双驱动致动器的制造方法_2

文档序号:8417310阅读:来源:国知局
置仅旋转了九十度。
[0031]通过合并应用双驱动概念的致动器组件12,弥补针对冲程关系的所述力矩。双驱动概念可以通过两个驱动元件或者部件体现,所述元件或者部件结合到一起但是相对于彼此在外加负载上变为可操作脱离,例如,通过偏置构件定义或者设置的外加负载。经由可操作脱离,涉及功能性联结或者操作的脱离,双驱动第一部分和第二部分通过所述功能性联结或者操作提供相对于致动器驱动构件旋转的轴向位移。双驱动概念可以,例如,借助于使用致动器驱动构件32和致动杆34的双驱动联结实现。如上所述,致动杆34具有第一部分40和第二部分42,它们通过联结件46联结到一起。致动器驱动构件32和致动杆34双驱动联结的实施例可以通过第一螺纹连接件44和第二螺纹连接件48实现。更具体地,提供具有第一螺纹方向(orientat1n)的第一螺纹连接件44,例如,右旋螺纹,以及具有相反螺纹方向的第二螺纹连接件48,例如左旋螺纹。可选地,第一螺纹连接件44可以具有左旋螺纹方向,而第二螺纹连接件48可以具有右旋螺纹方向。
[0032]假设致动器组件12处于如图1所示的完全上面的位置,其对应于阀完全打开。当致动器驱动构件或者手柄32顺时针旋转时,致动杆上部42经由第一螺纹连接件44的操作向下移动。因为下部40应用相反的螺纹方向联结到上部42上,并且进一步因为经由抗旋转装置56阻止下部40旋转,下部40朝隔膜向下移动或者行进。致动杆34的整个冲程是致动杆34的下部42和上部40的结合冲程。一直处于这种情况下直到隔膜30接触阀座28。在那个点上,阀被关闭并且致动杆34的下部40可以不再轴向移动(忽略由于阀座28压缩引起的一些微小移动)。
[0033]在隔膜30与阀座28接触之后,致动杆34的整个冲程基本上等于致动杆34上部42的冲程。因此实现了增加阀门构件30的打开和关闭位置之间的致动器的整个冲程而没有增加螺距。注意的是尽管没有增加螺距,需要促进杆抵靠给定负载的手柄力矩相似于单驱动构件的力矩,所述单驱动构件相比于结合或者联结双驱动部分具有提供每个旋转自由度的可比线性位移或者冲程的螺距。从另一方面来看,已经增加了整个冲程而没有增加螺距,需要关闭阀的手柄力矩等同于直接驱动致动器中的力矩。实质上,经由应用下游螺距构件连续操作的多线螺纹机构重复应用单线螺纹驱动机构而增加的螺距的效果。仅在致动部分期间,其中需要应用抵靠阀座的较高的闭合力,设计致动器以使得下部从上部脱离从而能够直接驱动手柄来关闭阀。
[0034]在一些实施例中,可能需要提供一种致动器和阀门组件10的超程特性。超程意为在致动器驱动构件32的完全关闭旋转完成之前,阀门构件30啮合阀座28以关闭阀。称此为关闭超程。同样地,在一些应用中,可能需要阀门构件30从阀座28脱离(unseat)并且使得阀在致动器驱动构件32的完全打开旋转完成之前完全打开。称此为打开超程。这可以按下文理解。致动器12将具有致动器驱动构件32的第一部分,其处于对应于阀打开情况的第一最大位置上。例如,在旋转致动器驱动机构例如图2和3的手柄32实施例的情况下,手柄32将完全逆时针旋转至第一或者完全打开停止位置,该位置将被认为是0°位置(假设第一螺纹连接件44的右旋螺纹方向)。致动器12还将具有致动器驱动构件32的第二位置,其处于对应于阀关闭位置的第二最大位置。例如,在在旋转致动器驱动机构例如手柄32实施例的情况下,手柄32将完全顺时针旋转至第二或者完全关闭停止位置,该位置将是四分之一圈旋转致动器和阀门组件10的90°位置。打开超程特性意为阀门构件30从阀座28脱离(release)并且使得阀在致动器驱动构件30到达O°位置之前完全打开至其优选总流量容量。关闭超程特性意为阀门构件30在致动器驱动构件32到达90°位置之前接触阀座28以阻挡经过阀的流体流动。
[0035]例如,致动器驱动构件32的打开和关闭位置的20°超程将意为当致动器驱动构件32已经旋转至第三位置或者70°位置时,阀门构件30啮合阀座28以关闭阀(尽管或许没有以最大关闭力固定),当致动器驱动构件32已经旋转至70°位置和20°位置之间的位置时,阀门构件30从阀座28释放或者脱离以打开阀(尽管没有完全被打开)。例如,在20°旋转位置和低于20°旋转位置上,阀完全打开。可选地,如果需要在这些位置上实现的功能可以被颠倒。例如,当致动器驱动构件32已经旋转至第四位置或者20°位置时,可以较容易地适用致动器组件12以使得阀门构件30啮合阀座28以关闭阀(尽管或许没有以最大关闭力固定),当致动器驱动构件32已经旋转至70°位置时,阀门构件30从阀座28释放或者脱离以完全打开阀,因此完全打开手动手柄停止位置为90°位置,完全关闭手动手柄停止位置为0°位置。此外,这些实例中各种旋转度是典型且非限制性的。例如,可以通过调节用于实现超程的结构,例如下文描述的典型结构或者其他结构,在任何需要的旋转角度上设置超程特性。注意对于上文描述的四个位置的任意一个,存在致动杆34的对应的轴向位置。
[0036]图3A示出了可以应用在此教导的技术实现的超程概念的例子。该绘图展示了相对于致动器驱动构件32例如手柄32的旋转角度的致动杆34的线性行程或冲程(注意由于手柄32从A旋转到D,手柄按照手动阀常规形式逆时针旋转,但是并不需要这样并且可选地可以为按照本领域技术人员期望的顺时针旋转)。虚线表示致动杆34行程,实线代表阀门构件30打开/关闭状态。对于四分之一旋转致动器,例如,A可以代表完全90°手柄顺时针旋转,或者换句话说手柄处于完全关闭停止位置。D可以代表完全0°手柄逆时针旋转,或者换句话说手柄处于完全打开停止位置。但是从概念上讲,字母A、B、C、D涉及对于特定应用致动器设计者所需的任何角度。
[0037]对于如上所述的20°超程的例子,B可以代表20°手柄旋转位置(在该例子中从手柄完全顺时针旋转关闭位置A作为参考)。在A和B之间,阀门构件30接触阀座28并且阀被关闭。由于随着阀座压缩致动杆可能的较小轴向移动(如上文所述),A和B之间的虚线可以具有较小的倾斜(图3A中为清晰起见被夸大)。C可以代表70°手柄逆时针旋转位置(在该例子中从手柄完全关闭位置A作为参考)。在C和D之间,阀门构件不接触阀座28并且阀对于流量打开。无论阀门构件28在位置C是否提供完全的流动,其可以作为设计选择。在B和C之间阀门构件30处于过渡区域,随着其进一步朝向离开阀座28最大的距离移动。
[0038]当超程视情况被包含于致动器和阀门组件时,致动器双驱动概念还可以有利地用于促进执行超程,或者打开超程、关闭超程或者两者都执行。在一实施例中,在第二螺纹连接件48中提供预定或者受控螺纹间隙。注意由于例如较差的容差控制,很多螺纹连接件可能具有不期望或不想要的间隙。根据螺纹连接的应用此类间隙并不一定是问题但是即便有的话,螺纹连接优选地具有较少的间隙。然而发现可以通过特意地设计第二螺纹连接件48的受控或者预定螺纹间隙以及结合内设的间隙与偏置构件50来实现超程。因此受控或者预定螺纹间隙或者内设螺纹间隙意为特意地在螺纹连接件中提供受控间隙以便实现超程。因此这是不同于可归为不太理想的制造过程或者设计或相反地不受控或非特意引入螺纹连接件中的螺纹间隙。
[0039]图4A-4D图示地示出了受控或者内设螺纹间隙的实施例,以在致动器和阀门组件10中实现例如20°的超程。这些图作为例子提供了联结件46和相关联的第二螺纹连接件48实施例的放大示意图。图4A代表在0°或者完全打开阀位置上的致动杆34(以及每个图4A-4D的致动器驱动构件32);图4B代表在0°到70°范围内位置上的致动杆34,其中在70°位置上阀门构件30接触阀座28以关闭阀;图4C代表70°到90°过渡范围内位置上的致动杆34,其中阀门构件30接触阀座28以关闭阀门;以及图4D代表在90°或者完全关闭阀位置上的致动杆34。
[0040]图4A-4D为清晰起见些许扩大了内设螺纹间隙。左侧螺纹结构代表致动杆34的下部40,右侧螺纹结构代表致动杆34的上部42。在20°超程的该典型实施例中,下部40的螺纹60与上部42的螺纹62啮合,但是在螺纹60、62的各自波峰部分66和波谷部分68之间具有受控或者内设间隙64(见图4C)。受控间隙64在联结件46上提供了第二螺纹连接件48的受控或者内设受控间隙。
[0041]参考图2,回想偏置构件50,例如弹簧,经过致动杆34的下部40在阀门构件30上应用向下的第一力74。伴随受控间隙64,致动杆34下部40的每个螺纹60的下表面70接触致动杆34上部42的每个螺纹62的上表面72或者沿着它滑动。由于偏置构件50在下部40上施加第一动力74,随着致动器驱动构件32从0°顺时针旋转至70°,由于螺纹啮合致动杆的非旋转下部朝阀门构件30轴向移动。由于第一动力74仅仅归因于偏置构件50而不是致动器驱动构件32,认为该移动
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