致动器活塞中的多齿啮合制造技术

本发明专利技术提供了一种用于阀组件的致动器。该致动器具有致动器本体和被构造为在所述致动器本体内移动的至少一个活塞。致动器具有至少部分地位于所述致动器本体内并且被构造成联接至阀的阀杆上的输出轴，其中输出轴具有多个从齿轮伸出的齿；该驱动器具有被构造成与每一个所述至少一个活塞一起移动的至少一个齿条，齿条具有活塞端和末端，其中，所述齿条具有多个被构造成啮合所述输出轴上的多个齿的齿条齿；所述齿条的末端被构造成保持在超出啮合点外的最小距离处，其中，啮合点在所有的运行位置均位于齿条齿和齿轮齿之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】致动器活塞中的多齿啮合对相关申请的交叉引用本申请请求享受于2010年6月17日提交的美国临时申请61/355，688的权益。技术背景管道系统中的阀可具有好些致动器。所述致动器可为手动致动器、气动致动器、液 动致动器、电动致动器或者其组合等。所述致动器使所述阀在打开位置和闭合位置之间运 动。所述致动器具有位置指示器以显示所述阀的位置。很多自动阀被构造成以很高的速度 在所述打开位置和闭合位置之间运行。比如，所述阀可每分钟工作好几次。这样的高使用 频率对致动器的多个部件造成严重的损害。因此，需要一种具有牢固的制动系统的致动器。
技术实现思路
本文所描述的实施例提供了一种用于阀组件的致动器。该致动器具有致动器本体 和至少一个被构造成在所述驱动器本体内运动的活塞。所述致动器具有输出轴，该输出轴 至少部分地位于所述致动器本体内并被构造成与阀的阀杆联接，其中所述输出轴具有多个 从齿轮伸出的齿。该致动器具有至少一个与每一个所述至少一个活塞联接并被构造成一起 移动的齿条，该齿条具有活塞端和末端，其中所述齿条具有多个被构造成啮合所述输出轴 上的多个齿的齿条齿。所述齿条的末端被构造成保持在超出啮合点的最小距离处，其中在 所有的工作位置上，该啮合点均位于齿条齿和齿轮齿之间。附图说明图1为具有阀组件的管道系统的示意图2为图1所示管道系统的致动器的横截面视图3为致动器的一个实施例的剖开透视图4为活塞和齿条的实施例的透视图5为用于使用图1所示致动器的方法的流程图。具体实施方式下面的描述包括了体现出所述专利技术主题技术的示例性装置、方法、技艺和操作步 骤。但是，应当明白，所述的众实施例也可在没有这些具体细节的条件下得到实现。图1示出了具有阀组件102的管道系统100的示意图。该阀组件102用于控制管 道系统100中的流量。该阀组件102具有阀104和致动器106。该阀104被构造成控制管 道系统100的管路内的流量。该阀104可为任何合适的阀，包括但不限于蝶形阀、球阀、旋塞 阀、控制阀等。致动器106被构造成自动地使阀104在打开位置和闭合位置之间运动。该 致动器106可具有用于使阀在打开位置和闭合位置之间运动的输出轴108。该输出轴108 可与阀杆109耦接或机械连接。所述输出轴108可在与一个或多个齿条112联接或成一体 的一个或多个活塞110的作用下在打开位置和闭合位置之间移动。所述齿条112可具有多个啮合输出轴108上的齿202 (如图2所示)的齿条齿200，下文将对此做更为详细的描述。 所述齿条112可具有多个额外的、在所述阀104的运行过程中不会啮合所述输出轴齿的齿。 所述额外的齿位于齿条112的末端114和啮合点203 (如图2所示)之间。因此，至少有一 个、两个、三个或更多个齿永远不会啮合输出轴108上的齿。所述致动器106可被构造成在 致动器106的使用寿命期间总保持有所述齿条112的末端114和啮合点203之间的最小距 离或长度206。所述致动器106可以具有位置指示器116，以确定阀104的闭合件的位置。图2示出了图1中的致动器的横截面图。其中示出了啮合齿轮314 (见图3)上的 多个齿202的多个齿条齿200，所述齿轮314 —体形成在或安装在输出轴108上。所述齿 条112可被设计成使齿条112的末端114 一直相对特定数量的齿条齿200保持有最小距离 206。所述最小距离在平行于齿条112的方向测得的可至少为包括一个所述齿条齿200的距 离。在另一个实施例中，所述最小距离206在平行所述齿条112的方向测得的可至少为包 括两个所述齿条齿200的距离。在又一个实施例中，所述最小距离在平行所述齿条112测 得的可至少为包括三个所述齿条齿200的距离。所述啮合点203为在啮合区204处的齿条 齿200和齿202之间的接触面。啮合区204处的齿条112内存在高应力。该啮合区204是 紧靠所述齿条齿200啮合所述齿轮314上的齿202的位置的区域。通过防止所述末端114 到达所述啮合区204，所述齿条齿200中的所述应力可一直均匀地分布在众齿条齿200和/ 或所述齿条112上。在一个实施例中，在所述末端114和所述啮合区204之间长度206可 为所述输出轴108的外周208的2%-12%。在另一个实施例中，所述末端114 一直保持离所 述啮合点203的有至少一个或两个齿条齿200的最小距离。控制器210可用于提供流体至一个或多个活塞室212内以使输出轴108在所述打 开位置和闭合位置之间移动。如本文所述，该流体为气流，虽然其可以是任何合适的流体， 比如液体。所述活塞Iio可被一个或多个偏压件214朝所述输出轴108偏压。该一个或多 个偏压件214是可选的。虽然所述偏压件214在图中示出为朝所述输出轴108偏压所述活 塞110，应当明白，所述偏压件214可朝离开所述输出轴108方向偏压所述活塞110，或者可 远离所述输出轴108偏压一个活塞110并且朝所述输出轴108偏压另一个活塞110。所述 偏压件214可以是任何合适偏压件，包括但不限于螺旋弹簧和片簧等。图3示出了所述致动器106的一个实施例的剖开透视图。该致动器106可具有被 构造成容纳所述活塞110、齿条112、偏压件214和输出轴108的致动器本体300和端盖302 和304。所述致动器本体300可限定出所述活塞室212或气动室。所述致动器本体300可 具有用于提供流体至活塞室212的开口 306和308。所示出的开口 306和308与所述致动 器本体300成一体以减小外部管接成本以及所述出口在运行过程中被损害的风险。所示出 的端盖302和304通过螺栓连接至所述致动器本体300以密封所述活塞室212，但是也可通 过任何合适的方法包括但不限于焊接进行附接。所述致动器本体300和/或活塞室212的长度可被增加以容纳更长的齿条112和 更多的齿条齿200。该增加的长度对应于额外的齿条112长度。此外，该增加的长度可大于 或稍小于所述齿条112的增加的长度。所述输出轴108可延伸穿过所述致动器本体300以与所述阀杆和所述位置指示器 116连接。所述输出轴108可一个或多个被构造成支撑所述致动器本体300中的输出轴108 的轴承310。所述输出轴108的中轴线可被安装成基本垂直于所述活塞室212的中轴线。所述输出轴108可联接至齿轮314或具有集成的齿轮314。该齿轮314可包括用于啮合所 述齿条齿200的齿202。因此，当所述活塞110移动所述齿条112和所述齿条齿200时，所 述齿轮314被转动因而转动所述阀杆108和/或所述位置指示器116。所述输出轴108可联接至行程止挡凸轮316或具有集成的行程止挡凸轮316。如图 所示，所述集成的止挡凸轮316具有台肩318和320，所述台肩的每个被设置成各自接合行 程限位器321或322。所示行程限位器321和322为穿过所述致动器本体300的螺钉。所 述螺钉的长度可从所述致动器本体300的外部进行调节，从而使操作者能调节所述输出轴 108的转动行程。当台肩318和320接合所述行程限位器321和322，所述输出轴108将停 止转动，从而增加所述齿条齿200和齿202之间的作用力。当所述行程限位器321和/或 32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】2010.06.17 US 61/3556881.一种用于阀组件的致动器，包括致动器本体；被构造为在所述致动器本体内移动的至少一个活塞；至少部分地位于所述致动器本体内并且被构造成联接至阀的阀杆上的输出轴，其中所述输出轴具有多个从齿轮伸出的齿；与每一个所述至少一个活塞联接并被构造成与其一起移动的至少一个齿条，所述齿条具有活塞端和末端，其中，所述齿条具有多个被构造成啮合所述输出轴上的多个齿的齿条齿；其中，所述齿条的末端被构造成保持在超出啮合点的最小距离处，其中，所述啮合点在所有的工作位置均位于所述齿条齿和齿轮齿之间。2.根据权利要求1所述的致动器，其中所述至少一个齿条有至少一个所述齿条齿始终位于所述末端和啮合点之间。3.根据权利要求1所述的致动器，其中所述至少一个齿条有至少两个所述齿条齿始终位于所述末端和啮合点之间。4.根据权利要求1所述的致动器，其中所述至少一个齿条有至少三个所述齿条齿始终位于所述末端和啮合点之间。5.根据权利要求1所述的致动器，还包括用于引导所述至少一个齿条和所述活塞的齿条导承。6.根据权利要求1所述的致动器，还包括被构造成偏压每一个所述至少一个活塞的至少一个偏压件。7.根据权利要求1所述的致动器，其中，所述至少一个齿条还包括相互平行的两个齿条，其中所述两个齿条的每一个的齿条齿在所述输出轴的相对侧上啮合所述输出轴的齿。8.一种用于控制管道系统中的流量的系统，包括阀；阀杆；致动器，其包括致动器本体；被构造成在所述致动器本体内移动的至少一个活塞；至少部分地位于所述致动器本体内并且被构造成联接至所述阀的所述阀杆上的输出轴，其中所述输出轴具有多个从齿轮伸出的齿；与每一个所述至少一个活塞联接并被构造成与其一起移动的至少一个齿条，所述齿条具有活塞端和末端，其中，所述齿条具有多个被构...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·金特，J·徳诺威塞克，D·卡尔森，
申请(专利权)人：布雷国际有限公司，
类型：
国别省市：