專利名稱：為閥動器發(fā)電的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及閥動器(或閥致動器)，更具體地講，涉及為所 述閥動器的電子裝置發(fā)電。
背景技術(shù)：
閥動器被用于操縱閥，并且以多種形狀，大小，形式進(jìn)行生產(chǎn)制造， 以及具有多種用途。對于閥動器的操作者來說，通常希望了解閥的具體 位置。業(yè)已將絕對編碼器和增量編碼器應(yīng)用在閥動器上，以確定閥的位 置。所述編碼器監(jiān)測所述閥動器的位置，以便確定閥的相對應(yīng)的位置。
絕對編碼器將獨特的識別標(biāo)志用于閥動器的每一個位置。絕對編碼 器通常包括單個圓盤或多個圓盤，這些圓盤在閥動器移動到不同位置時 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。絕對編碼器的單個或多個圓盤具有多個標(biāo)記，這些標(biāo)記的不 同的組合提供了閥動器的每一個位置的獨特的識別標(biāo)志。可以在任何時 間分析這種獨特的識別標(biāo)志，以確定所述閥動器的位置。
另 一方面，增量編碼器不具備用于所述閥動器的每一個位置的獨特 的識別標(biāo)志。作為替代手段，增量編碼器監(jiān)測所述閥動器相對任意起點 的變化，如閥的完全閉合的位置。增量編碼器又被稱作相對編碼器，它 可以是在圓盤的邊緣周圍有一系列重復(fù)標(biāo)記的單個圓盤。在所述圓盤進(jìn) 行旋轉(zhuǎn)時，每次有其中一個標(biāo)記通過一個點，記錄位置的改變。例如， 如果圓盤在該圓盤的邊緣周圍具有一百個標(biāo)記，該圓盤就可以旋轉(zhuǎn)多 次，并因此可以統(tǒng)計數(shù)百個標(biāo)記，以指示位置的改變。只要所述標(biāo)記被 記錄在計算機(jī)的存儲器中，然后就可以了解所述閥動器的位置，并且能 夠通過使用狀態(tài)觸頭的機(jī)載電子裝置顯示在用戶可讀的數(shù)據(jù)寄存器中 或阿爾法數(shù)字顯示器上的數(shù)據(jù)位。
閥動器通常也具有操縱盤(或方向盤)，在電動機(jī)發(fā)生故障或出現(xiàn) 電源故障的情況下，使得可以對所迷閥進(jìn)行手工操作。不過，失去動力 會導(dǎo)致錯誤的位置指示，如果所述操縱盤被移動，同時斷電，并且沒有 后備電源或冗余電源供給的話。在所述操縱盤被移動后，更新的缺乏可 能導(dǎo)致閥動器指示一種位置，同時，實際上所述閥處在不同的位置。使用絕對編碼器的致動器在功率恢復(fù)時盡快自動糾正所迷位置指示。使用 增量編碼器的致動器必須具有后備電源或冗余電源供給，以便允許它們 避免在停電期間對位置狀態(tài)了解的總體喪失。對于這種情況來說，當(dāng)失 去電能(或動力)時，增量編碼器要么恢復(fù)它的起始位置，要么將它的 電流量保存在攜帶的電子裝置的非易失性存儲器位置。如果所述操縱盤 在增量編碼器系統(tǒng)上被移動，所述電子裝置會繼續(xù)跟蹤所述位置，只要 所述后備電源或冗余電源保持有效。不過，如果后備電源或冗余電源耗 盡(例如，失效的電池)，那么基于增量編碼器的致動器系統(tǒng)就會喪失 對位置的正確感知，如果用戶在后備電源或冗余電源耗盡之后移動操縱 盤的話。反過來，不正確的位置信息又可能導(dǎo)致閥的損壞和由所述閥控 制的不正確的操作過程?；诮^對或增量編碼器型的系統(tǒng)可以在喪失額 定功率時保持正確的位置信息，只要具備后備電源或冗余電源。絕對編 碼系統(tǒng)還可能在總的功率喪失期間喪失其指示正確位置的能力，不過， 它能夠在恢復(fù)動力時馬上恢復(fù)。另一方面，所述增量系統(tǒng)需要在總的 動力喪失之后重新校正，如果用戶在停電期間移動了操縱盤的話。用戶 通常保持移動閥，該閥是在活動進(jìn)程中操作的，以便重新校正所述位置 傳感器。為此，即使是在單一的閥上，通常需要全面的工廠停機(jī)。
絕對或增量編碼器對位置信息的感測需要電能。另外，在使用增量 編碼器時，需要額外的電能將位置信息保存在存儲器中。絕對編碼器不
需要保存位置信息，因為所述信息可以由絕對編碼器方便地確定。利用 增量編碼器的閥動器在出現(xiàn)電源故障時需要備用電池保留位置信息。對 于絕對和增量編碼器來說，在主電源故障期間必需備用電源來顯示位置信息。
本領(lǐng)域需要在閥動器的手動操作期間電子顯示最新的位置信息，而 又不需要備用電池。本領(lǐng)域需要對閥動器的其它電子部件供電。另外， 本領(lǐng)域需要為液壓和氣動閥動器供電，而又不需要由外部電源供電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一個實施例是一種對閥動器的 一部分供電的方法，它包括 操縱所述閥動器，以產(chǎn)生機(jī)械能，將所述機(jī)械能的一部分轉(zhuǎn)換成電能， 并且由所述電能對所述閥動器的所述部分供電。
本發(fā)明的 一 個實施例包括 一 種為閥動器的輔助電子裝置供電的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括閥動器，和適合于為所述閥動器的輔助電子裝置供電的 發(fā)電機(jī)。
本發(fā)明的 一個實施例包括一種用于閥動器的電源，它包括發(fā)電裝 置，適合于將機(jī)械能從閥動器的傳動系傳輸?shù)剿霭l(fā)電裝置的輸入裝 置，適合于將所述輸入裝置與所述發(fā)電裝置可操作地聯(lián)接的接合裝置， 和適合于控制何時接合裝置將所述輸入裝置與所述發(fā)電裝置可操作地 聯(lián)接的控制裝置。
通過結(jié)合附圖閱讀以下詳細(xì)il明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解本發(fā)明 的特征，優(yōu)點和各個方面。


盡管本說明書以權(quán)利要求書結(jié)束，特別指出和清楚地要求了本發(fā)明 的范圍，本發(fā)明的優(yōu)點通過結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的說明可以更方便地確
定，其中
圖1表示電驅(qū)動的閥動器；
圖2表示氣動驅(qū)動的閥動器；
圖3表示本發(fā)明電源的一個實施例；
圖4是圖3所示的實施例的剖視圖，示出了通電的電磁線圈(或螺 線管)和脫開接合的離合器；和
圖5是圖3所示的實施例的剖視圖，示出了斷電的電磁線圈和接合 的離合器。
具體實施例方式
本發(fā)明的方法，設(shè)備和系統(tǒng)可被用來向閥動器供電。在一個實施例
或杠桿驅(qū)動的閥動器)，氣動閥動器和液壓閥動器。本發(fā)明可以與本領(lǐng) 域已知的用于閥動器的任何類型的動力源 一起使用。本發(fā)明還可用于電 驅(qū)動的閥動器，其中，存在用于操縱馬達(dá)的電能，不過，希望為所述驅(qū) 動器的其它電子部件提供不同的電源。本發(fā)明可被用于向閥動器的任何 電子部件供電，不包括電驅(qū)動的閥動器的電動機(jī)原動機(jī)。圖1表示沒有本發(fā)明的電驅(qū)動的閥動器。圖l表示電驅(qū)動的閥動器
式的閥動器。閥動器20包括與蝸桿軸3聯(lián)接的電動機(jī)4。操縱盤1與操 縱盤適配器ll連接。操縱盤適配器11與傳動套2連接。傳動套2與閥 桿螺母(未示出)連接。蝸輪10與蝸桿軸3緊密配合。蝸輪10還與閥 桿螺母連接，它能夠驅(qū)動閥的間桿。在圖1中，未示出的閥動器20與 閥連接。電動機(jī)4或操縱盤1的運行(或操縱)能夠提升或下降閥桿。 所述閥桿能夠通過操縱盤1的中央向上和向下運動。所述閥桿還可以旋 轉(zhuǎn)并且操縱所述閥中的螺母，它能夠開啟或關(guān)閉所述閥或可以直接將閥 旋轉(zhuǎn)到開啟或關(guān)閉狀態(tài)(例如，蝶形閥，葉片閥或球閥的情形)。
閥動器20可以包括任何傳動系，硬件，裝置，電子器件(或電子 裝置)，和/或用于操縱閥的軟件。閥動器20可以被設(shè)計成用于任何類 型的閥，例如，包括線性閥，直角轉(zhuǎn)彎旋轉(zhuǎn)閥(quarter-turn rotary), 多圏旋轉(zhuǎn)閥，球閥，旋塞閥，閘式閥，蝶形閥和隔膜閥。閥動器20的 部件能夠以任何形式排列。操縱盤1的方向可以朝向閥動器20的側(cè)面 取向，正如本領(lǐng);或/>知的。
所述傳動系包括任何原動機(jī)，任何人工操縱機(jī)構(gòu)，任何脫開接合或 隔離機(jī)構(gòu)，制動機(jī)構(gòu)，任何速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，以及用于與閥連接的機(jī)構(gòu)。
操縱盤1。；通常，會包括離合器機(jī)構(gòu)，使得電動機(jī)4或操縱盤1的操作 都不會導(dǎo)致另外一個的操作。舉例來說，杠桿5和離合器分離機(jī)構(gòu)13 可以設(shè)置為脫開接合或隔離機(jī)構(gòu)。多種離合器和接合機(jī)構(gòu)是本領(lǐng)域公知 的。離合器分離機(jī)構(gòu)13可以被設(shè)計成接合或脫開接合閥動器20的傳動 系的{$何部分。
在圖1中，所述制動機(jī)構(gòu)和速度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)都被結(jié)合在蝸桿軸3和蝸 輪10上。作為蝸輪10和蝸桿軸3的替代或補(bǔ)充，可以將其它類型的齒 輪或不將齒輪用在閥動器20上。用于閥動器的齒輪類型通常是根據(jù)速 度降低的量進(jìn)行選擇的，如果有的話，位于電動機(jī)4和閥桿螺母之間。 在下文中，當(dāng)提到閥動器的傳動系的齒輪時，主要使用蝸輪和蝸桿軸的 示例。不過，應(yīng)當(dāng)理解的是，以上說明可應(yīng)用于任何齒輪。如果在所述 閥動器上不存在齒輪，那么任何可應(yīng)用的原動機(jī)輸出機(jī)構(gòu)同樣能滿足需要。
在圖l所示的示例中，用于連接閥的機(jī)構(gòu)可以是閥桿螺母以及相關(guān) 的支撐結(jié)構(gòu)，正如本領(lǐng)域7^知的。不過，可以<吏用本領(lǐng)域/>知的用于連 接的任何機(jī)構(gòu)。本文所使用的術(shù)語"閥"包括該術(shù)語在本領(lǐng)域中最常見的 用法，包括對至少部分控制液體，氣體，和/或固體的流量的裝置的定義。
電動機(jī)4可以是能夠操縱閥動器的任何電驅(qū)動的原動機(jī)。
圖1還表示閥動器的少有的附屬或輔助電子部件。在本文中，術(shù)語 "附屬"和"輔助"表示利用電的閥動器的部件的任何部分，而不是所述電 動機(jī)本身。編碼器6的 一 個具體示例是以多輪絕對編碼器形式示出的。 編碼器6還可以是單輪絕對編碼器或增量編碼器。有多種編碼器是本領(lǐng) 域公知的。圖1還示出了用于控制電動機(jī)4的控制模塊8,并且示出了 用于接收來自控制板7的輸入(信號)，并且用于向指示器12發(fā)送輸 出(信號)的電路板5。
在這個具體示例中，指示器12示出為液晶顯示器(LCD)?？梢?提供一個或多個指示器12。指示器的少數(shù)非限定性示例包括發(fā)光二極管 (LED)和顯示器，電絲發(fā)光和刻度盤?？梢允褂帽绢I(lǐng)域公知的用于閥 動器的多種指示器，如電指極星(或電動指針)。
在閥動器上可以使用任意數(shù)量的附屬電子部件(未示出)，并且通 過本發(fā)明供電。例如，還可以使用用于監(jiān)測編碼器6的多種類型的傳感 器，并且需要電子輸入。傳感器的若干非限定性示例是光學(xué)傳感器，磁 性傳感器，和霍爾效應(yīng)傳感器。閥動器20還可以包括任何數(shù)量的用于 其它目的的傳感器。還可以提供處理器和相關(guān)的部件(例如，二極管， 閘閥(或選通電極)，電阻器等)，用于將來自所述傳感器的信號轉(zhuǎn)換 成閥位置數(shù)據(jù)。還可以提供存儲器，用于保存位置數(shù)據(jù)。當(dāng)然，還可以 提供處理器，存儲器，和多種與編碼器6無關(guān)的電路板部件，以及任何 傳感器，并且通過本發(fā)明供電。
本發(fā)明并不局限于任何特定的閥動器，并且可應(yīng)用于任何闊動器。 圖2表示本領(lǐng)域公知的氣動驅(qū)動的閥動器，即閥動器40。所示出的閥動 器40與閥36配合，并且，閥動器桿(或致動器桿)22與插塞30連接。 閥動器桿22的運動導(dǎo)致了插塞30的相對應(yīng)的運動，所述運動控制閥36 的操作。閥36可以是球形閥，閘式閥，球閥，蝶形閥，塞閥，隔膜閥 或可以通過閥動器操縱的任何其它類型的閥。所示出的岡動器桿22和插塞30是用于典型的球形閥的。不過，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以根據(jù)所使 用的閥的類型對任何部件進(jìn)行改進(jìn)。另外，在下文使用短語"傳動系"時，
該短語包括閥動器40的驅(qū)動部件，如閥動器桿22。
閥動器40還可以包括任意數(shù)量的電子部件，例如，位置傳感器， 電路板，和指示器。可以包括本領(lǐng)域公知的用于閥動器的任何電子裝置， 和/或軟件。閥動器40的任何電子部件都可以通過本發(fā)明供電。
本發(fā)明利用閥動器的操作來產(chǎn)生電能。在一個具體實施例中，通過 閥動器的操作產(chǎn)生的一部分機(jī)械能被轉(zhuǎn)換成電能。所述機(jī)械能可以轉(zhuǎn)換 成電能，同時，所述閥動器在工作，或所述機(jī)械能可以儲存以便隨后轉(zhuǎn) 換。在另一個實施例中，所述閥動器的操作通過所述發(fā)電機(jī)啟動電能的 產(chǎn)生。所述閥動器可以手工，電動，氣動，液壓，或以其它方式進(jìn)刊-才喿 縱。優(yōu)選的是，所述轉(zhuǎn)換可以通過發(fā)電機(jī)完成；不過，可被用于產(chǎn)生電 能的任何資源都可用于本發(fā)明，包括除了直接來自驅(qū)動器的傳動系以外 的驅(qū)動。
作為本文所使用的術(shù)語"發(fā)電機(jī)"或"發(fā)電裝置"包括旋轉(zhuǎn)，往復(fù)，線 性，和壓電發(fā)電機(jī)，以及本領(lǐng)域公知的用于產(chǎn)生電能的任何其它裝置。 所述發(fā)電才幾可以才艮據(jù)本領(lǐng)域7>知的電石茲感應(yīng)原理，壓電原理或任何其它 原理工作。術(shù)語"發(fā)電機(jī)"包括AC生產(chǎn)，如通過交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，和DC 生產(chǎn)。對于旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)來說，主要部件是轉(zhuǎn)子和定子。通常所迷轉(zhuǎn)子是 磁鐵，如永磁鐵或電磁鐵。具有單個磁鐵的轉(zhuǎn)子被稱作具有兩個極(北 極和南極)。具有兩個磁鐵的轉(zhuǎn)子被稱作具有四個極。本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)發(fā) 電機(jī)可以具有任意數(shù)量的極。定子通常包括銅絲的線圏或由其組成。在 其中具有感應(yīng)電流的任何導(dǎo)線或材料都可用于本發(fā)明。所述磁鐵的轉(zhuǎn)動 將電流導(dǎo)入所述定子的導(dǎo)線。另外，導(dǎo)線可以圍繞磁鐵旋轉(zhuǎn)，以便將電 流導(dǎo)入(或感應(yīng)到)所述導(dǎo)線。本文所使用的術(shù)語"磁鐵"表示本領(lǐng)域公 知的用于產(chǎn)生磁場的任何裝置。
在一個具體實施例中，所述發(fā)電機(jī)包括由所述傳動系驅(qū)動的所述閥 動器的部件。在另一個實施例中，所迷發(fā)電機(jī)可以在外部連接閥動器， 如靠近操縱盤，靠近閥動器輸出，或靠近閥桿。在其它實施例中，所述 發(fā)電機(jī)沒有與所述閥動器連接。例如，所述發(fā)電機(jī)可以與所述閥連接。 另外，所述發(fā)電機(jī)可以完全獨立于所述閥動器和所述閥。
所述發(fā)電機(jī)可以直接接收來自閥動器的傳動系的機(jī)械能。所述傳動系的任何部件的旋轉(zhuǎn)、往復(fù)或線性運動都可用于操縱所述發(fā)電機(jī)。在另 一個實施例中，所迷發(fā)電機(jī)能夠從由所述閥動器作用的目標(biāo)接收機(jī)械 能。例如，提供給閥桿的所述機(jī)械能的一部分可以從所迷閥桿傳輸?shù)剿?述發(fā)電機(jī)。所述閥桿的運動可被用于操縱所述發(fā)電機(jī)。在另一個實施例 中，來自所迷閥動器的機(jī)械能沒有被用于操縱所述發(fā)電機(jī)。相反，可以 利用獨立的機(jī)械能來源，如發(fā)電機(jī)。在這樣的實施例中，所述閥動器的 操作啟動所述發(fā)電機(jī)的操作。
所述發(fā)電機(jī)可能適合于接收來自閥動器的任何部件的機(jī)械能。所述 發(fā)電機(jī)可以被設(shè)計成接收來自輸入裝置的機(jī)械能，如由任何閥動器部件 驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)軸，齒輪或線性運動桿。另外，傳動系部件可能適合于用作 用于所述發(fā)電機(jī)的輸入裝置。在一個實施例中，所述輸入裝置可以是由 與所述傳動套一體化的齒輪驅(qū)動的軸，如傳動系的傳動套2(圖1)。 在另一個實施例中，所述輸入裝置可以是軸，其中，位于該軸的一端的 小齒輪與蝸輪，如蝸輪10配合(圖1)。所述軸的另一端驅(qū)動所述發(fā)
電機(jī)。在另一個實施例中，所迷發(fā)電機(jī)是由蝸桿軸，如蝸桿軸3驅(qū)動的 (圖1)。在另一個實施例中，齒條可以與閥動器桿，如閥動器桿22 — 體化(圖2)。所述齒條反過來又驅(qū)動小齒輪，在閥的致動期間，所述 齒條上下運動。所述小齒輪的轉(zhuǎn)動反過來又能驅(qū)動旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)。所述輸 入裝置可以具有一個或多個部件，例如，各種軸，齒輪，鏈條，傳動帶， 滑輪，輪系，聯(lián)接器，液壓泵和驅(qū)動裝置。預(yù)計的是，所述輸入裝置可 以由所述驅(qū)動器的任何部件驅(qū)動，導(dǎo)致所述管，輸出軸或傳動套的運動。 可以使用用于輸送機(jī)械能的任何裝置。
在一個具體實施例中，所述發(fā)電機(jī)被設(shè)計成能接收所述機(jī)械能，同
時操縱所述閥動器。在一個實施例中，只有在所述閥被手動操縱，如通 過操縱盤或杠桿操縱時，所述輸入裝置才輸送所述機(jī)械能。這可以以多 種方式來實現(xiàn)。例如，所述輸入裝置可適合于在所述閥被手動操縱時運 動(如線性或旋轉(zhuǎn)運動)。這樣一種裝置的非限定性示例包括將齒輪， 如斜齒輪整合到傳動套中。輸入裝置，如具有合適的小齒輪的軸可以與 所述齒輪和發(fā)電機(jī)配合。與所述傳動套連接的操縱盤的旋轉(zhuǎn)能驅(qū)動所述 發(fā)電機(jī)。
在另一個實施例中，閥動器包括離合器，解除所述驅(qū)動器的接合， 導(dǎo)致脫離電動機(jī)驅(qū)動器(或馬達(dá)驅(qū)動裝置)與所述傳動套的聯(lián)接，并且使操縱盤與所述傳動系連接。這有時候會使所述蝸桿軸脫離聯(lián)接，不過 還可以使所述電動機(jī)脫離聯(lián)接。因此，所述發(fā)電機(jī)的輸入裝置可以被設(shè) 計成間歇的或連續(xù)的工作。
另 一種方案，所述輸入裝置可以在操作所述閥動器的任何時候進(jìn)行 移動，但是，所述輸入裝置不能夠?qū)C(jī)械能輸送到所述發(fā)電機(jī)，除非將 手工操作被用作所述操作的來源。在操縱閥動器時，所述輸入裝置可以 運動，但是，機(jī)械能不能被輸送到所迷發(fā)電機(jī)。在該示例中，如果所述 輸入裝置不能驅(qū)動一直工作的部件，那么所述輸入裝置可以在所述電動 機(jī)或所述操縱盤工作的任何時候旋轉(zhuǎn)。不過，如果接合裝置，如離合器 斷開了所述輸入裝置與所述發(fā)電機(jī)的連接，所述輸入裝置的旋轉(zhuǎn)就不會 導(dǎo)致將機(jī)械能傳輸?shù)剿霭l(fā)電機(jī)。所述離合器可以通過控制裝置，如電 磁線圈控制，只有當(dāng)操縱盤是操作的來源時才允許接合。所述電磁線圏 可以通過斷電或任何其它已知的方式啟動。因此，只有手工操作可以導(dǎo) 致機(jī)械能的傳輸，但是電操作能自動脫離聯(lián)接所述發(fā)電機(jī)。
在另一個實施例中，在閥動器操作的任何時候，所述機(jī)械能的一部 分都可以轉(zhuǎn)換成電能。采用前面的示例，如果所述離合器一直接合，在 所述閥動器被操作的任何時候所述發(fā)電機(jī)被啟動。另外，當(dāng)所述輸入裝 置由在所述閥動器的操作期間運動的部件(例如，閥動器桿的運動)驅(qū) 動時，所述離合器可能不是必需的。在這種情況下，在所述閥動器工作 的任何時候，都能夠產(chǎn)生電能。
在另一個實施例中，當(dāng)電動機(jī)正工作，而不是當(dāng)操縱盤正工作時， 機(jī)械能可以被轉(zhuǎn)換。這可以通過驅(qū)動輸入裝置離開只有在所述原動機(jī)正 工作時才運動的部件來實現(xiàn)。
另外，來自所述閥的機(jī)械能可以儲存以便隨后^L所述發(fā)電機(jī)利用。 有多種儲存機(jī)械能的方式是本領(lǐng)域公知的，例如，利用彈簧。本文所使 用的術(shù)語"彈簧"包括單個或多個彈簧。舉例來說，多個彈簧可以串聯(lián)、 平行布置。對于這樣的實施例來說，在所述閥動器的傳動系旋轉(zhuǎn)時(由 蝸桿軸或蝸輪)，可操作地與所述蝸桿軸或蝸輪連接的輸入裝置(如軸) 反過來可以被驅(qū)動并且?guī)喞@彈簧。所述彈簧反過來又被用于驅(qū)動發(fā)電 機(jī)。當(dāng)所述閥動器的操縱盤被裝有曲柄時，將在所述彈簧中儲存的機(jī)械 能釋放，以便驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)。在這個實施例中，所述操縱盤的一次運 動可以導(dǎo)致電能被產(chǎn)生，所述電能可被用于為具有閥動器的狀態(tài)指示器供電。當(dāng)電能被恢復(fù)，并且所迷電動機(jī)可以工作時，所述電動機(jī)可以通
過所述傳動系的不同部件重新巻繞所述彈簧，或一系列彈簧。所述閥動
器隨后可以在下 一次電源故障時做準(zhǔn)備。
同樣可能有利的是，包括構(gòu)建到所述閥動器中或構(gòu)建在所述閥動器
附近的一組電接觸點，其中，所述電接觸點可被用于感測電源故障。通
過這種方法，在沒有出現(xiàn)電源故障，但是操作者希望手工操縱所述閥動
器時，所述發(fā)電機(jī)不會被解除。
彈簧只是表示適用于與本發(fā)明一起使用的一種類型的機(jī)械能儲存 裝置。例如，可以使用的其它機(jī)械能儲存裝置包括飛輪機(jī)構(gòu)，壓縮氣體 或液壓累加器。在通過所述閥動器的傳動系操縱機(jī)械能儲存裝置的情況
下，可以使用彈簧。
盡管業(yè)已披露的所述發(fā)電機(jī)用于接收來自所述閥動器的機(jī)械能，所 述發(fā)電機(jī)還可以接收來自其它來源的機(jī)械能。例如，所述發(fā)電機(jī)可以#皮 設(shè)計成接收來自燃?xì)怦R達(dá)(或發(fā)動機(jī))的能量。在這個實施例中，所述 發(fā)電機(jī)可以被用作外部發(fā)動機(jī)驅(qū)動的發(fā)電機(jī)組，它被用于為所述閥動器 的某些或全部供電，電動機(jī)除外。在這個實施例中，所述外部發(fā)電機(jī)仍 然可以通過操縱盤的搡作啟動。例如，操縱盤的操作可以觸發(fā)電觸點， 它可以對發(fā)電機(jī)發(fā)出啟動的信號。另外，還可以包括檢測是否存在額定 功率的一組電觸點。在這個實施例中，為了使所述發(fā)電機(jī)啟動，必須操
作所述操縱盤，并且必須關(guān)閉所述額定功率。當(dāng)所述發(fā)電機(jī)不依賴于所 述閥動器來供給機(jī)械能時，所述發(fā)電機(jī)仍然是所述閥動器的一部分，整 合到所述閥動器中或在外部安裝在所述閥動器上。另外，除了發(fā)電機(jī)之 外的其它機(jī)械能來源可被用于為所述發(fā)電機(jī)供電。
任何合適的發(fā)電機(jī)都可以集成到閥動器20的部件中。例如，旋轉(zhuǎn)， 往復(fù)，線性和壓電發(fā)電機(jī)。這些發(fā)電機(jī)的主要部件可以集成到閥動器20 上。在一個實施例中，當(dāng)僅需要在所述操縱盤被操縱時產(chǎn)生電能的情況 下，所述發(fā)電機(jī)可以至少部分地集成到由所述操縱盤致動的部件上。例 如，傳動套2或操縱盤適配器11可以被用作轉(zhuǎn)子。磁鐵(永磁鐵或電 磁鐵)可以被構(gòu)建到或連接在任何部件上，方式是產(chǎn)生具有合適取向的 電磁場。線圏可以集成到閥動器20的外殼上，它環(huán)繞傳動套2或操縱 盤適配器11。另外，導(dǎo)線可以集成到旋轉(zhuǎn)部件上，如操縱盤適配器11 或傳動套2上，而磁鐵可以集成到閥動器20的靜止部件上。可以理解的是，可以采用將發(fā)電機(jī)集成到由操縱盤1操縱的部件上的任何合適的 方法。
在另一個實施例中，發(fā)電機(jī)集成到由原動機(jī)操縱的部件上，例如電 動機(jī)4上。例如，旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)可以上文所述與操縱盤適配器11類似方
式集成到蝸桿軸3上。發(fā)電機(jī)還可以集成到蝸輪10上。在另一個實施 例中，發(fā)電機(jī)可集成到致動的部件上，無論電動機(jī)4或操縱盤11是否 是電源。例如，將發(fā)電機(jī)集成到閥桿螺母上。
類似地，所述發(fā)電機(jī)還可以至少部分集成到閥動器40的所述部件 上。磁鐵可以集成到或接附在閥動器桿22上。那么定子可以環(huán)繞閥動 器桿22。另外，所述定子可以構(gòu)建到閥動器桿墊片24，驅(qū)動器外殼26, 或集線器外殼28中。
所述發(fā)電機(jī)還可以與閥的部件部分或完全集成在一起。在圖2所示 出的球閥的實施例中，磁《失可以與插塞30集成在一起或接附于其上。 定子可以集成到閥帽32上。類似地，所述發(fā)電機(jī)可以部分或完全與通 過閥動器20操縱的閥集成在一起。例如，閥桿可能適合于用作轉(zhuǎn)子。
在在此討論的所有實施例中，所述發(fā)電機(jī)可用于正?；蜷g歇工作 (或操縱)。在本文中，術(shù)語"正常"表示常見的閥動器的操作。對于電 驅(qū)動的閥動器來說，正常操作利用電動機(jī)，如電動機(jī)4(圖1)以操作 閥動器。間歇操作是指通過操縱盤，杠桿，或其它手工操縱裝置，如操 縱盤1進(jìn)行操作。
如果驅(qū)動所述發(fā)電機(jī)的部件正常工作，那么所述發(fā)電機(jī)就能正常工作。 另外，所迷發(fā)電才幾可以通過正常工作的部件來驅(qū)動(例如，閥動器20 的蟲咼桿軸3),但是，所述發(fā)電機(jī)可以間歇地工作。在這個實施例中， 用于所述發(fā)電機(jī)的輸入裝置可以是所述傳動系部件或由所述傳動系部 件驅(qū)動的軸，桿或齒輪，所述輸入裝置通過脫開接合的裝置與所述發(fā)電 機(jī)分離。所述脫開接合的裝置可以是離合器或用于機(jī)械分離成兩個部件 的任何其它裝置。因此，所迷輸入裝置可以正常工作，但是，所迷發(fā)電 機(jī)只能間歇性地工作。所述接合裝置可以通過控制裝置進(jìn)行控制。
例如，可能希望具有一種控制裝置，它只允許在提供給電動機(jī)，如 電動機(jī)4 (圖1)的電能被中斷時讓所述發(fā)電機(jī)工作。所述控制裝置可 以是電磁線團(tuán)，壓電材料，電致伸縮材料，磁致伸縮材料，或任何裝置，或這些裝置的組合，這些裝置根據(jù)電能的存在具有不同的物理狀態(tài)，例 如，電磁線圈的狀態(tài)可能取決于是否存在電流。在遇到電場或磁場時， 電致伸縮和磁致伸縮材料會分別發(fā)生彈性應(yīng)變。
間歇發(fā)電可用于以下場合，其中，所述閥動器取決于用于狀態(tài)指示 器和其它電子裝置的電能，因為用于所述閥動器的電能的主要模式來自 于壓縮空氣。與所述氣動閥動器類似，本發(fā)明可用于液壓致動的閥動器， 或可以被用于混合的致動器，例如，汽油致動器，電液壓安全致動器， 高壓氣體電動致動器和電，液壓和/或氣動致動器的各種組合。本發(fā)明還 可用于直角轉(zhuǎn)彎或多次轉(zhuǎn)彎閥動器。
另外，可能希望以與所述閥動器相同的速度，以相對所述閥動器的 成比例的速度，或以與所述閥動器的速度無關(guān)的恒定的速度操縱發(fā)電 機(jī)。因此，可以增加速度調(diào)節(jié)裝置。所述速度調(diào)節(jié)裝置可以接收來自所 述輸入裝置的機(jī)械能，并且將所述機(jī)械能輸送到所述接合裝置。另外的 方案，所述速度調(diào)節(jié)裝置可以設(shè)置于所述接合裝置和發(fā)電機(jī)之間。所述 速度調(diào)節(jié)裝置可以包括任何合適的機(jī)械裝置，如齒輪，軸，傳動帶，摩
擦裝置，粘液舷弧耦合器(viscous sheer coupling),或輪系，用于提高， 降低，或穩(wěn)定發(fā)電機(jī)運行的速度。
所述速度調(diào)節(jié)裝置還可以包括用于使發(fā)電機(jī)在一定速度范圍內(nèi)運 行的變速箱。所述速度調(diào)節(jié)裝置可以根據(jù)所述閥動器的需要而變化。例 如，難于手工操縱的大型閥動器能夠以比較小的致動器更低的速度運 轉(zhuǎn)，而較小的致動器便于通過手工操縱。對于較大的閥動器來說，可能 需要采用能夠提高旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)的輸入速度的更多的齒輪。較小的閥動器 能夠更快的旋轉(zhuǎn)，因此需要較少的速度增加。
除了所述速度調(diào)節(jié)裝置之外，可以提供具有必要的電子裝置的功率 調(diào)節(jié)裝置，以補(bǔ)償速度方面的波動。本領(lǐng)域公知的各種二極管，穩(wěn)壓器， 變壓器，和其它電子部件可被用于保持穩(wěn)定的電壓。
在一個具體實施例中，本發(fā)明可用與電驅(qū)動的閥動器一起使用。在 另一個實施例中，當(dāng)沒有將額定功率供給到所迷電驅(qū)動的閥動器，并且 所述操縱盤工作時，產(chǎn)生足夠的電能，以便至少對局部狀態(tài)指示器，如 位置指示器供電。優(yōu)選的是，產(chǎn)生足夠的電能，以便為所有遠(yuǎn)方和局部 指示器供電。更優(yōu)選的是，產(chǎn)生足夠的電能，以便為所述閥動器的所有 輔助電子裝置(即除了電動機(jī)之外的所有裝置)供電。所述輔助電子裝置可以包括絕對位置編碼器或增量位置編碼器。
本發(fā)明可以不使用電池，使用備用電池，或同時串聯(lián)使用。另外的 方案，所述電池可被用于本發(fā)明備用。還可以將可再充電電池用作備用 電池。所迷可再充電電池可以通過本發(fā)明的發(fā)電才幾充電。在另一個實施 例中，可以對超級電容器充電，同時在額定功率下工作，反過來，所述 電容器在額定功率喪失時可以為電子裝置供電數(shù)周或數(shù)月時間。所迷超 級電容器可以平穩(wěn)過渡，以便在任何額定功率損失期間被用作電源。
本發(fā)明還包括電能儲存裝置，不要與前面所討論的機(jī)械能儲存裝置 混淆。除了所述電池和可充電電池之外，所述電能儲存裝置還可以包括， 例如，電容器，感應(yīng)器和/或嚢狀物。所述電能儲存裝置可以發(fā)揮各種功 能，包括凈化由所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量。由所述操縱盤的手工操縱，由 彈簧的工作，或由其它來源產(chǎn)生的電能可能具有變化的一致性。發(fā)動機(jī) 被旋轉(zhuǎn)的速度的變化可能產(chǎn)生多種問題。例如，對于交流發(fā)電機(jī)來說， 所述發(fā)電機(jī)的速度決定電能輸出的電壓和頻率。以交流方式運行的所述 閥動器的部件只能被設(shè)計成控制五十或六十赫茲的電能輸入。另外，對 于某些電子裝置來說，電壓的波動可能是不可接受的。對于直流發(fā)電機(jī) 來說，速度的變化可能導(dǎo)致電能輸出的波動。很多電能儲存裝置被設(shè)計 成用于直流(DC)輸出，在所述實施例中，當(dāng)所述裝置是電池時，所述 電池可以接收不同質(zhì)量的電能輸入，但是，反過來可以輸出更穩(wěn)定質(zhì)量 的電能。另外，功率調(diào)節(jié)裝置(例如，變壓器，整流器，轉(zhuǎn)換器或逆變 器)可被用于控制傳送給閥動器電子裝置的電能的類型和質(zhì)量。
本發(fā)明包括在所述電動機(jī)操縱所述閥動器的任何時候操縱所述發(fā) 電機(jī)。例如，在所述閥動器被設(shè)計成使所述狀態(tài)指示器和其它輔助電子 裝置定位在相對于所述電動機(jī)的獨立電路上時，這兩種電路必須在出現(xiàn) 電源故障時供電。另外的方案，本發(fā)明可被用于在所述電動機(jī)工作時發(fā) 電，因此，消除了對兩種電路供電的需要。
在另一個實施例中，本發(fā)明可被用于包括閥動器，所述閥動器具有
操縱盤，并且不具有任何類型的原動機(jī)。這可以供電，用于為處在遠(yuǎn)處 的系統(tǒng)的電能或數(shù)字位置讀出或其它狀態(tài)信息供電。由所述發(fā)電機(jī)產(chǎn)生 的電能可被用于為多個電子器件和裝置供電。在僅具有操縱盤的閥動器 上，所述閥動器可以與所述發(fā)射機(jī)聯(lián)接，在它纟支啟動時，可以通過陸線， 無線通信或衛(wèi)星通信傳輸所述閥的最新的位置信息。本發(fā)明提供了為以前的隔離的閥動器供電的方式。
與僅具有操縱盤的閥動器類似，另 一個實施例包括動力輸出軸或動 力輸出軸(POT)驅(qū)動的閥動器。本發(fā)明的發(fā)電機(jī)可以與動力輸出軸 (POT)驅(qū)動的閥動器聯(lián)接，以便產(chǎn)生電能，用于指示器或任何電子部 件。本發(fā)明可以被設(shè)計成為與新的閥動器一起出售的裝置，或它可以被 設(shè)計成翻新的舊的閥動器。
本發(fā)明的電源可以被設(shè)計用于在所述閥動器操作期間，在操作之 后，或同時為這兩種情況供電。另外，所述發(fā)電機(jī)和相關(guān)的輸入裝置可 以被設(shè)計成提供足夠的電能，以為任何輔助電子裝置供電較長的時間。 所述較長的時間只是由所采用的發(fā)電機(jī)和儲能裝置的類型來限定。
圖3-5表示本發(fā)明的電源50的一個實施例。在這個實施例中，所述 發(fā)電裝置是旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)1000是通過齒輪系500由輸入軸400 轉(zhuǎn)動的。輸入軸400可以被設(shè)計用于正常作業(yè)，如輸入軸400與所述閥 動器的傳動系連接。在一個具體實施例中，輸入軸400與所述操縱盤， 如閥動器的操縱盤l連接(圖1)。齒輪510, 530, 550和570被用于 提高輸入軸400的速度，以便發(fā)電機(jī)1000的輸入軸1100以更快的速度 旋轉(zhuǎn)。所示出的齒輪510具有位于齒輪上的齒。盡管未示出，齒還可以 出現(xiàn)在齒輪530和550以及小齒輪540, 560和570上。所示出的齒4侖 530和550以及小齒輪540, 560和570圖示為正齒輪。不過，可以使 用任何類型的齒輪，如蝸輪，斜齒輪，螺旋齒輪或任何其它類型的齒輪。 連接在齒輪530和550下面的分別是小齒輪540和560。齒輪510與小 齒輪540配合，它驅(qū)動齒輪530;齒輪530與小齒4侖560配合，它驅(qū)動 齒輪550。齒輪550依次與小齒輪570配合。這樣，輸入軸1100接收提 高的速度輸入。齒輪510, 530和550以及小齒輪540, 560和570 (統(tǒng) 稱為"齒輪和小齒輪")表示速度調(diào)節(jié)裝置的一個實施例。所述齒輪和小 齒輪之間的齒比可以根據(jù)需要調(diào)整，以便為輸入軸1100提供合適的輸 入速度。另外，可以使用更少或更多的齒輪和小齒輪。如圖所示，所迷 齒輪和小齒輪可以位于離合器600和發(fā)電機(jī)1000之間。另外的方案，
所述齒4侖和齒輪可以位于所述傳動系和所述輸入裝置之間。還可以理解 的是，提高發(fā)電機(jī)的速度并非總是必需的，實際上，可能存在需要降低 速度輸入的情況。
在本實施例中，發(fā)電機(jī)1000安裝在安裝板100上。所示出的發(fā)電機(jī)1000具有外殼1200。不過，可以理解的是，外殼1200可以有或沒有。 螺線管200也安裝在安裝板100上。螺線管是本領(lǐng)域眾所周知的。在一 個具體實施例中，螺線管200是電磁線圈。不過，電^茲線圏200可以包 括任何合適的電磁線圏，如氣動或液壓電磁線圏。電磁線圏200包括柱 塞220和電磁線圏彈簧(未示出)。電磁線圈操作是本領(lǐng)域眾所周知的。 柱塞220具有鐵芯，它與電磁線圈內(nèi)部的電線圏(未示出)連接。當(dāng)電 流通過所述線圏運行時，柱塞220的鐵芯被吸引并且朝向線圈的中央移 動。所述電磁線圈彈簧與和所述線圏相對的柱塞220連接，并且在電流 流過所述線圏時所述彈簧就被伸展。當(dāng)電流不流過所述線圈時，所述電 磁線圈彈簧使所述柱塞離開線圈的中心縮回。另外的方案，在所述線圈 被通電時所述電石茲線圈彈簧就可被壓縮。當(dāng)然，電》茲線圈200的多種變 化形式是可行的。電磁線圈200僅僅是用于所述接合裝置的控制裝置的 一個實施例。可以使用用于接合離合器600的已知的任何合適的控制裝 置。還可以理解的是，可預(yù)見不包括電磁線圏的其它實施例。
杠桿300與安裝板100連接。杠桿300包括手柄340和杠桿臂360。 電磁線圏200的柱塞220接合杠桿300的手柄340。當(dāng)電磁線圏200的 線圈被通電時，柱塞220收縮，導(dǎo)致杠桿300樞轉(zhuǎn)，使得杠桿臂360處 在下部位置。當(dāng)所述線圏被斷電時，柱塞220伸展，推壓手柄340,并 且使杠桿300樞轉(zhuǎn)，以便杠桿臂360移動到上部位置。杠桿臂360接合 離合器600。當(dāng)柱塞220被伸展時，離合器600被抬升并導(dǎo)致輸入軸400 接合齒輪510。杠桿300是接合裝置的一個實施例的一部分。
圖4表示當(dāng)電磁線圍200的線圈被通電時離合器600的工作。圖5 表示當(dāng)所述線圏被斷電時離合器600的工作。參見圖4，離合器600包 括離合器彈簧620。離合器彈簧620克服杠桿300的臂360的運動。所 示出的離合器彈簧620在離合器600內(nèi)部。不過，離合器彈簧620還可 以在離合器600周圍，上方或下方。在杠桿臂36(H皮抬升到上部位置時 所示出的離合器彈簧620就被壓縮。另外的方案，在杠桿臂360被抬升 到上部位置是離合器彈簧620就可被伸長。
在另一個實施例中，離合器彈簧620可以不存在。在杠桿臂360被 移動到下部位置時離合器彈簧620就用來將離合器600拉入到下部位 置。在圖3-5中，杠桿臂360推壓離合器600的凸緣。不過，如果杠桿 臂360被永久性固定在離合器600上，并且杠桿手柄340被固定或連接到柱塞220上，那么當(dāng)柱塞220通過給所述線圏通電而收縮時，離合器
600會被推入到下部位置。因此，不需要有離合器彈簧620。杠桿臂360 可以暫時或永久性地以任何方式固定在離合器600上。
離合器600以及選擇性的平面700包括接合裝置的特定的實施例。 另外的方案，離合器600可以是變速箱，如無極速度驅(qū)動器，其中，無 論輸入軸400的速度是多少，發(fā)電機(jī)1000都以相同的速度轉(zhuǎn)動。
電磁線圏200,杠桿300,和離合器600的功能可以通過一單個裝 置來實現(xiàn)。例如，離合器彈簧620還可以發(fā)揮電磁線圏彈簧的作用。離 合器600可能是適合的，以便當(dāng)所述線圈被通電時，吸引離合器600朝 向所述線圏的中心。當(dāng)所述線圈被斷電時，離合器彈簧620可以將離合 器600拉入與齒輪510接合的狀態(tài)。在該實施例中，不需要有杠桿300。 在圖3-5所示出的電源50的實施例具有更扁平的輪廓。在一個實施例中， 所述電磁線圏200和離合器600被集成在一單個裝置上，所述輪廓可能 更突出一些。不過，所述實施例的總體尺寸(或足跡)可能更小一些。 因此，電磁線圏200和離合器600是單一裝置的實施例在必需具有更窄 的電源情況下是有用的。
輸入軸400僅僅是輸入裝置的一個實施例。輸入軸400能夠以上文 或下面所討論的任何方式與閥動器連接，或以本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的 多種其它方式連4^。
電源50可以具有多種布局。電源50可以;波設(shè)計成配合用于多種閥 動器的各種空間限制。與所述閥動器的空間限制串聯(lián)或交替，電源50 還可以被設(shè)計成環(huán)繞所述選定的發(fā)電才幾1000的實際限制?？梢赃x擇發(fā) 電機(jī)IOOO,以滿足多種指標(biāo)，例如，所述閥動器輔助電子裝置的供電要 求，如電壓或功率類型，如交流(AC)或直流(DC)。在選擇合適的 發(fā)電機(jī)1000時，還可以分析電流和頻率規(guī)定。另外，可以選擇發(fā)電機(jī) 1000,僅僅因為它是現(xiàn)成的發(fā)電機(jī)。在任何情況下，電源50都可以一皮 設(shè)計成環(huán)繞發(fā)電才幾1000的實際尺寸和枳4成輸入要求。
在一個具體實施例中，發(fā)電機(jī)IOOO是旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)1000可 以是直流或交流發(fā)電機(jī)。電能還可以在齒輪510轉(zhuǎn)動時由發(fā)電機(jī)1000 產(chǎn)生。不過，在另一個實施例中，從輸入軸400傳輸?shù)烬X輪510,并最 終傳輸?shù)捷斎胼S1100的機(jī)械能可以被儲存。例如，外殼1200可以包括 彈簧，該彈簧能夠被輸入軸1100巻繞。當(dāng)所述彈簧完全被巻繞時，所述彈簧可以滑動或嚙合，因此阻止所述彈簧的過度巻繞。另外的方案， 與電磁線圈200的線圈連接的電路可用于在彈簧被巻繞時進(jìn)行控制和脫
開與離合器600的接合，以便防止過巻繞。還可以在發(fā)電機(jī)外殼1200 內(nèi)提供電接觸點，以為控制器或電磁線圈200發(fā)送信號，以便在所述彈 簧業(yè)已完全被巻繞時脫開與離合器600的接合。然后在操作操縱盤時可 以釋放所述彈簧?？梢圆捎糜糜卺尫潘鰪椈傻母鞣N機(jī)構(gòu)。輸入軸1100 沿相反方向的轉(zhuǎn)動可能觸發(fā)所述彈簧的釋放。不過， 一般希望輸入軸 1100可以沿任意方向轉(zhuǎn)動。另外，通過操縱盤的運動控制的信號可以釋 放保持彈簧就位的磁性開關(guān)。
在迄今所討論過的實施例中，在電磁線圏200的線圈被通電時離合 器600可以脫開接合。不過，電磁線圈200以及電源50的任何其它部 件可以被設(shè)計成使得在所述線圈被斷電時使離合器600接合。
圖4表示離合器600通過平面700接合齒輪510。平面700可以是 接合裝置的一個實施例的一部分。不過，離合器600可以被設(shè)計成以多 種方式接合齒輪510。圖4和5表示一個實施例，其中，離合器600與 齒輪510機(jī)械連接?？梢圆捎闷渌鼨C(jī)械裝置，如按壓離合器600和齒輪 510之間的彈性墊。另外的方案，離合器600和平面700可以被設(shè)計成 使它們不會彼此接觸。例如，離合器600可以一皮設(shè)計成通過液壓或磁力 接合平面700或齒4侖510。離合器600可以被i殳計成在輸入軸400轉(zhuǎn)動 時它轉(zhuǎn)動。
在一個實施例中，輸入軸1100和輸入軸400都^皮設(shè)計成沿兩個方 向旋轉(zhuǎn)。另外的方案，輸入軸400可以被設(shè)計成沿兩個方向旋轉(zhuǎn)，不過， 可以存在嚙合，以便輸入軸1100只能沿一個方向旋轉(zhuǎn)?？梢詫崿F(xiàn)這一 目的，以便輸入軸400沿任何方向的運動都可以被傳輸?shù)捷斎胼S1100, 或者另外的方案，使得只有輸入軸400沿一個方向的運動會導(dǎo)致輸入軸 1100的運動。
在另一個實施例中，輸入軸400與閥動器的操縱盤，如操縱盤l連 接，或與由所述操縱盤操縱的部件連接。在所述實施例中，只有在所述 操縱盤被操作時輸入軸400才轉(zhuǎn)動。在某些情況下，操縱盤仍然可以手 工轉(zhuǎn)動，即使電能仍然可用于轉(zhuǎn)動電動機(jī)。在這種情況下，可能不希望 啟動電源50的發(fā)電4幾1000。因此，所述線圈可以:故斷電，以便輸入軸 400的旋轉(zhuǎn)還可以轉(zhuǎn)動齒輪510。所述線圈能夠以本領(lǐng)域公知的多種方式通電。在一個實施例中，所述線圈接收來自為電動機(jī)，如閥動器的電 動機(jī)4相同的電路的電能。因此，如果停止為所述電動機(jī)的控制裝置供
電的話，電磁線圏200就會斷電。離合器600就會接合齒輪510,且所 述操縱盤被轉(zhuǎn)動，然后就會啟動發(fā)電機(jī)1000。
另外，可以包括開關(guān)，以便操作者能夠使得發(fā)電機(jī)1000即使在仍 然可以為電動機(jī)供電的情況下工作。例如，可以包括開關(guān)，它能打開為 所述線圈供電的電路，離合器600接合齒輪510，并且，輸入軸400的 任何轉(zhuǎn)動都會導(dǎo)致發(fā)電機(jī)1000的旋轉(zhuǎn)。
在另一個實施例中，在所述閥動器工作時輸入軸400就旋轉(zhuǎn)。不過， 發(fā)電機(jī)1000的工作無論所述線圈通電與否仍然可以控制。因此，只有 在所述閥動器在沒有電輸入的情況下如手工，液壓或氣動操作工作時發(fā) 電才幾1000才轉(zhuǎn)動。
還可以將儲能裝置(未示出)安裝在安裝板100上，并且與發(fā)電機(jī) 1000連接。所述儲能裝置可以是前面所討論的或本領(lǐng)域公知的任何電能 儲存裝置。
電子裝置900也可以安裝在安裝板100上。電子裝置900可被用于 轉(zhuǎn)換，逆轉(zhuǎn)，調(diào)整，變換，凈化和/或控制由發(fā)電機(jī)1000輸送的電能。 電子裝置900可以在發(fā)電機(jī)1000和儲能裝置之間形成電連接。另外的 方案，電子裝置900可以接收來自所述儲能裝置的電能。例如，如果發(fā) 電機(jī)1000是交流發(fā)電機(jī)，那么轉(zhuǎn)換器可被用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電 以便儲存。電子裝置900是電功率調(diào)節(jié)裝置的一個實施例。所述電能調(diào) 節(jié)裝置和電能儲存裝置可以由同一個裝置實現(xiàn)。
電源50的每一個和所有部件的各種變化形式都屬于本發(fā)明的范圍。 所示出的電源50 ^皮安裝在安裝板100上。發(fā)電機(jī)1000,電石茲線圏200 和電源50的其它部件能夠以本領(lǐng)域公知的任何合適的安裝在安裝板 100上。安裝板100可以用各種材料制成，例如，金屬或半導(dǎo)體晶片。 所示出的安裝板100具有平面。不過，安裝板10可以具有任何結(jié)構(gòu)， 它能連接電源50的不同的部件。術(shù)語"部件"在用于表示電源50時是指 電磁線圏200,杠桿300,離合器600,所述齒輪和小齒4侖以及發(fā)電機(jī) 1000。術(shù)語"部件"還表示實施所述每一個部件的功能的任何裝置。
另夕卜，在具體實施例中，可以不包括安裝板100。例如，發(fā)電機(jī)1000 可以安裝在閥動器的一部分上，而電》茲線圈200和離合器600可以安裝在所述閥動器的其它部分上。另外的方案，發(fā)電機(jī)1000,離合器600以 及由電磁線圈200實施的功能可以全部集成在一單個裝置上。
電源50的部件可以用多種材料制成。例如，杠桿300和離合器600 可以用諸如金屬，塑料或樹脂的材料制成。安裝板IOO還可以用電路板 材料或與所述功能兼容的任何其它材料制成。
在圖3-5中所示出的輸入軸400通過機(jī)械裝置與輸入軸1100連接。 在圖3-5所示出的實施例中，所述速度調(diào)節(jié)裝置包括包含齒輪或由其構(gòu) 成的機(jī)械裝置。不過，其它機(jī)構(gòu)，如滑輪或輪系也可用于連接所述兩個 軸。另外的方案，輸入軸400可以通過液壓方式與輸入軸1100連接， 如通過液壓泵和管路。另外，輸入軸400可以與輸入軸1100流體聯(lián)接。 另外，如果不需要提高輸入軸400的速度，那么輸入軸400和輸入軸1100 就可以直接彼此相互聯(lián)接，例如，在一個實施例中，其中由電磁線圈200 和離合器600實施的功能都被集成在與發(fā)電機(jī)1000 —起的一單個裝置 上。
盡管以上說明包含了很多具體細(xì)節(jié)，但這些細(xì)節(jié)不應(yīng)當(dāng)被理解成對 本發(fā)明范圍的限制，而僅僅認(rèn)為是提供了某些典型的實施例。類似地， 在不超出本發(fā)明的構(gòu)思和范圍的前提下，可以構(gòu)思出本發(fā)明的其它實施 例。因此，本發(fā)明的范圍僅僅是由所附權(quán)利要求書以及它們的法律等同 方案限定的，而不是由以上說明書限定的。屬于本發(fā)明的含義和范圍的 對本文所披露的發(fā)明的增補(bǔ)，刪除和改變都屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1. 一種對閥動器的一部分提供電能的方法，所述方法包括操縱所述閥動器，以產(chǎn)生機(jī)械能；將所述機(jī)械能的一部分轉(zhuǎn)換成電能；和用所述電能為所述閥動器的所述部分供電。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，操縱所述閥動器包括手工操縱 所述閥動器。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，其還包括中斷所述閥動器的正 常工作，且其中，操縱所述閥動器包括手工操縱所述閥動器。
4. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，其還包括在轉(zhuǎn)化所迷機(jī)械能的 一部分之前儲存所產(chǎn)生的機(jī)械能。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，其還包括通過手工操縱所述閥 動器觸發(fā)所儲存的機(jī)械能的釋放。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，其還包括將所述電能儲存在儲 能裝置中。
7. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，對所述閥動器的所述部分供電 包括對位置編碼器供電。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對所述閥動器的所述部分供電 包括在所述閥動器工作期間供電。
9. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，操縱所述閥動器以產(chǎn)生機(jī)械能 包括觸發(fā)由所述閥動器的外部來源產(chǎn)生機(jī)械能，且其中，對所述閥動器 的一部分供電包括對所述閥動器的輔助電子裝置供電。
10. —種閥動器，它包括 傳動系；和與所述傳動系機(jī)械連接的發(fā)電機(jī)。
11. 如權(quán)利要求10所迷的閥動器，其中，所述傳動系包括操縱盤。
12. 如權(quán)利要求11所述的閥動器，其中，所述傳動系還包括離合器， 所述離合器可操作的將所述操縱盤與所述傳動系的其余部分隔離。
13. 如權(quán)利要求10所述的閥動器，其中，所迷傳動系包括蝸桿和蝸輪。
14. 如權(quán)利要求10所述的閥動器，其中，所述傳動系包括閥動器桿。
15. 如權(quán)利要求IO所迷的閥動器，其中，所迷發(fā)電機(jī)被至少部分集成在所迷傳動系的部件上。
16. 如權(quán)利要求10所述的閥動器，其中，所述發(fā)電機(jī)被至少部分集 成在由所述閥動器致動的閥的部件上。
17. 如權(quán)利要求IO所述的閥動器，其中，其還包括機(jī)械連接在所述 傳動系和所述發(fā)電機(jī)之間的可巻繞的彈簧。
18. 如權(quán)利要求10所述的閥動器，其中，其還包括機(jī)械連接在所述 傳動系和所述發(fā)電機(jī)之間的離合器機(jī)構(gòu)。
19. 如權(quán)利要求IO所述的閥動器，其中，其還包括機(jī)械連接在所述傳動系和所述發(fā)電機(jī)之間的加速機(jī)構(gòu)。
20. 如權(quán)利要求10所述的閥動器，其中，其還包括機(jī)械連接在所述 傳動系和所述發(fā)電沖幾之間的減速才幾構(gòu)。
21. 如權(quán)利要求10所述的閥動器，其中，其還包括與所述發(fā)電機(jī)電 連接的電能儲存裝置。
22. 如權(quán)利要求IO所述的閥動器，其中，其還包括位置編碼器和與 所述發(fā)電機(jī)電連接的位置指示器。
23. 如權(quán)利要求10所述的閥動器，其中，所述傳動系包括操縱盤和 電動機(jī)，其中，所述發(fā)電機(jī)是旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)，并且還包括與所述發(fā)電機(jī)電 連接的位置編碼器和位置指示器。
24. —種用于為閥動器的輔助電子裝置供電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 閥動器；和適合于為所述閥動器的輔助電子裝置供電的發(fā)電機(jī)。
25. 如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電機(jī)適合于交流或直流輸出D
26. 如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述發(fā)電機(jī)位于所述閥動器 外部。
27. 如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述輔助電子裝置分別選自 下列組，所述組包括至少一個指示器，至少一個電路板，至少一個控 制模塊，至少一個編碼器，至少一個通信線路，至少一個發(fā)射機(jī)和至少 一個接收器。
28. 如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其中，所述輔助電子裝置包括與所 迷閥動器電連接的外部電子裝置。
29. —種用于閥動器的電源，所述電源包括發(fā)電裝置；和適合于將機(jī)械能從所述閥動器的傳動系傳輸?shù)剿霭l(fā)電裝置的輸 入裝置。
30. 如權(quán)利要求29所述的電源，其中，其還包括 適合于將所述輸入裝置與所述發(fā)電裝置可操作地聯(lián)接的接合裝置；和適合于控制所述接合裝置何時將所述輸入裝置與所述發(fā)電裝置可 操作地聯(lián)接的控制裝置。
31. 如權(quán)利要求30所述的電源，其中，所述控制裝置和所述接合裝 置是由相同的裝置實現(xiàn)的。
32. 如權(quán)利要求30所述的電源，其中，所述控制裝置，所述接合裝 置和所述發(fā)電裝置是由相同的裝置實現(xiàn)的。
33. 如權(quán)利要求29所述的電源，其中，其還包括適合于相對所述輸 入裝置的速度提高所述發(fā)電裝置的速度的速度調(diào)節(jié)裝置。
34. 如權(quán)利要求29所述的電源，其中，其還包括適合于從所述發(fā)電 裝置接收電能的電能儲存裝置。
35. 如權(quán)利要求29所述的電源，其中，其還包括適合于改變所述發(fā) 電裝置的電輸出的功率調(diào)節(jié)裝置。
全文摘要
本發(fā)明提出一種利用閥動器的操作產(chǎn)生電能。通過閥動器的操作產(chǎn)生的一部分機(jī)械能被轉(zhuǎn)化成電能。機(jī)械能可以在閥動器工作的同時被轉(zhuǎn)化成電能，或機(jī)械能可以被儲存，以便隨后轉(zhuǎn)化。閥動器可以通過手工、電能、氣動或液壓操縱。所產(chǎn)生的電能還可以被儲存。
文檔編號F03G1/00GK101438056SQ200680054515
公開日2009年5月20日 申請日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
發(fā)明者B·A·弗羅伊里, D·J·莫里斯, D·M·西蒙斯, D·卡爾森, W·T·多倫蒂 申請人:芙羅服務(wù)管理公司