用於具有多個流體流動控制構件的流體控制裝置的致動器的製作方法

2023-07-20 09:03:26 2

專利名稱：用於具有多個流體流動控制構件的流體控制裝置的致動器的製作方法
技術領域：
本專利涉及致動器，更具體地，涉及用於具有多個流體流動控制構件的流體控制裝置的致動器。
背景技術：
過程控制系統使用各種現場設備來控制過程參數。在一些例子中，旋轉式致動器被用於控制通過閥的流體流動。

實用新型內容根據本實用新型的一個實施例，提供了一種致動器，用於具有多個控制構件的流體控制裝置，所述致動器包括主體，限定用於接收供應壓強的埠 ；腔室，隔膜、第一及第二隔膜板、第一及第二彈簧、以及第一、第二及第三致動器杆被至少部分地設置在所述腔室中，其中所述第二致動器杆被耦接到所述第一隔膜板，所述第一隔膜板被由所述第一彈簧推入到所述隔膜的第一部分；所述第一及第三致動器杆被耦接到所述第二隔膜板，所述第二隔膜板被由所述第二彈簧推入到所述隔膜的第二部分；所述第一部分具有小於所述第二部分的尺寸；所述第一彈簧具有小於所述第二彈簧的彈簧係數。

圖1示出了一個已知的致動器；圖2示出了示例性兩級致動器的示意圖；圖3示出了圖2的示例性兩級致動器的透視圖以及部分截面圖；圖4-6示出了耦接到示例性蝶閥的示例性兩級致動器的不同位置的透視圖以及部分截面圖；圖7示出了示例性兩級致動器的另一示圖。
具體實施方式
一些例子在上述圖中示出並且在下面加以詳細描述。在描述這些例子中，相似的或相同的附圖標記用於標識共同的或類似的元件。出於清楚和/或簡潔的目的，這些圖並不一定按比例，並且圖的某些特徵和某些視圖可能會在比例上或在示意圖中被誇大地示出。附加地，整個說明書中描述了幾個例子。任何例子中的任何特徵可以附帶、替代其他例子中的其他特徵或者與其他例子中的其他特徵相結合。在此所述的例子涉及用於具有多個流體流動控制構件(例如，閥碟)的閥的示例性致動器。示例性致動器可以結合具有內裝的閥碟的示例性蝶閥使用，或者結合使用多於一個的流體流動控制構件來控制流體流動和/或控制流體流過多個孔眼的任意其他流體控制裝置使用。通過使用在此所述的示例性致動器，示例性蝶閥能夠分級地和/或獨立地操作相關聯的閥碟，由此減少啟動扭矩的幅度，例如當打開傳統蝶閥的閥碟時所發生的啟動扭矩。在此所述的示例性致動器可以包括限定腔室的主體，以及用於接收供應壓強的埠。隔膜、內隔膜板及外隔膜板、多個致動器杆以及偏置元件(例如，彈簧)可以被至少部分地設置在腔室中。在一些例子中，第一彈簧與致動器杆可以接合和/或被耦接到內隔膜板，而第二彈簧與一個或多個致動器杆可以接合和/或被耦接到外隔膜板。第一彈簧可以具有低於第二彈簧的彈簧係數，以使得一旦接收作用在隔膜上的供應壓強，相比於壓縮第二彈簧並且因此移動外隔膜板所需的力，需要較小的力來壓縮第一彈簧並且因此移動內隔膜板。在示例性致動器是分級地可操作的並被耦接到蝶閥的情況中，示例性致動器可以在兩個級中運行。在第一級，中心或第一致動器杆被移動以打開蝶閥的內閥碟。在第二級， 外部或第二致動器杆被移動以打開蝶閥的外閥碟。內閥碟可以被可旋轉地耦接在外閥碟內，並且在一些位置(例如，蝶閥被完全打開或完全關閉)，內閥碟可以密封地接合外閥碟的內徑。在運行中，通過埠接收的控制信號作用在隔膜的第一側，而第一及第二彈簧經由各自的內隔膜板及外隔膜板作用在隔膜的第二側。在第一級，如果由控制信號施加在隔膜上的力大於由第一彈簧施加在隔膜上的力，則第一致動器杆被向下移動直至第一隔膜板接合第二隔膜板和/或被第二隔膜板容納，而蝶閥的內閥碟處於實質上打開位置。在第二級，如果由控制信號施加在隔膜上的力大於由第一及第二彈簧施加在隔膜上的力，則第一及第二致動器杆被向下移動直至致動器杆中的至少一個接合行程限位，並且內閥碟和/或外閥碟被定位在打開位置以使得流體能夠流過蝶閥。在第二級，內隔膜板與外隔膜板之間的接合和/或隔膜與外隔膜板之間的接合可以移動第二致動器杆以打開外閥碟。圖1示出了一種已知的旋轉式致動器100。致動器100包括主體102，其限定埠 104以接收供應壓強和/或控制信號。致動器100還包括腔室106，在其中設置有隔膜108、 隔膜板110、彈簧112以及致動器杆114。在運行中，通過埠 104接收的控制信號作用在隔膜108的第一側115，而彈簧112經由隔膜板110作用在隔膜108的第二側118。如果由控制信號施加在隔膜108上的力大於由彈簧112施加在隔膜108上的力，則致動器杆114 以大致上由箭頭116所示的方向被移動。然而，如果由控制信號施加在隔膜108上的力小於由彈簧112施加在隔膜108上的力，則致動器杆114以與箭頭116所示的方向相反的方向被移動。取決於致動器100所耦接的閥的配置，以大致上由箭頭116所示的方向移動致動器杆114可以增加或減小通過閥的流體流動。。圖2示出了示例性致動器200的示意圖。致動器200包括主體202，其限定用於接收供應壓強和/或控制信號的埠 204。致動器200還包括腔室206，示例性隔膜208、示例性第一及第二隔膜板210及212、第一及第二偏置元件或彈簧214及216，以及第一、第二及第三致動器杆218、220及222被至少部分地設置在腔室206中。第二致動器杆220被耦接到第一隔膜板210。第一隔膜板210被由第一彈簧214 推入到隔膜208的第一部分或凹槽224。類似地，第一及第三致動器杆218及222被耦接到第二隔膜板212。第二隔膜板212被由第二彈簧216推入隔膜208的第二部分或凹槽226。 第一部分224可以具有小於第二部分226的尺寸(例如，較小的直徑或面積)，以使得相比於第二部分226，需要較小的力來移動第一部分224。第一彈簧214可以具有低於第二彈簧216的彈簧係數，以使得一旦接收作用在隔膜208上的供應壓強，相比於壓縮第二彈簧216 並且因此移動第二隔膜板212所需的力，需要較小的力來壓縮第一彈簧214並且因此移動第一隔膜板210。雖然未示出，但是各個隔膜板210和212的邊緣228-234可以是圓形和/ 或錐形(例如，四分之一英寸半徑)，以實質上阻止隔膜208的過早磨損和/或破壞。在運行中，致動器200可以在兩個級中是可移動的。在第一級，隔膜208以大致上由箭頭236所示的方向移動第一隔膜板210直至第一隔膜板210接合第二隔膜板212的凹槽237和/或被第二隔膜板212的凹槽237容納。在第二級，隔膜208的第二部分226和 /或第一隔膜板210以大致上由箭頭236所示的方向移動第二隔膜板212，直至第二致動器杆220接合行程限位402 (圖4)。行程限位402 (圖4)可以螺紋地接合主體202的開口 403(圖4)以實現對其的調節。更具體地，通過埠 204接收的控制信號作用在隔膜208的第一側238上，而第一彈簧214經由第一隔膜板210作用在第一部分224的表面240上。附加地，第二彈簧216經由第二隔膜板212作用在第二部分226的表面241上。由於第一彈簧214可以具有低於第二彈簧216的彈簧係數，因此作用在隔膜208的第一側238上的控制壓強可以在移動第二隔膜板212 (即，第二級)之前移動第一隔膜板210 (即，第一級)。圖3示出了示例性致動器200的透視圖及部分截面圖。如圖所示，致動器杆 218-222被耦接到各自的連接裝置302、304及306，其將致動器杆218-222的線性移動轉換為旋轉移動。連接裝置304可以被耦接到第一閥軸308，而連接裝置302及306可以被耦接到第二閥軸或連接裝置310。第一閥軸308可以被可操作地耦接到示例性蝶閥406(圖4) 的內閥碟404(圖4)，而第二閥軸310可以被耦接到蝶閥406(圖4)的外閥碟408 (圖4)。 第一閥軸308可以被設置在第二閥軸310內，而第二閥軸310可以限定開口或槽312，以使得連接裝置304能夠延伸穿過該開口。圖4-6示出了示例性致動器200與示例性蝶閥406的多種位置。圖4示出了處於關閉位置的致動器200以及蝶閥406。就其本身而言，由彈簧214與216施加在隔膜208上的力克服由控制壓強施加在隔膜208上的力。因此，致動器杆218-222被設置以使得外閥碟 408密封地接合閥體412的內徑410，並且內閥碟404密封地接合外閥碟408的內徑414。圖5示出了處於部分打開位置的致動器200以及蝶閥406。就其本身而言，由控制壓強施加在隔膜208上的力克服由第一彈簧214施加在隔膜208上的力，而非由第二彈簧216施加在隔膜208上的力。因此，第二致動器杆220被設置以使得內閥碟404處於實質上打開位置(例如，未密封地接合外閥碟408的內徑414)，而致動器杆218及222被設置以使得外閥碟408密封地接合閥體412的內徑410。當內閥碟404處於實質上的打開位置並且外閥碟408處於關閉位置時，隔膜208的第一部分224可以被相對於當閥碟404及 408都處於關閉位置時其所處的位置翻轉。通過在打開外閥碟408之前打開內閥碟404，減小了在打開傳統蝶閥時通常發生的啟動扭矩。圖6示出了處於完全打開位置的致動器200以及蝶閥406。就其本身而言，由控制壓強施加在隔膜208上的力克服由第一及第二彈簧214及216施加在隔膜208上的力。因此，致動器杆218及222被設置以使得外閥碟408處於打開位置(例如，未密封地接合內徑 410)。在完全打開位置，內閥碟404可以密封地接合外閥碟408的內徑414以實質上防止內閥碟404影響流體流過蝶閥406。當致動器200處於完全打開位置時，隔膜208的第二部分226可以被相對於當致動器200處於完全關閉或部分打開時其所處的位置翻轉。[0022]圖7示出了示例性致動器200的另一示圖。如圖所示，主體202限定第一開口 702 及第二開口 704以使得能夠接近各自的第一及第二填密螺母706及708。第一填密螺母706 可以接合設置在閥406的主體412與第二閥軸310之間的閥填密(未示出)。第二填密螺母708可以接合設置在第一與第二閥軸308及310之間的閥填密(未示出)。儘管在此已經描述了某些示例性方法、設備以及製造產品，本申請的覆蓋範圍並不局限於此。相反，本申請覆蓋從字面上或在等同原則下完全落入所附權利要求範圍的所有方法、設備和製造產品。
權利要求1.一種致動器，用於具有多個控制構件的流體控制裝置，包括 主體(202)，限定用於接收供應壓強的埠(204)；腔室(206)，隔膜(208)、第一及第二隔膜板(210，212)、第一及第二彈簧(214，216)、 以及第一、第二及第三致動器杆(218，220，222)被至少部分地設置在所述腔室(206)中，其中所述第二致動器杆(220)被耦接到所述第一隔膜板(210)，所述第一隔膜板(210)被由所述第一彈簧(214)推入到所述隔膜(208)的第一部分(224)；所述第一及第三致動器杆(218，222)被耦接到所述第二隔膜板(212)，所述第二隔膜板(212)被由所述第二彈簧(216)推入到所述隔膜(208)的第二部分(226)； 所述第一部分(224)具有小於所述第二部分(226)的尺寸； 所述第一彈簧(214)具有小於所述第二彈簧(216)的彈簧係數。
2.根據權利要求1所述的致動器，其特徵在於，所述第一及第二隔膜板(210，212)是圓形或錐形的。
3.根據權利要求1所述的致動器，其特徵在於，還包括 第一連接裝置(302)，其被耦接到所述第一致動器杆(218)； 第二連接裝置(304)，其被耦接到所述第一致動器杆(220)； 第三連接裝置(306)，其被耦接到所述第一致動器杆(222)；其中所述連接裝置(302，304，306)被配置為將所述致動器杆(218，220，222)的線性移動轉換為旋轉移動。
4.根據權利要求3所述的致動器，其特徵在於，其中所述流體控制裝置包括 內閥碟(404)，其可操作地耦接到第一閥軸(308)；外閥碟(408)，其可操作地耦接到第二閥軸(310)，所述第一閥軸(308)被設置在所述第二閥軸(310)中；其中所述第一閥軸(308)被耦接到所述第二連接裝置(304)，並且所述第二閥軸(310) 被耦接到所述第一及第三連接裝置(302，306)。
5.根據權利要求4所述的致動器，其特徵在於，所述流體控制裝置是蝶閥。
專利摘要本實用新型公開了一種用於具有多個控制構件的流體控制裝置的致動器。所述致動器包括主體，限定用於接收供應壓強的埠；腔室，隔膜、第一及第二隔膜板、第一及第二彈簧、以及第一、第二及第三致動器杆被至少部分地設置在所述腔室中，其中所述第二致動器杆被耦接到所述第一隔膜板，所述第一隔膜板被由所述第一彈簧推入到所述隔膜的第一部分；所述第一及第三致動器杆被耦接到所述第二隔膜板，所述第二隔膜板被由所述第二彈簧推入到所述隔膜的第二部分；所述第一部分具有小於所述第二部分的尺寸；所述第一彈簧具有小於所述第二彈簧的彈簧係數。
文檔編號F16K31/126GK202215829SQ20112029762
公開日2012年5月9日 申請日期2011年8月11日 優先權日2011年8月11日
發明者R·安亞格諾斯 申請人:費希爾控制國際公司