本發(fā)明涉及用于控制閥門的致動器的引導元件。

更具體地，本發(fā)明涉及適于沿著卡接機構(glyph mechanism)(其為致動器的一部分)的導軌對銷進行支撐和引導的引導元件。本發(fā)明還涉及設置有所述引導元件的致動器。

關注的領域是對中型和大型系統(tǒng)(例如，輸氣管道、輸油管道等)的閥門的開啟—關斷進行控制以及對所述閥門進行調節(jié)的領域。

背景技術：

如已知的，在此類型的系統(tǒng)中，開啟—關斷及控制式的閥門設置有用于例如在緊急狀況下開啟或關斷這些閥門的遠程控制措施。

通常，這些閥門的控制交由液壓致動器并且可選地交由設置有彈簧的機械系統(tǒng)來完成，所述控制通過一杠桿機構使得閥塞從完全開啟的位置通過中間位置轉動到完全關斷的位置(反之亦然)來實現(xiàn)。

本發(fā)明的引導元件能夠有效地(但不排他地)應用到閥致動器上。

更具體地，本發(fā)明特別適于用在閥塞的操作角度為90°(也被稱為“四分之一轉”)的閥致動器中。

現(xiàn)有技術的可以應用于這些閥門的示例在專利US 3,671,262中進行了描述。

這些閥門包括與閥塞成一體的閥桿，該閥桿延伸到閥殼的外側，以連接到致動器上。

致動器通常包括連接到閥桿上的套筒以及與所述套筒一體地轉動的一對卡接元件，所述一對卡接元件具有層疊設置并且相互豎直對準的槽。

每個槽中容納有塊狀形式的一引導元件，所述引導元件能夠與所述槽的側壁滑動接觸。一銷在其兩端部由兩個引導元件支撐。

所述銷直接或間接地連接到至少一個液壓或氣動缸的桿上，或者連接到彈簧容器的桿上，該桿施加推力到該銷上，導致引導元件沿所述槽滑動，并且隨后使得與套筒成一體的卡接元件和閥桿轉動。

現(xiàn)有技術的引導元件通常包括具有兩個平直的平行面的單個主體，所述兩個平直的平行面所處間距與槽的側壁之間的距離一致。

所述銷容納于圓筒形的基座中，該基座允許該銷與引導元件的主體之間的轉動。

現(xiàn)有技術的引導元件的配置因此具有一些問題。

在這些問題中，最相關的問題涉及到引導元件的耐久性，特別地是在引導元件因為相對于槽的側壁的摩擦而磨損的這種方式下的耐久性。

更具體地，現(xiàn)有技術的引導元件的問題涉及到在一定時長的操作之后，同一側面的表面上所發(fā)生的不均勻磨損。

此問題是已知的，其由于銷隨著通過致動器產(chǎn)生的推力發(fā)生彈性彎曲而造成。

此彎曲盡管很微小，但是會造成引導元件的主體的轉動而使得該引導元件的滑動面不再完全地平行于卡接機構的側壁。

為了更好地理解此現(xiàn)象，圖1示意性地示出了現(xiàn)有技術的致動器的一部分，其中銷P隨著致動器桿R的推力而彎曲。

如能夠看到的，桿R的推力導致銷從端部(該端部被固定到引導元件G上)朝向中部(致動器的力F施加到該中部)彎曲。

此彎曲使得銷P的軸線產(chǎn)生變形，該變形牽涉到了該銷直到端部的整個長度。端部的變形則會導致引導元件在卡接機構M的槽A內的轉動。

隨著引導元件G的主體的轉動，滑動面S也轉動到了不再與卡接元件的槽的側壁L相平行的位置。

更具體地，如圖1所示，滑動面S僅在有限的區(qū)域ZC中保持與側壁相接觸。

應當注意，在該圖中，對變形和運動進行了刻意地強調，使得所述現(xiàn)象更容易看到和理解；在實際情況中，這些變形是很微小的，其處于毫米的幾十分之一的量級。

除了上述問題以外，卡接元件的側壁與引導元件的滑動面之間產(chǎn)生的高的壓力導致主要接觸區(qū)域ZC中所述滑動面的過早老化，直至該引導元件不再能使用為止。

事實上，引導元件通常由相對于卡接機構的材料(通常為經(jīng)過表面處理的鋼材)更柔性的材料(通常為黃銅、青銅或其合金，或者為諸如聚四氟乙烯或其衍生物這樣的合成材料)制成，或者覆置有所述更柔性的材料。

在引導元件變得過度磨損的情況下，這使得該引導元件被單獨地周期性更換，而保留卡接元件，更換該卡接元件的費用則極為昂貴。

引導元件的單獨更換，除了購買新部件的花費之外，還涉及拆卸或移除致動器的更多花費，以及為了執(zhí)行此操作而導致的生產(chǎn)線中的不期望停工。

很清楚：由于所述滑動面的異常磨損，超過必要的對引導元件進行頻繁地更換會毫無疑問地導致花費的不期望增加。

此外，在引導元件漸進的磨損過程期間，該引導元件將逐漸失去上面所指出的材料的滑動特性。

由于引導元件與卡接元件的側壁之間增加的摩擦而導致通過致動器傳遞的力增加的分散性，這對于通過卡接元件向閥塞傳遞的扭矩具有負面的影響。

專利EP 2242946 B1描述了一種閥致動器，該閥致動器中的引導元件鉸接在可連接到閥致動器裝置的滑動件上。所述滑動件通過與致動器殼體成一體的線性引導部沿著直線方向被引導。

由于滑動件(其中設置有用于容納線性引導部的基座)的尺寸，此類現(xiàn)有技術的致動器具有相對較大的整體尺寸。此外，這些基座和這些線性引導部成為更多的會承受故障和磨損的元件，因此這使得對裝置的維護操作復雜化。

此外，此致動器的結構更加復雜，因而相對于如上所述的那些其他的現(xiàn)有技術的致動器會更加昂貴。

技術實現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明的目的是提供克服了現(xiàn)有技術的上述問題的閥致動器的卡接元件中的銷的引導元件。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種引導元件，該引導元件允許使得滑動表面的磨損減少，從而使得所述滑動表面的耐久性提高。

本發(fā)明的另一目的是提供一種引導元件，該引導元件是結構簡單的、低成本的，并且能夠利用與現(xiàn)有技術的引導元件所用材料相同的材料制成。

本發(fā)明的另一目的是提供一種引導元件，該引導元件能夠應用于現(xiàn)有的致動器中，而不需要對致動器進行修改或適配。

本發(fā)明的又一目的是提供一種引導元件，該引導元件允許使得要被更換的磨損部件的材料量減少，從而允許維護成本進一步降低。

除了上述目的以外，本發(fā)明的目的還在于提供一種閥制動器，該閥致動器更高效、更可靠，且需要維護的頻率更低。

這些目的通過具有主體的引導元件來實現(xiàn)，所述主體不同于現(xiàn)有技術的單個主體，而是包括至少兩個部分。第一部分能夠連接到卡接元件的銷上，而第二部分具有與槽的壁滑動接觸的滑動表面。根據(jù)本發(fā)明，這兩個部分能夠相對運動，使得第一部分不會將在卡接機構的操作期間因銷的彎曲而施加的轉動傳遞到第二部分。具有滑動表面的第二部分能夠因此保持與槽的側壁完全接觸，即，基本平行于所述槽的側壁。

在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，引導元件包括至少三個部分，其中兩個部分的每一個具有滑動表面，所述兩個部分的滑動表面相對。所描述的引導元件因此用于卡接元件的銷在機構運動的兩個方向上承受巨大推力的情形中。

為了允許使得引導元件對銷的支撐沒有竄動或振動，引導元件的所述部分在弧形的支承表面處相互連接，允許使得所述部分在保持相互接觸的同時能夠在這些部分之間進行相對轉動。

本發(fā)明因此涉及閥致動器中的銷的引導元件，該引導元件在卡接元件的槽中沿滑動方向對銷進行支撐和引導，所述引導元件包括中心主體和至少一個側部，所述中心主體設置有基座，所述基座適于容納所述銷的一部分，所述至少一個側部具有滑動表面，所述滑動表面適于與所述槽的相應的側壁滑動接觸。

根據(jù)本發(fā)明，所述中心主體和所述至少一個側部配置成繞平行于所述滑動方向的軸線相對轉動。

所述中心主體因此在繞所述軸線轉動的運動上從所述側部釋放。

當所述卡接元件的銷因為由閥致動器施加的力而彎曲時，所述中心主體能夠與所述銷一體地轉動，而所述側部(該側部相對于所述中心主體轉動)則能夠保持在最優(yōu)的操作位置上，在該位置上所述滑動表面平行于所述槽的側壁。

在本發(fā)明的一方面中，所述中心主體可以具有至少一個外支承表面，所述外支承表面至少部分為圓柱表面。圓柱表面的軸線平行于所述滑動方向。所述側部在其內部面上具有對應的內支承表面，所述內支承表面部分為圓柱表面，并且適于與所述外支承表面轉動接觸。

這兩個表面具有基本相同的半徑且共享相同的軸線，并且在基本整個重疊的區(qū)域中保持接觸，這給所述側部帶來穩(wěn)定性。

所述中心主體的外支承表面可以在該中心主體的一部分上延伸，或者在該中心主體的整個長度上延伸。

相反，所述內支承表面的張角能夠作為引導元件的尺寸的函數(shù)而變化，但是其通常介于60°到120°之間。

為了防止所述側部沿平行于所述滑動方向的方向相對于所述中心主體平移，該引導元件設置有專門的限制機構。

這些限制機構可以包括，例如：兩個擋部，即，一個前擋部和一個后擋部。在一變體中，這些擋部伸出到所述內支承表面之外，使得其分別至少部分地重疊在所述中心主體的前部面和后部面上。

在一替代的變體中，所述限制機構可以包括從所述內支承表面伸出的至少一個元件，所述元件適于被插入到形成于所述中心主體的外支承表面上的槽中。

在本發(fā)明的另一方面中，所述引導元件包括兩個側部，所述兩個側部設置有相應的滑動表面。所述兩個側部及其相應的滑動表面設置成相對于引導元件的對稱面鏡像對稱。

這樣，當作用于所述銷上的力的方向朝向毗鄰的槽的相應的側壁推擠一個或另一個滑動表面時，所述引導元件能夠進行有效地操作。

第二側部的轉動發(fā)生在第二外支承表面上，該第二外支承表面至少部分為圓柱面，并且其軸線平行于所述滑動方向。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述中心主體的兩個外支承表面的軸線重合。

這允許使得所述中心主體同時相對于所述兩個側部轉動，而不會將力傳遞到所述兩個側部中的任一個，所述力為諸如繞平行于所述滑動方向的軸線的轉矩或者沿所述銷的軸線方向的力。

上述目的還通過用于控制閥門的致動器來實現(xiàn)，該致動器包括：

-卡接元件，該卡接元件能夠連接到閥塞上；

-銷，該銷沿所述卡接元件的槽滑動；

-致動裝置，該致動裝置作用在所述銷上，使得所述卡接元件轉動；和

-引導元件，該引導元件連接到所述銷上，并且容納于所述槽中，該引導元件能夠與所述槽的至少一個側壁滑動接觸。

所述引動元件根據(jù)本發(fā)明的一個或多個前述特征而制造。

附圖說明

如在附圖中所示出的，從卡接元件中的銷的引導元件的優(yōu)選但不排他的實施方式的示例說明將更加顯而易見本發(fā)明的更多特征和優(yōu)勢，其中：

-圖2是根據(jù)本發(fā)明的引導元件的透視圖；

-圖3是根據(jù)本發(fā)明的引導元件的分解視圖；

-圖4是圖2的引導元件的剖視圖；

-圖5是圖2的引導元件的俯視圖；

-圖6是設置有根據(jù)本發(fā)明的引導元件的致動器的透視圖；

-圖7是根據(jù)圖6的致動器的線A-A的剖視圖。

具體實施方式

參考附圖，總體上用附圖標記1指代引導元件，該引導元件包括中心主體10、第一側部20和第二側部30。

側部20、30與中心主體10相分離，并且能夠緊靠該中心主體放置，以形成引導元件1的裝配體。

當中心主體10與側部20、30相互連接時，引導元件1具有大致平行六面體的形狀。

在一變體中(未示出)，側部20、30能夠被連接到中心主體上，使得所述側部能夠相對于所述中心主體移動或轉動。

根據(jù)本發(fā)明，側部的數(shù)量可以超過兩個。

例如，在中心主體10的每側上可以放置并排的多個側部，所述側部部分地或完全地覆蓋中心主體10的長度。

在實際中，每個側部20、30可以為單個元件，或者可以分為多個分離的元件。

中心主體10由前部面10a、后部面10b、側壁10c、10d、上部面10e以及下部面10f來限定。

在中心主體10中形成有基座11，該基座通常為圓筒形，并且適于容納卡接機構的銷P(圖6、7)，將在下面更好地描述。

該基座11沿軸線Z豎直延伸，并且優(yōu)選地穿過主體10的整個高度。

在中心主體的側壁10c、10d處，該中心主體10具有相應的第一外支承表面12和第二外支承表面13。這些外支承表面12、13至少部分為圓柱形的表面。

術語“至少部分為圓柱形的表面”指的是由沿著一圓弧的軸線投影來限定的表面，所述圓弧可以具有等于或小于360°的張角。

根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的變體，兩個外支承表面12、13共享相同的軸線X。

該軸線X設置成平行于引導元件在卡接機構的槽中的滑動方向。

優(yōu)選地，外支承表面12、13相對于中心主體10的對稱面S(其穿過前述的軸線X)鏡像對稱。

這些外支承表面12、13可以沿軸線X僅僅在中心主體10的一部分上延伸，或者如在優(yōu)選的變體中，在該中心主體的整個長度上延伸。

側部20、30分別包括前部面20a、30a、后部面20b、30b、側面20c、20d、30c、30d、上部面20e、30e以及下部面20f、30f。

在外側面20d、30d上形成有相應的平直的滑動表面21、31，所述滑動表面適于與卡接機構的槽的相應的側壁滑動接觸。

為此，側部20、30優(yōu)選地由具有低摩擦系數(shù)的金屬(例如黃銅、青銅或其合金)制成。

替代地，側部可以由不同的金屬制成，并且在滑動表面21、31處設置有覆層或者由合成材料(例如聚四氟乙烯及其衍生物)制成的嵌入體。

中心主體10可以由鋼材制成，或者與側部20、30一樣，也可以由黃銅、青銅等制成。

側部20、30在內側面20c、30c處連接到中心主體10。

在第一側部20的內側面20c上形成有第一內支承表面22；在第二側部30的內側面30c上形成有第二內支承表面32。

內支承表面22、32與相應的外支承表面12、13互補，即，這些表面具有相同的曲率半徑。

當內支承表面22、32與外支承表面12、13相接觸時，這些表面共享相同的軸線X。

如已經(jīng)提到的，該特征允許中心主體10相對于側部20、30繞軸線X自由地轉動。

在轉動期間，內支承表面22、32和外支承表面12、13相互滑動接觸。

優(yōu)選地，側部20、30的內支承表面22、32的張角α可以作為引導元件的尺寸的函數(shù)而變化，但是其通常介于60°到120°之間。

外支承表面12、13的張角大于相應的內支承表面22、32的張角。這樣，當側部20繞軸線X相對于中心主體10轉動時，內支承表面可以保持完全重疊在相應的外支承表面12、13上。

例如，外支承表面12、13的張角β介于100°到150°之間。

根據(jù)本發(fā)明，引導元件設置有限制機構，所述限制機構適于阻擋側部20、30沿軸線X相對于中心主體10平移。

在優(yōu)選的實施方式中，所述限制機構包括前擋部23、33和后擋部24、34，這些擋部伸出到內支承表面22、32之外。

這些擋部23、33、24、34被構造成使得所述擋部至少部分地重疊在中心主體10的前部面10a和后部面10b上。

在本發(fā)明的一變體中(未在圖中示出)，這些限制機構可以包括從內支承表面20、30伸出的至少一個元件，所述元件適于在形成于中心主體10的外支承表面12、13上的豎直槽中滑動。

下面將參考圖6和7描述引導元件1的操作，圖中示出了用于控制蝶形閥、球閥等的致動器100的一部分。

致動器100包括殼體101，在該殼體中容納有卡接機構，用附圖標記102總體上指代該卡接機構。

卡接機構102包括套筒103，該套筒能夠直接地或間接地連接到閥塞(圖中未示出)上。

套筒103與一對平行的板104成一體，每個板中形成有槽105。兩個板的兩個槽105層疊設置并且相互對準。

銷106插入到兩板104之間，且該銷的端部位于槽105處。

該銷的每個端部在槽105中由根據(jù)本發(fā)明的引導元件1所支撐。

更具體地，銷106的端部插入到引導元件的中心主體10的基座11中。側部20、30與槽105的側壁108充分接觸。

在銷106上設置有桿107，該桿連接到液壓的、機械的或者混合型的致動裝置(圖中未示出)上。

致動器可選地產(chǎn)生分別用于關斷和開啟閥門的力F1或F2。

如已經(jīng)提到的，這些力傾向于使銷106彎曲而使得該銷成為弧形形狀。

隨著彎曲，中心主體10由銷106的端部驅動旋轉。

因此，中心主體10能夠相對于側部20、30轉動而保持所述側部的位置。

引導元件能夠因此沿槽滑動，而側部的滑動表面21、31則完全地平行，并且完全地與槽105的相應的側壁相接觸。

如將顯而易見的，本發(fā)明的引導元件1達到了預期目的。

由于中心主體與側部之間相對轉動的存在，這些部件絕不會受到卡接機構的銷的彎曲的影響(甚至在高變形的狀況下)。

這允許使得所述側部在任何情況下與卡接機構的側壁滑動接觸，從而獲得兩個表面上均勻的磨損。

這樣，可以顯著降低與引導元件的更換(其頻率更低)相關的花費以及與要求在系統(tǒng)中執(zhí)行操作的低效相關的花費。

本發(fā)明的引導元件還具有簡單的結構，其有利于限制制造和實施的成本。

為了說明性和非限制性的目的，已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明的一些優(yōu)選的實施方式描述了本發(fā)明。本領域技術人員可以找到各種其他的實施方式和變體，所有這些實施方式和變體均落入下面的權利要求的保護范圍內。