專利名稱：閥致動器組件和用于閥致動器組件的導向件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型大體上涉及一種閥組件。更具體地，本實用新型涉及一種閥致動器組件和用于閥致動器組件的導向件。
背景技術(shù)：
諸如套筒導向控制閥等的自動控制閥通常用在過程控制工廠或系統(tǒng)中來控制過程流體的流動。套筒導向控制閥通常包括可操作地耦接到沿縱軸延伸的閥軸的第一端的致動器(例如，氣動致動器、電動致動器、液壓致動器等)。典型地，該致動器包括致動器殼體和隔膜，該致動器殼體包括上致動器外殼和下致動器外殼，并且該隔膜被固定在致動器殼體的上、下致動器外殼之間。隔膜板被布置在下致動器外殼的內(nèi)部容積內(nèi)的隔膜的下方，并且閥軸的第一端被耦接到隔膜板的底部。當加壓流體被引入下致動器外殼的內(nèi)部容積和/或上致動器外殼的內(nèi)部容積時，隔膜板移位。隔膜板的移位將沿縱軸移位閥軸，這轉(zhuǎn)而使得固定到閥軸的第二端的閥塞移位，由此打開和關(guān)閉該閥。由于下致動器外殼的內(nèi)部容積適于容納加壓流體，所以必須在閥桿和接收閥桿的下致動器外殼的部分之間維持氣密密封。該氣密密封限制或阻止閥軸(和隔膜板)沿垂直于縱軸的方向相對致動器殼體移位。通常，僅上致動器外殼的內(nèi)部容積接收加壓流體，以沿縱軸移位閥軸。由于下致動器外殼的內(nèi)部容積不接收加壓流體，所以在閥桿和接收閥桿的下致動器外殼的部分之間不需要氣密密封。在這種情況下，閥桿和隔膜板可相對致動器殼體橫向移位。閥桿和隔膜板相對致動器殼體的這種橫向移位可能由于交互接觸而損壞所有部件或一些部件。例如，這種接觸可形成摩擦和/或可能引起隔膜板卷曲或使隔膜變形。這種橫向移位還可導致定位器故障、填密故障以及其它常見的性能問題。為了避免這種橫向移位，特別是用于諸如核應(yīng)用等地震服務(wù)的閥中的這種橫向移位，上導向件可被布置在上致動器外殼的內(nèi)部容積內(nèi)來相對致動器殼體穩(wěn)定閥軸和隔膜板。但是，這種上導向件需要專門鑄造的隔膜板和/或上致動器殼體、改進的閥桿以及使用襯套和額外的密封件。此外，上導向件增加了重量并改變了致動器組件的重心，這在地震環(huán)境中都是不利的。

實用新型內(nèi)容通過本實用新型，利用了現(xiàn)有表面作為導向件，所以不需要額外的部件，而且導向件可被改進，以用在現(xiàn)有的致動器組件上，由此避免了閥桿和隔膜板相對致動器殼體的橫向移位，同時也不需要專有的導向件，根據(jù)本實用新型的導向件更接近致動器組件的重心，并且因此導向件對致動器組件的自然頻率具有最小的影響。根據(jù)本實用新型的一個示例性方面，閥致動器組件具有上致動器外殼、耦接到上致動器外殼的下致動器外殼和布置在所述上致動器外殼和所述下致動器外殼之間的隔膜，所述下致動器外殼具有彈簧孔。隔膜板被布置在所述隔膜和所述下致動器外殼之間，并且所述隔膜板具有頂表面和底表面。桿突出部從所述隔膜板的底表面向下延伸，并且所述隔膜的下表面接合所述隔膜板的頂表面。閥致動器組件還包括沿縱軸延伸的彈簧殼體，并且所述彈簧殼體具有限定內(nèi)部容積的內(nèi)表面。所述彈簧殼體還具有敞開的第一端，并且所述彈簧殼體的敞開的第一端鄰近所述彈簧孔被耦接到所述下致動器外殼。致動器桿沿所述縱軸延伸，并被固定到所述隔膜板的所述桿突出部，以使得所述隔膜板的移位引起所述致動器桿的縱向移位。所述致動器桿延伸穿過所述下致動器外殼的所述彈簧孔，并至少部分地延伸入所述彈簧殼體的內(nèi)部容積。所述閥致動器組件還包括具有第一端和第二端的導向件，所述導向件具有沿所述縱軸從所述第一端延伸到所述第二端的側(cè)壁。所述導向件包括在所述導向件的第一端處垂直于所述縱軸布置的頂壁，并且所述頂壁具有中心孔。鄰近所述導向件的所述第二端的所述側(cè)壁的至少一部分被容納到所述下致動器外殼的所述彈簧孔中和所述彈簧殼體的內(nèi)部容積內(nèi)。所述閥致動器組件還包括具有第一端和第二端的彈簧，所述彈簧的所述第二端相對所述彈簧殼體固定，以及所述彈簧的所述第一端接合所述導向件的所述頂壁的底表面。所述彈簧偏置所述導向件的所述頂壁與所述隔膜板的所述底表面相接合，以使得所述桿突出部被容納到所述導向件的所述頂壁的所述中心孔中。所述導向件的所述側(cè)壁的外表面適于接合所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面，以限制所述隔膜板和所述致動器桿沿垂直于所述縱軸的方向的移位。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，當沿所述縱軸觀察時，所述彈簧孔和所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面具有相同的橫截面形狀。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，當沿所述縱軸觀察時，所述彈簧孔和所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面分別具有圓形的橫截面形狀。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，當沿所述縱軸觀察時，所述導向件的所述頂壁的所述中心孔和所述桿突出部的外表面分別具有圓形的橫截面形狀。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，所述桿突出部的所述外表面的直徑比所述導向件的所述頂壁的所述中心孔的直徑小1%到10%。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，當沿所述縱軸觀察時，所述導向件的所述側(cè)壁的所述外表面和所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面分別具有相同的橫截面形狀。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，當沿所述縱軸觀察時，所述導向件的所述側(cè)壁的所述外表面和所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面分別具有圓形的橫截面形狀。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，所述導向件的所述側(cè)壁的所述外表面的直徑比所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面的直徑小1%到10%。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，所述導向件的所述側(cè)壁的所述外表面沒有與所述下致動器外殼的所述彈簧孔或所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面密封接合。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，當沿所述縱軸觀察時，所述導向件的所述側(cè)壁的內(nèi)表面具有圓形的橫截面形狀，其中所述彈簧是盤簧，并且其中所述導向件的所述側(cè)壁的所述內(nèi)表面的直徑大于所述盤簧的最大外直徑。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，所述盤簧的內(nèi)直徑大于所述桿突出部的外表面的直徑。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，螺栓延伸穿過所述隔膜板的所述桿突出部并進入形成在所述致動器桿的第一端處的盲孔內(nèi)，以將所述致動器桿可移除地固定到所述隔膜板。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，由所述上致動器外殼和所述隔膜的上表面所限定的容積內(nèi)的氣壓引起所述隔膜板、所述致動器桿和所述導向件朝向所述彈簧的所述第二端縱向移位，并且其中所述彈簧抵抗所述縱向移位。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，所述彈簧殼體的第二端被耦接到控制閥的軛，并且其中所述致動器桿被耦接到閥桿，所述閥桿被耦接到布置在形成在所述控制閥內(nèi)的流體通道內(nèi)的流體控制元件。根據(jù)本實用新型的另一示例性方面，用于閥致動器組件來穩(wěn)固致動器閥桿的導向件包括布置在所述導向件的第一端的頂壁，所述頂壁沿垂直于縱軸的方向延伸。所述頂壁具有適于容納所述致動器閥桿的中心孔，從而阻止所述導向件相對所述致動器桿沿垂直于所述縱軸的方向移位。所述導向件還包括側(cè)壁，所述側(cè)壁沿所述縱軸從位于所述導向件的第一端處的頂壁延伸到所述導向件的敞開的第二端。所述導向件的側(cè)壁具有外表面，所述導向件的側(cè)壁的所述外表面的一部分適于接合彈簧殼體的內(nèi)表面的一部分，以限制所述致動器桿沿垂直于所述縱軸的方向的移位。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，所述致動器桿的第一端被耦接到從隔膜板的底表面延伸的桿突出部，并且所述中心孔適于容納所述隔膜板的所述桿突出部。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，當沿所述縱軸觀察時，所述導向件的所述側(cè)壁的所述外表面具有圓形的橫截面形狀，以使得所述側(cè)壁的所述外表面具有圓柱形形狀。根據(jù)一個優(yōu)選的實施例，所述中心孔和所述側(cè)壁的所述外表面與所述縱軸對齊。根據(jù)本實用新型的另一個示例性方面，組裝閥的方法包括將隔膜板布置在由上致動器外殼和下致動器外殼限定的容積內(nèi)。所述方法還包括將所述隔膜板可操作地連接到閥桿，其中所述閥桿適于沿縱軸平移。彈簧布置在耦接到所述下致動器外殼的彈簧殼體內(nèi)，并且所述彈簧將導向件偏置到與所述隔膜板的底表面相接合。所述方法還包括通過所述導向件和所述彈簧殼體的內(nèi)表面的相互作用來限制所述隔膜板和所述閥桿沿垂直于所述縱軸的方向的移位。

圖1是閥致動器組件的一個實施例的截面圖；圖2是安裝到控制閥上的本實用新型的閥組件的一個實施例的截面圖；圖3是導向件的一個實施例的截面圖；以及圖4是隔膜板的桿突出部的一個實施例的部分的截面圖，為了清楚省去了彈簧、致動器桿和導向件。
具體實施方式
如圖1所示，閥致動器組件10包括上致動器外殼12和耦接到上致動器外殼12的下致動器外殼14，并且下致動器外殼14包括彈簧孔16。隔膜18布置在上致動器外殼12和下致動器外殼14之間。閥致動器組件10還包括布置在隔膜18和下致動器外殼14之間的隔膜板20，并且隔膜板20具有頂表面22和底表面24。隔膜18的下表面26接合隔膜板20的頂表面22，并且桿突出部28從隔膜板20的底表面24向下延伸。閥致動器組件10還包括沿縱軸32延伸的彈簧殼體30。彈簧殼體30具有限定內(nèi)部容積36的內(nèi)表面34，并且彈簧殼體30還包括敞開的第一端38，其中彈簧殼體30的敞開的第一端38鄰近彈簧孔16被耦接到下致動器外殼14。致動器桿40沿縱軸32延伸，并被固定到隔膜板20的桿突出部28，以使得隔膜板20的移位引起致動器桿40的縱向移位。致動器桿40延伸穿過下致動器外殼14的彈簧孔16，并至少部分地延伸入彈簧殼體30的內(nèi)部容積36。參見圖1和圖3，閥致動器組件10還包括具有第一端44和第二端46的導向件42，導向件42具有側(cè)壁48，側(cè)壁48沿縱軸32從第一端44延伸到第二端46。導向件42還包括在導向件42的第一端44處垂直于縱軸32布置的頂壁50,頂壁50具有中心孔52。鄰近導向件42的第二端46的側(cè)壁48的至少一部分被容納到下致動器外殼14的彈簧孔16中和彈簧殼體30的內(nèi)部容積36內(nèi)。如圖1所示，閥致動器組件10還包括具有第一端56和第二端58的彈簧54,彈簧54的第二端58相對彈簧殼體30固定,并且彈簧54的第一端56接合導向件42的頂壁50的底表面60。彈簧54將導向件42的頂壁50偏置到與隔膜板20的底表面24相接合，以使得桿突出部28被容納到導向件42的頂壁50的中心孔52中。如此設(shè)置，導向件42的側(cè)壁48的外表面62適于接合彈簧殼體30的內(nèi)表面34,以限制隔膜板20和致動器桿40沿垂直于縱軸32的方向的移位。隔膜板20和致動器桿40相對彈簧殼體30、上致動器外殼12和/或下致動器外殼14的移位的限制(或阻止)最小化或阻止由隔膜板20、致動器桿40、彈簧殼體30和/或上、下致動器外殼12、14之間的接觸而引起的損壞。一般而言，本公開的閥致動器組件10可用于任何合適的控制閥，例如，桿導向旋塞閥(stem-guided plug valve)或旋轉(zhuǎn)閥。圖2中提供了這種控制閥的一個示例,其示出了套筒導向控制閥(cage-guided control valve) 640控制閥64可包括閥體66,安裝在閥體66上的閥蓋68以及安裝在閥蓋68上并支撐閥致動器組件10的軛70。閥桿72可布置在軛70內(nèi)，并且連接組件74可將閥桿72耦接到致動器桿40，致動器桿40本身被耦接到隔膜板20。閥體66的頂部設(shè)有法蘭(flange)，閥蓋11可基于法蘭來安裝，并且閥桿72可以通過法蘭進入本體10。閥體66可提供從入口 76到出口 78的流動通道82。通過法蘭80a、80b,閥體66可連接到流動管路(未示出)，以將閥體的流動通道82結(jié)合到流動管路。諸如閥塞等的流體控制元件84可布置在閥桿72的末端，以使得隔膜板20的縱向移位引起流體控制元件84相對布置在通道82內(nèi)的閥座86的相應(yīng)的縱向移位。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，當流體控制元件84密封接合閥座86時，流體被阻止從控制閥64的入口 76流動到出口78 ;但是，當流體控制元件84縱向移位移開閥座86時，流體可從控制閥64的入口 76流動到出口 78。仍參見圖2，閥致動器組件10包括彈簧殼體30，并且彈簧殼體30可以是任何細長的圓柱體，其沿縱軸32從彈簧殼體30的敞開的第一端38延伸到第二端88。彈簧殼體30的第二端88可被耦接到控制閥64的任何適當部分。例如，彈簧殼體30的第二端88可與軛70的頂部耦接(或與軛70的頂部一體形成)?？商鎿Q地，彈簧殼體30的第二端88可與控制閥64的任何部分耦接(或一體形成)，該控制閥允許使用者接近將致動器桿40耦接到閥桿72的連接組件74。參見圖1，彈簧殼體30可具有限定內(nèi)部容積36的內(nèi)表面34。內(nèi)表面34從彈簧殼體30的第一端38到第二端88可以具有一致的橫截面形狀(當沿縱軸32觀察時)。當沿縱軸32觀察時，內(nèi)表面34可具有圓形的橫截面形狀。但是，內(nèi)表面34可具有任何適當?shù)臋M截面形狀或例如橢圓形等形狀的組合。內(nèi)表面34可具有特氟綸襯層來減小與導向件42的側(cè)壁48的外表面62的摩擦接合。如圖1所示，平坦的底壁90可布置于閥致動器組件10的彈簧殼體30的第二端88處或其附近。底壁90可具有由圓柱形側(cè)壁94限定的底孔92，以使得圓柱形側(cè)壁94與縱軸32同軸對齊。圓柱形側(cè)壁94的表面可具有螺紋，并且圓柱形側(cè)壁94的螺紋表面可接合布置在底孔92內(nèi)的套筒部件98的螺紋外表面96。套筒部件98鄰近連接器組件74，并且套筒部件98可以是細長的套管，其具有滑動接收致動器桿40的圓柱形內(nèi)表面100。彈簧座102可布置在套筒部件98的第一端104。彈簧座102可包括與縱軸32同軸對齊的中心孔106，并且中心孔106可滑動接收致動器桿40。彈簧座104還包括沿垂直于縱軸32的方向延伸的平坦法蘭部108，并且法蘭部108的頂表面110可支撐彈簧54的第二端58。彈簧座102可以以如下任何方式被耦接到套筒部件98的第一端104，該方式允許套筒部件98的縱向移位(由套筒部件98的螺紋外表面96相對底孔92的固定的圓柱形側(cè)壁94的螺紋表面的相對旋轉(zhuǎn)引起的)，以相應(yīng)地縱向移位彈簧座102。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解彈簧座102的縱向移位將調(diào)整(即，增加或減小)由彈簧54提供的壓縮力。再參見圖1，閥致動器組件10還包括耦接到彈簧殼體30的第一端38的致動器殼體112，并且致動器殼體112包括上致動器外殼12和下致動器外殼14。下致動器外殼14包括彈簧孔16，并且當沿縱軸32觀察時，彈簧孔16和彈簧殼體30的內(nèi)表面34可具有相同的橫截面形狀。例如，當沿縱軸32分別觀察時，彈簧孔16和彈簧殼體30的內(nèi)表面34可具有圓形的橫截面形狀，并且彈簧孔16的直徑可稍微大于彈簧殼體30的內(nèi)表面34的直徑。下致動器外殼14可繞縱軸32對稱(或基本對稱)地形成，當沿縱軸32在橫截面中觀察時，彈簧孔16可與縱軸32同軸對齊。上法蘭114可圍繞彈簧殼體30的第一端38的圓周延伸，并且多個螺栓116可延伸穿過圍繞彈簧孔16的圓周形成的孔并延伸進入形成在彈簧殼體30的上法蘭114上的相應(yīng)孔內(nèi)，以將下致動器外殼114耦接到彈簧殼體30。下致動器外殼14的頂部可具有環(huán)形法蘭18，并且環(huán)形法蘭18可具有圍繞環(huán)形法蘭118周向布置的多個孔。每個孔可以與在形成在上致動器外殼12的底部上的環(huán)形法蘭120中形成的相應(yīng)的孔同軸對齊。螺栓122a可以被容納到環(huán)形法蘭118、120的多個孔中的每個孔中，并且螺母122b可螺紋地耦接到各個螺栓122a的自由端，以將上致動器外殼12固定到下致動器外殼14。仍參見圖1，閥致動器組件10可包括隔膜18，并且隔膜18可通過本領(lǐng)域已知的任何方式固定到致動器殼體112。例如，隔膜18可通過在下致動器外殼14的環(huán)形法蘭118和上致動器外殼12的環(huán)形法蘭120之間提供的夾緊力固定到致動器殼體112。這樣固定，隔膜18可將致動器殼體112內(nèi)的內(nèi)部容積分隔成控制壓強腔室124和下腔室126，其中控制壓強腔室124形成在上致動器外殼12和隔膜18的上表面126之間，并且下腔室126形成在下致動器外殼14和隔膜18的下表面26之間?？刂茐簭娗皇?24經(jīng)由進入端口 130接收控制壓強，以移位隔膜18，以及由此控制壓強腔室124是密封的容積(即，控制壓強腔室124沒有與大氣流體連通)。由于下腔室126沒有接收控制壓強，所以下腔室126不是密封的容積(即，下腔室126與大氣連通，以使得下腔室處于大氣壓強下)。換句話說，導向件42的側(cè)壁48的外表面62沒有與下致動器外殼14的彈簧孔16或彈簧殼體30的內(nèi)表面34密封接合。再參見圖1，閥致動器組件10可包括布置在隔膜18和下致動器外殼14之間的隔膜板20，以使得隔膜板20布置在下腔室126中。隔膜板20將隔膜18耦接到致動器桿40，并向隔膜18提供剛性支持(rigid backing)。隔膜板20可具有圓盤形狀，其與縱軸32同軸布置。隔膜板20可具有頂表面22，并且頂表面22可以是平坦的或大致平坦的。隔膜18的下表面26可接合隔膜板20的頂表面22，以使得控制壓強腔室124內(nèi)的適當?shù)目刂茐簭娍蓪⒏裟ひ莆坏脚c隔膜板20的頂表面22生效的接合，由此形成隔膜板20上的向下(即，沿著縱軸32并朝向彈簧殼體30的第二端88)的力。隔膜板20的底表面24可與頂表面22縱向偏置，并且底表面24可以是平坦的或大致平坦的。隔膜板20還可包括從隔膜板20的底表面24向下延伸的桿突出部28。當沿縱軸32觀察時，桿突出部28可具有任何適當?shù)臋M截面形狀或一些形狀的組合。例如，桿突出部28可具有圓形的橫截面形狀，以形成可與縱軸32同軸對齊的圓柱形外表面132。外表面132的直徑可大于致動器桿40的直徑，并可小于彈簧54(例如，盤簧)的最小的內(nèi)直徑，這將在下面更詳細地描述。代替圓形的橫截面形狀，桿突出部28可具有任何適當?shù)臋M截面形狀。如圖4中所示，孔134可延伸穿過桿突出部28，并可與縱軸32同軸對齊?？?34可具有鄰近隔膜板20的頂表面22的圓柱形埋孔部136、鄰近桿突出部28的終端140的錐形部138以及位于埋孔部136和錐形部138之間的圓柱形中間部142。再參見圖1，閥致動器組件10可包括致動器桿40，致動器桿40沿縱軸32延伸并固定到隔膜板20的桿突出部28。更具體地，致動器桿40可以是細長的桿，其具有第一端144和第二端146。當沿縱軸32觀察時，致動器桿40可具有圓形的橫截面形狀，以使得致動器桿40具有圓柱形外表面148，并且圓柱形外表面148可與縱軸32同軸對齊。致動器桿40還可包括形成在致動器桿40的第一端144的盲孔150，并且錐形的頂部152可在致動器桿40的第一端144或其附近處形成在外表面148上。盲孔150可適于容納將隔膜板20可移除地固定到致動器桿40的緊固件。例如，盲孔150的內(nèi)表面可螺紋地容納具有螺紋外表面的緊固件154，并且螺紋緊固件154可布置在孔134內(nèi)，延伸穿過桿突出部28來螺紋地接合盲孔150。這樣固定，致動器桿40的錐形頂部152可鄰近或接觸延伸穿過隔膜板20的桿突出部28的孔134的錐形部138。致動器桿40可延伸穿過下致動器外殼14的彈簧孔16，并至少部分地延伸進入彈簧殼體30的內(nèi)部容積36。如前所述，致動器桿40可被滑動地容納在彈簧座102的中心孔106和套筒部件98內(nèi)。致動器桿40的第二端146可通過本領(lǐng)域已知的任何手段耦接到連接組件74，包括圖1中所示的螺紋連接。如所述設(shè)置，隔膜板20的移位可引起致動器桿40的縱向移位，這進而引起流體控制元件84朝向或遠離閥座86的相應(yīng)移位。參見圖1和圖3，閥致動器組件10可包括導向件42，并且導向件42可沿縱軸32延伸，以使得導向件42可具有第一端44和敞開的第二端46。導向件42可具有杯形，并可包括布置在第一端44或其附近的頂壁50和從頂壁50向下延伸的側(cè)壁48。頂壁50可以是平坦的或大致平坦的，并且頂壁50可垂直于縱軸32布置。中心孔52可延伸穿過頂壁50。中心孔52適于容納桿突出部28并因此具有與桿突出部28的外表面132相對應(yīng)的橫截面形狀。例如，如果沿縱軸32觀察時桿突出部28的外表面132具有圓形的橫截面形狀，那么沿縱軸32觀察時中心孔52也可以具有圓形的橫截面形狀。這樣設(shè)置，桿突出部28的外表面132的直徑可以比導向件42的頂壁50的中心孔52的直徑小1%到10%。導向件42可以圍繞縱軸32對稱(或基本對稱)形成，并且當沿縱軸32在橫截面中觀察時，中心孔52可與縱軸32同軸對齊。這樣設(shè)置，中心孔52可圍繞桿突出部28將導向件42定位和定中心(且致動器桿40可與桿突出部28同軸對齊)。[0040]如上所述，導向件42的側(cè)壁48可從頂壁50向下延伸，從第一端44延伸到第二端46,如圖1和圖3中所不。側(cè)壁48的外表面62的橫截面形狀與彈簧殼體30的內(nèi)表面34的橫截面形狀相對應(yīng)(當沿縱軸32觀察時)，以使得鄰近導向件42的第二端48的側(cè)壁48的至少一部分可被容納到下致動器外殼14的彈簧孔16中和彈簧殼體30的內(nèi)部容積36內(nèi)。因此，如果彈簧殼體30的內(nèi)表面34具有圓形的橫截面形狀，那么側(cè)壁48的外表面62也具有圓形的橫截面形狀，以使得側(cè)壁48具有圓柱形形狀。導向件42的圓柱形側(cè)壁48的外表面62的直徑可小于彈簧殼體30的內(nèi)表面34的直徑1%到10%。側(cè)壁48的圓柱形內(nèi)表面158可從外表面62同軸地偏置,并且內(nèi)表面62的直徑可大于彈簧54 (例如,盤簧)的最大外直徑。如下面將會更詳細地描述，導向件42的頂壁50的頂表面156可通過彈簧54被偏置到與隔膜板20的底表面24相接觸。導向件42的側(cè)壁48的縱向長度可具有如下的任意值，其允許當隔膜板20位于最高第一位置時(如圖1所示)，至少導向件42的第二端48被容納到彈簧殼體30的內(nèi)部容積36中。導向件42可由高強度合金鋼(例如，不銹鋼)、塑料(例如，硬塑料)或任何其它適當?shù)牟牧闲纬?，并可通過加工、模塑或任何其它適當?shù)墓に囆纬?。導向?2可形成為單一的整體部件或包括兩個或更多零件的組件。參見圖1，閥致動器組件10還可包括彈簧54，彈簧54至少部分地布置在彈簧殼體30的內(nèi)部容積36內(nèi)。彈簧54可以是細長的，并可與縱軸32對齊，以使得彈簧54的第一端56鄰近桿突出部28，并且第二端鄰近彈簧殼體30的第二端88。更具體地，彈簧座102的法蘭部108的頂表面110可支撐彈簧58的第二端88，以使得彈簧54的第二端58相對彈簧殼體30固定。彈簧54可以是盤簧54a,并且盤簧54a可與縱軸32同軸對齊，以使得盤簧54a圍繞致動器桿40的至少一部分并且桿突出部28的至少一部分穿過導向件42的頂壁50的中心孔52而布置。盤簧54a可具有最大外直徑和最小內(nèi)直徑。由于導向件42的圓柱形側(cè)壁48的內(nèi)表面62的直徑可大于盤簧54a的最大外直徑,并由于桿突出部28的外表面132的直徑可小于盤簧54a的最小內(nèi)直徑，所以盤簧54a的第一端56可插入到導向件42的敞開的第二端46內(nèi)，以使得盤簧54a的第一端56接合導向件42的頂壁50的底表面60，以將導向件42的頂壁50的頂表面156偏置到與隔膜板20的底表面24相接合。如所述組裝，與導向件42的頂壁50的底表面60相接合的彈簧54的第一端56將隔膜板20的頂表面22偏置到如圖1所示的最高第一位置。在該最高第一位置上，鄰近導向件42的第二端46的側(cè)壁48的至少一部分被容納到下致動器外殼14的彈簧孔16中和彈簧殼體30的內(nèi)部容積36內(nèi)。同樣在該最高第一位置上，隔膜板20的桿突出部28穿過導向件42的頂壁50的中心孔52而布置，以阻止(或限制)導向件42在橫向方向上(即，垂直于縱軸32的方向)相對隔膜板20的移動，由此將導向件42剛性連接到隔膜板20。這樣設(shè)置，導向件42限制隔膜板20、彈簧54和/或致動器桿40在橫向方向上(即，垂直于縱軸32的方向)的移位。更具體地，當橫向載荷(例如，由于地震力)被施加到致動器組件10上時，隔膜板20、彈簧54和/或致動器桿40可傾向于相對致動器殼體112和彈簧殼體30橫向移位。但是，當隔膜板20、彈簧54和/或致動器桿40開始相對致動器殼體112和/或彈簧殼體30橫向移位時，導向件42的側(cè)壁48的外表面62接合彈簧殼體30的內(nèi)表面34，以限制隔膜板20、彈簧54和/或致動器桿40的橫向移位。當加壓流體經(jīng)由進入端口 130注入控制壓強腔室124中時，橫跨隔膜18的壓強差迫使隔膜18的下表面26接合隔膜板20的頂表面20，由此將力從加壓流體傳遞到隔膜板20。如果作用在隔膜板20上的向下力大于由彈簧54提供的向上力，那么隔膜板20和致動器桿40向下移位，并且流體控制元件84將朝向閥體66內(nèi)的閥座86相應(yīng)地移位。當隔膜板20和致動器桿40向下移位時，導向件42的側(cè)壁48被容納到彈簧殼體30的內(nèi)部容積36中。在該向下移位期間，導向件42的側(cè)壁48的外表面62可緊鄰彈簧殼體30的內(nèi)表面34,或者導向件42的側(cè)壁48的外表面62 (或外表面62的一部分)可滑動地接合彈簧殼體30的內(nèi)表面34。當控制流體從控制壓強腔室124移除或排放以使得由彈簧54提供的在隔膜板20上的向上力一旦再超過由隔膜18作用在隔膜板20上的向下力時，隔膜板20、致動器桿40和導向件42向上移位，以使得導向件42的側(cè)壁48的外表面62可緊鄰彈簧30的內(nèi)表面34,或者導向件42的側(cè)壁48的外表面62 (或外表面62的一部分)滑動地接合彈簧殼體30的內(nèi)表面34。[0044]由于導向件42能夠被安裝在致動器殼體112的非加壓的一側(cè)，導向件42將不需要使用壓強密封來穩(wěn)固致動器桿40。此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，與布置在由致動器殼體112的上致動器外殼12所限定的控制壓強腔室124內(nèi)的常規(guī)的上導向件相比，導向件42的位置更接近致動器組件10的重心，并且因此導向件42對致動器組件10的自然頻率具有最小的影響。由于導向件42使用現(xiàn)有表面作為導向件(例如，隔膜板20的桿突出部28和彈簧殼體30的內(nèi)表面34)，所以不需要額外的部件，而且導向件42可被改進，以用在現(xiàn)有的致動器組件上。[0045]盡管上面已經(jīng)描述了不同的實施例，但是本實用新型并不限于此。能夠?qū)_的實施例進行多種變形，這些變形仍落在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.閥致動器組件，其包括: 上致動器外殼； 下致動器外殼，其耦接到所述上致動器外殼，所述下致動器外殼具有彈簧孔； 隔膜，其布置在所述上致動器外殼和所述下致動器外殼之間； 隔膜板，其布置在所述隔膜和所述下致動器外殼之間，所述隔膜板具有頂表面和底表面，其中所述隔膜的下表面接合所述隔膜板的所述頂表面，并且其中桿突出部從所述隔膜板的所述底表面向下延伸； 彈簧殼體，其沿縱軸延伸，所述彈簧殼體具有限定內(nèi)部容積的內(nèi)表面，所述彈簧殼體還具有敞開的第一端，其中所述彈簧殼體的所述敞開的第一端鄰近所述彈簧孔被耦接到所述下致動器外殼； 致動器桿，其沿所述縱軸延伸并被固定到所述隔膜板的所述桿突出部，以使得所述隔膜板的移位引起所述致動器桿的縱向移位，所述致動器桿延伸穿過所述下致動器外殼的所述彈簧孔，并至少部分地延伸入所述彈簧殼體的所述內(nèi)部容積； 導向件，其具有第一端和第二端，所述導向件具有沿所述縱軸從所述第一端延伸到所述第二端的側(cè)壁，所述導向件還具有在所述導向件的所述第一端處垂直于所述縱軸布置的頂壁，所述頂壁具有中心孔，其中鄰近所述導向件的所述第二端的所述側(cè)壁的至少一部分被容納到所述下致動器外殼的所述彈簧孔中和所述彈簧殼體的所述內(nèi)部容積內(nèi)； 彈簧，其具有第一端和第二端，所述彈簧的所述第二端相對所述彈簧殼體固定，并且所述彈簧的所述第一端接合所述導向件的所述頂壁的底表面，其中所述彈簧將所述導向件的所述頂壁偏置到與所述隔膜板的所述底表面相接合，以使得所述桿突出部被容納到所述導向件的所述頂壁的所述中心孔中； 其中，所述導向件的所述側(cè)壁的外表面適于接合所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面，以限制所述隔膜板和所述致動器桿沿垂直于所述縱軸的方向的移位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥致動器組件，其特征在于，當沿所述縱軸觀察時，所述彈簧孔和所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面具有相同的橫截面形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥致動器組件，其特征在于，當沿所述縱軸觀察時，所述彈簧孔和所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面分別具有圓形的橫截面形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥致動器組件，其特征在于，當沿所述縱軸觀察時，所述導向件的所述頂壁的所述中心孔和所述桿突出部的外表面分別具有圓形的橫截面形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥致動器組件，其特征在于，所述桿突出部的所述外表面的直徑比所述導向件的所述頂壁的所述中心孔的直徑小1%到10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥致動器組件，其特征在于，當沿所述縱軸觀察時，所述導向件的所述側(cè)壁的所述外表面和所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面分別具有相同的橫截面形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閥致動器組件，其特征在于，當沿所述縱軸觀察時，所述導向件的所述側(cè)壁的所述外表面和所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面分別具有圓形的橫截面形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥致動器組件，其特征在于，所述導向件的所述側(cè)壁的所述外表面的直徑比所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面的直徑小1%到10%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥致動器組件，其特征在于，所述導向件的所述側(cè)壁的所述外表面沒有與所述下致動器外殼的所述彈簧孔或所述彈簧殼體的所述內(nèi)表面密封接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥致動器組件，其特征在于，當沿所述縱軸觀察時，所述導向件的所述側(cè)壁的內(nèi)表面具有圓形的橫截面形狀，其中所述彈簧是盤簧，并且其中所述導向件的所述側(cè)壁的所述內(nèi)表面的直徑大于所述盤簧的最大外直徑。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的閥致動器組件，其特征在于，所述盤簧的內(nèi)直徑大于所述桿突出部的外表面的直徑。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥致動器組件，其特征在于，螺栓延伸穿過所述隔膜板的所述桿突出部并進入形成在所述致動器桿的第一端處的盲孔內(nèi)，以將所述致動器桿可移除地固定到所述隔膜板。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥致動器組件，其特征在于，由所述上致動器外殼和所述隔膜的上表面所限定的容積內(nèi)的氣壓引起所述隔膜板、所述致動器桿和所述導向件朝向所述彈簧的所述第二端縱向移位，并且其中所述彈簧抵抗所述縱向移位。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥致動器組件，其特征在于，所述彈簧殼體的第二端被耦接到控制閥的軛，并且其中所述致動器桿被耦接到閥桿，所述閥桿被耦接到布置在形成在所述控制閥內(nèi)的流體通道內(nèi)的流體控制元件。
15.一種導向件，其用于閥致動器組件來穩(wěn)固致動器桿，所述導向件包括: 頂壁，其布置在所述導向件的第一端，所述頂壁沿垂直于縱軸的方向延伸，所述頂壁具有適于容納所述致動器桿的中心孔，以使得所述導向件被阻止沿垂直于所述縱軸的方向相對所述致動器桿移位； 側(cè)壁，其沿所述縱軸從位于所述導向件的所述第一端處的所述頂壁延伸到所述導向件的敞開的第二端，其中，所述導向件的側(cè)壁具有外表面，所述導向件的側(cè)壁的所述外表面的一部分適于接合彈簧殼體的內(nèi)表面的一部分，以限制所述致動器桿沿垂直于所述縱軸的方向的移位。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的導向件，其特征在于，所述致動器桿的第一端被耦接到從隔膜板的底表面延伸的桿突出部，并且所述中心孔適于容納所述隔膜板的所述桿突出部。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的導向件，其特征在于，當沿所述縱軸觀察時，所述導向件的所述側(cè)壁的所述外表面具有圓形的橫截面形狀，以使得所述側(cè)壁的所述外表面具有圓柱形形狀。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的導向件，其特征在于，所述中心孔和所述側(cè)壁的所述外表面與所述縱軸對齊。
專利摘要公開了一種用于閥致動器組件的導向件及閥致動器組件。一種閥致動器組件，其包括殼體，該殼體具有布置在該殼體內(nèi)的隔膜板和隔膜。桿突出部從該隔膜板的底表面向下延伸，并且該桿突出部被耦接到沿縱軸布置的致動器桿。導向件具有頂壁和容納該桿突出部的中心孔，并且該頂壁通過彈簧被偏置到與該隔膜板的該底表面相接合。該導向件還具有從該頂壁向下延伸的側(cè)壁，并且該側(cè)壁的外表面適于接合彈簧殼體的內(nèi)表面，以限制該隔膜板和該致動器桿沿垂直于該縱軸的方向的移位。
文檔編號F16K31/126GK202972143SQ201220180780
公開日2013年6月5日 申請日期2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
發(fā)明者P·T·奧爾曼, 陸寒冰 申請人:費希爾控制國際公司