双驱动致动器的制造方法_3

文档序号:8417310阅读:来源:国知局
作为致动杆34的下部40的间隙驱动。在致动器驱动构件32的70°的位置上,阀门构件30或者隔膜接触阀座28,其接触对抗致动杆34下部40进一步的轴向平移。因此,随着致动器驱动构件32从70°顺时针旋转至90°,致动杆34的上部42的旋转和轴向平移继续朝阀门构件30移动,致动杆下部40的非旋转和轴向静止固定在位置上。受控间隙64从而引起螺纹60和62经过致动杆34的旋转从70°到90°的过渡区域,其中螺纹60、62没有相互接触(图4C)并且阀经由第一力74的间接驱动继续保持关闭,所述第一力74通过偏置构件50被施加到致动杆34的下部40上。换言之,从70。的位置到达或者接近90°的位置,经由致动器驱动构件32旋转施加的力克服由偏置构件50定义或者设置的外加负载(第一力74)以使得致动杆34的上部42从致动杆34的下部40脱离。
[0042]在或者接近90°的位置上,螺纹60、62重新啮合,但是现在致动杆34下部40的每个螺纹60的上表面76接触至致动杆34上部42的每个螺纹62的下表面78或者沿着它滑动。因此,随着致动杆34旋转至完全关闭的90°位置,致动杆34的上部42直接对致动杆的下部42施加关闭负载或者第二力80,其第二力直接传递至阀门构件30以在阀门构件30上施加关闭负载。由于第二力80仅仅归因于由致动器驱动构件32施加到致动杆34上部42的力,并且该第二例通过致动杆34下部40直接传递至阀门构件30,认为随着致动器驱动构件32达到90°的完全关闭位置,该移动为致动杆34下部40的直接驱动。应了解超程的度数可以经由选择螺纹60、62之间的受控间隙的数目进行控制。间隙可以以多种方式进行控制,包括选择和控制啮合螺纹60、62的直径和节距(pitch)。
[0043]致动的直接驱动部分可以用于在阀门构件30上施加所需的关闭力80或者需要的负载以提供紧紧关闭的阀。由于关闭力80是由致动杆34的上部42的直接驱动生成的,并且更具体地,致动杆34现在充当单驱动构件,需要施加关闭力的力矩与当以相同螺距应用单独直接驱动致动器时的力矩相同。因此,可以实现致动器的较大冲程而不增加关闭力80需要的力矩。典型地,关闭或者第二力80将高于由偏置构件50施加的第一力74。例如,偏置构件50的间接驱动第一力可以在阀门构件30上施加七十镑的负载,然而致动杆34的直接驱动第二力可以提供一百二十镑的关闭力。当然这些值全部是典型的。
[0044]注意到在该点上尽管典型实施例说明了旋转致动器驱动构件32的应用,在所有的应用中并不都需要。例如,应用受控间隙的超程特性可以通过杠杆式致动器驱动构件或者需要的其他致动器驱动构件设计实现以产生致动杆34的轴向平移。
[0045]参考图5和6,示出了混合致动器和阀门组件90的实施例。混合致动器包括手动致动器功能和气动致动器功能。简言之,混合致动器包括气动操作的致动器组件92和手动操作的致动器组件84,手动操作的致动器94堆放于气动操作的致动器92的顶部。手动操作的致动器组件94可以但不需要以与上文所述的手动操作的致动器12相似的方式和功能实现,相同的参考标号用于相同的元件。因此,手动致动器组件94可以伴随超程特性和图1-3的手动操作致动器的预定螺纹间隙概念进行操作。
[0046]气动致动器组件92通常包括设置在致动器壳体98内的活塞组件96。如示,致动器壳体可以为组合式壳体或者可选地为单件壳体。在典型的实施例中,可以应用两个活塞96a和96b,可选地可以应用单活塞致动器或者根据需要应用多于两个的活塞。弹簧100用于在第一方向上推进活塞组件96,其推动阀门构件102或者阀门组件104的隔膜与阀座106密封啮合,从而提供常闭阀。活塞组件96可以包括致动杆108,其具有穿过其中的气道110。气道110与进气口配件流体连通(未示出),经过壳体气道112,其容置来自压缩气源的压缩空气(未示出)。气道110经由气道116在活塞96a和96b中与活塞腔室114相连通。当供应压缩空气至气动致动器组件92时,气压克服弹簧100的偏差且移动活塞组件96抵靠弹簧100至第二位置(未示出),这使得阀门构件102移动至远离阀座106的打开位置。当移除气压时,弹簧100使得活塞组件96返回至第一位置(图1)且阀关闭。O型环118或者其他合适的密封件向致动器压缩空气提供压力安全壳以移动活塞组件96。
[0047]尽管手动操作的致动器94可以基本上与上文所述一致,值得注意的是致动杆34的下部40还可以提供进入用于气动操作致动器92的气道110。还要注意致动器壳体120相对于单独的手动操作致动器可以延伸以便容纳一部分气动操作致动器92。除了致动杆34的下部40与阀门构件102或者按钮58啮合外,下部40可以与还接触活塞组件96的蝶形弹簧122相啮合。蝶形弹簧122可以用于提供偏置力,对于图2的手动致动器由弹簧50提供该偏置力。因此,手动操作致动器94可以用于手动操控(override)气动操作致动器92。例如,当关闭手动致动器94时,即使压缩空气施加于壳体气道112上,气动致动器92会被阻止打开阀门构件102。在气动致动器92被激活以及阀门构件102处于打开位置的情况下,当致动器驱动构件或者手柄32旋转至关闭位置时手动致动器94可以用于推动气动致动器92至关闭位置。在典型的实施例中,手动致动器94不能打开阀除非气动致动器92也被激活至允许打开状态。
[0048]图7和8示出了手动操作致动器的附加可选实施例。在图7中,示出了使用偏置构件132例如蝶形弹簧的双驱动致动器130的实施例。在该实施例中,可以预压缩蝶形弹簧132以使得在阀门构件150接触阀座154之后,蝶形弹簧132相对于致动杆136的下部138在致动杆136上部134的预定冲程中将转至平坦状态。第一螺纹连接件140连接上部134至壳体142,第二螺纹连接件144连接下部138至螺母146。注意在该实例中,由于螺母146的选择应用,使得致动杆136是单件杆。如在第一实施例所述,第一和第二螺纹连接件140、144可以具有不同的螺纹方向。例如,第一螺纹连接件140可以具有右旋螺纹方向,第二螺纹连接件144可以具有左旋螺纹方向。蝶形弹簧132用于提供超程特性,以使得第二螺纹连接件144不需要包括内设螺纹间隙,尽管可选地它可以按需求包括内设螺纹间隙。下部138可以直接接触按钮148或者阀门构件150例如隔膜,或者可以通过中间件152接触阀门构件150。在该实例中,中间件152与螺母146协作用来预压缩弹簧132。
[0049]图7展示了阀打开位置下的组件。由于手柄148顺时针旋转,在蝶形弹簧132预压缩的影响下上部134和致动杆136的下部138 —样向下移动,所述蝶形弹簧施加第一力到阀门构件150上。当阀门构件150接触阀座154时,上部134进一步的轴向移动将引起蝶形弹簧132转到平坦状态以使得上部134提供直接驱动以施加第二力到阀门构件150上。在弹簧132转到平坦状态之前设计为蝶形预压缩的冲程的数量可以用于控制超程的数量。
[0050]图8示出了包括超程特性的直接驱动手动操作致动器160。超程特性可以按需要以蝶形弹簧或者其他偏置机构162的形式实现。蝶形弹簧可以是如图7的实施例所示的预压缩以使得蝶形弹簧162在转到平坦状态之前,设计为蝶形弹簧预压缩的冲程的数量可以用于控制超程的数量。在图8的实施例中,致动器160是常规地专门设计为提供致动杆164和阀门构件166之间的直接驱动,具有可选按钮168。然而,在该实施例中,偏置构件162可以设置在致动杆164和阀门构件166或者可选按钮168之间。由于直接驱动致动器杆164朝阀门构件166轴向移动,第一力通过预压缩偏置构件162的操作施加到阀门构件166上。当阀门构件162接触阀座170时,在预压缩蝶形弹簧或者偏置构件162转到平坦状态之前将存在预定冲程。该冲程提供超程特性。在蝶形弹簧转到平坦状态后,致动杆164的直接驱动施加第二关闭力到阀门构件166上以抵靠阀座170。注意由于是直接驱动手动操作实施例,仅存在致动杆164的单螺纹连接件172。
[0051]图9示出了上面图1-3手动致动器的可选实施例。手动致动器和阀门组件200可以以与图1-3实施例基本上相同的方式操作,因此,不需要重复进行描述。对于类似的部件使用类似的参考标号但是从200系列开始。因此,244对应于图2中的第一螺纹连接件44。对图9中的组件200在阀关闭位置上进行了说明,并且组件200从图2的角度来看旋转了九十。O
[0052]通过比较图2和图9,使用带有定位环252的表面52的来取代内肩(innershoulder),弹簧250压缩所述表面。对于致动杆234的第二部分或下部240,抗旋转装置56(图2)已经由穿孔六角件256几何体替代。穿孔六角件256容置于致动器壳体213的六角形凸缘中。
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