带有返回阀的致动器的制造方法_4

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在例如高振动情况的过程中它可能移动或者产生不希望的噪音。可能希望的是对该直流电动机237施加的电控制信号将致使凸轮齿轮238旋转到以下位置:在该位置在凸轮齿轮238中形成的一个物理止挡件260与盖件247、壳体201或其他适当的阀组件部件中的一个物理止挡件260相接合。该电控制信号的强度水平可以基于振动水平等因素或其他因素进行调整。这个电控制信号可以被称为“保持”信号。
[0087]位置传感器249可以是无接触类型的并且可以使用磁阻式、感应式或霍尔效应技术。传感器249可以具有会从一个感测元件254接收反馈的感测电路253。
[0088]图15示出了带有位置传感器249的盖件247的一个放大的截面。感测电路253可以通过多个卡扣固位特征261、热压凹接合、金属夹子、包覆模制或其他适当的方式附接至盖件247上。传感器电路引线262可以通过焊接、钎焊、接触压力、或其他适当的方式被连接到引线架246的端子248上。应该注意的是,位置电路253是一个不需要印刷电路板、电阻器、电容器或其他部件的集成电路。
[0089]该感测元件254可以附接到杆连杆228、阀杆206或其他适当的位置。例如,阀组件200中的感测元件254是包覆模制到连杆228中的一个永磁体。感测元件254必须在感测电路253的一个特定位置之内间隔开。盖件247首先具有一个第一表面269并且具有一个第二表面270,该第一表面在一个第一方向上定位且限定该感测元件254,并且该第二表面在一个第二方向上定位且限定该感测元件254。感测元件254将提供一个感测参数,感测电路253将测量该感测参数。该感测电路将测量这个可变参数,例如当阀杆206响应于施加给直流电动机237的电控制信号而在A方向和B方向上移动时的可变磁场或磁场方向。该感测电路将提供一个与特定的阀位置相对应的阀位置电压。
[0090]可以注意到,这种感测安排将提供实际的阀位置,因为传感器元件254是附接到连杆228上并且该连杆是随着阀杆206和提升阀205移动的。这将被视为由于阀组件100所使用的这种位置感测安排的一个优点,在该阀组件中位置传感器测量的是输出轴的位置并且确定的是隐含的阀位置。
[0091]另一个特征是凸轮部分245、轴承229和阀杆206的物理关系。参见图12,轴承229的中心是与阀杆206的纵向中央轴线255对齐的。凸轮部分245的中央轴线256已经从纵向中央轴线255偏移258 了一个量,这个量将致使由凸轮部分245传输到轴承229的力是实质性地沿着阀杆206的纵向中央轴线255来施加的。凸轮部分245与凸轮229之间的接触点在图12中被显示为点257。这个点实质上位于阀杆206的纵向中央轴线255上。直接沿着阀杆206的纵向中央轴线255施加这个力使得阀杆上的径向力最小化,而这种径向力可能产生摩擦并且使得被施加至阀杆206的轴向力减小。这个偏离量可以是0.5mm至2.0mm或者部分地依赖于凸轮部分245的大小和形状的另一个值。
[0092]直流电动机致动的提升阀组件100与200之间的另一个区别是该致动器使得提升阀在打开位置与关闭位置之间移动的方式。直流电动机致动的提升阀组件100的致动器能够迫使该阀在两个方向上、朝向和背离阀座进行移动。直流电动机致动的提升阀组件200的致动器仅能够迫使该阀在一个方向上、背离阀座进行移动并且依赖于偏置弹簧231和232来使该提升阀返回到阀座。
[0093]在一个方向上的移动由于多个原因可能是有利的,这些原因可以包括:最少的部件、较低的成本、较小的包装空间、较轻的重量或者其他优点。也可能存在缺点,缺点可能包括:不能克服导致不正确的阀位置的系统制约、较慢的响应、或者其他形式的退化的性能。这些系统制约可能包括:排气残余物、摩擦、低温下高粘度的轴承润滑脂、降级的弹簧力、阀堵塞、或其他形式的限制。作为参考,具有系统制约的情况将被称为“受制约的阀移动”。没有系统限制的情况将被称为“不受制约的阀移动”。
[0094]参见图2至图6,如之前描述的,直流电动机致动的提升阀组件100具有在齿轮139中一体形成的一个凸轮143。附接至连杆126上的球轴承127与凸轮143相接合。凸轮143具有可以接触到轴承127的接触表面144和145。在接触表面144和145与该轴承的外直径之间存在足够的间隙以允许相对移动。凸轮143的接触表面144和145相对于输出齿轮139的轴线是偏心的,因此该输出齿轮139的旋转将致使轴承127相对于输出轴140的中心径向地移动。由于轴承127、连杆126、阀杆106、以及提升阀105是相互连接的,因此输出齿轮139在一个第一方向上的旋转可以致使球轴承127支承在凸轮表面144上并且致使提升阀在背离该阀座的一个第一方向上移动,并且输出齿轮139在一个第二方向上的旋转可以致使轴承127支承在凸轮表面145上并且致使该提升阀朝向该阀座移动。直流电动机致动的提升阀组件100的致动器能够迫使该提升阀在两个方向上、朝向和背离阀座进行移动。这种双向的强制能力是通过使单一部件(轴承127)在凸轮143的凸轮表面144和145上移动而实现的。轴承127的外直径将部分地决定齿轮139的大小以及壳体101的大小。在一些情况下,这个空间和大小可能被视为过量的并且可能需要替代性的解决方案来将此大小最小化。
[0095]参见图7至图15,如之前描述的,直流电动机致动的提升阀组件200具有一个凸轮齿轮238和凸轮部分245。轴承229、阀杆206以及提升阀205被附接至一个杆连杆228上。偏置弹簧231和232保持轴承229与凸轮部分245相接触。在一个第一方向上旋转凸轮齿轮238可能致使凸轮部分245支承在轴承229上并且使得提升阀205在背离阀座的第一方向上移动。凸轮部分245必须依赖于偏置弹簧231和232来维持与轴承229的接触。当凸轮齿轮238在一个第二方向上旋转时,偏置弹簧231和232将迫使轴承239支承在凸轮部分245上并且使得提升阀205在朝向阀座204的第二方向上移动。由于轴承229仅接触凸轮部分245,因此凸轮齿轮238的大小可以小于直流电动机致动的提升阀组件100的齿轮139,并且直流电动机致动的提升阀组件200的壳体206由于这个较小的齿轮而可以更小。
[0096]直流电动机致动的提升阀组件200的致动器仅能够迫使该阀在一个方向上相对于阀座进行移动并且必须依赖于偏置弹簧231和232来使该阀相对于阀座在第二方向上移动。如果在该致动器与阀组件内是受制约的阀移动情况,则这可能成为问题。以下段落中描述的本发明将直流电动机致动的提升阀组件200的优点与一个辅助的阀关闭特征相结合,该辅助的阀关闭特征将提供该致动器迫使提升阀相对于阀座在两个方向上移动的能力。
[0097]图16和图17示出了用于直流电动机致动的提升阀组件200和凸轮齿轮238的当前安排。偏置弹簧231和232迫使轴承229支撑在凸轮齿轮238的凸轮部分245上。这种安排将仅能够使该致动器迫使轴承229、杆连杆228和阀杆206在单一的B方向上移动。偏置弹簧231和232将提供一个偏置力来使轴承229、杆连杆228和阀杆206在之前描述的相反的A方向上移动。
[0098]参见图18和图19,示出了用于直流电动机致动的提升阀组件200A和凸轮齿轮238A的一种新的安排,该安排将迫使提升阀相对于阀座在两个方向上移动。直流电动机致动的提升阀组件200A的部件与组件200相似,并且将使用相似的数字来标识这些部件。
[0099]图19示出了与直流电动机致动的提升阀组件200的凸轮齿轮238相似的凸轮齿轮238A。一个阀返回特征273已经在凸轮齿轮238A中形成并且从该凸轮齿轮的表面275轴向地延伸。阀返回特征273具有一个表面274,这个表面也从表面275轴向地延伸并且是围绕凸轮齿轮238A的中央通孔244形成的。表面274与凸轮部分245相隔一个偏移量276。表面274 —般径向偏移一个恒定值,这个恒定值遵循凸轮特征245相对于凸轮齿轮238A的中央通孔244的偏心轮廓,但偏移量276也可以变化以便获得该阀的所希望的移动。阀返回特征273和凸轮部分245将随着凸轮齿轮238A旋转。
[0100]图18示出了直流电动机致动的提升阀组件200A。轴承229通过一个销230A附接至杆连杆228上。销230A具有朝向凸轮齿轮238A的表面275延伸的一个延伸部分271。延伸部分271是位于凸轮部分245与阀返回特征273的表面274之间。销230A的延伸部分271将轴向地重叠在凸轮部分245和表面274上、但可以不接触凸轮部分245。当轴承229与凸轮部分245相接触时,延伸部分271还可以与表面274径向地相隔一个空间272。
[0101]如所提到的,表面274可以相对于中央通孔244是偏心的,这样使得当延伸部分271被保持在一个固定的位置中时,凸轮齿轮238A在一个第一方向上的旋转将致使表面274背离该延伸部分271移动并且增大这个空间272。凸轮齿轮238A在一个第二方向上的旋转将减小空间272并且可能致使表面274接近并且接触到延伸部分271。延伸部分271与表面274之间的接触可以迫使轴承229、杆连杆228、阀杆206以及提升阀205在一个方向上移动从而致使提升阀205朝向阀座204移动。空间272可以为0.25mm,0.75mm或其他尺寸,这将提供特定应用所希望的返回要求。空间272将决定为了在表面274与销230A的延伸部分271之间建立接触,凸轮齿轮238A所需要的旋转量。
[0102]参见图20、21、22、23和24,这个阀返回特征将用以下方式来操作。图20示出了直流电动机致动的提升阀组件200A的未供电状态。偏置弹簧231和232将迫使轴承229支承在凸轮部分245上,从而迫使轴承229、杆连杆228、阀杆206以及提升阀205在一个方向上移动以致使提
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