專利名稱：帶有鎖止機(jī)構(gòu)的閥作動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及閥的作動(dòng)器，更特定而言涉及帶有失效保護(hù)裝置的閥作動(dòng)器。
背景技術(shù)：
在諸如閥、阻尼器等當(dāng)前許多機(jī)械系統(tǒng)中，采用機(jī)電致動(dòng)系統(tǒng)來將機(jī)械系統(tǒng)從一 種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)。例如，傳統(tǒng)的球閥或蝶閥可帶有與其閥桿相連的機(jī)電作動(dòng)器，該 機(jī)電作動(dòng)器可進(jìn)行工作而轉(zhuǎn)動(dòng)閥桿，從而將閥從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為開啟狀態(tài)。如果這些機(jī)電作動(dòng)器需要電力供應(yīng)，則在供電故障的情況下，作動(dòng)器將無法產(chǎn)生 所需的動(dòng)作。結(jié)果就是，許多機(jī)電作動(dòng)器上往往設(shè)置有機(jī)械式超馳裝置或失效保護(hù)裝置，這 些裝置能在出現(xiàn)供電故障的情況下將閥復(fù)位到缺省狀態(tài)。例如，機(jī)電作動(dòng)器可被設(shè)計(jì)成這 樣一旦機(jī)電作動(dòng)器的電力供應(yīng)出現(xiàn)故障，其就將閥復(fù)位到常開或常閉的狀態(tài)。在如下的應(yīng) 用場(chǎng)合中希望具有上述功能只有在系統(tǒng)中存在電力供應(yīng)時(shí)，閥的位置一例如開啟位置或 閉合位置才是優(yōu)選的。但是，在失效保護(hù)型閥作動(dòng)器中，一旦作動(dòng)器喪失電力，閥就復(fù)位到其缺省狀態(tài)， 且保持在該狀態(tài)下，直至閥作動(dòng)器中電力恢復(fù)。結(jié)果就是，與閥作動(dòng)器相連的閥被限制在任 何缺省的位置上，閥作動(dòng)器被設(shè)計(jì)成在出現(xiàn)供電故障的情況下將閥復(fù)位到該缺省位置。但 是，在某些實(shí)例中，希望將與閥作動(dòng)器相連的閥保持在供電故障之前的狀態(tài)下。例如，在設(shè) 置有失效保護(hù)型閥作動(dòng)器的系統(tǒng)中，在某些情況下，盡管電力仍然未恢復(fù)供應(yīng)，但希望能將 閥置于供電故障之前的狀態(tài)，以便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障查找。對(duì)于其它的實(shí)例，還希望在不存 在電力供應(yīng)的初始安裝過程中就能將閥置于不同于失效保護(hù)裝置所限定預(yù)定狀態(tài)的狀態(tài)。本發(fā)明的一些實(shí)施方式涉及對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中上述閥作動(dòng)器的改進(jìn)方案。從文中的描 述可清楚地認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的這些優(yōu)點(diǎn)以及其它益處，并能認(rèn)識(shí)到其它的創(chuàng)新性特征。

發(fā)明內(nèi)容
在第一方面，本發(fā)明的一種實(shí)施方式提供了一種閥作動(dòng)器，其包括殼體、殼體內(nèi)所 承載的傳動(dòng)系、以及鎖止按鈕機(jī)構(gòu)，其中的鎖止按鈕機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)系可操作地進(jìn)行聯(lián)接，并與 殼體選擇性地進(jìn)行接合。鎖止按鈕機(jī)構(gòu)在鎖止位置與解鎖位置之間與殼體選擇性地進(jìn)行接 合，在鎖止位置上，傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)被阻止，而在解鎖位置上，允許傳動(dòng)系進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在第一方面的從屬實(shí)施方式中，鎖止按鈕機(jī)構(gòu)包括鎖止按鈕，該按鈕上帶有用于 接納鎖止按鈕機(jī)構(gòu)的套管的開孔。鎖止按鈕可沿著套管在軸向上滑動(dòng)，由此將鎖止按鈕與 殼體選擇性地鎖止到一起。在第二方面，本發(fā)明的一種實(shí)施方式提供了一種閥作動(dòng)器，其包括殼體、以及由殼 體承載的傳動(dòng)系，傳動(dòng)系具有多個(gè)相互聯(lián)接的齒輪，其中，多個(gè)相互聯(lián)接齒輪中的各個(gè)齒輪 都需要將扭矩從多個(gè)互聯(lián)齒輪的輸入端傳遞給多個(gè)互聯(lián)齒輪的輸出端。根據(jù)第二方面的閥作動(dòng)器還包括桿軸，其從多個(gè)互聯(lián)齒輪中的其中一個(gè)齒輪沿其 轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸出，以使得桿軸的轉(zhuǎn)動(dòng)與各個(gè)互聯(lián)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。桿軸與作動(dòng)器復(fù)位裝置可操作地進(jìn)行聯(lián)接，以將傳動(dòng)系沿第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)到第一預(yù)定位置。鎖止按鈕機(jī)構(gòu)與桿軸 可操作地進(jìn)行聯(lián)接，該機(jī)構(gòu)在鎖止位置與解鎖位置之間可與殼體選擇性地進(jìn)行接合，鎖止 位置是由不同于第一預(yù)定位置的第二預(yù)定位置所限定的，在該位置上，阻止傳動(dòng)系進(jìn)行轉(zhuǎn) 動(dòng)，而在解鎖位置上，允許傳動(dòng)系進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在第二方面的從屬實(shí)施方式中，鎖止按鈕機(jī)構(gòu)包括鎖止按鈕。該按鈕具有鎖止部 件，該部件具有軸向延伸的第一鎖止表面。殼體具有鎖止空腔，該空腔具有軸向延伸的第二 鎖止表面，其中，作動(dòng)器復(fù)位裝置可進(jìn)行工作而將第一和第二鎖止表面偏置為相互摩擦接 合狀態(tài)。在第三方面，本發(fā)明的一種實(shí)施方式提供了一種用于對(duì)閥進(jìn)行致動(dòng)的方法，該方 法包括步驟將與閥作動(dòng)器的傳動(dòng)系可操作地進(jìn)行聯(lián)接的鎖止按鈕機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定的轉(zhuǎn)角 位置；以及使閥作動(dòng)器的殼體與鎖止按鈕機(jī)構(gòu)相接合。接合步驟包括操作在鎖止按鈕處 于預(yù)定的轉(zhuǎn)角位置時(shí)，在軸向上對(duì)鎖止按鈕機(jī)構(gòu)中的鎖止按鈕進(jìn)行按壓，使得鎖止按鈕與 殼體實(shí)現(xiàn)摩擦接合。從下文接合附圖所作的詳細(xì)描述，可更加清楚地認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的其它方面、目的、 以及優(yōu)點(diǎn)。


附圖被包含在說明書中，并作為說明書的組成部分，這些附圖與文字描述一道對(duì) 本發(fā)明的幾個(gè)方面進(jìn)行了介紹，以便于對(duì)本發(fā)明的原理進(jìn)行解釋。在附圖中圖1中的分解軸測(cè)圖表示了帶有鎖止機(jī)構(gòu)的閥作動(dòng)器的一種示例性實(shí)施方式；圖2是圖1所示閥作動(dòng)器中鎖止按鈕機(jī)構(gòu)的局部分解軸測(cè)圖；圖3中的局部側(cè)剖視圖表示了處于解鎖狀態(tài)的鎖止按鈕機(jī)構(gòu)；圖4中的局部側(cè)剖視圖表示了處于鎖止?fàn)顟B(tài)的鎖止按鈕機(jī)構(gòu)；圖5中的俯視剖面圖表示了圖2所示鎖止按鈕機(jī)構(gòu)的鎖止部件，圖中，該部件被插 入到圖1所示閥作動(dòng)器殼體的鎖止按鈕凹陷的鎖止空腔中；以及圖6是閥作動(dòng)器的軸測(cè)圖，在圖中，工具被插入到圖2所示的鎖止按鈕機(jī)構(gòu)中。盡管結(jié)合一些優(yōu)選的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方 式。與此相反，本發(fā)明將涵蓋所有的替換方式、改型、以及等效方式，只要這些方案被包含在 由后附權(quán)利要求限定的本發(fā)明核心思想與保護(hù)范圍內(nèi)。
具體實(shí)施例方式參見圖1，圖中表示了一種閥作動(dòng)器10。該閥作動(dòng)器包括兩件式的殼體30、鎖止按 鈕機(jī)構(gòu)12、以及傳動(dòng)系組件70。殼體30內(nèi)承載著傳動(dòng)系組件70，且鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12與殼 體30和傳動(dòng)系組件70可操作地進(jìn)行聯(lián)接。如下文詳細(xì)介紹的那樣，通過與殼體30進(jìn)行接 合，鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12可被操作而將傳動(dòng)系組件70鎖定在所需的位置上。繼續(xù)參見圖1，傳動(dòng)系組件70包括電機(jī)72。該電機(jī)提供了驅(qū)動(dòng)閥作動(dòng)器10在所 要求的各個(gè)位置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換所需的動(dòng)力。電機(jī)72與多個(gè)相互聯(lián)接的齒輪74相聯(lián)接，這 些齒輪74可操作地將電機(jī)72與作動(dòng)器聯(lián)接套管82聯(lián)接起來。作動(dòng)器聯(lián)接套管82接納著 閥作動(dòng)器10所操作的閥的閥桿或其它桿軸。
傳動(dòng)系70還包括作動(dòng)器復(fù)位裝置76。作動(dòng)器復(fù)位裝置中存儲(chǔ)著轉(zhuǎn)動(dòng)能，且在向電 機(jī)72供電的電源出現(xiàn)故障時(shí)將轉(zhuǎn)動(dòng)能返送給傳動(dòng)系70。當(dāng)出現(xiàn)這樣的情況時(shí)，作動(dòng)器復(fù)位 裝置70將所存儲(chǔ)的能量供送給傳動(dòng)系70，使得傳動(dòng)系將與閥作動(dòng)器10相連的閥復(fù)位到預(yù) 定的所需狀態(tài)。該預(yù)定狀態(tài)可以是本領(lǐng)域公知的常閉狀態(tài)或常開狀態(tài)、或者它們之間的任 何其它狀態(tài)。當(dāng)作動(dòng)器復(fù)位裝置76將與閥作動(dòng)器10相連的閥復(fù)位到常閉狀態(tài)時(shí)，與閥作動(dòng)器 10相連的閥被關(guān)閉。類似地，在常開型的設(shè)計(jì)中，如果作動(dòng)器復(fù)位裝置76將與閥作動(dòng)器10 相連的閥復(fù)位到開啟狀態(tài)，則與閥作動(dòng)器10相連的閥就被打開。如下文將要詳細(xì)介紹的那樣，鎖止按鈕結(jié)構(gòu)12允許使用者對(duì)閥作動(dòng)器10執(zhí)行手 動(dòng)重新定位，更具體而言，在出現(xiàn)供電故障的情況下，允許使用者手動(dòng)地將與閥作動(dòng)器10 相連的閥定位到除預(yù)定狀態(tài)之外的其它位置。換言之，在出現(xiàn)供電故障的情況下，鎖止按鈕 機(jī)構(gòu)12允許使用者重新打開已由作動(dòng)器復(fù)位裝置76關(guān)閉的常閉型閥。類似地，在出現(xiàn)供 電故障情況而由作動(dòng)器復(fù)位裝置76將閥開啟的條件下，鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12允許使用者關(guān)閉 常開型的閥。因此，鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12實(shí)現(xiàn)了對(duì)帶有作動(dòng)器復(fù)位裝置76的、且作為失效保護(hù) 裝置的閥作動(dòng)器10的手動(dòng)超馳。參見圖2，鎖止按鈕結(jié)構(gòu)12被表示為帶有鎖止按鈕14、套管22、以及偏置元件20。 鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12在軸向上被接納在鎖止按鈕凹陷34中。鎖止按鈕凹陷34被制在殼體30 的頂部32上?？梢岳斫忉槍?duì)殼體30所使用的詞語“頂部”和“底部”僅是基于這些附圖 中的定向狀態(tài)、為了便于說明而采用的詞語，本發(fā)明不應(yīng)受到這些詞語的限制。套管22可操作地連接著作動(dòng)器復(fù)位裝置76。更具體而言，套管22以鍵配合結(jié)構(gòu) 接納著從傳動(dòng)系70延伸出的閉鎖桿軸78，使得套管22不能相對(duì)于閉鎖桿軸78進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。 此外，鎖止按鈕14被設(shè)計(jì)成接納著套管22，使得鎖止按鈕14無法相對(duì)于套管22進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。 因而，當(dāng)鎖止按鈕14被阻止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，閉鎖桿軸78也無法轉(zhuǎn)動(dòng)，最終也阻止傳動(dòng)系70產(chǎn)生任 何的轉(zhuǎn)動(dòng)。參見圖3和圖4，套管22被表示為基本上是圓筒形狀。套管22的第一軸向端具有 桿軸孔眼對(duì)，第二軸向端具有按鈕配接部件觀。套管22還具有工具接納部件，該部件在圖 中被表示為工具孔眼沈，其也位于套管的第二端。工具孔眼沈的尺寸被設(shè)計(jì)為接納著工具 54，該工具與工具孔眼沈的形狀實(shí)現(xiàn)鍵配合。套管22的按鈕配接部件觀與鎖止按鈕14上的套管配接部件18的形狀實(shí)現(xiàn)鍵配 合，以使得套管22無法相對(duì)于鎖止按鈕14進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。同樣地，利用工具M(jìn)使套管22的轉(zhuǎn) 動(dòng)就將導(dǎo)致鎖止按鈕14轉(zhuǎn)動(dòng)。鎖止按鈕配接部件觀和套管配接部件18相互鍵配合，使得 鎖止按鈕14可相對(duì)于套管22在軸向上滑動(dòng)。這一功能允許執(zhí)行如下的操作通過使鎖止 按鈕14相對(duì)于鎖止套管22沿軸向滑動(dòng)，將鎖止按鈕14的鎖止部件16有選擇地在鎖止空 腔內(nèi)沿軸向進(jìn)行定位。盡管在圖示的情形中是使用通用扳手作為工具M(jìn)，但套管22也可被設(shè)計(jì)成與其 它類型的工具進(jìn)行配合。更特定而言，在其它實(shí)施方式中，工具孔眼M可采用十字槽螺絲 帽或標(biāo)準(zhǔn)頭螺釘?shù)男问?、或者其它類似的幾何形狀。但是，采用通用扳手作為工具M(jìn)的優(yōu) 點(diǎn)在于能容易地為傳動(dòng)系組件70中的閉鎖桿軸78提供足夠的扭矩。下面參見圖3和圖4，鎖止按鈕14在圖中被表示為處于解鎖狀態(tài)(見圖幻和鎖止?fàn)顟B(tài)(見圖4)。鎖止按鈕14包括鎖止部件16，該部件從按鈕的下側(cè)沿軸向延伸出去。如 下文將要詳細(xì)介紹的那樣，鎖止部件16包括軸向延伸的第一鎖止表面19，當(dāng)處于鎖止?fàn)顟B(tài) 時(shí)，該第一鎖止表面與鎖止按鈕凹陷34的鎖止空腔38保持摩擦接觸。鎖止按鈕14還包括引導(dǎo)凸緣17。該引導(dǎo)凸緣17可進(jìn)行操作而保持鎖止按鈕14 與鎖止按鈕凹陷34之間的同心關(guān)系。同樣地，引導(dǎo)凸緣17從鎖止按鈕14的下側(cè)沿軸向延 伸出去，且基本上位于鎖止按鈕的外周面處。如上文提到的那樣，鎖止按鈕14還包括與套管配接的部件18，其位于開孔的形 式，其與套管22上的按鈕配接部件觀實(shí)現(xiàn)鍵配合。還如上文所述那樣，套管配接部件18 接納著套管22，在套管配接部件18與按鈕配接部件觀相接合時(shí)，使得鎖止按鈕14無法相 對(duì)于套管22進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。盡管如圖1所示那樣鎖止按鈕14大體上為圓形或盤形，但鎖止按 鈕也可采用各種其它形狀。另外，盡管在圖中表示為分開的部件，但套管22和鎖止按鈕14 也可被設(shè)計(jì)為一體件-例如通過注塑成型制得。仍然參見圖3和圖4，鎖止按鈕凹陷34在圖中被表示為在軸向上接納著處于鎖止 狀態(tài)和解鎖狀態(tài)的鎖止按鈕14。鎖止按鈕凹陷34具有鎖止空腔38，其被設(shè)計(jì)成以鍵配合 的形式接納著鎖止按鈕14的鎖止部件16。鎖止按鈕凹陷34還包括環(huán)形的溝道36，其尺寸 被設(shè)計(jì)成接納著偏置元件20，該元件為鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12中波形彈簧的形式。從圖3可最為 清楚地看出，鎖止空腔38具有在軸向上延伸的鎖止表面40。如下文將要詳細(xì)介紹的那樣， 當(dāng)鎖止按鈕14處于鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)，第二鎖止表面40與鎖止部件16上的第一鎖止表面19保 持摩擦接觸，以防止鎖止按鈕在偏置元件20的作用下從鎖止空腔38中軸向彈出(見圖4)。繼續(xù)參見圖3和圖4，偏置元件20被表示為安置在環(huán)形溝道36內(nèi)，并靠近鎖止按 鈕14的引導(dǎo)凸緣17。如圖所示，偏置元件20是波形彈簧，但是，在其它實(shí)施方式中，偏置元 件20可采用其它偏置元件的形式，例如為壓縮彈簧或類似的機(jī)械部件。返回來參見圖1，傳動(dòng)系組件70被表示為承載在殼體30內(nèi)。更特定而言，傳動(dòng)系 組件70被安裝到殼體30的底部60、以及殼體30的頂部32上。傳動(dòng)系組件70包括馬達(dá) 72和多個(gè)相互聯(lián)接的齒輪74，這些齒輪與馬達(dá)進(jìn)行工作聯(lián)接，以使得每個(gè)互聯(lián)的齒輪都需 要將施加到與馬達(dá)72相連的傳動(dòng)系的輸入端處的扭矩傳遞到傳動(dòng)系的輸出端，其中的輸 出端是由作動(dòng)器聯(lián)接套管82來形成的。閉鎖桿軸78沿著轉(zhuǎn)動(dòng)軸線105從多個(gè)互聯(lián)齒輪74 的中心處延伸出。結(jié)果就是，鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12通過閉鎖桿軸78與傳動(dòng)系70相連，而無需 設(shè)置另外的齒輪機(jī)構(gòu)，由此降低了設(shè)置鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12的總成本。作動(dòng)器聯(lián)接套管82從多個(gè)互聯(lián)齒輪74中的某個(gè)齒輪延伸出，且可操作地聯(lián)接到 閥的閥桿上，從而，作動(dòng)器聯(lián)接套管82的轉(zhuǎn)動(dòng)將導(dǎo)致閥桿的轉(zhuǎn)動(dòng)。閉鎖桿軸78從多個(gè)互聯(lián) 齒輪74中某個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線105延伸出，以使得閉鎖桿軸78的轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)應(yīng)著閉鎖桿軸上 延伸出的齒輪74的轉(zhuǎn)動(dòng)。盡管在圖示情形中馬達(dá)采用的是普通的電動(dòng)機(jī)，但傳動(dòng)系也可采 用其它的動(dòng)力源-例如作為非限定性實(shí)例的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)形式。傳動(dòng)系組件70還包括作動(dòng)器復(fù)位裝置76，其為儲(chǔ)能彈簧76的形式。如圖所示，儲(chǔ) 能彈簧76是卷繞著閉鎖桿軸78的卷簧或發(fā)條。當(dāng)馬達(dá)72向多個(gè)齒輪74提供扭矩時(shí)，儲(chǔ) 能彈簧76卷繞到閉鎖桿軸78上。如上文討論的那樣，在馬達(dá)72的動(dòng)力中斷時(shí)，復(fù)位裝置通過松卷、并向閉鎖桿軸 78提供扭矩，作動(dòng)器復(fù)位裝置76進(jìn)行工作而將與閥作動(dòng)器10相連的閥復(fù)位到預(yù)定的狀態(tài)，該預(yù)定狀態(tài)例如是常開狀態(tài)或常閉狀態(tài)。按照這種方式，閥作動(dòng)器10具有自動(dòng)復(fù)位功能， 在閥作動(dòng)器10出現(xiàn)動(dòng)力故障的情況下，該功能可將閥置于預(yù)定設(shè)定狀態(tài)。如下文將要詳細(xì) 介紹的那樣，鎖止按鈕12允許使用者手動(dòng)地將與閥作動(dòng)器10相連的閥置于除由閥作動(dòng)器 10預(yù)定狀態(tài)所限定位置之外的其它位置。返回來參見圖3，鎖止按鈕14在圖中被表示為處于解鎖狀態(tài)。在解鎖狀態(tài)下，鎖止 按鈕14的鎖止部件16在軸向上位于鎖止按鈕凹陷34中鎖止空腔38的上方。按照這樣的 方式，鎖止按鈕14能在鎖止按鈕凹陷34內(nèi)自由地轉(zhuǎn)動(dòng)整個(gè)360度。如上文討論的那樣，鎖 止按鈕14無法相對(duì)于套管22轉(zhuǎn)動(dòng)。在上文的討論中還提到，套管22固定地接納著閉鎖桿 軸78。結(jié)果就是，鎖止按鈕14的任何轉(zhuǎn)動(dòng)還將導(dǎo)致套管22的轉(zhuǎn)動(dòng)，套管的轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)過來再 導(dǎo)致閉鎖桿軸78的轉(zhuǎn)動(dòng)，最終，桿軸的轉(zhuǎn)動(dòng)反過來再使得與作動(dòng)器聯(lián)接套管82相連的閥件 (見圖1)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。因而，當(dāng)馬達(dá)72向多個(gè)互聯(lián)齒輪74提供扭矩時(shí)，閉鎖桿軸78進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。只要鎖 止按鈕14處于圖3所示的解鎖狀態(tài)，鎖止按鈕就能在鎖止按鈕凹陷34中自由地轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng) 不希望鎖止按鈕處于圖4所示的鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)，這一功能允許閥作動(dòng)器10自由地進(jìn)行工作， 而不會(huì)產(chǎn)生不利的卡滯或鎖止。更為特定而言，如下文將要詳細(xì)解釋的那樣，當(dāng)處于解鎖狀 態(tài)時(shí)，利用偏置元件20使鎖止按鈕14與鎖止空腔38在軸向上保持分離狀態(tài)。下面參見圖4和圖5，鎖止按鈕14在圖中被表示位于處于鎖止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)鎖止按鈕 14處于鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)，鎖止按鈕14上的鎖止部件16位于鎖止按鈕凹陷34的鎖止空腔38中。 此外，當(dāng)鎖止按鈕14處于鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)，偏置元件20在鎖止按鈕凹陷34的溝道36中受到壓 縮。當(dāng)鎖止按鈕14在鎖止按鈕凹陷34中處于鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)，鎖止按鈕14無法相對(duì)于鎖 止按鈕凹陷34進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。結(jié)果就是，套管22也無法繞著鎖止按鈕凹陷34的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)， 這是因?yàn)樘坠?2無法相對(duì)于鎖止按鈕14進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)所致。在上文的討論中還提到，閉鎖桿 軸78不能相對(duì)于套管22進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。因而，當(dāng)鎖止按鈕14處于閉鎖狀態(tài)時(shí)，整個(gè)傳動(dòng)系組 件70-包括作動(dòng)器聯(lián)接套管82都無法進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。下面參見圖5，鎖止按鈕14的鎖止部件16在圖中被表示為在鎖止按鈕凹陷34的 鎖止空腔38中處于鎖止?fàn)顟B(tài)。如圖所示，鎖止部件16基本上為五邊形，其與鎖止空腔38 具有基本上相同的尺寸，從而鎖止部件16和鎖止空腔38能保持著鍵配合的相互配合關(guān)系。 結(jié)果就是，當(dāng)鎖止部件16處于鎖止空腔38中時(shí)，其無法在空腔內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)鎖止按鈕14的鎖止部件16位于鎖止按鈕凹陷34的鎖止空腔38中時(shí)，且當(dāng)作 動(dòng)器復(fù)位裝置76試圖驅(qū)使傳動(dòng)系轉(zhuǎn)回到閥作動(dòng)器10的預(yù)定位置時(shí)，鎖止部件16的第一環(huán) 周鎖止表面19將與鎖止空腔38的第二環(huán)周鎖止表面40實(shí)現(xiàn)摩擦接合。由作動(dòng)器復(fù)位裝置76所提供扭矩在第一和第二鎖止表面19和40之間造成的摩 擦接合具有足夠的強(qiáng)度，以抵抗由下方偏置元件20施加到鎖止按鈕14上的軸向偏置力。由 于鎖止按鈕14與鎖止按鈕凹陷34借助于第一和第二鎖止表面19、40之間的摩擦接合而保 持著鎖止?fàn)顟B(tài)，則一旦該摩擦接合被解除，鎖止按鈕14將復(fù)位到解鎖狀態(tài)。因而，一旦向閥 作動(dòng)器10-更特定而言向馬達(dá)72提供重新提供動(dòng)力，傳動(dòng)系就將驅(qū)使閉鎖桿軸78沿著一 個(gè)方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，該方向與由作動(dòng)器復(fù)位裝置76所提供的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，這最終將導(dǎo)致第 一和第二鎖止表面19、40之間的摩擦接合被解除。
如上文討論的那樣，鎖止空腔38利用鎖止按鈕14純軸向的平動(dòng)而接納著鎖止部 件16。結(jié)果就是，當(dāng)處于鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)施加到鎖止按鈕14上的總應(yīng)力將被減小，這是因?yàn)殒i 止按鈕14不同于其它的鎖止機(jī)構(gòu)，不會(huì)受到任何扭曲或彎曲力矩，但由于第一和第二鎖止 表面19和40之間的接合，通常會(huì)受到扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的作用。一旦第一、第二鎖止表面19和40之間的摩擦接合被解除，偏置元件20就將自由 地向鎖止按鈕14施加偏置作用，使其在軸向上離開鎖止按鈕凹陷34，按照這樣的方式，將 鎖止部件16從鎖止空腔38中彈出而位于空腔38的軸向上方。因而，由于鎖止按鈕14和 鎖止空腔38具有上述的關(guān)系，故僅通過從動(dòng)力源重新向閥作動(dòng)器10提供動(dòng)力，閥作動(dòng)器10 就將重新處于正常工作狀態(tài)，而不會(huì)出現(xiàn)任何鎖止和卡滯。從圖1的總體圖以及圖5的具體視圖可看出，在殼體30的頂部中形成鎖止按鈕凹 陷34。鎖止按鈕14被設(shè)計(jì)成借助于制在頂蓋32上的鎖止凹陷34與閥作動(dòng)器10的殼體 30直接鎖止。在某些實(shí)施方式中，例如，殼體和鎖止按鈕是由成型塑料制成的，以使得鎖止 按鈕凹陷34的部件與鎖止按鈕14是在注塑成型過程中同時(shí)制成的。參見圖1和圖6，殼體30的頂部32包括第一參照標(biāo)記46，鎖止按鈕14包括第二 參照標(biāo)記44，從而在鎖止按鈕14處于使鎖止部件16軸向滑動(dòng)而與鎖止空腔38相接合的適 當(dāng)位置時(shí)，利用這些標(biāo)記指代它們的徑向?qū)φP(guān)系。傳動(dòng)系組件70被設(shè)計(jì)成這樣套管22 的一定轉(zhuǎn)數(shù)將導(dǎo)致與閥作動(dòng)器10的作動(dòng)器聯(lián)接套管82相聯(lián)接的閥處于一定量的開啟或閉 合度。例如，在一種實(shí)施方式中，套管轉(zhuǎn)動(dòng)八圈就導(dǎo)致作動(dòng)器聯(lián)接套管82轉(zhuǎn)動(dòng)90°，并又使 相連的閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的角度。這一指示信息使得使用者能判斷出在將閥作動(dòng)器10置于鎖 止?fàn)顟B(tài)之前，需要將鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12轉(zhuǎn)動(dòng)多少圈來將與閥作動(dòng)器10相連的閥開啟或閉合 到所需的程度。參見圖6，殼體30的頂部32具有多個(gè)工具保持夾扣48和工具頂臺(tái)52。工具保持 夾扣48將工具M(jìn)固定地連接到殼體30上。工具頂臺(tái)52減小了工具M(jìn)與殼體30之間的 總接觸面積，從而，使用者能容易地將工具M(jìn)從工具保持夾扣48上取下。上文已經(jīng)討論了閥作動(dòng)器10的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，下文將對(duì)該閥作動(dòng)器10的工作過程進(jìn) 行描述。下面參見圖6，為了將閥作動(dòng)器10置于鎖止?fàn)顟B(tài)，使用者將工具M(jìn)的一端插入到 套管22的工具孔眼沈中。然后，使用者轉(zhuǎn)動(dòng)套管，以在方向100上提供扭矩，直到使鎖止 部件16與鎖止空腔38在軸向上對(duì)正，其中的方向100與作動(dòng)器復(fù)位裝置76所提供的扭矩 方向相反。參見圖5和圖6，一旦使用者使鎖止部件16與鎖止空腔38在軸向上對(duì)正，使用者 通過將鎖止按鈕14在軸向方向102上壓向殼體30，就可將鎖止按鈕14相對(duì)于套管22向下 按壓而壓入到鎖止空腔38中，由此使二者接合起來。一旦鎖止按鈕14被完全壓入到鎖止 按鈕凹陷34中之后，就將鎖止按鈕14的鎖止部件16接納到鎖止空腔38中，通過保持著鎖 止按鈕14上向下的壓力、并將工具M(jìn)向上拔，就可將工具M(jìn)從套管22中取出。然后，由 于在第一和第二鎖止表面19和40之間摩擦接觸作用下(見圖幻鎖止按鈕將保持其鎖止 狀態(tài)，使用者可釋放掉作用在鎖止按鈕14上的向下壓力。然后，將工具的端部放到工具的 空腔50中，并卡固到工具保持卡扣48上。為了將鎖止按鈕從鎖止?fàn)顟B(tài)下解除，使用者只需 要重新向馬達(dá)72提供動(dòng)力，這反過來將驅(qū)使傳動(dòng)系組件70帶著閉鎖桿軸78轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)方向與由作動(dòng)器復(fù)位裝置76所作用的方向相反(見圖1)。如上文討論的那樣，該閥作動(dòng)器10具有那種在動(dòng)力故障情況下處于預(yù)定缺省狀 態(tài)的閥作動(dòng)器10的所有優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還使得閥作動(dòng)器具有可手動(dòng)超馳缺省狀態(tài)的功能。該閥 作動(dòng)器10是利用鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12而實(shí)現(xiàn)這一功能的，鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12能與閥作動(dòng)器10 的殼體30選擇性地進(jìn)行接合。當(dāng)處于鎖止?fàn)顟B(tài)-即接合狀態(tài)時(shí)，鎖止按鈕機(jī)構(gòu)12與鎖止 按鈕凹陷34通過第一和第二鎖止表面19和40而保持著摩擦接觸。所有的參考內(nèi)容-包括文中提及的公開文獻(xiàn)、專利申請(qǐng)、以及專利都被同等地結(jié) 合到本申請(qǐng)中作為背景，就如同這些參考文獻(xiàn)被單獨(dú)而具體地引用，且被吸收到內(nèi)容中。在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述的語境(特別是在后附權(quán)利要求書)中，使用了一些冠詞 “a”、“an”、“the”及類似的指代詞，除非另有指明或可與上下文明顯地沖突，這些指代詞應(yīng) 當(dāng)被理解為包含單數(shù)形式或復(fù)數(shù)含義。除非另有說明，詞語“包括”、“包含”、“具有”以及 “含有”應(yīng)當(dāng)被理解為開放式詞語(也就是說，意味著“包括但不限于”)。除非另有指明，文 中提及的數(shù)值范圍僅被作為對(duì)該范圍內(nèi)各個(gè)離散值逐個(gè)進(jìn)行指代的簡略表示法，且各個(gè)離 散值就如同被逐個(gè)指明那樣被包含在該說明書中，除非另有說明或與上下文明顯沖突，文 中的所有方法都可按照任何合適的次序進(jìn)行實(shí)施。除非另有聲明，文中的所有舉例或例示 性語句(例如“例如”)都僅是為了更好地說明本發(fā)明，對(duì)本發(fā)明的范圍不具有任何限制作 用。說明書中的任何語音都不應(yīng)當(dāng)被理解為其指代了對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施而言必不可少的組 成因素，上文已經(jīng)介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式-包括發(fā)明人為實(shí)施本發(fā)明而知曉的最 佳模式。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀了上文描述的基礎(chǔ)上，可更加清楚地認(rèn)識(shí)到這些優(yōu)選 實(shí)施方式的改型。發(fā)明人預(yù)計(jì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將適當(dāng)?shù)貞?yīng)用這些改型形式，且本發(fā)明人希 望本發(fā)明能被按照不同于文中所述形式的形式來實(shí)施。因而，本發(fā)明將包括后附權(quán)利要求 書所提出主題的改型或等效形式，其中，所述主題是由適用的法律所允許的。另外，除非另 有指明或與上下文環(huán)境明顯沖突，本發(fā)明將涵蓋上述技術(shù)元素所有可能的改型組合形式。
權(quán)利要求
1.一種閥作動(dòng)器，其包括殼體；承載在殼體內(nèi)的傳動(dòng)系；以及鎖止按鈕機(jī)構(gòu)，該鎖止按鈕機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)系可操作地進(jìn)行聯(lián)接，且在鎖止位置與解鎖位 置之間可選擇地與殼體進(jìn)行接合，在鎖止位置上，傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)被阻止，而在解鎖位置 上，允許傳動(dòng)系進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥作動(dòng)器，其特征在于鎖止按鈕機(jī)構(gòu)包括鎖止按鈕，該按鈕 上具有構(gòu)造成接納鎖止按鈕機(jī)構(gòu)的套管的開孔，鎖止按鈕可沿著套管在軸向上滑動(dòng)以將鎖 止按鈕與殼體選擇性地接合起來。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥作動(dòng)器，其特征在于在鎖止位置上，鎖止按鈕的鎖止部件 被接納在殼體的鎖止凹陷中形成的鎖止空腔中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閥作動(dòng)器，其特征在于鎖止空腔可操作地接納鎖止部件，以 便于在閥作動(dòng)器處于鎖止位置時(shí)，阻止鎖止按鈕相對(duì)于鎖止凹陷產(chǎn)生顯著的轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥作動(dòng)器，其特征在于鎖止部件具有第一鎖止表面，且鎖止 空腔具有第二鎖止表面，當(dāng)閥作動(dòng)器處于鎖止位置時(shí)，第一和第二鎖止表面處于摩擦接合 狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的閥作動(dòng)器，其特征在于鎖止空腔被鍵配合地連接到鎖止部 件，以便在閥作動(dòng)器處于鎖止位置時(shí)，使得鎖止空腔與鎖止部件形成鍵互補(bǔ)配合關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閥作動(dòng)器，其特征在于第一鎖止表面是鎖止部件的軸向延 伸表面并且形成了其外周面，第二鎖止表面是鎖止空腔的軸向延伸表面并且形成了其外周
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的閥作動(dòng)器，其特征在于傳動(dòng)系包括作動(dòng)器復(fù)位裝置，以在閥 作動(dòng)器處于鎖止位置時(shí)將軸向延伸的第一鎖止表面偏置抵靠到軸向延伸的第二鎖止表面 上。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的閥作動(dòng)器，其特征在于殼體包括鎖止按鈕凹陷，其內(nèi)設(shè)置有 環(huán)形的溝道，環(huán)形溝道被構(gòu)造成接納偏置元件，偏置元件可進(jìn)行操作而對(duì)鎖止按鈕沿軸向 方向相對(duì)于套管施加偏置作用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的閥作動(dòng)器，其特征在于偏置元件可進(jìn)行工作而將鎖止按鈕 偏置到解鎖位置，在解鎖位置上，鎖止按鈕的鎖止部件位于鎖止按鈕凹陷的鎖止空腔的軸 向上方。
11.一種閥作動(dòng)器，其包括殼體；由殼體承載的傳動(dòng)系，該傳動(dòng)系具有多個(gè)相互聯(lián)接的齒輪，其中，多個(gè)互聯(lián)齒輪中的各 個(gè)齒輪都需要將扭矩從多個(gè)互聯(lián)齒輪的輸入端傳遞給多個(gè)互聯(lián)齒輪的輸出端；桿軸，其從多個(gè)互聯(lián)齒輪中的其中一個(gè)齒輪沿其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸出，以使得桿軸的轉(zhuǎn)動(dòng) 與各個(gè)互聯(lián)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)；作動(dòng)器復(fù)位裝置，其與桿軸可操作地進(jìn)行聯(lián)接，以將傳動(dòng)系沿一方向轉(zhuǎn)動(dòng)到第一預(yù)定 位置；鎖止按鈕機(jī)構(gòu)，其與桿軸可操作地進(jìn)行聯(lián)接并且在鎖止位置與解鎖位置之間可選擇地與殼體進(jìn)行接合，鎖止位置是由不同于第一預(yù)定位置的第二預(yù)定位置所限定的，在該鎖止 位置上，阻止傳動(dòng)系進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，在解鎖位置上，允許傳動(dòng)系進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閥作動(dòng)器，其特征在于鎖止按鈕機(jī)構(gòu)包括套管，其被構(gòu)造 成將桿軸接納在套管的第一端中，且套管的第二端具有接納工具的部件。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閥作動(dòng)器，其特征在于作動(dòng)器復(fù)位裝置可進(jìn)行操作而對(duì) 鎖止按鈕機(jī)構(gòu)的鎖止按鈕施加偏置作用，以使鎖止按鈕與殼體上的鎖止空腔實(shí)現(xiàn)摩擦接 合，由此將傳動(dòng)系鎖定在預(yù)定的定向上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的閥作動(dòng)器，其特征在于鎖止按鈕包括鎖止部件，該部件具 有沿軸向延伸的第一鎖止表面，且鎖止空腔具有沿軸向延伸的第二鎖止表面，其中，作動(dòng)器 復(fù)位裝置可進(jìn)行操作而將第一和第二鎖止表面偏置為摩擦接合狀態(tài)。
15.一種用于對(duì)與閥作動(dòng)器相連的閥進(jìn)行致動(dòng)的方法，其包括步驟將與閥作動(dòng)器的傳動(dòng)系可操作地聯(lián)接著的鎖止按鈕機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)到預(yù)定的轉(zhuǎn)角位置；以及在鎖止按鈕機(jī)構(gòu)的鎖止按鈕處于預(yù)定的轉(zhuǎn)角位置時(shí)，通過在軸向上對(duì)鎖止按鈕進(jìn)行按 壓以使得鎖止按鈕與閥作動(dòng)器的殼體實(shí)現(xiàn)摩擦接合，使該殼體與鎖止按鈕機(jī)構(gòu)相接合。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，接合步驟包括操作使殼體的鎖止空腔 與鎖止按鈕相接合，具有鎖止部件的鎖止按鈕與鎖止空腔處于鍵互補(bǔ)配合關(guān)系，以便于當(dāng) 鎖止空腔接納著鎖止部件時(shí)，防止鎖止部件相對(duì)于鎖止空腔發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)動(dòng)步驟包括操作轉(zhuǎn)動(dòng)傳動(dòng)系的桿 軸，傳動(dòng)系包括多個(gè)相互聯(lián)接的齒輪，其中，多個(gè)互聯(lián)齒輪中的各個(gè)齒輪將扭矩從傳動(dòng)系的 輸入端傳遞給傳動(dòng)系的輸出端，桿軸與多個(gè)互聯(lián)齒輪中至少一個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括步驟與閥作動(dòng)器的殼體脫開， 其中，被接納在殼體環(huán)形溝道內(nèi)的偏置元件可進(jìn)行操作而對(duì)鎖止按鈕機(jī)構(gòu)中的鎖止按鈕施 加軸向偏置作用，使鎖止按鈕沿著傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線遠(yuǎn)離殼體，由此使鎖止按鈕機(jī)構(gòu)與殼 體脫離接合。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于偏置元件沿著鎖止按鈕機(jī)構(gòu)的套管對(duì) 鎖止按鈕施加軸向偏置作用，套管可操作地聯(lián)接著傳動(dòng)系的桿軸，桿軸與傳動(dòng)系的轉(zhuǎn)動(dòng)軸 線重合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶有手動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)的閥作動(dòng)器。帶有手動(dòng)鎖止機(jī)構(gòu)的該閥作動(dòng)器包括鎖止按鈕機(jī)構(gòu)，該鎖止按鈕機(jī)構(gòu)與沿傳動(dòng)系轉(zhuǎn)動(dòng)軸線延伸的桿軸可操作地聯(lián)接著。鎖止按鈕機(jī)構(gòu)可與閥作動(dòng)器的殼體選擇性地接合，以將傳動(dòng)系鎖定在選定的定向狀態(tài)上。
文檔編號(hào)F16K31/44GK102095018SQ20101058677
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
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