在此描述了一种具有内载荷装置的电致动器(102)。具有在此描述的内载荷装置的示例性电致动器包括壳体(136、138)，其形成腔，以接收驱动系统(144)和可操作地耦接至所述驱动系统的驱动轴(148)。所述驱动系统朝第一转动方向的转动可使所述驱动轴朝第一直线方向移动，所述驱动系统朝第二转动方向的转动可使所述驱动轴朝与所述第一方向相反的第二直线方向移动。偏置元件(186)可操作地耦接至所述驱动系统(144)，在所述驱动轴(148)到达冲程位置的一端时，所述驱动系统的至少一部分朝所述偏置元件轴向移动，从而使所述偏置元件挠曲，以在从所述电致动器(102)撤去电源时对所述驱动轴提供载荷。
【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电致动器，更具体地涉及具有内载荷装置的电致动器。
技术介绍
在过程控制系统中通常使用控制阀(例如滑动杆阀)来对エ艺流的流动进行控制。控制阀通常包括可使控制阀的操作自动化的致动器(例如电致动器、液压致动器等)。诸如闸式阀、球心阀、膜板阀、夹管阀和角阀之类的滑动杆阀通常具有阀杆(例如滑动杆)，该阀杆在打开位置与关闭位置之间驱动流体流动控制构件(例如阀塞)。 电致动器经常采用经由驱动系统(例如一个或是多个齿轮)可操作地耦接至流动控制构件的电动机。在操作中，当将电源供给至电动机时，电致动器使流动控制构件在关闭位置与打开位置之间移动，以对流过阀的流体进行调节。在阀关闭时，流动控制构件通常构造成与设置在流动路径内的环状或圆周的密封件(例如阀座)密封接合，以防止在阀的入ロ与出口之间的流体流动。在阀处于关闭位置且电源被提供至电动机时，电动机通常对流体流动控制构件提供足够的阀座载荷，以确保流体流动控制构件与阀的阀座密封接合。在从电动机上撤去电源时，驱动系统(例如蜗杆齿轮)可維持流体流动控制构件相对于阀座的位置，并可防止流体流动控制构件朝相反或相対的方向(例如朝远离阀座的方向)的实质移动。但是，驱动系统可能无法对流体流动控制构件提供充分的或足够的阀座载荷，以确保流体流动控制构件与阀座密封接合。其结果是，流体可能在阀的入口与出口之间经由阀泄漏。
技术实现思路
在ー实例中，电致动器包括外売，该外壳限定腔，以接收驱动系统和可操作地耦接至所述驱动系统的驱动轴。所述驱动系统朝第一转动方向的转动使所述驱动轴朝第一直线方向移动，所述驱动系统朝第二转动方向的转动使所述驱动轴朝与所述第一方向相反的第二直线方向移动。偏置元件可操作地耦接至所述驱动系统，以使得在所述驱动轴到达冲程位置的一端时使所述驱动系统的至少一部分朝所述偏置元件轴向移动，从而使所述偏置元件挠曲，以在从所述电致动器撤去电源时对所述驱动轴提供载荷。在另ー实例中，用于电致动器的载荷装置包括驱动齿轮，其可操作地耦接至所述电致动器的驱动系统。所述驱动齿轮朝第一方向和第二方向转动，所述驱动齿轮在第一直线位置与第二直线位置之间移动。驱动轴可操作地耦接至所述驱动齿轮，从而在所述驱动齿轮朝第一方向转动时，所述驱动齿轮使所述驱动轴朝第一直线方向移动，并且在所述驱动齿轮朝所述第二方向转动时，所述驱动齿轮使所述驱动轴朝第二直线方向移动。偏置元件设置在所述驱动齿轮与支撑面之间，从而在所述驱动齿轮朝所述第一方向转动且所述驱动轴沿所述第一直线方向到达冲程位置的一端时，所述驱动齿轮继续绕所述驱动轴沿所述第一方向转动，且相对于所述驱动轴轴向地从所述第一直线位置移动至所述第二直线位置，以使所述偏置元件挠曲。在又ー实例中，用于电致动器的载荷装置包括用于转换转动运动的装置，其将驱动系统的转动运动转换为驱动轴的直线运动。所述载荷装置还包括用于提供阀座载荷的装置，其在流动控制构件与流体阀的阀座密封接合且从电动机撤去电源时，对耦接至所述驱动轴的流体阀的所述流体流动控制构件提供阀座载荷。所述载荷装置还包括用于挠曲的装置，其使得用于转换转动运动的装置的至少一部分相对于所述驱动轴朝用于提供阀座载荷的装置轴向移动。附图说明图IA示出了处于打开位置的在此描述的示例性控制阀组件。图IB示出了图IA的示例性致动器的放大部。图2示出了处于关闭位置的图IA的示例性控制阀组件，在关闭位置处，偏置元件尚未发生挠曲。图3A示出了处于关闭位置的图I和图2的示例性控制阀组件，在关闭位置处，偏置元件发生挠曲。图3B示出了图3A的示例性致动器的放大部。图4A和图4B示出了分别位于第一位置和第二位置的在此描述的另ー示例性致动器的放大部。图5A-图5C示出了用图1A、图1B、图2、图3A和图3B的示例性致动器实现另ー示例性控制阀组件。具体实施例方式一般来说，在撤去致动器的驱动电动机的电源吋，在此描述的示例性电致动器对流体阀提供阀座载荷。在此描述的示例性电致动器可在不耗费电カ的情况下提供阀座载荷。更具体地，示例性电致动器可包括设置在致动器的外壳或是壳体内的偏置元件，用以在流体流动控制构件与阀座密封接合且电致动器(例如电动马达)没有接收电源时对阀的流体流动控制构件提供阀座载荷。例如，偏置元件可实现为一个或是多个弹簧，其在流体流动控制构件与阀座(例如关闭位置)密封耦接且电源无法对电致动器的电动机提供电源吋，对可操作地耦接至电致动器的流体流动控制构件(例如阀塞)提供阀座载荷。相反，某些已知的电致动器使用偏置元件、离合器和致动系统的复杂组合，其可在电致动器处于防故障状态时提供足够的阀座载荷。換言之，已知的电致动器可包括偏置元件，用以在例如电源故障时使阀的流动控制构件移动至关闭位置。因此，若发生电源故障时流体阀处于打开位置，则偏置元件使流体流动控制构件移动至关闭位置。但是，上述已知的致动器经常包括复杂的组件。另外地，具有防故障装置的某些已知的致动系统通常包括可使防故障装置运行的可分离的齿轮箱。換言之，驱动组件通常必须可操作地与例如齿轮传动器解耦，以使防故障装置能够运行。但是，可分离的齿轮箱相对昂贵，不易操作，増大了阀和致动器组件的尺寸占地，且在致动器中涉及复杂的组件。另外地，在某些应用中，可能不需要和/或不希望有这样的防故障装置，由此会不必要地增加控制阀组件的成本。图IA示出在此描述的示例性控制阀组件100。控制阀组件100包括电致动器102，其经由阀帽106可操作地耦接至流体阀104。流体阀104包括阀体108，其在入口 112与出ロ 114之间限定流体流动通道110。流体流动控制构件116 (例如阀塞)设置在流体流动通道110内，并包括支撑面118，其与阀座120密封接合，以控制在入口 112与出口 114之间经由端ロ区域或孔122的流体流动。阀杆124在第一端126处耦接(例如螺纹耦接)至流体流动控制构件116，且在第二端128处可操作地耦接至电致动器102。阀帽106耦接至阀体108，且包括孔腔130，以可滑动地接收阀杆124。阀帽106罩住阀填充组件132，该阀填充组件134提供密封，以对抗流过流体阀104的エ艺流的压力，从而防止流过阀杆124的エ艺流的泄漏和/或保护环境以免危险或污染流体扩散。致动 器102包括外壳134，其具有通过紧固件140与第二壳体138耦接的第一壳体136。外壳134的第一和第二壳体136和138限定腔142，以接收驱动系统144。在本实例中，驱动系统144包括电动机146，其经由传动器150可操作地耦接至驱动轴148的输出轴。传动器150将电动机146的转动运动转换成驱动轴148的直线运动。传动器150可构造成使电动机146产生的转矩放大，并将该放大后的转矩传送至驱动轴148。传送至驱动轴148的扩大后的转矩可使流动控制构件116以更大的力与阀座120接合，进而提供与阀座120更紧密的密封接合，以在流动控制构件116与阀座120密封接合且有电源提供至电动机146时防止流体流过阀体108。此外，通过传动器对流动控制构件116进行驱动,可以使用相对较小尺寸的电动机146,其中，上述传动器用于放大电动机146产生的转矩。例如，由传动器150提供的转矩增大量能够根据齿轮的尺寸(例如直径、齿轮齿数等)变化。在另本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.11.13 US 12/618,4671.一种具有内载荷装置的电致动器，包括 驱动系统和可操作地耦接至所述驱动系统的驱动轴，其中，所述驱动系统朝第一转动方向的转动使所述驱动轴朝第一直线方向移动，并且所述驱动系统朝第二转动方向的转动使所述驱动轴朝与所述第一直线方向相反的第二直线方向移动；以及 偏置元件，其可操作地耦接至所述驱动系统，其中，在所述驱动轴到达冲程位置的一端时，所述驱动系统的至少一部分朝所述偏置元件轴向移动，从而使所述偏置元件挠曲，以在从所述电致动器撤去电源时对所述驱动轴提供载荷。2.如权利要求I所述的电致动器，其中，所述驱动轴在第一端处可操作地耦接至所述驱动系统，且用于在第二端处可操作地耦接至流体阀的流动控制构件。3.如权利要求2所述的电致动器，其中，在所述流体流动控制构件与所述流体阀的阀座密封接合时，所述驱动轴到达所述冲程位置的所述一端。4.如权利要求I所述的电致动器，其中，所述驱动系统包括电动机，所述电动机经由中间齿轮可操作地耦接至驱动齿轮，其中，所述中间齿轮设置在所述电动机的输出轴与所述驱动齿轮之间。5.如权利要求4所述的电致动器，其中，所述驱动齿轮包括螺纹孔口，从而可螺纹接收所述驱动轴的螺纹部。6.如权利要求5所述的电致动器，其中，在所述驱动系统使所述中间齿轮朝所述第一转动方向转动且所述驱动轴处于所述冲程位置的所述一端时，所述驱动齿轮相对于所述中间齿轮轴向移动。7.如权利要求4所述的电致动器，其中，在所述驱动齿轮与所述偏置元件之间设置推力轴承。8.如权利要求I所述的电致动器，其中，所述偏置元件包括弹簧。9.如权利要求I所述的电致动器，其中，所述偏置元件设置在所述驱动系统的外壳内。10.如权利要求I所述的电致动器，其中，所述偏置元件与所述驱动系统的外壳一体形成。11.如权利要求10所述的电致动器，其中，所述外壳的至少一部分由柔性材料制成，以在由所述驱动系统接合时提供力。12.一种用于电致动器的载荷装置，包括 驱动齿轮，其可操作地耦接至所述电致动器的驱动系统，其中，所述驱动齿轮用于朝第一方向和第二方向转动，并且其中，所述驱动齿轮用于在第一直线位置与第二直线位置之间移动； 驱动轴，其可操作地耦接至所述驱动齿轮，其中，在所述驱动齿轮朝所述第一方向转动时，所述驱动齿轮使所述驱动轴朝第一直线方向移动，并且在所述驱动齿轮朝所述第二方向转动时，所述驱动齿轮使所述驱动轴朝第二直...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·谢德，T·佩塞克，J·S·班达斯，
申请(专利权)人：费希尔控制国际公司，
类型：发明
国别省市：
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