一种由流体压力操作的致动器装置，包括：界定出第一腔室（２）的本体，所述第一腔室包括与加压流体源（１）流体连通的入口；及安装在所述第一腔室中的可移动元件（５），所述可移动元件包括操作端（４）和分区机构（３），所述分区机构配置为在使用所述装置期间分割所述第一腔室的包括所述入口的第一区域和所述第一腔室的与所述第一区域相对的第二区域，所述可移动元件可相对于所述本体在延伸形态和回缩形态之间移动，可响应所述分区机构上的压力差而发生从所述回缩形态到所述延伸形态的移动；其中，所述致动器装置包括第一通路（７）以允许流体从加压流体源流通至所述可移动元件的操作端中的第二腔室（９），以及第二通路（８）以允许流体从所述第二腔室流通至所述第一腔室的第二区域，所述操作端配置为当所述可移动元件处于回缩形态时允许所述第二腔室中的流体在所述操作端与目标表面之间通过，并且配置为当所述可移动元件处于延伸形态时接靠所述目标表面以基本限制所述操作端与所述目标表面之间的通路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及由流体压力操作的致动器装置及其应用。
技术介绍
使用流体(液体或气体)的伺服系统一般包括带有独立反馈和控制元件的致动 器，这不可避免地导致了复杂性，并且往往导致多零件数量以及随之而来的成本和可靠性 问题。尤其在需要使一个元件快速用力地与另一元件紧靠同时不在被靠近的那个元件上施 加较大负载的情况下，特别需要将致动、反馈及控制集成入单个实体。在需要密封件以非常低甚至是零接触力进行紧密运动的密封应用中，这尤为有 利。通常使用活塞环或唇形密封圈这样依靠密封件与被密封面之间紧密接触的专用密封件 来达成轴与活塞之间的密封以抵抗压力负载或者污染物进入。这将导致严重的摩擦损失， 并且往往随着密封所对着作用的压力增大而变得更严重。直接接触密封件也易于磨损，在 许多情况下，这会在维护成本和可靠性方面产生极大的损失。有一些直接接触密封件的代替物，其包括用于模型飞机的小发动机中常见的活塞 精确配合。在大于模型规模的任何情况下都很难实现这一精确水平，并且其对热膨胀非常 敏感。在不需要压力密封的场合，通常使用迷宫密封(labyrinth seal) 0尽管这些密封件 的摩擦非常低，但所达成的密封最适于无尘应用并且在密封件上具有显著的反压力梯度的 应用中并不可用。已创造动态旋转轴密封件，其利用轴的运动来克服密封件上的压力差抽吸。这些 装置依赖于运动需有效并且仍然遭受起动磨损。本专利技术业已认识到需要改进的流体伺服系统及其新颖的应用。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种由流体压力操作的致动器装置，包括界定出 第一腔室的本体，所述第一腔室包括与加压流体源流体连通的入口 ；及安装在所述第一腔 室中的可移动元件，所述可移动元件包括操作端和分区机构，所述分区机构配置为在使用 所述装置期间分割所述第一腔室的包括所述入口的第一区域和所述第一腔室的与所述第 一区域相对的第二区域，所述可移动元件可相对于所述本体在延伸形态和回缩形态之间移 动，可响应所述分区机构上的压力差而发生从所述回缩形态到所述延伸形态的移动；其中， 所述致动器装置包括通路以允许流体从加压流体源流通至所述可移动元件的操作端中的 第二腔室，所述操作端配置为当所述可移动元件处于回缩形态时允许所述第二腔室中的流 体在所述操作端与目标表面之间通过，并且配置为当所述可移动元件处于延伸形态时接靠 所述目标表面以基本限制所述操作端与所述目标表面之间的流体通路。这样，提供了这样一种致动器装置，即，当所述可移动元件处于延伸形态时提供了 反馈压力。所述分区机构配置为从所述第二区域基本密封所述第一区域。所述分区机构可 与所述操作端间隔开(例如，纵向间隔)。所述致动器装置可为线性致动器装置。所述加压流体供应可为加压液体或气体供应。所述加压流体供应可包括单一源或者分别供给所述第 一和第二腔室的独立源。所述致动器装置还包括偏压机构以用于在所述装置的正常操作期间偏压处于所 述回缩形态的可移动元件(例如，当所述装置使用时，偏压机构提供持久的偏压动作)。这 样，所述致动器装置配置为保持回缩位置直至所述第一区域中的压力达到预定水平。当应 用于压力密封时，这一机构有利地提供压力起动的密封动作。此外，以这种方式使用偏压机 构可减小目标面上的背压负载。所述偏压机构使用时可对所述可移动元件提供偏压压力(或偏压压力范围)， 所述偏压压力小于(例如，小得多)所述第一腔室的第一区域中的流体压力。这样，可使 用强度非常低的偏压机构来随着流体按压所述分区机构的任一侧而提供较小的补偿压力 (back-off pressure) 0当与高流体压力源一起使用时，所述可移动元件配置为在被起动时 从回缩形态快速移动至延伸形态，并且使用时在所述操作端与所述目标面之间提供非常细 小的行进间隙。所述偏压机构可提供这样的偏压力，即所述偏压力随着所述可移动元件从所述回 缩形态移动至所述延伸形态而增大。由此，提供了这样的偏压机构，即初始时通过腔室的第 一区域中的流体压力强力压制所述偏压机构，从而使得操作端朝向目标面快速正向移动， 并且提供不断增加的主导力作为逐渐增大的反馈压力来抵抗所述第一区域中的流体压力。 从而，可在所述目标面与所述装置的操作面之间达成非常细小的分隔，其有利于减小不需 要的流经目标面的泄露，特别是在密封背景下。所述偏压机构可包括弹性机构(例如，弹 簧)。在使用挠性膜的情况下，所述弹性机构可包括灯笼弹簧。所述通路可配置为以相对于所述第一区域中流体减小的压力将流体提供至第二 腔室。例如，所述通路可包括受限制的流路，以用于减小通路出口处的压力。一实施例中所述第一腔室包括气缸，并且所述分区机构包括可在所述气缸内在延 伸位置和回缩位置之间移动的活塞，所述可移动元件的操作端可通过轴连接(例如，刚性 地)至所述活塞。所述第一和第二通路可穿过所述轴。另一实施例中，所述可移动元件包括挠性膜。例如，所述可移动元件包括这样的挠 性膜，其配置为随着所述膜在非平面形态(回缩形态)与更平面的形态(延伸形态)之间 移动而径向扩张。所述通路可配置为从所述第一腔室的第一区域向所述第二腔室提供流体。所述装置可包括另一通路，以允许流体从所述第二腔室流通至所述第一腔室的第 二区域。所述首先提及的通路可提供相对于所述另一通路受限制的流路。通过改变所述首 先提及通路相对于所述另一通路的受限量，可控制所述操作端与所述目标面之间的间隔程 度。有利地，提供所述另一通路可增大所述装置对压力变化(例如，流体源中的)的容限。 一或多个所述首先提及的通路和另一通路可穿过所述可移动元件。另一实施例中，所述致动器装置还包括另一如前所述的可移动元件，所述另一可 移动元件的(第一)通路与所述首先提及的可移动元件的第一腔室的第二区域流体连通。一实施例中，所述可移动元件的操作端配置为提供对着所述目标表面的密封动 作。这样，提供了一种改进的密封机构。另一实施例中，所述可移动元件的操作端配置为提供轴承面。再一实施例中，所述可移动元件的操作端配置为提供传感器。例如，所述操作端配 置为提供位置传感器。根据本专利技术的第二方面，提供了一种相对于第二部分密封第一部分的机构，所述 机构包括如前所限定的致动器装置，所述致动器装置具有配置为提供密封动作的操作端。 在包括带有如前所限定之偏压机构的致动器的密封机构的情况下，所述密封机构可配置为 提供压力触发的密封动作。所述操作端可沿所述密封机构的外围延伸(例如，以环形布局)。所述第二腔室可 包括沿所述操作端延伸的连续槽。根据本专利技术的第三方面，提供了一种包括如前所限定之致动器装置的轴承机构， 所述致动器装置具有配置为提供轴承面的操作端。所述操作端沿所述轴承机构的外围延伸 (例如，以环形布局)。另一实施例中，所述轴承机构可包括如前所限定的另一致动器装置， 所述另一致动器与所述首先提及的致动器装置隔开。所述首先提及的致动器装置和所述另 一致动器装置可位于可旋转体的相对横向两侧。附图说明现在将参考附图以实例方式描述本专利技术的实施例，其中图1示出了根据本专利技术第一实施例的处于回缩形态的致动器装置的示意剖视图；图2示出了图1致动器装置处于延伸形态且传感元件紧靠目标部件的示意剖视 图；图3示出了包括根据本专利技术第二实施例的处于未加压形态的致动器装置的密封 件一侧的示本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由流体压力操作的致动器装置，包括： 界定出第一腔室的本体，所述第一腔室包括与加压流体源流体连通的入口；及 安装在所述第一腔室中的可移动元件，所述可移动元件包括操作端和分区机构，所述分区机构配置为在使用所述装置期间分割所述第一腔室中包括所述入口的第一区域和所述第一腔室中与所述第一区域相对的第二区域，所述可移动元件可相对于所述本体在延伸形态和回缩形态之间移动，可响应所述分区机构上的压力差而发生从所述回缩形态到所述延伸形态的移动； 其中，所述致动器装置包括第一通路以允许流体从所述加压流体源流通至所述可移动元件的操作端中的第二腔室，以及第二通路以允许流体从所述第二腔室流通至所述第一腔室的第二区域，所述操作端配置为当所述可移动元件处于回缩形态时允许所述第二腔室中的流体在所述操作端与目标表面之间通过，并且配置为当所述可移动元件处于延伸形态时接靠所述目标表面以基本上限制所述操作端与所述目标表面之间的流体通路。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森塞巴斯蒂安豪斯，
申请(专利权)人：等熵有限公司，
类型：发明
国别省市：GB
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