空间受约束的混合线性促动器制造技术

提出了一种电动马达驱动的滚动元件螺杆线性促动器，其与液压促动器协作地工作并共享若干部件。这通过集成螺杆驱动的集成螺母活塞组件来实现。组合电动螺杆驱动促动器的使用也可以降低对冗余液压系统的需求，从而导致消除了50％的连接器、阀、管道、过滤器等，但仍是100％冗余的。附加的优点在于，两个驱动系统在技术上是独立的，因此不会由于相同的部件缺陷或故障点而均故障。如果状况需要的力超过液压促动器单独产生的力，则也可以同时使用这些系统。统。统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】空间受约束的混合线性促动器


[0001]本专利技术涉及促动器，特别地涉及必须在空间受限的环境中以及在促动器的功能至关重要的情况下工作的促动器。

技术介绍

[0002]在石油和天然气行业中，精炼由用于精炼原油的各种精炼过程的组合组成。一些过程旨在改良重油。一种这样的过程通常被称为流化裂化，或更具体地，被称为流化催化裂化(FCC)和/或灵活焦化(Flexi Coker)。由于将原油精炼成高比例的高价值高辛烷值汽油的能力，因此这两个过程都是重要的精炼过程。这两个过程每天24小时连续地运行，长达5至7年或更长。
[0003]通常，流化裂化利用催化剂(小沙粒状颗粒)，这在过程中允许在催化剂表面上形成焦炭。然后允许焦化的催化剂流到过程的另一段，在该另一段中，燃烧掉焦炭颗粒(FCC)或将其气化成更高等级的产品(灵活焦化)。
[0004]该过程通过用蒸汽“流化”催化剂来进行，从而允许催化剂从过程的一段流向另一段。对这些流化颗粒的流量的控制对于过程的效率和安全性都是至关重要的。对于FCC过程，必须精确控制催化剂流量的比例，以使效率最大化。对于操作的效率至关重要的该过程的另一部分是对废气流和再生器烟气的管理。
[0005]重要的是，在意外关闭或无法控制过程的情况下，必须在混乱状况下始终控制催化剂、废气流和烟气的流量，或者必须立即将阀调至预定位置、打开关闭或部分打开。阀无法对具体的混乱状况做出适当的反应可能会导致爆炸，这可能对精炼厂、人员和周围社区造成灾难性的后果。
[0006]在一些情况下，如果通过诸如滑阀、旋塞阀、蝶阀等各种类型的阀来调节催化剂、废气流和烟气蒸汽的流量。则控制催化剂流量的精度要求阀必须能够被高速地准确定位。
[0007]至关重要的是始终确保能够控制闸门位置的能力的FCC单元的操作。由于在任何状况下都具有定位阀的能力的关键要求，因此系统必须被设计成具有冗余层。这是为了确保即使在一个或多个部件发生故障的情况下，也始终能够进行阀定位，并且备用系统/部件将立即可用，以根据需要承担将阀定位的主要职责。
[0008]为了实现这些操作要求，FCC滑阀传统上依靠线性液压促动器。线性促动器与液压泵、储液器和控制到液压缸的流体流量和压力所需的相关联的阀配对。包括泵、储液器、阀、过滤器和控制IO的系统通常被称为“液压动力单元”。
[0009]用于激活石油精炼厂中所使用的阀的促动器通常受到尺寸约束。阀通常位于平台上的地面上方。用于使阀行程的促动器通常位于平台的边缘处或靠在机械上。结果，可能不再能形成线性促动的阀，或者促动器可能在平台的边缘上延伸并且使得维护非常困难。另外，液压动力单元的位置受到限制，并且有时其位置有必要在设计上进行更改。

技术实现思路

[0010]本专利技术的一些实施例利用电动马达驱动的滚动元件螺杆线性促动器，其占用与液压促动器相同的空间。这是通过将螺杆驱动螺母直接与液压缸中存在的活塞和密封件集成在一起而实现的。在本专利技术中，集成螺母活塞组件被直接附接至单个柄，然后该单个柄可以联接至闸门上的柄，从而允许对闸门进行定位。结合使用电动螺杆驱动促动器还可以减少对冗余液压系统的需求，从而导致消除了50％的连接器、阀、管道、泵、过滤器等，但仍是100％冗余的。附加优点在于，两个驱动系统在技术上是独立的，因此不会由于相同的部件缺陷或故障点而均故障。如果状况需要的力超过液压促动器单独产生的力，则也可以同时使用这些系统。
[0011]因为螺母和活塞被集成到单个单元中，并且不能脱离，所以只要螺母移动，螺杆就会旋转，这是通过经由电动马达转动螺杆或者将液压流体和压力施加到活塞螺母组件的一侧以引起螺母移动来实现的。当以液压方式移动活塞而导致螺杆驱动器的反向驱动时，液压压力必须克服与螺杆和齿轮箱的反向驱动相关联的负载，并且电动马达必须具有脱离的能力。同样地，当使用螺杆和电动马达移动促动器时，推力输出必须克服与将液压流体推出液压体积并推动通过液压管道和阀的相关联路径相关联的损失。
[0012]本专利技术的一个实施例利用一种简化的液压系统，其可以多种方式进行构造，以创建冗余层，同时具有符合断电行程要求的能力。通过使用一组液压蓄能器实现了在没有向电动马达供电的情况下继续定位促动器的能力。蓄能器提供了一种用于蓄电的装置，并且可以在马达断电的情况下被引入到促动器中。
[0013]与常规的液压动力单元相比，该液压系统将被大大简化。一种在液压蓄能器中充能或维持充能的方法可以是使用电动马达驱动螺杆来推动集成的螺母活塞，从而产生将被导向蓄能器的流体流量和压力。这可以在根据过程要求而同时定位流体焦化阀的同时实现。马达螺杆驱动器输出必须容许给蓄能器充能时产生的附加负载以及移动滑阀上的闸门的负载要求。
[0014]为了产生附加的冗余层，液压回路包括液压泵，该液压泵可以在需要时通过如上所述的备用方法使用电动马达螺杆驱动器来移动活塞而循环打开和关闭以对蓄能器进行再充能。在这样构造的系统中，存在三层冗余。第一层是使用电动马达螺杆来移动集成的螺母/活塞组件。第二层是使用储存在蓄能器中的流体动力。第三层是使用泵及其所产生的压力和流量来移动系统。
[0015]关于该液压系统，与常规的液压动力单元相比，它将被大大简化，并且将不需要许多阀或冗余的泵和储液器。因此，简化的系统可以是非常紧凑的、自包含的，并且被定位在相对靠近促动器和阀的位置。这将有利于减少与需要从液压动力单元延伸到促动器的长软管或管道相关联的损失。系统尺寸的减小对于最终用户也很有价值，因为这些阀在精炼厂中的定位位置非常有限，并且通常会阻塞人员的出口路径并造成维修的接近问题。使用这种集成设计并消除对冗余液压系统的需求的实施例为流体焦化服务提供了该系统的重要优点。
[0016]本专利技术的一些实施例利用电动马达驱动的滚动元件螺杆来解决流化裂化和/或灵活焦化控制阀的连续不间断操作的要求。通过将螺母与液压活塞集成在一起，可以实现所需的混乱状况操作要求，从而降低成本并降低常规液压系统的复杂性。该系统还降低了常
规液压系统的所需控制的复杂性，因此降低了成本。该系统具有多层技术上独立的系统冗余，这些系统冗余是流化裂化系统和/或灵活焦化所需的。这确保了在流体裂化阀的情况下，能够在所有条件下均保持可操作。FCC和灵活焦化器上的设备空间通常具有挑战性。与常规系统相比，该系统最小化了安装在FCC和灵活焦化器中的空间需求，从而为维修提供了更好的可接近性。附加的益处可以包括改善人员出口，以使人员在紧急情况下安全地离开该结构。
附图说明
[0017]结合附图，通过以下描述和所附权利要求书，本专利技术的目标和特征将变得更加显而易见。应理解，这些附图仅描绘了本专利技术的典型实施例，因此不应认为是对本专利技术范围的限制，将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释本专利技术，在附图中：
[0018]图1示出了将电动和液压线性促动器组合以单独地或共同地向连接到线性促动阀的单个杆提供线性力输出的实施例的透视图；
[0019]图2示出了组合了常规螺杆驱动线性促动器和液压促动器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种混合线性促动器，包括：第一驱动组件，所述第一驱动组件包括：电驱动马达，所述电驱动马达具有输出轴；驱动螺杆，所述驱动螺杆附接到所述输出轴；驱动螺母，所述驱动螺母螺纹连接到所述驱动螺杆；以及输出杆，所述输出杆具有两端，第一端附接到所述驱动螺母使得所述驱动螺杆的旋转使所述输出杆前进或缩回，并且第二端能够附接到线性促动阀；第二驱动组件，所述第二驱动组件包括：液压缸，活塞，所述活塞被布置在所述液压缸中并且链接到所述输出杆，以及液压泵，所述液压泵流体连接到所述液压缸，并且能够操作以选择性地在所述活塞的任一侧上对所述液压缸加压，由此改变所述活塞在所述液压缸内的位置，由此使所述输出杆延伸和缩回；其中，所述驱动螺杆被至少部分地布置在所述液压缸内并且呈一体构造。2.根据权利要求1所述的线性促动器，其中，所述液压缸内的所述活塞能够操作以使所述驱动螺杆旋转。3.根据权利要求1所述的线性促动器，进一步包括脱离机构，所述脱离机构介于所述驱动螺杆和所述电驱动马达的所述输出轴之间，所述脱离机构能够操作以选择性地将所述驱动螺杆和所述输出轴联接和脱离。4.根据权利要求1所述的线性促动器，其中，所述驱动螺杆和所述输出杆是同轴的。5.根据权利要求1所述的线性促动器，其中，所述输出杆包括中空内部，并且其中，所述驱动螺杆延伸到所述输出杆的所述中空内部中。6.根据权利要求1所述的线性促动器，其中，所述驱动螺母被布置在所述输出杆的所述中空内部中。7.根据权利要求1所述的线性促动器，其中，所述促动器具有第三驱动组件，所述第三驱动组件包括液压蓄能器，所述液压蓄能器流体连接到所述液压缸，并且所述液压蓄能器能够操作以选择性地在所述活塞的至少一侧上对所述液压缸加压。8.一种紧凑的混合线性促动器，包括：液压缸，所述液压缸具有内室、近端和远端；输出杆，所述输出杆从所述液压缸的所述远端延伸，所述输出杆具有近端和远端；活塞，所述活塞在所述输出杆的所述近端上，所述活塞被布置在所述液压缸的所述内室内；所述活塞将所述液压缸的所述内室分成第一压力室和第二压力室；螺纹孔，所述螺纹孔被布置在所述液压缸的所述第一压力室中；所述螺纹孔被布置成相对于所述输出杆呈固定的、不可旋转的关系；以及驱动螺杆，所述驱动螺杆被布置在所述第一压力室中并且被安装到所述螺纹孔中，使得所述驱动螺杆的旋转使所述输出杆移动。9.根据权利要求8所述的线性促动器，其中，所述输出杆进一步包括中空内部，其中，所述驱动螺杆的远端延伸到所述输出杆的所述中空内部中。10.根据权利要求8所述的线性促动器，其中，所述驱动螺杆的近端从所述液压缸的所
述近端延伸。11.根据权利要求8所述的线性促动器，进一步包括电动马达，所述电动马达具有输出轴，所述输出轴通过驱动系统链接到所述驱动螺杆的所述近端。12.根据权利要求8所述的线性促动器，其中，所述驱动系统包括皮带、链条和齿轮中的一种。13...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：埃尔里奇工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：