同于所述第二流动控制构件。
11.根据权利要求7所述的致动器，其特征在于，所述主体和所述第一活塞限定了各自的开口以使得能够通过所述腔接收所述压强。
12.根据权利要求7所述的致动器，其特征在于，还包括第一偏置元件以将所述第一活塞偏置到失效保护位置，以及第二偏置元件以将所述第二活塞偏置到失效保护位置。
13.根据权利要求7所述的致动器，其特征在于，所述第一活塞用于密封地接合所述主体的第一面，并且所述第一致动器杆用于密封地接合所述主体的第二面。
14.根据权利要求7所述的致动器，其特征在于，所述第二活塞用于密封地接合所述腔的一个面。
15.一种致动器，其特征在于，包括第一活塞，其被置于所述致动器的主体内并限定了腔，第二活塞被置于所述腔内，其中所述第二活塞用于贯穿所述致动器的第一冲程长度独立于所述第一活塞运行，并且其中所述第一活塞用于贯穿所述致动器的第二冲程长度依赖于所述第二活塞运行。
16.一种与阀一起使用的致动器，其特征在于，包括 主体，第一致动器杆和第二致动器杆至少部分地被置于所述主体中，所述第一和第二致动器杆用于耦接到所述阀的各自的第一和第二流动控制构件，所述第一致动器杆限定了开口以使得所述第二致动器杆能够从其中延伸穿过；以及 用于移动所述第一致动器杆和所述第二致动器杆的装置。
17.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于，用于移动所述第一致动器杆和所述第二致动器杆的所述装置使得所述第一致动器杆和所述第二致动器杆能够独立地移动。
18.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于，用于移动所述第一致动器杆和所述第二致动器杆的所述装置使得所述第一致动器杆能够响应于所述第二致动器杆的移动而移动。
19.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于，用于移动所述第一致动器杆和所述第二致动器杆的所述装置包括置于所述主体内并耦接到所述第一致动器杆的第一活塞，所述第一活塞用于响应于第一压强，以及置于所述主体内并耦接到所述第二致动器杆的第二活塞，所述第二活塞用于响应于第二压强。
20.根据权利要求16所述的致动器，其特征在于，用于移动所述第一致动器杆和所述第二致动器杆的所述装置包括置于所述主体内的第一活塞，所述第一活塞限定了腔并且通过与置于所述腔内的第二活塞的相互作用而可移动，所述第二活塞用于响应于压强而通过所述致动器的第一冲程长度移动耦接到所述第二活塞的第二致动器杆，并通过所述致动器的第二冲程长度移动耦接到所述第一活塞的第一致动器杆。
专利摘要描述了致动器以及与阀一起使用的致动器。一种示例性致动器包括第一活塞，其被置于所述致动器的主体内并限定了腔，第二活塞被置于该腔中。所述第二活塞用于贯穿所述致动器的第一冲程长度独立于所述第一活塞运行，并且其中所述第一活塞用于贯穿所述致动器的第二冲程长度依赖于所述第二活塞而运行。
文档编号F15B15/00GK202370931SQ20112029763
公开日2012年8月8日 申请日期2011年8月11日 优先权日2011年8月11日
发明者R·安亚格诺斯 申请人:费希尔控制国际公司