用于确定致动器位置的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于确定操作阀组件用的致动器的可动构件的位置的装置。所述致动器的可动构件使位置传感器的致动臂位移，以使该位置传感器的磁通量源与磁通量传感器之间发生相对位移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及用于确定致动器位置的装置，更具体而言，涉及用于确定操作阀组件用的致动器的可动构件位置的装置。
技术介绍
工业加工厂在广泛的各种应用中使用控制阀来例如控制食品加工厂中的产品流动、保持大型油库的流体水平，等等。自动控制阀被用来通过如同可变通路那样作用管理产品流动或保持流体水平。流过自动控制阀阀体的流体量可通过阀构件(例如塞)的精确移动来准确控制。控制阀或其阀构件可经由致动器以及远程操作仪器或阀控制器来准确控制，其中所述远程操作仪器或阀控制器与过程控制计算机或单元通信，以接收来自过程控制单元的指令并定位阀构件，从而改变通过控制阀的流体流动。典型地，控制阀内的位置传感器有利于阀构件的准确定位，从而有利于准确的过程控制。当过程控制计算机发出用于改变通过控制阀的流动的指令时，阀控制器典型地确定阀构件的当前位置，并由致动器施加适当的校正措施，以将阀构件定位为如同过程控制计算机指示的那样。 一些致动器由压缩空气源驱动，该压缩空气源由阀控制器控制。例如，在搡作滑杆阀的弹簧致动器和隔膜致动器中，施加至大型隔膜的气压变化使该隔膜以及与该隔膜相连的阀构件位移。从而，通过改变施加至隔膜的气压，阀控制器可改变阀构件的位置，并控制通过控制阀的流体流动。为了适当地控制流体流动，阀控制器典型地监测阀构件的当前位置以及阀构件响应新的指令信号而必须被位移的位置。位置传感器被典型地设置在阀控制器与滑杆阀的致动器杆之间。位置传感器的输出可被直接传递至阀控制器，以提供用于控制阀构件的杆位置数据。5诸如电位计等一些已知的位置传感器需要动态或活动式机械连接来将 阀构件的运动传递至位置传感器。然而，制造商已开发出非接触式位置传感 器来改进传感器可靠性。 一种类型的非接触式位置传感器为磁位置传感器。 磁位置传感器通过将磁通量源(通常为磁体)连接至第一构件并将传感器(例 如霍耳效应传感器)连接至第二构件来检测所述两个构件之间的运动或位 移。磁通量源提供由传感器检测的磁场。所述第一构件和第二构件的其中之 一或二者的运动产生相对位移而导致磁场的不同部分被传感器检测到，^v而 改变传感器的输出。该输出可直接相关于致动器与阀杆之间的相对位移。非接触式位置传感器适应性强，可测量各种形式的位移。然而，用非接 触式位置传感器替代机械连接位置传感器会受到非接触式位置传感器连接 至致动器的方法、以及要被测量的位移量所需的磁体数量的限制。例如，非 接触式位置传感器需要针对非接触式位置传感器所连接的每一类型的致动 器而开发出不同的安装托架或壳体。附图说明图1是一种已知的安装在端部安装的旋转式致动器60上的机械连接位 置传感器10的局部剖视示意图。位置传感器10包括具有反馈臂14的反 馈臂組件12、滾轮15、轮轴16、反馈臂扭簧17、弹簧连接器臂18、偏置 弹簧19、具有槽22的延伸臂20,以及传感器组件30。传感器组件30包括 与电位计34和偏置弹簧19相连的臂32,以及从臂32延伸并被承纳在槽22 中的销36。位置传感器IO被承纳在包括安装承接器42和安装托架44的壳 体40中。安装托架44具有横向延伸的轮轴壳体46,以可旋转地承纳轮轴 16。另外，阀控制器50被安装至壳体40的安装托架44。旋转致动器60包括可被可动阀杆64位移的可旋转致动器轴62。可旋 转致动器轴62包括与位置传感器10的滚轮15接合的斜坡表面凸轮件66。 阀构件(未示出)由可旋转致动器轴62操作，以控制通过阀构件的流动。在图1所示的旋转致动器60的操作过程中，来自过程控制计算机或单 元(未示出)的指令信号被传递至操作旋转致动器60的阀控制器50。旋转 致动器60的操作导致可动阀杆64向下移动，以使可旋转致动器轴62、斜坡表面凸轮件66和阀构件(未示出)旋转。滚轮15和反馈臂14围绕轮轴 16枢转，以使延伸臂20和槽22致使销36和臂32移动并操作电位计34。 电位计34将电信号(例如，变化的阻值)传递至阀控制器50。该电信号与 可旋转致动器轴62和阀构件的位置相关，以使过程控制计算机能确定阀构 件的位置，并通过阀控制器50和旋转致动器60施加任意适当的校正措施或 新的指令信号。当被使用在端部安装的旋转式致动器或远程安装的反馈单元中时，图1 所示的位置传感器10的机械连接可能遭受恶劣的工作条件。偏置弹簧19将 相当大的力施加在臂32和销36上，因此在恶劣的工作条件过程中，销36 可能被延伸臂20折断。同样，其它磨损点会逐渐形成在位置传感器10的机 械连接内，并导致可动阀杆64与阀控制器50断开。长位移或长行程致动器往往比短行程致动器具有更多的旋转和振动部 件，从而对于非接触式位置传感器而言存在对准和振动问题。 一种已知的用 于短行程致动器的非接触式位置传感器在磁体阵列中需要大量磁体。针对短 行程致动器构成的非接触式位置传感器与长行程致动器，或端部安装的旋转 式致动器，或远程安装的反馈单元一同使用，会需要相对较多的磁体来测量 位移。具有这种相对较多磁体的非接触式位置传感器会很昂贵，并需要很长 的交付周期来制造。图2是一种已知的安装在长行程滑杆致动器70的一部分上的位置传感 器80的局部剖视示意图。滑杆致动器70包括具有倾斜或斜坡表面凸轮件 76的可动阀杆74。阀构件(未示出)由可动阀杆74操作，以控制通过该阀 构件的流动。倾斜或斜坡表面凸轮件76被安装在反馈臂86上的滚轮85可 滑动地接合，而且反馈臂86被可枢转地连接至位置传感器80的轮轴88。 位置传感器80包括与图1所示的位置传感器IO的连接组件和电位计类似的 才几械连^姿组件和电位计，因此在此不必进一步详细描述。位置传感器80由 连接有阀控制器95的安装托架90来保持。长行程滑杆致动器70和位置传感器80类似于以上结合图1所示的旋转7致动器60和位置传感器10所述的操作而操作。来自过程控制计算机(未示 出)的指令信号被传递至操作旋转致动器70的阀控制器95。致动器70的 操作导致可动阀杆74向下移动，以操作阀构件并使倾斜或斜坡表面凸轮件 76位移。响应倾斜或斜坡表面凸轮件76的移动，滚轮85和反馈臂86围绕 轮轴88枢转，以操作位置传感器80。位置传感器80将电信号传递至与过 程控制计算机通信的阀控制器95。以这种方式，电信号与可动阀杆74和阀 构件的位置相关，使得过程控制计算机能确定阀构件的位置，并通过阀控制 器95和长行程滑杆致动器70施加任意适当的校正措施或新的指令信号。使用已知的非接触式位置传感器替代长行程致动器中的机械连接位置 传感器(例如，示例性长行程滑杆致动器70的位置传感器80)需要大量重 新设计和开发以解决比例放大问题。例如，由长行程致动器施加至其结构构 件的大旋转力往往使直接相连的非接触式位置传感器的传感叉形件断裂。而 且，会需要大量磁体来测量长行程致动器的行程(通常为每英寸行程四个磁 体)。因此，针对具有长度为12至24英寸行程的致动器，必须开发新的磁 体阵列。另外，必须设计新的安装承接器和板，以使非接触位置传感器能够 被安装至致动器。
技术实现思路
一种受致动器操作的阀组件的位置传感器，包括壳体，其用于支撑传感 器和磁通量源的其中之一 ，以检测由所述传感器与所述磁通量源之间的相对 位移形成的磁场变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种受致动器操作的阀组件的位置传感器，包括：　壳体，其用于支撑磁通量传感器和磁通量源的其中之一，以检测由所述磁通量传感器与所述磁通量源之间的相对位移产生的磁场变化；　可旋转致动臂，其用于支撑所述磁通量传感器和所述磁通量源中的另一个，以实现所述磁通量传感器与所述磁通量源之间的相对位移，所述可旋转致动臂具有斜坡上的表面和接合部其中之一，以可动地接合所述斜坡上的表面和所述接合部中的由所述受致动器操作的阀组件的致动器的可动构件支撑的另一个，以及　所述可旋转致动臂与所述壳体之间的可旋转联接机构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-9-11 11/518,7841、一种受致动器操作的阀组件的位置传感器，包括壳体，其用于支撑磁通量传感器和磁通量源的其中之一，以检测由所述磁通量传感器与所述磁通量源之间的相对位移产生的磁场变化；可旋转致动臂，其用于支撑所述磁通量传感器和所述磁通量源中的另一个，以实现所述磁通量传感器与所述磁通量源之间的相对位移，所述可旋转致动臂具有斜坡上的表面和接合部其中之一，以可动地接合所述斜坡上的表面和所述接合部中的由所述受致动器操作的阀组件的致动器的可动构件支撑的另一个，以及所述可旋转致动臂与所述壳体之间的可旋转联接机构。2、 如权利要求1所述的位置传感器，其中所述磁通量传感器由所述壳体支撑而紧挨所述磁通量源，并且其中，所述磁通量源由所述可旋转致动臂可旋转地定位。3、 如权利要求2所述的位置传感器，其中所述磁通量源包括包含多个分立;兹体的弧形部分。4、 如权利要求3所述的位置传感器，其中所述磁通量源包括在所述弧形部分的相对端处的具有基本相同角度位置的 一对分立磁体。5、 如权利要求4所述的位置传感器，其中所述弧形部分的中部不具有分立磁体。6、 如权利要求2所述的位置传感器，其中所述可旋转致动臂包括对准臂，所述磁通量源包括由该对准臂支撑的磁通量源保持架。7、 如权利要求6所述的位置传感器，其中所述对准臂被连接至所述致动臂，并包括用于承纳轮轴的开孔。8、 如权利要求1所述的位置传感器，其中所述壳体包括轮轴安装部，所述可旋转致动臂包括由该轮轴安装部可旋转地承纳的轮轴。9、 如权利要求1所述的位置传感器，其中所述接合部为位于所述可旋转致动臂处的滚轮，并可旋转地接合所述表面。10、 如权利要求1所述的位置传感器，其中所述表面为导轨的一部分，所迷接合部为被容纳在该导轨中以旋转所述致动臂的销。11、 如权利要求1所述的位置传感器，其中所述表面为所述可动构件的凸轮表面。12、 如权利要求11所述的位置传感器，其中所述凸轮表面包括曲形表面和倾斜表面中的至少之一。13、 一种位置传感器组件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：肯尼思W杰安克，迈克尔肯洛弗尔，罗纳德弗朗西斯赫德，史蒂文布尔鲍罗斯，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]