用于促動閥的設備及方法
【專利摘要】提供了克服促動油氣產(chǎn)業(yè)中使用的往復式壓縮機的閥的技術挑戰(zhàn)的設備及方法。一種閥組件(400)包括(1)構(gòu)造成提供位移的促動器(410)，(2)構(gòu)造成將位移從促動器傳遞至往復式壓縮機的閥的閥閉合部件的軸(430)，以及(3)連接到軸上且構(gòu)造成放大由促動器提供的位移和/或與位移關聯(lián)的力以促動閥的閥閉合部件的位移傳遞機構(gòu)。
【專利說明】用于促動閥的設備及方法
【技術領域】
[0001]本文公開的主題的實施例大體上涉及用于促動油氣產(chǎn)業(yè)中的往復式壓縮機中使用的閥的設備及方法，并且更具體地涉及用于放大促動器與促動閥之間的位移和/或與位移相關聯(lián)的力的裝置及方法。
【背景技術】
[0002]壓縮機為增大氣體壓力的機械裝置，且可在發(fā)動機、渦輪、發(fā)電、低溫應用、油氣處理等中找到。由于其廣泛使用，與壓縮機相關的各種機構(gòu)和技術通常進行著研究以改善壓縮機效率和解決與特定操作環(huán)境相關的問題。油氣產(chǎn)業(yè)中使用的壓縮機必須考慮的一個特質(zhì)在于壓縮流體通常是腐蝕性和可燃的。美國石油組織(API)—制定油氣產(chǎn)業(yè)中使用的設備的認可的產(chǎn)業(yè)標準的組織，已經(jīng)發(fā)出了 API618文件(2011年6月的其版本通過引用包括在本文中)，其列出了往復式壓縮機的整套最低要求。
[0003]壓縮機可分類為正位移壓縮機(例如，往復、螺旋或?qū)~壓縮機)或動力壓縮機(例如，離心或軸向壓縮機)。在正位移壓縮機中，通過將氣體捕集在室中且然后減小室的容積來壓縮氣體。在動力壓縮機中，通常通過將動能從旋轉(zhuǎn)元件(如，葉輪)傳遞至待由壓縮機壓縮的氣體來壓縮氣體。
[0004]圖1為油氣產(chǎn)業(yè)中使用的常規(guī)雙室往復式壓縮機10( S卩，正位移壓縮機)的圖示。壓縮發(fā)生在缸20中。待壓縮(例如，天然氣)的流體經(jīng)由入口 30和直通閥32，34輸入到缸20中，且在壓縮之后，其經(jīng)由閥42和44和然后的出口 40輸出。壓縮機以循環(huán)過程操作，在此期間，流體由于缸20中的活塞50在頭端26與曲柄端28之間的移動而被壓縮。活塞50將缸20分成在循環(huán)過程的不同階段操作的兩個室22和24，當室24的容積處于其最高值時室22的容積處于其最低值，且反之亦然。
[0005]吸入閥32和34在不同時間開啟以允許待壓縮的流體(即，具有第一 /吸入壓力P1)從入口 30分別進入室22和24。泄放閥42和44開啟以允許已經(jīng)壓縮的流體(B卩，具有第二 /泄放壓力P2)經(jīng)由出口 40分別從室22和24輸出?；钊?0由于從曲軸60經(jīng)由十字頭70和活塞桿80傳輸來的能量而移動。通常，在往復式壓縮機中使用的吸入閥和泄放閥(例如，32，34，42和44)為自動閥，其由于穿過閥的壓差而在閉合狀態(tài)與開啟狀態(tài)之間切換。
[0006]典型的壓縮循環(huán)包括四個階段:擴張、吸入、壓縮和泄放。當壓縮流體在壓縮循環(huán)結(jié)束時從室排空時，處于輸送壓力P2下的少量流體仍捕集在空隙容積(即，室的最小容積)中。在壓縮循環(huán)的擴張階段和吸入階段期間，活塞移動來增大室的容積。在擴張階段開始時，輸送閥閉合(吸入閥仍閉合)，且然后，捕集流體壓力下降，因為可用于流體的容積增大。壓縮循環(huán)的吸入階段在室內(nèi)的壓力變?yōu)榈扔谖雺毫1時開始，觸發(fā)吸入閥開啟。在吸入階段期間，室容積和待壓縮的流體量(處于壓力P1)增大，直到達到室的最大容積。
[0007]在壓縮循環(huán)的壓縮和泄放階段期間，活塞沿與擴張和壓縮階段期間的運動方向相反的方向移動，以減小室的容積。在壓縮階段期間，吸入閥和輸送閥兩者都閉合(即，流體不會進入或離開缸)，室中的流體壓力由于室的容積減小而增大(從吸入壓力P1至輸送壓力P2)。當室內(nèi)的壓力變?yōu)榈扔谳斔蛪毫2時，壓縮循環(huán)的輸送階段開始，觸發(fā)輸送閥開啟。在輸送階段期間，輸送壓力P2下的流體從室排空，直到達到室的最小(間隙)容積。
[0008]圖2分別在壓力對容積的坐標系中圖解示出了在室22中發(fā)生的壓縮循環(huán)(實線)和在室24中發(fā)生的壓縮循環(huán)(虛線)。在圖中，室22的容積Vel從左到右增大，而室24的容積Vcl從右到左增大。擴張階段分別對應于1-2和I’ -2’，吸入階段對應于2-3和2’ -3’，壓縮階段對應于3-4和3’ -4’，以及泄放階段對應于4-1和4’ -1’。
[0009]如果促動閥將代替自動閥而使用，則預計到針對油氣產(chǎn)業(yè)中使用的往復式壓縮機提高效率和減小間隙容積的潛在優(yōu)點。然而，由于操作油氣產(chǎn)業(yè)中的往復式壓縮機的特殊技術要求，故還未開發(fā)出促動閥的使用。沒有目前可用的促動閥可同時提供所需的較大的力、較大的位移和較短的響應時間。此外，在油氣產(chǎn)業(yè)中，進一步約束促動閥在往復式壓縮機中的使用的方面在于流體易燃和爆炸將破壞壓縮機。
[0010]相比之下，促動汽車產(chǎn)業(yè)(最常使用電促動器完成)中的閥可需要大的力和短的響應時間，但沒有大的位移。此外，在汽車產(chǎn)業(yè)的設備中，沒有關于爆炸的問題，爆炸實際上是期望的現(xiàn)象，且爆炸引起的高壓容易在環(huán)境中消散。
[0011]此外，與油氣產(chǎn)業(yè)中的設備相比，促動海洋設備中的閥(最常利用氣動或液壓促動器完成)需要大的力且可需要大的位移，但促動時間不是關鍵的。
[0012]因此，將期望提供使得有可能在用于油氣產(chǎn)業(yè)中的往復式壓縮機中使用促動閥的閥組件及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明構(gòu)想的各種實施例闡明了克服促動油氣產(chǎn)業(yè)中使用的往復式壓縮機的閥的技術挑戰(zhàn)的設備及方法。
[0014]根據(jù)一個示例性實施例，一種可在用于油氣產(chǎn)業(yè)的往復式壓縮機中使用的閥組件包括構(gòu)造成提供位移的促動器、連接到促動器上且構(gòu)造成將位移從促動器傳遞至往復式壓縮機的閥的閥閉合部件的軸、以及連接到軸上且構(gòu)造成放大由促動器提供的位移和/或與位移相關聯(lián)的力的位移傳遞機構(gòu)。
[0015]根據(jù)另一個示例性實施例，一種用于油氣產(chǎn)業(yè)中的往復式壓縮機具有:(1)流體在其內(nèi)壓縮以增大其壓力的壓縮機本體，(2)連接到壓縮機本體上且構(gòu)造成在不允許流體流過閥的閉合狀態(tài)與允許流體流過閥的開啟狀態(tài)之間切換的至少一個閥，以及(3)連接到至少一個閥上的閥組件。閥組件包括:(A)構(gòu)造成提供位移的促動器，(B)構(gòu)造成將位移從促動器傳遞至往復式壓縮機的閥的閥閉合部件的軸，以及(C)連接到軸上且構(gòu)造成放大位移和/或與位移關聯(lián)的力以促動閥的閥閉合部件的位移傳遞機構(gòu)。
[0016]根據(jù)另一個示例性實施例，提供了一種改造油氣產(chǎn)業(yè)中使用的且最初具有自動閥的往復式壓縮機的方法。該方法包括:(I)將構(gòu)造成提供位移的促動器安裝在往復式壓縮機中的流體通路外，(2)安裝連接到促動器上且構(gòu)造成接收位移的軸以穿透往復式壓縮機中的流體通路內(nèi)且連接到閥的閥閉合部件上，以及(3)將位移傳遞機構(gòu)連接在促動器與自動閥的閥閉合部件之間，位移傳遞機構(gòu)構(gòu)造成在位移經(jīng)由軸傳遞來促動閥的閥閉合部件時放大位移和/或與位移相關聯(lián)的力?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0017]并入說明書且構(gòu)成說明書的一部分附圖示出了一個或多個實施例，且結(jié)合描述闡釋了這些實施例。在附圖中:
圖1為常規(guī)雙室往復式壓縮機的示意圖；
圖2為示出典型壓縮循環(huán)的圖；
圖3為根據(jù)示例性實施例的往復式壓縮機；
圖4為根據(jù)示例性實施例的閥組件的示意圖；
圖5為根據(jù)另一個示例性實施例的閥組件的示意圖；
圖6為根據(jù)另一個示例性實施例的閥組件的示意圖；
圖7為根據(jù)另一個示例性實施例的閥組件的示意圖；
圖8為根據(jù)另一個示例性實施例的閥組件的示意圖；
圖9為根據(jù)另一個示例性實施例的閥組件的示意圖；
圖10為根據(jù)另一個示例性實施例的閥組件的示意圖；以及
圖11為根據(jù)示例性實施例的用于改造油氣產(chǎn)業(yè)中使用的往復式壓縮機的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]示例性實施例的以下描述提到了附圖。不同圖中的相同參考標號表示相同或相似的元件。以下詳細描述并未限制本發(fā)明。作為替代，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。為了簡單起見，參照了用于油氣產(chǎn)業(yè)的往復式壓縮機的用語和結(jié)構(gòu)論述了以下實施例。然而，接下來將論述的實施例不限于這些系統(tǒng)，而是可應用于其它系統(tǒng)。
[0019]整個說明書中提到的〃 一個實施例〃或〃實施例〃意指結(jié)合實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在公開的主題的至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各種位置出現(xiàn)的用語〃在一個實施例中〃或〃在實施例中〃不一定是指相同的實施例。此外，特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何適合的方式組合在一個或多個實施例中。
[0020]下文所述的實施例的一個目標在于提供將使得能夠在往復式壓縮機中使用一個或多個促動閥的設備(即，閥組件)和方法。促動閥可為線性(平移)閥或回轉(zhuǎn)(旋轉(zhuǎn))閥。促動器可為提供線性位移的線性促動器或提供角位移的旋轉(zhuǎn)促動器。構(gòu)造成且連接成操作(一個或多個)閥的閥閉合部的(一個或多個)促動器優(yōu)選為安裝在往復式壓縮機的本體外側(cè)，以便促動器并未與易燃流體直接接觸。
[0021]目前的氣動、液壓和電促動器是市售的。液壓和氣動促動器可以能夠輸送所需的力水平，但輸送力和位移的時間遠超過促動油氣產(chǎn)業(yè)中使用的往復式壓縮機中的閥所需的短時間。電促動器可在所需的響應時間內(nèi)操作，但并未提供足夠的力和/或位移(例如，它們通常僅提供I到2_的線性位移或達到40°的角位移)。因此，根據(jù)示例性實施例的下文所述的各種閥組件放大由促動器提供至油氣產(chǎn)業(yè)中使用的往復式壓縮機的閥的位移和/或力。通過放大位移和/或力，變得可能的是在油氣產(chǎn)業(yè)中使用的往復式壓縮機中使用目前可用的促動器。
[0022]圖3中示意性地示出了具有促動閥332的往復式壓縮機300的示例性實施例。壓縮機300為雙室往復式壓縮機。然而，根據(jù)與圖4-10中所示的實施例類似的實施例的閥組件也可用于單室往復式壓縮機中。壓縮在缸320的室322和324中發(fā)生。待壓縮的氣體(例如，天然氣)經(jīng)由入口 330輸入缸320中，且在壓縮之后經(jīng)由出口 340輸出。室322和324的容積由于活塞350沿缸320的縱軸線的移動而改變，在朝頭端326與朝曲柄端328移動之間交替?；钊?50將缸320分成在循環(huán)過程的不同階段操作的兩個室322和324，當室324的容積處于其最高值時室322的容積處于其最低值，且反之亦然。
[0023]吸入閥332和334開啟以允許待壓縮的流體(即，具有第一壓力P1)從入口 330分別進入壓縮室322和324。泄放閥342和344開啟以允許已經(jīng)壓縮的流體(B卩，具有第二壓力P2)經(jīng)由出口 340分別從壓縮室322和324輸出。活塞350由于經(jīng)由十字頭(未示出)和活塞桿380例如從曲軸(未示出)接收的能量而移動。在圖3中，閥332，334，342和344示為位于缸320的側(cè)壁上。然而，閥332和342，334和344可分別位于缸320的頭端326和/或曲柄2而328上。
[0024]與取決于閥的閥閉合部件的相對側(cè)上的壓差開啟的自動閥相比，促動閥(如圖3中的322)在促動器(如圖3中的337)將經(jīng)由閥促動器聯(lián)接機構(gòu)335傳遞的力施加到閥332的閥閉合部件333上時開啟，從而引起閥閉合部件333的線性位移或角位移。促動閥比自動閥更可靠，且提供了油氣產(chǎn)業(yè)中使用的往復式壓縮機的提高效率和減小間隙容積的優(yōu)點。往復式壓縮機300的一個或多個閥可為促動閥。促動閥和自動閥的組合也可存在于一些實施例中；例如，吸入閥可為促動閥，而泄放閥可為自動閥。
[0025]圖4為根據(jù)示例性實施例的閥組件400的示意圖。位于壓縮機本體420外側(cè)的促動器410構(gòu)造成將角位移提供至穿透壓縮機本體420內(nèi)側(cè)的軸430。
[0026]軸430具有分別接近覆蓋件軸支承件440和450的套環(huán)432和434。套環(huán)432和434中的至少一個可移除，以便于軸430的安裝(即，軸430和套環(huán)432和434未形成為一件)。覆蓋件支承件440和450與覆蓋件460 —起組裝以收納和支承閥組件400。分別位于覆蓋件支承件440和450與覆蓋件460之間的靜態(tài)密封件442和452確保了壓縮機內(nèi)側(cè)的高壓流體不會泄漏到其外側(cè)。這些靜態(tài)密封件可為O形環(huán)。
[0027]位于套環(huán)432與覆蓋件軸支承件440之間的推力軸承444和位于套環(huán)434與覆蓋件支承件450之間的推力軸承454構(gòu)造成移除由壓縮機本體內(nèi)側(cè)的流體(例如，天然氣)與促動器410所處的壓縮機本體外側(cè)的環(huán)境之間的壓差引起的力(見從內(nèi)指向外的箭頭)?？墒褂貌煌谕屏S承的其它類型的軸承。位于軸430與覆蓋件460之間的動態(tài)密封件446確保了壓縮機內(nèi)側(cè)的高壓流體不會泄漏到其外側(cè)。這些動態(tài)密封件可為迷宮式密封件。
[0028]凸輪436固定到套環(huán)432與434之間的軸430上(用于與軸一起旋轉(zhuǎn))。凸輪436具有關于軸430的旋轉(zhuǎn)軸線不對稱的形狀。凸輪436構(gòu)造成與促動器軸470接觸，促動器軸470連接到線性閥(例如，提升閥或環(huán)形閥)的閥閉合部件(未示出)上。由于凸輪436的形狀，故由促動器410傳遞至軸430的旋轉(zhuǎn)位移轉(zhuǎn)變成閥閉合部件的線性位移。
[0029]因此，由于凸輪436，故組件400可用于將由電促動器提供的角位移(例如，達到40° )放大和轉(zhuǎn)換成促動往復式壓縮機中的閥所需的線性位移(例如，5到IOmm)。
[0030]圖5為根據(jù)另一個示例性實施例的閥組件500的示意圖。閥組件500的一些構(gòu)件類似于圖4中的閥組件400的構(gòu)件，且因此具有相同的標號，且不再描述以避免重復。然而，即使類似的構(gòu)件也可具有實質(zhì)不同的特性。位于壓縮機本體420外側(cè)的促動器410構(gòu)造成將角位移提供至穿透壓縮機本體420內(nèi)側(cè)的軸530。軸530具有接近覆蓋件軸支承件440和450的套環(huán)532和534。覆蓋件支承件440和450與覆蓋件460 —起組裝以收納和支承閥組件500。
[0031]軸530構(gòu)造成具有部分536，其實質(zhì)平行于軸的旋轉(zhuǎn)軸線，但離軸線有預定的顯著(即，可見，影響附接到該部分上的部分的運動)距離。連接桿570附接到部分536上。朝向部分536的連接桿570的端部572與部分536 —起旋轉(zhuǎn)，而連接到促動器軸575上的相對的端部574具有線性位移。線性位移經(jīng)由促動器軸575而傳遞至閥的閥閉合部件(未示出)。
[0032]因此，由于軸530和連接桿570的形狀，故由促動器410引起的軸的相對較小的角位移轉(zhuǎn)換成閥閉合部件的實質(zhì)線性位移。
[0033]圖6為根據(jù)另一個示例性實施例的閥組件600的示意圖。在閥組件600中，由促動器610生成的線性位移由線性-旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器620轉(zhuǎn)換成角位移。在圖6中，促動器610和線性-旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器620兩者置于壓縮機本體630外側(cè)。然而，在備選實施例中，線性-旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器620可置于壓縮機本體630內(nèi)側(cè)。然而，期望的是減小壓縮機本體630內(nèi)側(cè)的移動部的數(shù)目，以減小例如由于其累積的電荷生成火花的可能性。
[0034]此外，在圖6中，促動器610示為與線性-旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器620分開。然而，在備選實施例中，促動器610和線性-旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器620的構(gòu)件可安裝在同一殼體內(nèi)。
[0035]由促動器610生成的線性位移經(jīng)由促動器軸640傳遞至連接桿650。連接桿650具有附接到促動器軸640上的一個端部652和附接到軸660的部分662上的相對的端部654。軸660構(gòu)造成圍繞實質(zhì)平行于部分662但離部分662有顯著距離的軸線旋轉(zhuǎn)。由于軸660的形狀，故由促動器610生成的相對較小的線性位移產(chǎn)生軸660的顯著角位移。在線性-旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器620內(nèi)，軸660可由軸承670支承。
[0036]軸660構(gòu)造成穿透壓縮機本體630內(nèi)，其中軸660的端部連接到旋轉(zhuǎn)閥的移動部690上。軸660具有套環(huán)664。推力軸承680位于套環(huán)664與壓縮機本體630的覆蓋件632之間。推力軸承680緩沖由壓縮機本體630內(nèi)的流體與環(huán)境之間的壓差引起的力。位于覆蓋件632與軸660之間的動態(tài)密封件682防止壓縮機本體630內(nèi)的流體泄漏到其外側(cè)。
[0037]因此，由于線性-旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)換器620，故組件600將由(電)促動器生成的線性位移放大并轉(zhuǎn)換成能夠促動往復式壓縮機中的旋轉(zhuǎn)閥的角位移。
[0038]圖7為根據(jù)另一個示例性實施例的閥組件700的示意圖。位于壓縮機本體720外的促動器710將角位移提供至軸730。軸730穿透壓縮機本體720內(nèi)的覆蓋件740。具有套環(huán)732的軸730被朝向位于套環(huán)732與覆蓋件740之間推力軸承750推動。推力軸承750緩沖壓縮機內(nèi)的流體與環(huán)境(促動器710所處的位置)之間的壓差引起的力。位于覆蓋件740與軸730之間的動態(tài)密封件752防止壓縮機本體720內(nèi)的流體泄漏到其外側(cè)。
[0039]在壓縮機本體730內(nèi)，軸730的角位移由螺旋起重機構(gòu)760轉(zhuǎn)換成線性位移。螺旋起重機構(gòu)760固定地附接到位于覆蓋件740與缸本體720之間的螺旋起重覆蓋件770上。螺旋起重機構(gòu)760具有內(nèi)螺紋，且軸730具有外螺紋，從而角位移轉(zhuǎn)換成線性位移。例如，螺旋起重機構(gòu)760可推動附接到線性閥(例如，提升閥或環(huán)形閥)的閥閉合部件790上的促動器軸780。
[0040]因此，由于螺旋起重，故組件700可用于放大一般由電促動器提供的力，且將角位移轉(zhuǎn)換成促動往復式壓縮機中的線性閥所需的線性位移。
[0041]圖8為根據(jù)又一個示例性實施例的閥組件800的示意圖。位于壓縮機本體820外的促動器810將角位移提供至軸830。軸830經(jīng)由覆蓋件840穿透壓縮機本體內(nèi)側(cè)。軸830具有套環(huán)832，套環(huán)832沿其大部分長度具有大于軸直徑的直徑。位于套環(huán)832與覆蓋件840之間的推力軸承850緩沖壓縮機本體820內(nèi)的流體與環(huán)境之間的壓差引起的力。位于覆蓋件840與軸830之間的動態(tài)密封件852防止壓縮機本體820內(nèi)的流體泄漏到其外側(cè)。
[0042]此外，閥組件800包括促動器軸860，回轉(zhuǎn)閥的閥閉合部件870附接在其第一端部862處?；剞D(zhuǎn)閥還包括靜態(tài)座880。當處于第一位置時，穿過閥座880的開口 882重疊穿過回轉(zhuǎn)閥870的開口 872，閥開啟。通過使回轉(zhuǎn)閥的閥閉合部件870關于閥座880旋轉(zhuǎn)到第二位置，開口 872和882不再重疊且閥閉合。
[0043]市售的促動器提供相對較小的角位移(例如，達到40° )。然而，有效的回轉(zhuǎn)閥需要實質(zhì)較寬的角開啟(例如，120° )。為了實現(xiàn)回轉(zhuǎn)閥的閥閉合部件870關于閥座880的旋轉(zhuǎn)至少等于該較寬的角開啟，由促動器810提供的角位移由倍增齒輪機構(gòu)890放大。倍增齒輪機構(gòu)890包括附接到軸830的端部上的第一齒輪892，以及附接到促動器軸860的第二端部864上的第二齒輪894 (第二端部864與第一端部862相對)。第二套環(huán)可安裝或形成在軸830上，比第一齒輪892更接近軸的端部。第一齒輪892的半徑大于第二齒輪894的半徑，且由于齒輪892和894的周向位移相同，故齒輪892的角位移(等于由促動器890提供的角位移)產(chǎn)生齒輪894的較寬角位移，這是第一位置(例如，閉合)和第二(例如，開啟)位置之間切換回轉(zhuǎn)閥的閥閉合部件870所需的。位于覆蓋件840與壓縮機本體820的壁之間的倍增齒輪覆蓋件896向倍增齒輪890提供支承結(jié)構(gòu)。
[0044]總之，圖4-8示出了油氣產(chǎn)業(yè)中的往復式壓縮機中可使用的閥組件。這些閥組件包括位于連接到穿透壓縮機本體內(nèi)側(cè)的軸上的壓縮機本體外側(cè)的促動器，軸傳遞由促動器提供的(線性或角)位移。軸與閥的閥閉合部件之間的位移傳遞機構(gòu)放大位移和/或與位移相關聯(lián)的力。
[0045]不同于示出復雜的閥組件的圖4-8，圖9和圖10畫出了用于放大由促動器提供的位移的機構(gòu)，機構(gòu)可位于壓縮機本體內(nèi)側(cè)或外側(cè)。在圖9中，構(gòu)造成圍繞支點920樞轉(zhuǎn)的桿910放大由促動器930提供的線性位移，以經(jīng)由促動器軸940提供足夠的線性位移來促動線性閥(例如，提升閥或環(huán)形閥)的閥閉合部件950，使閥在開啟狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間切換。
[0046]在圖10中，由促動器960提供的線性位移經(jīng)由連接桿970傳遞和轉(zhuǎn)換成角位移，以促動回轉(zhuǎn)閥的閥閉合部件980。
[0047]流體在缸中壓縮，流體經(jīng)由構(gòu)造成取決于穿過閥的壓差而在開啟狀態(tài)與閉合狀態(tài)之間切換的自動閥而流至缸或從缸流出的具有該缸的現(xiàn)有的往復式壓縮機可升級(改造)來具有促動閥。圖11為示出根據(jù)示例性實施例的用于改造油氣產(chǎn)業(yè)中使用的往復式壓縮機的方法1000的流程圖。該方法1000包括S1010處的將構(gòu)造提供位移的促動器安裝在往復式壓縮機的流體通路外側(cè)。該方法1000還包括S1020處的安裝連接到促動器上且構(gòu)造成接收位移的軸以穿透往復式壓縮機中的流體通路內(nèi)側(cè)且連接到閥的閥閉合部件上。然后，方法1000包括在S1030處的將位移傳遞機構(gòu)連接在促動器與自動閥的閥閉合部件之間，位移傳遞機構(gòu)構(gòu)造成在位移經(jīng)由軸傳遞來促動閥的閥閉合部件時放大位移和與位移相關聯(lián)的力中的至少一者。[0048]公開的示例性實施例提供了用于放大油氣產(chǎn)業(yè)中使用的往復式壓縮機中的促動器與閥之間的位移和/或力的閥組件。應當理解的是，該描述并不旨在限制本發(fā)明。相反，示例性實施例旨在覆蓋包括在由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍中的備選方案、改型和等同方案。此外，在示例性實施例的詳細描述中，闡明了許多具體細節(jié)以便提供請求得到專利保護的本發(fā)明的全面理解。然而，本領域的技術人員將理解的是各種實施例可在沒有此類具體細節(jié)的情況下實施。
[0049]盡管在實施例中以特定組合描述了本示例性實施例的特征和元件，但各個特征或元件可在沒有實施例的其它特征和元件的情況下單獨使用，或在具有或沒有本文公開的其它特征和元件的情況下以各種組合使用。
[0050]本書面說明使用了公開的主題的示例來使本領域的任何技術人員能夠?qū)嵤嵤├?，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何組合的方法。主題的可專利范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領域的技術人員想到的其它示例。此類其它示例旨在在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種能夠在用于油氣產(chǎn)業(yè)的往復式壓縮機中使用的閥組件，所述閥組件包括: 構(gòu)造成提供位移的促動器； 連接到所述促動器上且構(gòu)造成將所述位移從所述促動器傳遞至所述往復式壓縮機的閥的閥閉合部件的軸；以及 連接到所述軸上且構(gòu)造成放大由所述促動器提供的所述位移和/或與所述位移相關聯(lián)的力的位移傳遞機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥組件，其特征在于，所述促動器提供角位移，所述促動器位于壓縮機本體外側(cè)，且所述位移傳遞機構(gòu)位于所述軸與所述閥的所述閥閉合部件之間，在所述壓縮機本體內(nèi)側(cè)，以及 所述位移傳遞機構(gòu)構(gòu)造成將所述角位移轉(zhuǎn)換成線性位移以促動所述閥的所述閥閉合部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的閥組件，其特征在于， 所述軸(I)構(gòu)造成圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，(2)對于軸的大部分長度具有圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線的窄圓柱形，以及(3)具有帶實質(zhì)平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線且與所述旋轉(zhuǎn)軸線成預定距離的節(jié)段的U形部分，以及 所述位移傳遞機構(gòu)包括:(A)具有連接到實質(zhì)平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線且與所述旋轉(zhuǎn)軸線成所述預定距離的所述軸的所述節(jié)段上的第一端部的連接桿，以及(B)連接到所述連接桿的第二端部上和所述閥的所述閥閉合部件上的促動器軸。
4.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的閥組件，其特征在于，所述位移傳遞機構(gòu)包括: 具有螺紋通道的螺旋起重，所述軸的螺紋端部插入該螺紋通道內(nèi)側(cè)；以及 在第一端部處接觸所述螺旋起重且使所述閥的所述閥閉合部件附接在與所述第一端部相對的第二端部處的促動器軸。
5.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的閥組件，其特征在于，所述位移傳遞機構(gòu)包括: 倍增齒輪，其包括至少附接到所述壓縮機本體內(nèi)的所述軸的端部上的第一齒輪和與所述第一齒輪纏結(jié)且比所述第一齒輪具有更小直徑的第二齒輪；以及 促動器軸，其使所述第二齒輪附接到所述促動器軸的第一端部上且使所述閥的所述閥閉合部件附接到所述促動器軸的第二端部上，所述第二端部與所述第一端部相對。
6.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的閥組件，其特征在于，所述促動器提供線性位移， 所述軸構(gòu)造成圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，(2)對于軸的大部分長度具有圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線的窄圓柱形，以及(3)具有帶實質(zhì)平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線且與所述旋轉(zhuǎn)軸線成預定距離的節(jié)段的U形部分，以及 所述位移傳遞機構(gòu)包括線性-旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器，其包括: 連接到所述促動器上且接收所述線性位移的促動器軸；以及 連接桿，其具有連接到所述促動器軸上的第一端部和連接到實質(zhì)平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線且與所述旋轉(zhuǎn)軸線成預定距離的所述軸的所述節(jié)段上的第二端部。
7.一種用于油氣產(chǎn)業(yè)的往復式壓縮機，包括: 壓縮機本體； 連接到所述壓縮機本體上的至少一個閥；以及 構(gòu)造成促動所述至少一個閥的閥閉合部件的閥組件，所述閥組件包括:構(gòu)造成提供位移的促動器； 構(gòu)造成將所述位移從所述促動器傳遞至所述往復式壓縮機的閥的閥閉合部件的軸； 連接到所述軸上且構(gòu)造成放大由所述促動器提供的所述位移和/或與所述位移相關聯(lián)的力以促動所述閥的所述閥閉合部件的位移傳遞機構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的往復式壓縮機，其特征在于， 所述促動器提供角位移，所述促動器位于所述壓縮機本體外側(cè)，且所述位移傳遞機構(gòu)位于所述軸與所述閥的所述閥閉合部件之間， 所述軸(I)構(gòu)造成圍繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，(2)對于軸的大部分長度具有圍繞所述旋轉(zhuǎn)軸線的窄圓柱形，以及(3)具有帶實質(zhì)平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線且與所述旋轉(zhuǎn)軸線成預定距離的節(jié)段的U形部分，以及 所述位移傳遞機構(gòu)包括:(A)具有連接到實質(zhì)平行于所述旋轉(zhuǎn)軸線且與所述旋轉(zhuǎn)軸線成所述預定距離的所述軸的所述節(jié)段上的第一端部的連接桿，以及(B)連接到所述連接桿的第二端部上和所述閥的所述閥閉合部件上的促動器軸。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的往復式壓縮機，其特征在于，所述位移傳遞機構(gòu)包括: 具有螺紋通道的螺旋起重，所述軸的螺紋端部插入該螺紋通道內(nèi)；以及 在第一端部處接觸 所述螺旋起重且使所述閥的所述閥閉合部件附接在與所述第一端部相對的第二端部處的促動器軸。
10.一種改造用于油氣產(chǎn)業(yè)中的且最初具有自動閥的往復式壓縮機的方法，所述方法包括: 將構(gòu)造成提供位移的促動器安裝在所述往復式壓縮機中的流體通路外側(cè)； 安裝連接到所述促動器上且構(gòu)造成接收所述位移的軸以穿透往復式壓縮機中的所述流體通路內(nèi)側(cè)且連接到所述閥的閥閉合部件上；以及 將位移傳遞機構(gòu)連接在所述促動器與所述自動閥的所述閥閉合部件之間，所述位移傳遞機構(gòu)構(gòu)造成在所述位移經(jīng)由所述軸而傳遞來促動所述閥的所述閥閉合部件時放大所述位移和/或與所述位移相關聯(lián)的力。
【文檔編號】F16K31/50GK104011380SQ201280064929
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月27日
【發(fā)明者】L.托格納雷利, R.巴加利 申請人:諾沃皮尼奧內(nèi)有限公司