专利名称：用于具有多个流体流动控制构件的流体控制装置的致动器的制作方法
技术领域：
本 专利涉及致动器，更具体地，涉及用于具有多个流体流动控制构件的流体控制装置的致动器。
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。在一些例子中，单作用和/或双作用的致动器被用于控制通过阀的流体流动。
实用新型内容公开了一种用于包括第一阀塞、第二阀塞以及阀帽的阀的致动器，包括第一腔，所述第一腔包括第一旋转式致动器组件，其包括至少一个第一旋转式隔膜板；分隔器；以及第一致动器杆，其在第一端被耦接至所述至少一个第一旋转式隔膜板，并且在第二端被耦接至所述第二阀塞；所述致动器还包括第二腔，所述第二腔包括第二旋转式致动器组件， 其包括至少一个第二旋转式隔膜板；分隔器；以及第二致动器杆，其在第一端被耦接至所述至少一个第二旋转式隔膜板，并且在第二端被耦接至所述第一阀塞；所述致动器还包括主体，其包括耦接至所述阀的第一轭和耦接在所述主体的所述第一腔和第二腔之间的第二轭，并且所述主体限定孔眼，以使得所述第一和第二致动器杆伸进所述第一和第二腔并且伸至所述阀；其中，所述至少一个第一旋转式隔膜板和第二旋转式隔膜板将其各自的所述第一腔和第二腔分隔为多个室，每个所述室容纳隔膜、气囊或致动构件。为了独立地移动旋转式隔膜板和相应的致动器杆，空气和/或控制信号可以增加一些室中的压强和减少其他室中的压强，由此以特定的方向(例如，顺时针方向、逆时针方向)推动旋转式隔膜板，并由此控制阀塞的移动。
图1示出了已知的致动器；图2示出了被耦接至示例性三通阀的示例性双缸致动器；图3示出了包括示例性隔膜的图2的示例性致动器缸的一个的剖面图；图4示出了示例性隔膜被移除的图2的示例性致动器缸的一个的剖面图；图5示出了图2的示例性双缸致动器的立体图以及部分剖面图；图6示出了图2的双缸致动器的另一立体图；图7示出了被耦接至示例性四通阀的示例性三缸致动器；图8示出了图7的示例性三缸致动器的剖面图；图9示出了图7的示例性三缸致动器的立体图。
具体实施方式
一些例子在上述图中示出并且在下面加以详细描述。在描述这些例子中，相似的或相同的附图标记用于标识共同的或类似的元件。出于清楚和/或简洁的目的，这些图并不一定按比例，并且图的某些特征和某些视图可能会在比例上或在示意图中被夸大地示出。附加地，整个说明书中描述了几个例子。任何例子中的任何特征可以附带、替代其他例子中的其他特征或者与其他例子中的其他特征相结合。在此所述的例子涉及用于具有多个流体流动控制构件(例如，阀塞)的阀的示例性致动器。示例性致动器可以与示例性三通阀、示例性四通阀或使用多于一个流体流动控制构件来独立地控制流体 流动和/或控制通过多个孔的流体流动的任何其他流体控制装置一起使用。因为在此所述的例子在单个致动器主体中包含多个致动构件，所以可以减少包含在此所述的例子的控制系统的复杂度和系统长度(即，管路长度)。当示例性致动器被用于示例性三通阀，具体地，用于旋转式三通阀时，致动器主体可包括分离的腔，可旋转的致动器组件被安置在该些腔中。可以以类似的或不同的直径和/ 或类似的或不同的高度圆柱形地形成腔。可旋转的致动器组件的旋转式隔膜板(例如，两块板)可以将其各自的腔分隔为多个室(例如，每个隔膜板分隔两个室)，每个室可以容纳隔膜、气囊或致动构件。为了独立地移动旋转式隔膜板和相应的致动器杆，空气和/或控制信号可以增加一些隔膜中的压强并且减少其他隔膜中的压强，由此以特定的方向(例如， 顺时针方向、逆时针方向)推动旋转式隔膜板。替代地，旋转式隔膜板的边缘或部分可以滑动地和/或密封地接合相应的腔的内表面。为了独立地移动旋转式隔膜板和相应的致动器杆，空气和/或控制信号可以增加一些室中的压强和减少其他室中的压强，由此以特定的方向(例如，顺时针方向、逆时针方向)推动旋转式隔膜板。在这些例子中，第一旋转式隔膜板和其相应的第一致动器杆限定孔眼，第二致动器杆穿过该孔眼，以使得第二致动器杆伸入阀体(例如，旋转式三通阀)。可调节的阀填密可以被安置在旋转式阀的阀帽与第一致动器杆之间和/或在第一与第二致动器杆之间。第一致动器杆可以被耦接至控制通过第一端口的流体流动的第一旋转式阀塞，并且第二致动器杆可以被耦接至控制通过第二端口的流体流动的第二旋转式阀塞。当示例性致动器被用于示例性四通阀时，除了安置有可旋转的致动器组件的两个腔之外，致动器主体可以包括第三腔，滑动杆或线性活塞组件被安置在第三腔中。控制信号可以被作用于线性活塞以独立地移动线性活塞和各自的致动器杆，来控制通过第三端口的流体流动。弹簧回程(例如，单作用)或另一控制信号(例如，双作用)可以被用于将线性活塞返回至空档或故障保险位置。在该些例子中，第一旋转式隔膜板和其相应的第一致动器杆可以限定孔眼，第二致动器杆穿过该孔眼，以使得第二致动器杆伸入阀体。附加地，第二旋转式隔膜板和其相应的第二致动器杆限定孔眼，第三致动器杆穿过该孔眼，以使得第三致动器杆延伸入阀体。第三致动器杆相应于线性活塞。可调节的阀填密可以被安置在阀的阀帽与第一致动器杆之间、在第一与第二致动器杆之间和/或在第二与第三致动器杆之间。第一致动器杆可以被耦接至控制通过第一端口的流体流动的第一旋转式阀塞，第二致动器杆可以被耦接至控制通过第二端口的流体流动的第二旋转式阀塞，并且第三致动器杆可以被耦接至控制通过第三端口的流体流动的线性或滑动杆阀塞。图1示出了已知的旋转式致动器100。致动器100包括限定端口 104的主体102， 以接收供应压强和/或控制信号。致动器100还包括腔106，隔膜108、隔膜板110、弹簧112和致动器杆114被至少部分地安置在腔106中。在运行中，通过端口 104接收的控制信号作用于隔膜108的第一侧116，并且弹簧112经由隔膜板110作用于隔膜108的第二侧118。 如果由控制信号施加至隔膜108的力大于由弹簧112施加至隔膜108的力，则致动器杆114 以大致上由箭头120指示的方向移动，并且被耦接至阀动器杆114的杠杆或连接装置122 可能以逆时针方向移动。然而，如果由控制信号施加至隔膜108的力小于由弹簧112施加至隔膜108的力，则致动器杆114以大致上与由箭头120指示的方向相反的方向移动，并且杠杆122可能以顺时针方向移动。根据致动器100耦接的阀的配置，以顺时针方向移动杠杆122或可以增加通过阀的流体流动或可以减少通过阀的流体流动。
图2示出了被耦接至示例性三通阀202的示例性致动器200。示例性致动器200 可以被用于独立地相对于各自的孔或底座面208和210来移动第一和第二阀塞204和206， 以控制通过其的流体流动。致动器200包括主体212，其包括被耦接至阀202的轭214，以及被耦接在主体212的第一与第二腔216和218之间的第二轭215。第一和第二旋转式致动器组件220和222可以被分别安置在第一和第二腔216和218中。第一致动器组件220可以包括第一可旋转或旋转式活塞、隔膜板或叶片224 (在图 3中更清楚地示出)，其将第一腔216分隔为第一室或腔302、第二室或腔304、第三室或腔 306以及第四室或腔308。隔膜、气囊或致动构件310-316可以被安置在室302-308中。为了旋转第一旋转式隔膜板224，隔膜310-316可以接收增加和/或减少各自的隔膜310-316中的压强的控制信号，由此以特定的方向(例如，顺时针方向、逆时针方向) 推动第一旋转式隔膜板224。具体地，为了以逆时针方向旋转第一旋转式隔膜板224，减少隔膜312和316内的压强，并且增加隔膜310和314内的压强。增加隔膜310和314中的压强引起隔膜310和314扩张并且作用于主体212的分隔器318和第一旋转式隔膜板224 上。因为分隔器318相对于主体212是静止的和/或固定的，所以由隔膜310和314的扩张所施加的力以逆时针方向推动第一旋转式隔膜板224。为了以顺时针方向旋转第一隔膜板224，减少隔膜310和314内的压强，并且增加隔膜312和316内的压强。增加隔膜312 和316内的压强引起隔膜312和316扩张并且作用于分隔器318和第一旋转式隔膜板224 上。因为分隔器318相对于主体212是静止的和/或固定的，所以由隔膜312和316的扩张所施加在隔膜板224上的力以顺时针方向推动第一旋转式隔膜板224。第一致动器组件220可以包括第一致动器杆226，其在第一端228被耦接至第一旋转式隔膜板224，并且在第二端230被耦接至第二阀塞206。在一些例子中，第一致动器杆226可以包括花键、突起、齿或表面结构232和234，其分别耦接或配合第一旋转式隔膜板 224和第二阀塞206。第二致动器组件222可以包括第二可旋转或旋转式活塞、隔膜板或叶片236，其将第二腔218分隔为室或腔(未示出，但相似于室302-308)，其容纳隔膜、气囊或致动构件 (未示出，但相似于隔膜310-316)。第二致动器组件222可以包括第二致动器杆238，其在第一端240被耦接至第二旋转式隔膜板236，并且在第二端242被耦接至第一阀塞204。在一些例子中，第二致动器杆238可以包括花键或表面结构244和246，其分别耦接或配合第二旋转式隔膜板236和第一阀塞204。轭214和215限定孔眼或开口 248和250，以使得能够接近和调节填密螺母252和 254。填密螺母252可以接合(例如，直接地接合或可操作地接合)阀填密256，其被安置在阀202的阀帽258与第二致动器杆238之间。填密螺母254可以接合(例如，直接地接合或可操作地接合)阀填密260，其被安置在第一与第二致动器杆226和238之间。第二致动器杆238可以围绕第一致动器杆226的至少一部分。[0027]在运行中，经由各个旋转式隔膜板224和236的邻近的室(例如，室302-308)之间的压差来控制旋转式隔膜板224和236的独立的移动。更具体地，通过使流体(例如，空气、液压流体)流入和流出室302-308和/或隔膜310-316控制第一旋转式隔膜板224的移动，并且由此控制第二阀塞206的移动。类似地，通过使流体(例如，空气、液压流体)流入和流出室和/或隔膜(未示出，但类似于室302-308和隔膜308-316)控制第二旋转式隔膜板236的移动，并且由此控制第一阀塞204的移动。图3示出了第一腔216和第一致动器组件220的剖面图。如图所示，分隔器318 和第一旋转式隔膜板224将第一腔216分隔为室302-308，各自的隔膜310-316被安置在室 302-308 中。图4示出了隔膜310-316被移除的第一腔216和第一致动器组件220的剖面图。如图所示，主体212可以限定多个孔眼或端口 402-408，以使得控制信号能够由隔膜 310-316接收和/或以使得室302-308的部分能够处于例如大气压强。虽然没有示出，但是室302-308中的每个可以包括一个或多个端口和/或出孔。图5示出了示例性致动器200的部分的剖面图。如图所示，第二腔218可以限定多个孔眼和/或端口 502以及504，以使得控制信号能够由隔膜(例如，310-316)接收和/ 或以使得室(例如，302-308)的部分能够处于例如大气压强。虽然没有示出，但是第二腔 218的每个室可以包括一个或多个端口和/或出孔。图6示出了包括孔眼或端口 402、404、502和504的示例性致动器200的立体图。 如图所示，主体212限定孔眼602、604和606，以使得致动器杆226和238伸进腔216和218 并且伸至阀202。图7示出了被耦接至示例性四通阀702的示例性致动器700。示例性致动器700 可以是旋转式和线性致动器。除了独立地相对于底座面208和210移动第一和第二阀塞 204和206之外，示例性致动器700还可以独立地相对于第三孔或底座面706移动第三阀塞 704。阀塞204和206可以是旋转式阀塞，并且阀塞704可以是线性阀塞。致动器700包括主体707，其包括被耦接至阀702的轭214、被耦接在第一和第二腔216之间的第二轭215、 以及被耦接在第二腔218与第三腔710之间的第三轭708。第一和第二致动器组件220和 222可以被安置在第一和第二腔216和218中，并且结合图2如上所述地运行，并且第三活塞组件712可以被安置在第三腔710中。第三活塞组件712可以包括线性或滑动杆活塞714，其限定槽716，槽716容纳密封件和/或0-环718以实现与第三腔710的内表面720的密封和/或滑动接合。第三活塞组件712还包括第三致动器杆722，其在第一端724被耦接至活塞714，并且在第二端726 被耦接至第三阀塞704。轭214、215和708限定孔眼或开口 248、250和728，以使得能够接近和调节填密螺母252、254和730。填密螺母252可以接合(例如，直接地接合或可操作地接合)阀填密 256，其被安置在阀702的阀帽732与第二致动器组件222的第二致动器杆734之间。填密螺母254可以接合(例如，直接地接合或可操作地接合)阀填密260，其被安置在第一致动器杆736与第二致动器杆734之间。填密螺母730可以接合(例如，直接地接合或可操作地接合)阀填密740，其位于第一致动器杆736与第三致动器杆722之间。第二致动器杆 734可以围绕第一和第三致动器杆736和722的至少一部分，并且第一致动器杆736可以被安置在第二与第三致动器杆734和722之间。 图8示出了致动器700的剖面图。如图所示，第三腔710限定端口 802和804，流体(例如，空气、液压流体)流过端口 802和804以创建线性活塞714上的压差。更具体地， 通过使流动流体(例如，空气、液压流体)流入和流出端口 802和804，来控制活塞714的移动，并且因此控制第三阀塞704的移动。图9示出了包括孔眼或端口 402、404、502和504的示例性致动器700的立体图。 如图所示，主体707限定孔眼602、604、606和902，以使得致动器杆722、734和736伸入各自的腔216,218和710，并且延伸至阀202。虽然已经在此处描述了某些示例性方法、装置和产品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利涵盖所有在字面上或在等同原则下实质上落在所附权利要求的范围内的方法、装置和产品。
权利要求1.一种用于包括第一阀塞、第二阀塞以及阀帽的阀的致动器，包括 第一腔，包括第一旋转式致动器组件，包括 至少一个第一旋转式隔膜板； 分隔器；以及第一致动器杆，其在第一端被耦接至所述至少一个第一旋转式隔膜板，并且在第二端被耦接至所述第二阀塞； 第二腔，包括第二旋转式致动器组件，包括 至少一个第二旋转式隔膜板； 分隔器；以及第二致动器杆，其在第一端被耦接至所述至少一个第二旋转式隔膜板，并且在第二端被耦接至所述第一阀塞；主体，包括耦接至所述阀的第一轭和耦接在所述主体的所述第一腔和第二腔之间的第二轭，并且所述主体限定孔眼，以使得所述第一和第二致动器杆伸进所述第一和第二腔并且伸至所述阀；其中，所述至少一个第一旋转式隔膜板和第二旋转式隔膜板将其各自的所述第一腔和第二腔分隔为多个室，每个所述室容纳隔膜、气囊或致动构件。
2.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述至少一个第一旋转式隔膜板和第二旋转式隔膜板的边缘或部分滑动地和/或密封地接合相应的所述第一腔和第二腔的内表面。
3.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第一致动器杆包括花键、突起、齿或表面结构，其分别耦接或配合所述至少一个第一旋转式隔膜板和所述第二阀塞，并且其中，所述第二致动器杆包括花键、突起、齿或表面结构，其分别耦接或配合所述至少一个第二旋转式隔膜板和所述第一阀塞。
4.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，以类似的或不同的直径和/或类似的或不同的高度圆柱形地形成所述腔。
5.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，还包括可调节的阀填密，其被安置在所述阀的所述阀帽与所述第二致动器杆之间和/或在所述第一与第二致动器杆之间。
6.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第二致动器杆围绕所述第一致动器杆的至少一部分。
7.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，还包括一个填密螺母，其接合被安置在所述阀的所述阀帽与所述第二致动器杆之间的所述阀填密，以及另一填密螺母，其接合被安置在所述第一与第二致动器杆之间的所述阀填密。
8.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述轭限定孔眼或开口，以使得能够接近和调节所述填密螺母。
9.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述主体限定多个孔眼或端口，以使得控制信号能够由所述隔膜接收和/或以使得所述室的部分能够处于大气压强。
10.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，所述第二腔限定多个孔眼和/或端口，以使得控制信号能够由隔膜接收和/或以使得所述室的部分能够处于大气压强。
11.根据权利要求1所述的致动器，其特征在于，每个室包括一个或多个端口和/或出孔。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的致动器，其特征在于，所述阀还包括第三阀塞，并且所述致动器还包括第三腔，第三活塞组件被安置在所述第三腔中，其中所述第三活塞组件包括线性或滑动杆活塞和第三致动器杆，其在第一端被耦接至所述活塞，并且在第二端被耦接至所述第三阀塞，并且所述第三腔经由第三轭被耦接至所述第一腔，并且所述主体限定孔眼，以使得所述三致动器杆伸进所述第三腔并且伸至所述阀。
13.根据权利要求12所述的致动器，其特征在于，所述线性或滑动杆活塞限定槽，其容纳密封件和/或O-环以实现与所述第三腔的内表面的密封和/或滑动接合。
14.根据权利要求12所述的致动器，其特征在于，还包括在所述第一致动器杆与所述第三致动器杆之间的阀填密，并且包括接合所述阀填密的填密螺母。
15.根据权利要求12所述的致动器，其特征在于，所述第三轭限定孔眼或开口，以使得能够接近和调节在所述第一致动器杆与所述第三致动器杆之间的所述填密螺母。
16.根据权利要求12所述的致动器，其特征在于，所述第二致动器杆围绕所述第一和第三致动器杆的至少一部分，并且所述第一致动器杆被安置在所述第二与第三致动器杆之间。
17.根据权利要求12所述的致动器，其特征在于，所述第三腔限定端口，流体流过端口以创建所述活塞上的压差。
专利摘要本实用新型描述了用于具有多个流体流动控制构件的流体控制装置的致动器，其包括第一腔，其包括第一旋转式致动器组件，其包括至少一个第一旋转式隔膜板；分隔器；以及第一致动器杆，其在第一端被耦接至该至少一个第一旋转式隔膜板，并且在第二端被耦接至第二阀塞；该致动器还包括第二腔，其包括第二旋转式致动器组件，其包括至少一个第二旋转式隔膜板；分隔器；以及第二致动器杆，其在第一端被耦接至该至少一个第二旋转式隔膜板，并且在第二端被耦接至第一阀塞；该致动器还包括主体，其包括耦接至阀的第一轭和耦接在该主体的该第一腔和第二腔之间的第二轭，并且该主体限定孔眼，以使得该第一和第二致动器杆伸进该第一和第二腔并且伸至阀。
文档编号F16K31/122GK202188203SQ20112029762
公开日2012年4月11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