用于阀活门移位的装置的制作方法

本发明涉及将线性运动转换为旋转运动的装置。具体地，所述装置可有利地用于具有“苏格兰轭(scotchyoke)”运动机构的致动器。

背景技术：

众所周知，在用于四分之一圈液压或气动阀的致动器的情况下，苏格兰轭运动机构是用于将线性运动转换为四分之一圈的旋转运动的常用机构。因此，具有苏格兰轭运动机构的致动器允许阀执行大约90°的旋转，其中在末端处扭矩具有最大值，并且在轨迹的中间扭矩具有最小值。对于那些在处于关闭位置时需要高扭矩的阀而言，该特征是正面的。此外，具有苏格兰轭的致动器通常相对于其它致动器制造便宜，尤其是当需要以高输出扭矩工作时。换句话说，可以说苏格兰轭运动机构对于尺寸大的阀而言非常有竞争力。

参考示出了根据已知技术的苏格兰轭运动机构的图1，苏格兰轭运动的典型设计提供了以往复线性运动方式移动的杆13和在其自身轴上旋转的苏格兰轭11。杆通过一装置移动苏格兰轭，该装置为引导块14，该引导块将杆13的线性运动转换为苏格兰轭11的旋转，最大角度为约90°。引导块通过穿过引导块的本体的销将杆的运动传递到苏格兰轭，在销上安装有滑动垫12，滑动垫在苏格兰轭中的槽中滑动。

具有苏格兰轭运动机构的致动器设计的缺点与以下事实有关：在90°旋转的显著部分期间，杆施加的力不与苏格兰轭的臂正交(苏格兰轭的臂表示连接苏格兰轭的旋转轴线与被约束在杆上的块的销钉的假想线)。这导致横向载荷应力，其由与压力杆和旋转轴正交地施加的反作用力构成。必须平衡这种侧向应力，以防止杆和/或块的销的未对准。

如果显著的侧向力与杆在衬套中的连续滑动相结合，则在衬套可能断裂之前发生衬套的过度磨损。此外，侧向力可以通过衬套传递到引导杆的致动器组的其它元件。最后，衬套和杆之间的摩擦导致其不规则或步进的起动和运行，因此使得具有苏格兰轭运动机构的致动器的使用几乎不适合于需要精确且良好控制的运动的应用，例如调节阀。解决该问题的一种方法是使用辅助杆的引导棒15，其通过支撑横向载荷来防止杆偏转。

具有苏格兰轭运动机构的致动器要求引导块的销总是完全平行于苏格兰轭的旋转轴。根据传统设计，苏格兰轭由中心销构成，在该中心销上固定有两个翼部，连接到杆的引导块的垫在翼部的槽中滑动。根据这种设计，穿过引导块的孔负责保持销与苏格兰轭的旋转轴正确对准，并通过苏格兰轭的槽来有助于这种对准。因此，非常重要的是，块的引导垫和苏格兰轭的槽的联接几乎没有任何间隙，这可能在苏格兰轭的旋转或角运动的反转期间引起不规则的运动。另一方面，由于任何机械加工都不可能没有工作公差，因此很难实现具有零联接间隙的元件。而且，在安装步骤中，在块的引导垫和开槽连杆中的槽之间需要间隙，即使是最小的间隙。但是，即使假设有可能实现在槽和块的垫之间具有零间隙的完美联接，运动传递力将在运动中的机械部分之间产生摩擦，这可能导致块的引导垫和开槽连杆的座部之间的磨损。

因此，需要限定一种装置，该装置允许克服上述问题，特别是在新的装置的情况下和在装置的使用寿命期间由于发生磨损而导致的联接间隙无关紧要。

技术实现要素：

因此，本发明是一种将线性运动转换为旋转运动的装置，特别适用于具有苏格兰轭运动机构的致动器，并且至少设置有引导垫，该引导垫构造成使得在其是新的时以及在致动器的使用寿命期间发生的磨损引起联接间隙时能够平衡联接间隙。

因此，本发明的目的是一种用于将线性运动转换为旋转运动的装置，如所附独立权利要求中所述。

从属权利要求描述了本发明的具体的和进一步的有利方面。

附图说明

下面将参考附图详细描述本发明的这些和其它优点，其中：

-图1示意性地示出了根据现有技术的具有苏格兰轭运动机构的致动器，

-图2示出了根据本发明的装置的实施例的二维分解图，

-图3示出了该装置的实施例的三维分解图，

-图4示出了图1的装置的组件的轴测图，

-图5示出了图1的装置的细节，示出了其工作原理，

-图6示出了图1的装置的另一细节，示出了来自苏格兰轭的翼部的运动的传递。

具体实施方式

如图2至6所示，本发明的目的是一种装置10，其允许消除将线性运动转换为旋转运动的元件中的所有可能的机械间隙，尤其是在引导垫和苏格兰轭的翼部之间的机械间隙。根据本发明的装置还能够平衡由于在致动器的使用寿命期间发生的磨损而导致的可能的间隙。消除间隙允许定位的高机械分辨率，并因此提高精度和重复位置控制的可能性。所述装置还允许消除连接到致动器的阀的随意运动，从而避免由于通过阀的主流的参数(流速和载荷损失)的变化而导致的阀定位的变化。

在安装之后，装置10在图2和3以及图4中以分解图示出。装置10包括销1，销可以在块20中形成的壳体2的孔中旋转，该块与已知类型的且因此未在图中示出的致动器的杆成一体，或者无论如何与以直线运动方式运动的元件成一体。在苏格兰轭的销上，在两端处，如图4所示，在苏格兰轭的销与开槽连杆的翼部联接的区域中，安装了其它元件，如下所述，这些元件允许平衡苏格兰轭的翼部和销之间可能的联接间隙，这些联接间隙是以下两种情况下存在的联接间隙：当是新的时，由于工件的公差所导致；以及在致动器的使用寿命期间，这种情况下，由于各种元件之间发生的磨损所导致。具体地，在销上直接安装有引导块3，该引导块设置有用于容纳所述销的内孔。引导块3的特征在于倾斜侧表面3'，其与两个引导垫5的类似倾斜表面5'联接。引导块3的外侧表面3'和引导垫5的内侧表面5'具有相同的倾斜度。

有利地，在引导垫上引入两个金属片材4，金属片材涂覆有自润滑材料，以降低和减少元件的磨损。

弹性构件6(优选蝶形垫圈(bellevillewasher))在引导垫5上产生力，使得在装置10和苏格兰轭9的翼部之间可能的间隙被平衡，该翼部形成装置的座部，如图6所示。弹性构件6在引导垫5上施加力，这是因为它通过具有合适垫圈7的螺钉8相对于苏格兰轭的销1被阻挡。

在致动器的使用寿命期间，由于引导垫5的平移，即引导垫的倾斜表面5'在引导块3的相应的倾斜表面3'上的滑动，而使得由于磨损导致的可能间隙将由装置同等地平衡。因此，联接间隙的平衡将导致引导垫5的外侧表面5”之间的距离a增加，该外侧表面将始终保持彼此平行，以保持与苏格兰轭的翼部的机械联接而没有间隙。

如图5所示，由于弹性构件6的力fe，引导垫5的倾斜表面5'与引导块3的相应的倾斜表面之间的不可逆运动允许片材4的竖直平移t和水平平移s，消除了机械传动的部件之间的所有间隙。

本发明的该实施例作为示例进行描述，显然可以以相反的方式消除苏格兰轭的销的引导垫和苏格兰轭的翼部之间的联接间隙，即通过减小苏格兰轭的翼部的表面之间的距离。

除了这些实施例之外，如上所述，可以存在许多其它变型形式。此外，所述实施例仅是示例，并不以任何方式限制本发明的目的及其应用或构造。相反，即使上述描述使得本领域的专家能够在至少一个实施例中提供本发明，也可以在不脱离本发明范围的情况下对所描述的元件进行许多变化，本发明的范围由所附权利要求和/或其技术/法律等同物所涵盖。