致動器活塞中的多齒嚙合制造技術

本發明專利技術提供了一種用于閥組件的致動器。該致動器具有致動器本體和被構造為在所述致動器本體內移動的至少一個活塞。致動器具有至少部分地位于所述致動器本體內并且被構造成聯接至閥的閥桿上的輸出軸，其中輸出軸具有多個從齒輪伸出的齒；該驅動器具有被構造成與每一個所述至少一個活塞一起移動的至少一個齒條，齒條具有活塞端和末端，其中，所述齒條具有多個被構造成嚙合所述輸出軸上的多個齒的齒條齒；所述齒條的末端被構造成保持在超出嚙合點外的最小距離處，其中，嚙合點在所有的運行位置均位于齒條齒和齒輪齒之間。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】致動器活塞中的多齒嚙合對相關申請的交叉引用本申請請求享受于2010年6月17日提交的美國臨時申請61/355，688的權益。技術背景管道系統中的閥可具有好些致動器。所述致動器可為手動致動器、氣動致動器、液 動致動器、電動致動器或者其組合等。所述致動器使所述閥在打開位置和閉合位置之間運 動。所述致動器具有位置指示器以顯示所述閥的位置。很多自動閥被構造成以很高的速度 在所述打開位置和閉合位置之間運行。比如，所述閥可每分鐘工作好幾次。這樣的高使用 頻率對致動器的多個部件造成嚴重的損害。因此，需要一種具有牢固的制動系統的致動器。
技術實現思路
本文所描述的實施例提供了一種用于閥組件的致動器。該致動器具有致動器本體 和至少一個被構造成在所述驅動器本體內運動的活塞。所述致動器具有輸出軸，該輸出軸 至少部分地位于所述致動器本體內并被構造成與閥的閥桿聯接，其中所述輸出軸具有多個 從齒輪伸出的齒。該致動器具有至少一個與每一個所述至少一個活塞聯接并被構造成一起 移動的齒條，該齒條具有活塞端和末端，其中所述齒條具有多個被構造成嚙合所述輸出軸 上的多個齒的齒條齒。所述齒條的末端被構造成保持在超出嚙合點的最小距離處，其中在 所有的工作位置上，該嚙合點均位于齒條齒和齒輪齒之間。附圖說明圖1為具有閥組件的管道系統的示意圖2為圖1所示管道系統的致動器的橫截面視圖3為致動器的一個實施例的剖開透視圖4為活塞和齒條的實施例的透視圖5為用于使用圖1所示致動器的方法的流程圖。具體實施方式下面的描述包括了體現出所述專利技術主題技術的示例性裝置、方法、技藝和操作步 驟。但是，應當明白，所述的眾實施例也可在沒有這些具體細節的條件下得到實現。圖1示出了具有閥組件102的管道系統100的示意圖。該閥組件102用于控制管 道系統100中的流量。該閥組件102具有閥104和致動器106。該閥104被構造成控制管 道系統100的管路內的流量。該閥104可為任何合適的閥，包括但不限于蝶形閥、球閥、旋塞 閥、控制閥等。致動器106被構造成自動地使閥104在打開位置和閉合位置之間運動。該 致動器106可具有用于使閥在打開位置和閉合位置之間運動的輸出軸108。該輸出軸108 可與閥桿109耦接或機械連接。所述輸出軸108可在與一個或多個齒條112聯接或成一體 的一個或多個活塞110的作用下在打開位置和閉合位置之間移動。所述齒條112可具有多個嚙合輸出軸108上的齒202 (如圖2所示)的齒條齒200，下文將對此做更為詳細的描述。 所述齒條112可具有多個額外的、在所述閥104的運行過程中不會嚙合所述輸出軸齒的齒。 所述額外的齒位于齒條112的末端114和嚙合點203 (如圖2所示)之間。因此，至少有一 個、兩個、三個或更多個齒永遠不會嚙合輸出軸108上的齒。所述致動器106可被構造成在 致動器106的使用壽命期間總保持有所述齒條112的末端114和嚙合點203之間的最小距 離或長度206。所述致動器106可以具有位置指示器116，以確定閥104的閉合件的位置。圖2示出了圖1中的致動器的橫截面圖。其中示出了嚙合齒輪314 (見圖3)上的 多個齒202的多個齒條齒200，所述齒輪314 —體形成在或安裝在輸出軸108上。所述齒 條112可被設計成使齒條112的末端114 一直相對特定數量的齒條齒200保持有最小距離 206。所述最小距離在平行于齒條112的方向測得的可至少為包括一個所述齒條齒200的距 離。在另一個實施例中，所述最小距離206在平行所述齒條112的方向測得的可至少為包 括兩個所述齒條齒200的距離。在又一個實施例中，所述最小距離在平行所述齒條112測 得的可至少為包括三個所述齒條齒200的距離。所述嚙合點203為在嚙合區204處的齒條 齒200和齒202之間的接觸面。嚙合區204處的齒條112內存在高應力。該嚙合區204是 緊靠所述齒條齒200嚙合所述齒輪314上的齒202的位置的區域。通過防止所述末端114 到達所述嚙合區204，所述齒條齒200中的所述應力可一直均勻地分布在眾齒條齒200和/ 或所述齒條112上。在一個實施例中，在所述末端114和所述嚙合區204之間長度206可 為所述輸出軸108的外周208的2%-12%。在另一個實施例中，所述末端114 一直保持離所 述嚙合點203的有至少一個或兩個齒條齒200的最小距離。控制器210可用于提供流體至一個或多個活塞室212內以使輸出軸108在所述打 開位置和閉合位置之間移動。如本文所述，該流體為氣流，雖然其可以是任何合適的流體， 比如液體。所述活塞Iio可被一個或多個偏壓件214朝所述輸出軸108偏壓。該一個或多 個偏壓件214是可選的。雖然所述偏壓件214在圖中示出為朝所述輸出軸108偏壓所述活 塞110，應當明白，所述偏壓件214可朝離開所述輸出軸108方向偏壓所述活塞110，或者可 遠離所述輸出軸108偏壓一個活塞110并且朝所述輸出軸108偏壓另一個活塞110。所述 偏壓件214可以是任何合適偏壓件，包括但不限于螺旋彈簧和片簧等。圖3示出了所述致動器106的一個實施例的剖開透視圖。該致動器106可具有被 構造成容納所述活塞110、齒條112、偏壓件214和輸出軸108的致動器本體300和端蓋302 和304。所述致動器本體300可限定出所述活塞室212或氣動室。所述致動器本體300可 具有用于提供流體至活塞室212的開口 306和308。所示出的開口 306和308與所述致動 器本體300成一體以減小外部管接成本以及所述出口在運行過程中被損害的風險。所示出 的端蓋302和304通過螺栓連接至所述致動器本體300以密封所述活塞室212，但是也可通 過任何合適的方法包括但不限于焊接進行附接。所述致動器本體300和/或活塞室212的長度可被增加以容納更長的齒條112和 更多的齒條齒200。該增加的長度對應于額外的齒條112長度。此外，該增加的長度可大于 或稍小于所述齒條112的增加的長度。所述輸出軸108可延伸穿過所述致動器本體300以與所述閥桿和所述位置指示器 116連接。所述輸出軸108可一個或多個被構造成支撐所述致動器本體300中的輸出軸108 的軸承310。所述輸出軸108的中軸線可被安裝成基本垂直于所述活塞室212的中軸線。所述輸出軸108可聯接至齒輪314或具有集成的齒輪314。該齒輪314可包括用于嚙合所 述齒條齒200的齒202。因此，當所述活塞110移動所述齒條112和所述齒條齒200時，所 述齒輪314被轉動因而轉動所述閥桿108和/或所述位置指示器116。所述輸出軸108可聯接至行程止擋凸輪316或具有集成的行程止擋凸輪316。如圖 所示，所述集成的止擋凸輪316具有臺肩318和320，所述臺肩的每個被設置成各自接合行 程限位器321或322。所示行程限位器321和322為穿過所述致動器本體300的螺釘。所 述螺釘的長度可從所述致動器本體300的外部進行調節，從而使操作者能調節所述輸出軸 108的轉動行程。當臺肩318和320接合所述行程限位器321和322，所述輸出軸108將停 止轉動，從而增加所述齒條齒200和齒202之間的作用力。當所述行程限位器321和/或 32本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.06.17 US 61/3556881.一種用于閥組件的致動器，包括致動器本體；被構造為在所述致動器本體內移動的至少一個活塞；至少部分地位于所述致動器本體內并且被構造成聯接至閥的閥桿上的輸出軸，其中所述輸出軸具有多個從齒輪伸出的齒；與每一個所述至少一個活塞聯接并被構造成與其一起移動的至少一個齒條，所述齒條具有活塞端和末端，其中，所述齒條具有多個被構造成嚙合所述輸出軸上的多個齒的齒條齒；其中，所述齒條的末端被構造成保持在超出嚙合點的最小距離處，其中，所述嚙合點在所有的工作位置均位于所述齒條齒和齒輪齒之間。2.根據權利要求1所述的致動器，其中所述至少一個齒條有至少一個所述齒條齒始終位于所述末端和嚙合點之間。3.根據權利要求1所述的致動器，其中所述至少一個齒條有至少兩個所述齒條齒始終位于所述末端和嚙合點之間。4.根據權利要求1所述的致動器，其中所述至少一個齒條有至少三個所述齒條齒始終位于所述末端和嚙合點之間。5.根據權利要求1所述的致動器，還包括用于引導所述至少一個齒條和所述活塞的齒條導承。6.根據權利要求1所述的致動器，還包括被構造成偏壓每一個所述至少一個活塞的至少一個偏壓件。7.根據權利要求1所述的致動器，其中，所述至少一個齒條還包括相互平行的兩個齒條，其中所述兩個齒條的每一個的齒條齒在所述輸出軸的相對側上嚙合所述輸出軸的齒。8.一種用于控制管道系統中的流量的系統，包括閥；閥桿；致動器，其包括致動器本體；被構造成在所述致動器本體內移動的至少一個活塞；至少部分地位于所述致動器本體內并且被構造成聯接至所述閥的所述閥桿上的輸出軸，其中所述輸出軸具有多個從齒輪伸出的齒；與每一個所述至少一個活塞聯接并被構造成與其一起移動的至少一個齒條，所述齒條具有活塞端和末端，其中，所述齒條具有多個被構...

【專利技術屬性】
技術研發人員：D·金特，J·徳諾威塞克，D·卡爾森，
申請(專利權)人：布雷國際有限公司，
類型：
國別省市：