專利名稱：與過程控制設(shè)備一起使用的夾頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般涉及過程控制設(shè)備，更具體地說，涉及用于將旋轉(zhuǎn)式致動(dòng)器連接至過程控制設(shè)備的夾頭。
背景技術(shù)：
流體過程系統(tǒng)典型地使用舉例而言諸如回轉(zhuǎn)閥的閥來控制與流體控制過程相關(guān)的溫度、壓力和其它參數(shù)?；剞D(zhuǎn)閥典型地具有機(jī)械連接至致動(dòng)器的閥桿或閥軸。在運(yùn)行中，致動(dòng)器可旋轉(zhuǎn)閥軸從而使閥元件(例如盤)在打開位置和關(guān)閉位置之間移動(dòng)，所述打開位置允許流體通過該閥，而所述閉合位置基本上阻止流體通過該閥?；剞D(zhuǎn)閥典型地與管路共線安裝，這樣，隨著閥元件(例如盤)運(yùn)動(dòng)(即打開/關(guān)閉)，流體通過閥并進(jìn)而通過所述管路的流量可以得到改變(例如，在節(jié)流控制操作或開/關(guān)操作中)。
公知的是，致動(dòng)器典型地被連接到閥軸從而在打開位置和關(guān)閉位置之間操作該閥，并且可使用電動(dòng)、氣動(dòng)和/或液壓設(shè)備而得到執(zhí)行。為了使過程控制閥易于與多種致動(dòng)器兼容，許多可用的過程控制閥具有與眾所周知的標(biāo)準(zhǔn)兼容的軸。例如，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)已經(jīng)制定了一種針對(duì)方形軸的標(biāo)準(zhǔn)，其規(guī)定了軸的規(guī)格、軸的尺寸以及軸延伸范圍。對(duì)ISO標(biāo)準(zhǔn)的遵守確保了由多個(gè)制造商生產(chǎn)的致動(dòng)器和閥能夠被可互換地彼此連接，而無需對(duì)致動(dòng)器或閥進(jìn)行改造。特別地，在購買非定制的致動(dòng)器時(shí)，閥軸規(guī)格或ISO標(biāo)準(zhǔn)尤為有優(yōu)勢(shì)。
許多非定制的致動(dòng)器提供了遵從ISO標(biāo)準(zhǔn)的帶方形孔的軸接收器。方形孔通常使用拉削技術(shù)制成，在拉削技術(shù)中具有多個(gè)齒的厚鋸式切削工具通過實(shí)心軸或接收器被驅(qū)動(dòng)。通過這種方式，材料以精確的方式被移除，以形成尺寸適合于承接方形閥軸的孔。然而，拉削并不是所期望的技術(shù)，原因在于提供適合尺寸的孔(即，既不太大也不太小的孔)所需要的精度或公差。在很多場(chǎng)合，為了確保軸接收器的尺寸遵從ISO標(biāo)準(zhǔn)，所制成的軸接收器的內(nèi)部尺寸基本上大于閥軸的外部尺寸。
針對(duì)大多數(shù)開/關(guān)應(yīng)用，軸接收器的內(nèi)部尺寸可以遠(yuǎn)大于閥軸的外部尺寸，而不危及運(yùn)行安全。不過，針對(duì)節(jié)流應(yīng)用，其中閥元件(例如盤)的位置在全閉合和全開啟位置之間變化(例如針對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié))，過大的軸接收器并不適合。過大的軸接收器通常會(huì)導(dǎo)致松動(dòng)的機(jī)械連接，從而導(dǎo)致過程控制設(shè)備的軸接收器和軸之間的空動(dòng)(lost motion)。
空動(dòng)可被大致地定義為軸接收器和軸之間的旋轉(zhuǎn)角之差，并且空動(dòng)通常是由軸接收器和軸之間的松動(dòng)連接所引起的。例如，若在軸接收器和基本上為方形的軸之間產(chǎn)生松動(dòng)連接，則軸接收器的旋轉(zhuǎn)角可能不同于軸的旋轉(zhuǎn)位移。
一般而言，空動(dòng)可導(dǎo)致閥盤的不精確定位以及對(duì)流經(jīng)閥的流體的不充分控制。通過在過程控制設(shè)備的致動(dòng)器接收器與軸之間楔入楔件或固定軸鍵，空動(dòng)經(jīng)常得以減輕。但是，諸如楔件和軸鍵的附加部件難于現(xiàn)場(chǎng)安裝，并且一旦安裝，可能難于拆除，從而使得以這種方式連接的過程控制設(shè)備的后續(xù)維修或替換變得復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
此處所公開的示例夾頭可用于過程控制設(shè)備，以嚙合基本上為方形或矩形的軸。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，夾頭可包括至少一個(gè)具有第一表面和第二表面的柔性構(gòu)件。第一表面被設(shè)置為嚙合矩形軸，而第二表面被設(shè)置為嚙合基本矩形的孔的第三表面。所述柔性構(gòu)件被連接至伸長構(gòu)件的第一端，并且被設(shè)置為通過第三表面向所述伸長構(gòu)件的軸線移位。此外，所述伸長構(gòu)件被設(shè)置為連接至所述過程控制設(shè)備的致動(dòng)器的至少一部分。
根據(jù)另一實(shí)例，夾頭可包括被設(shè)置為連接至伸長構(gòu)件的多個(gè)柔性構(gòu)件。每個(gè)所述柔性構(gòu)件都可具有內(nèi)表面，所述內(nèi)表面形成基本矩形的孔的至少一部分，所述基本矩形的孔被設(shè)置為承接基本方形或矩形的軸。此外，所述柔性構(gòu)件形成用于與具有多個(gè)對(duì)準(zhǔn)凹槽的孔的表面嚙合的外表面。所述孔的表面被設(shè)置為使所述柔性構(gòu)件向所述伸長構(gòu)件的軸線移位，以使每個(gè)所述柔性構(gòu)件的內(nèi)表面嚙合所述基本方形或矩形軸的一個(gè)或多個(gè)表面。
根據(jù)又一實(shí)例，夾頭可被設(shè)置為嚙合套件，所述套件具有延伸貫穿其中的通路和基本方形或矩形的孔，該孔與所述通路同軸并至少部分地沿所述通路延伸。尤其是，所述夾頭可包括被設(shè)置為延伸到所述通路內(nèi)的第一端，和被設(shè)置為與所述基本方形或矩形的孔嚙合的第二端。第二端包括多個(gè)柔性構(gòu)件，其具有漸縮外表面和基本矩形的內(nèi)表面。所述漸縮外表面可限定用于與所述基本矩形的孔嚙合的基本矩形的外表面。所述基本矩形的內(nèi)表面可被設(shè)置為嚙合所述矩形的軸。所述柔性構(gòu)件被設(shè)置為，在所述漸縮外表面嚙合所述基本方形或矩形的孔時(shí)，減小由所述基本矩形的內(nèi)表面所限定的基本矩形的周界的長度。
根據(jù)再一實(shí)例，夾頭可包括與伸長構(gòu)件一體地形成的多個(gè)柔性構(gòu)件。所述柔性構(gòu)件可形成基本矩形的第一孔和第一外表面。第一孔包括多個(gè)內(nèi)表面。所述夾頭可被設(shè)置為嚙合套件，所述套件具有第二外表面和被設(shè)置為承接所述柔性構(gòu)件的第二孔。所述柔性構(gòu)件被設(shè)置為在第二孔內(nèi)滑動(dòng)，而第二孔的表面被設(shè)置為嚙合所述柔性構(gòu)件的第一外表面，以使所述內(nèi)表面嚙合與過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的軸。


圖1描述一示例閥組件。
圖2A和2B是圖1中致動(dòng)器的等角投影圖。
圖3A和3B是圖2A和2B中連接桿(lever)和示例夾頭的等角投影圖。
圖4A到4E是描述圖1到圖3B中示例夾頭的更詳細(xì)的等角投影圖。
圖5A到5E是描述另一示例夾頭的等角投影圖。
圖6A到6F是描述又一示例夾頭的等角投影圖。
圖7是另一示例夾頭的等角投影圖。
圖8是又一示例夾頭的等角投影圖。
具體實(shí)施例方式
圖1描述一示例閥組件100。該示例閥組件100可在過程控制系統(tǒng)中用于控制例如溫度、壓力或流速。該示例閥組件100可用于打開流體通路、關(guān)閉流體通路，和/或改變流體通路中開口的大小(即節(jié)流)。例如，隨著流體流經(jīng)包括示例閥組件100的流體通路，基于所述閥組件被打開或關(guān)閉的程度而改變示例閥組件100中開口的大小，使得所述流體通路中的流體的流速減小或增大。
如圖1所示，該示例閥組件100包括閥102、致動(dòng)器104和連接桿106。如下文結(jié)合圖2B到圖3B所述，連接桿106被機(jī)械連接至致動(dòng)器104。致動(dòng)器104被設(shè)置為將該連接桿106繞其軸線驅(qū)動(dòng)(即旋轉(zhuǎn)、變向等)，以打開/關(guān)閉閥102。
一般而言，連接桿106適于被機(jī)械連接至基本矩形或基本方形的軸(例如，下文所述的閥軸114)。如這里所使用的，術(shù)語“基本矩形”包括基本方形的幾何形狀。軸連接(coupling)，舉例而言，例如下文結(jié)合圖2A到圖8所述的示例夾頭，可用于將連接桿106機(jī)械連接至基本矩形的軸(例如基本方形的軸)。與已知的連接技術(shù)相比，此處所述的示例夾頭被設(shè)置為在連接桿106與基本矩形(例如方形)的軸之間提供基本上緊密的連接，而無需使用楔件、軸鍵之類。在操作中，此處所述的示例夾頭基本上可消除致動(dòng)器(例如，致動(dòng)器104)與諸如閥102的過程控制設(shè)備之間的空動(dòng)。
如下文中更詳細(xì)地描述，與過程控制設(shè)備一起使用的示例夾頭，可包括至少一個(gè)柔性構(gòu)件，所述柔性構(gòu)件具有基本平坦的第一表面，被設(shè)置來嚙合矩形或方形的軸；和第二表面，其被設(shè)置來嚙合緊固件的表面。所述柔性構(gòu)件可被連接至一伸長構(gòu)件(例如下文結(jié)合圖3B所描述的伸長構(gòu)件308)的第一端，并且通過所述緊固件向所述伸長構(gòu)件的軸線移位。所述緊固件可包括例如套件、螺母、螺釘?shù)?例如下文結(jié)合圖3A和3B更詳細(xì)描述的連接桿106，下文結(jié)合圖6描述的螺母604，或下文結(jié)合圖7描述的經(jīng)過通孔712a-b的一或多個(gè)螺釘)。所述示例夾頭和其相應(yīng)緊固件可形成連接(例如下文中所描述的連接120和122)，所述連接向軸施加夾緊力以將致動(dòng)器機(jī)械連接至過程控制設(shè)備(例如閥102)。
一般而言，任意數(shù)目的柔性構(gòu)件可被用于實(shí)現(xiàn)此處所述示例夾頭。例如，下文結(jié)合圖4A到4B描述，示例夾頭202包括四個(gè)柔性構(gòu)件408a-d。不過，如下文結(jié)合圖7所描述的，示例夾頭702包括兩個(gè)夾緊元件或柔性構(gòu)件706a-b。
現(xiàn)在回到圖1進(jìn)行更為詳細(xì)的描述，閥102包括閥體108；閥元件110(例如盤)，其被置于閥體108的內(nèi)表面或腔112之中；和閥軸114，其如虛線所示被機(jī)械連接至閥元件110。閥軸114被示為基本上方形的軸，并且可被設(shè)計(jì)為遵從針對(duì)方形軸的ISO標(biāo)準(zhǔn)。不過，閥軸114可采用任何其它形狀(例如任意多邊形)和尺寸來實(shí)現(xiàn)。
在閉合位置，閥元件110可處于一固定位置，在該固定位置處，閥元件110的密封表面116與閥體108的內(nèi)表面112相接觸，從而防止流體流經(jīng)閥體108。移動(dòng)閥元件110至全開位置可以包括旋轉(zhuǎn)閥軸114，從而使閥元件110處于相對(duì)內(nèi)表面112所限定的開口的基本垂直的朝向。對(duì)閥元件110進(jìn)行節(jié)流可以包括在全開位置與全閉位置之間調(diào)整和控制閥元件110的位置，以實(shí)現(xiàn)期望的過程流體流量或壓力的下降。此外，對(duì)閥元件110進(jìn)行節(jié)流可結(jié)合反饋系統(tǒng)得到執(zhí)行，所述反饋系統(tǒng)被設(shè)置為持續(xù)測(cè)量過程流體的流量和/或壓力。所述反饋系統(tǒng)然后可以促使例如致動(dòng)器104至少部分地驅(qū)動(dòng)連接桿106，以響應(yīng)所述過程流體的流量和/或壓力的變化。在這種情況下，將連接桿106與閥軸114之間的空動(dòng)減至最小或減少，對(duì)實(shí)現(xiàn)閥元件110的精確定位是至關(guān)重要的。
如圖1所示，致動(dòng)器104通過安裝架118被機(jī)械連接至閥102。致動(dòng)器104可包括能夠旋轉(zhuǎn)閥軸114的任何動(dòng)力的或非動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)設(shè)備。公知的是，致動(dòng)器通常使用電動(dòng)、氣動(dòng)和/或液壓設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。可選地，致動(dòng)器104可使用舉例而言諸如手動(dòng)設(shè)備之類的任何非動(dòng)力驅(qū)動(dòng)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。
連接桿106包括第一連接120和第二連接122。雖然第一連接120被示為機(jī)械連接至閥軸114，但是如下文所述，第二連接122也可被設(shè)置為機(jī)械連接至閥軸114。連接桿106可通過第一連接120和/或第二連接122將轉(zhuǎn)動(dòng)力傳到閥軸114。例如，隨著連接桿106轉(zhuǎn)動(dòng)，第一連接120轉(zhuǎn)動(dòng)閥軸114，以使閥元件110在打開位置與關(guān)閉位置之間移動(dòng)。
連接桿106與墊圈124嚙合，墊圈124被夾持在連接桿106與牽引螺母126之間。如下文結(jié)合圖3A和3B所述，墊圈124和牽引螺母126使第一連接120和/或第二連接122能夠嚙合(例如，被夾緊于)閥軸114。此外，如下文結(jié)合圖2A和2B所述，連接120和122被設(shè)置得基本上相似或相同，這樣致動(dòng)器104可被轉(zhuǎn)動(dòng)一百八十度，從而改變閥102的防故障操作。
圖2A和2B是圖1中的致動(dòng)器104的等角投影圖。圖2A和2B大致描述了圖1中連接桿106被可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至致動(dòng)器104的方式。如上文結(jié)合圖1所述，致動(dòng)器104可被機(jī)械連接至軸(例如圖1中的閥軸114)，以轉(zhuǎn)動(dòng)該軸。雖然致動(dòng)器104被示為彈簧和薄膜致動(dòng)器，但是也可以使用任何其它適合的驅(qū)動(dòng)裝置。致動(dòng)器104還包括第一面板204，其被顯示為致動(dòng)器104的前側(cè)；和第二面板(未示出)，其位于與第一面板204相對(duì)的一側(cè)(即致動(dòng)器104的后側(cè))上。第一面板204和第二面板基本上相似或相同，這樣，可如下文所述實(shí)現(xiàn)致動(dòng)器104的現(xiàn)場(chǎng)可配置的防故障操作。
連接桿106被機(jī)械連接至或以其它方式嚙合到示例夾頭202，該示例夾頭202被設(shè)置為向例如閥軸114(圖1)施加夾緊力。如下文結(jié)合圖3A和3B所述，連接桿106和示例夾頭202可形成第一連接120(圖1)和/或第二連接122(圖1)。此外，連接桿106被顯示為延伸通過第一面板204。以相似的方式，連接桿106延伸通過第二面板并且從圖2A和2B中的視圖看是被隱藏的。
致動(dòng)器104的所述防故障操作是現(xiàn)場(chǎng)可配置的。所述防故障操作限定了在動(dòng)力(例如，電力、氣動(dòng)力、液壓力等)中斷時(shí)，閥102(圖1)是否被設(shè)置為打開或關(guān)閉。例如，將第一連接120機(jī)械連接至閥軸114，可提供防故障的打開配置。另一方面，如箭頭206所示將致動(dòng)器104實(shí)體轉(zhuǎn)動(dòng)以及將第二連接122機(jī)械連接至閥軸114，可提供防故障的關(guān)閉配置。
如圖2A和2B所示，第一面板204包括多個(gè)裝配孔208，其可被用于將致動(dòng)器104通過安裝架118(圖1)機(jī)械連接至例如閥102(圖1)。在圖2B中，第一面板204從致動(dòng)器104移出，從而露出連接桿106和示例夾頭202。連接桿106和示例夾頭202的組裝在下文中會(huì)更詳細(xì)地進(jìn)行描述。連接桿106被機(jī)械連接至驅(qū)動(dòng)元件210，后者可通過致動(dòng)器104進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)或沖程運(yùn)動(dòng)并且被設(shè)置來旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)連接桿106，以打開/關(guān)閉閥102。
圖3A和3B是圖2A和2B中連接桿106和示例夾頭202的更詳細(xì)等角投影圖。尤其是，圖3A示出處于組裝配置中的連接桿106和示例夾頭202，而圖3B是連接桿106和示例夾頭202的分解等角投影圖。在組裝配置中，連接桿106和示例夾頭202形成舉例而言諸如圖1的連接120和/或122的連接。示例夾頭202被示為具有方形孔302，其在圖3A中被描述為處于嚙合或夾緊配置而在圖3B中被描述為處于打開配置。連接桿106和示例夾頭202可使用適于使舉例而言諸如圖1的閥軸114的軸嚙合和轉(zhuǎn)動(dòng)(即驅(qū)動(dòng))的任何材料制成。另外，連接桿106和示例夾頭202可使用任意適合的制造技術(shù)制成，舉例而言，例如使用壓模鑄造、鍛造等制成。
方形孔302可被設(shè)置為承接和嚙合或夾緊矩形或方形的軸，舉例而言，例如圖1的閥軸114。另外，方形孔302可被設(shè)置為與遵循針對(duì)方形軸的ISO標(biāo)準(zhǔn)的方形軸嚙合。不過，方形孔302可使用任何希望的形狀和尺寸來實(shí)現(xiàn)，并且可被設(shè)置為與具有基本相似的形狀和尺寸的任何軸相嚙合。一般而言，孔302的形狀和尺寸可被設(shè)置為與對(duì)應(yīng)軸的形狀和尺寸基本上互補(bǔ)。例如，若連接桿106和示例夾頭202被用來實(shí)現(xiàn)圖1的連接120和122，則孔302的尺寸與閥軸114的尺寸可以基本上相似或相同。
如圖3B所示，連接桿106的第一端形成第一連接120，并且提供被設(shè)置為承接和嚙合示例夾頭202的第一套件304。以相似的方式，連接桿106的第二端形成第二連接122，并且提供第二套件306，示例夾頭202可通過第二套件306而被插入。示例夾頭202可被牽引到連接桿106內(nèi)，使得第一套件或第二套件嚙合示例夾頭202。如下文更詳細(xì)描述，當(dāng)示例夾頭202由套件304和306中的一個(gè)嚙合時(shí)，孔302的尺寸減小，這使得示例夾頭202嚙合例如閥軸114并向其施加夾緊力。
示例夾頭202可采用牽引或拖動(dòng)技術(shù)(drawing and pulling technique)被牽引于連接桿106內(nèi)。例如，連接桿106可包括在其中延伸穿過的通路(未示出)，而示例夾頭202可包括可被置于所述通路中的伸長構(gòu)件308。伸長構(gòu)件308可具有螺紋部分306，其可延伸通過連接桿106和墊圈124以與牽引螺母126螺紋嚙合。擰緊牽引螺母126就將示例夾頭202拉進(jìn)連接120，這使得方形孔302的尺寸減少。以這種方式，示例夾頭202可直接嚙合例如閥軸114，從而減小和/或消除方形孔302的表面與閥軸114的表面之間的間隙。在可選的配置中，伸長構(gòu)件308可包括內(nèi)螺紋(未示出)和牽引螺栓(代替牽引螺母126)，所述牽引螺栓可嚙合所述內(nèi)螺紋件，以將示例夾頭202牽引到連接桿106內(nèi)。
通過利用示例夾頭202來消除方形孔302與閥軸114的表面之間的間隙，連接桿106與閥軸114之間的空轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(即空動(dòng))基本上被減少或消除。此外，此處所述示例夾頭(例如示例夾頭202)可使致動(dòng)器(例如致動(dòng)器104)與軸(例如閥軸114)出于例如安裝操作、維修操作等目的而易于連接以及分開。
圖4A到4E是描述圖1到圖3B中示例夾頭202的更詳細(xì)投影圖。尤其是，圖4A示出示例夾頭202和套件402(即緊固件)的分解等角投影圖，套件402可與連接桿106機(jī)械連接或與連接桿106一體形成。套件402可與圖3B中的第一套件304和/或第二套件306基本上相似或相同。此外，套件402可形成連接桿106分別對(duì)應(yīng)于第一連接120和第二連接122(圖1)的第一端和/或第二端。伸長構(gòu)件308可與示例夾頭202一體形成。如圖4B、4C和4D所示，示例夾頭202可與連接桿106組裝以形成圖1的第一連接120和/或第二連接122。示例夾頭202可被設(shè)置為與舉例而言諸如閥軸114(圖1)的軸直接嚙合。
如圖4A所示，示例夾頭202可由多個(gè)柔性構(gòu)件408a-d形成，柔性構(gòu)件408a-d具有多個(gè)外表面410a-d和多個(gè)基本上平坦的內(nèi)夾緊表面412a-d。多個(gè)柔性構(gòu)件408a-d可通過切出四個(gè)切口414a-d而形成。柔性構(gòu)件408a-d中的每個(gè)都提供內(nèi)夾緊表面412a-d中的對(duì)應(yīng)一個(gè)。在該實(shí)例中，內(nèi)夾緊表面412a-d形成基本矩形或方形的孔，該孔被設(shè)置為承接基本方形的軸(例如圖1的閥軸114)。柔性構(gòu)件408a-d可朝向伸長構(gòu)件308的軸線而被彎曲或移位。以這種方式，在夾頭202被牽引到套件402之內(nèi)時(shí)，柔性構(gòu)件408a-d朝向例如閥軸114(圖1)移位并且直接與其嚙合。
套件402具有內(nèi)表面416和外表面418，并且可被設(shè)置為承接如圖4C和4D中所示的示例夾頭202，從而形成第一連接120(圖1)或第二連接122(圖1)。尤其是，在套件402承接示例夾頭202(即，夾頭202被牽引到套件402內(nèi))時(shí)，內(nèi)表面416可與如圖4B、4D和4E中所示的示例夾頭202的多個(gè)外表面410直接嚙合。
如上文結(jié)合圖3A和3B所述，墊圈124和牽引螺母126可被用于朝向套件402和/或在套件402內(nèi)牽引或拖動(dòng)示例夾頭202。其結(jié)果是，內(nèi)表面416嚙合多個(gè)外表面410，使得柔性構(gòu)件408a-d朝向伸長構(gòu)件308的軸線而被彎曲或驅(qū)動(dòng)。以這種方式，在軸(例如圖1中的閥軸114)被置于第一連接120(或第二連接122)中時(shí)，內(nèi)夾緊表面412a-d直接嚙合所述軸并且對(duì)其施加夾緊力，使得在多個(gè)內(nèi)夾緊表面412a-d與所述軸的一個(gè)或多個(gè)表面之間實(shí)現(xiàn)基本上緊密的配合。
隨著時(shí)間過去并且通過閥(例如圖1中的閥102)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，閥軸114的表面可磨損。這可以促使軸與致動(dòng)器之間的初始連接松動(dòng)。不過，采用此處所述的夾頭，舉例而言如示例夾頭202，通過擰緊牽引螺母126或螺栓從而將示例夾頭202進(jìn)一步地牽引到套件402內(nèi)并進(jìn)一步使柔性構(gòu)件408a-d向所述軸移位，在致動(dòng)器(例如圖1中的致動(dòng)器104)與過程控制設(shè)備的軸(例如軸114)之間的基本緊密的配合或連接可被保持或易于恢復(fù)。
盡管示例夾頭202被示為具有四個(gè)柔性構(gòu)件408a-d，但是也可以使用更少或更多的柔性構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)示例夾頭202。例如，示例夾頭202可使用單個(gè)柔性構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)，所述單個(gè)柔性構(gòu)件向閥軸114的表面之一施加力。在這種情況下，閥軸114的其它表面中的一個(gè)或多個(gè)可由套件402的內(nèi)表面416直接嚙合。
連接桿106、示例夾頭202和套件402或緊固件為示例性的表述，并且可由通過任何適合的連接桿、軸夾緊件和緊固件來實(shí)現(xiàn)，所述緊固件被設(shè)置為提供軸的直接嚙合以及所述軸與所述連接桿之間的最小或基本為零的空動(dòng)。下文結(jié)合圖5A到圖8來描述與過程控制設(shè)備一起使用的夾頭的另外示例。
圖5A到圖5E是描述另一示例夾頭500的等角投影圖。尤其是，圖5A示出示例夾頭500和套件502(即緊固件)的分解等角投影圖，其中套件502可與圖1的連接桿106機(jī)械連接或與其一體地形成。示例夾頭500與伸長構(gòu)件504一體地形成，該伸長構(gòu)件504可被插入套件502中，并如上所述用于牽引示例夾頭502于套件502之中。以這種方式，示例夾頭500和套件502可如圖5C、5D和5E所示被組裝，以形成示例夾頭506。示例夾頭506可用于實(shí)現(xiàn)圖1中的第一連接120和/或第二連接122。示例夾頭500可被設(shè)置為直接嚙合軸，舉例而言，例如閥軸114(圖1)。
如圖5B所示，示例夾頭500被分為多個(gè)柔性構(gòu)件508a-d，所述柔性構(gòu)件508a-d可通過切出切口510a-d而形成。多個(gè)柔性構(gòu)件508a-d的外表面形成漸縮的外表面512。柔性構(gòu)件508a-d中的每個(gè)都包括多個(gè)基本上平坦的內(nèi)夾緊表面514a-d中的對(duì)應(yīng)一個(gè)。在該實(shí)例中，內(nèi)夾緊表面514a-d形成基本為矩形或方形的孔，并被設(shè)置為直接嚙合基本矩形或方形的軸(例如圖1的閥軸114)。柔性構(gòu)件508a-d可被彎曲，使得內(nèi)夾緊表面514a-d直接嚙合例如閥軸114。形成漸縮外表面512的柔性構(gòu)件508a-d的外表面中的每個(gè)都包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)元件516a-d中的對(duì)應(yīng)一個(gè)，所述對(duì)準(zhǔn)元件被用于將示例夾頭500對(duì)準(zhǔn)并保持在套件502之中，如下文所述。
套件502具有內(nèi)表面518和外表面520，并且如圖5C和5D所示可承接示例夾頭500。更具體地說，內(nèi)表面518可被設(shè)置為直接嚙合示例夾頭500的漸縮外表面512，如圖5D和5E所示。套件502的內(nèi)表面518包括被設(shè)置為與對(duì)準(zhǔn)元件516a-d相嚙合的多個(gè)對(duì)準(zhǔn)凹槽524a-d。當(dāng)套件502承接示例夾頭500時(shí)，柔性構(gòu)件508a-d朝向示例夾頭500的縱向軸線而被彎曲或驅(qū)動(dòng)。以這種方式，在軸(例如圖1中的閥軸114)被置于示例夾頭500中時(shí)，內(nèi)夾緊表面514a-d可直接嚙合所述軸。
伸長構(gòu)件504可包括螺紋部分(未示出)和/或內(nèi)螺紋部分，所述螺紋部分與圖3B中的螺紋部分306基本上相似或相同。如上文結(jié)合圖3A和3B所述，示例夾頭500可使用牽引螺母(例如圖1中的牽引螺母126)被牽引到套件502內(nèi)?？蛇x地，如上文所述，在伸長構(gòu)件504具有內(nèi)螺紋部分的情況下，牽引螺栓可用于將示例夾頭500牽引到套件502之中。
圖6A到圖6F是又一示例夾頭600的等角投影圖。尤其是，圖6A示出了與示例夾頭600一體形成的伸長構(gòu)件或軸602的等角投影圖，而圖6B示出了示例夾頭600和螺母604(即，套件或緊固件)的另一等角投影圖。示例夾頭600和螺母604可被組裝以形成示例連接606(圖6D)，其可用于實(shí)現(xiàn)圖1中的第一連接120和/或第二連接122。伸長構(gòu)件602可與圖1到圖3B中的連接桿106機(jī)械連接或一體地形成。夾頭600包括基本上為矩形或方形的孔607，該孔被設(shè)置為承接矩形或方形的軸(例如圖1中的閥軸114)。如下文更詳細(xì)描述，螺母604可在示例夾頭600上滑動(dòng)，并且使孔607直接嚙合軸(例如閥軸114)。連接桿106可包括位于兩端且與夾頭600基本上相似或相同的夾頭。
如圖6B所示，示例夾頭600具有漸縮外表面608和多個(gè)形成孔607的基本平坦的內(nèi)夾緊表面610a-d。示例夾頭600包括多個(gè)柔性構(gòu)件612a-d，其可通過切出切口614a-d而形成。柔性構(gòu)件612a-d中的每個(gè)都包括內(nèi)夾緊表面610a-d中的對(duì)應(yīng)一個(gè)。在該實(shí)例中，內(nèi)夾緊表面610a-d被設(shè)置為直接嚙合方形軸(例如圖1的閥軸114)。此外，柔性構(gòu)件612a-d的外表面形成漸縮外表面608。柔性構(gòu)件612a-d可被移位以使內(nèi)夾緊表面610a-d可直接嚙合閥軸114。
螺母604具有內(nèi)表面616和外表面618，并且如圖6C和6D所示可用作在示例夾頭600上滑動(dòng)以形成示例夾頭606的套件或緊固件。更具體地說，內(nèi)表面616可被設(shè)置為直接嚙合夾頭600的漸縮外表面608，如圖6E和6F所示。當(dāng)螺母604在示例夾頭600上滑動(dòng)時(shí)，柔性構(gòu)件612a-d朝向伸長構(gòu)件602的縱軸被彎曲或驅(qū)動(dòng)。以這種方式，在軸(例如圖1中的閥軸114)被承接于孔607中時(shí)，內(nèi)夾緊表面610a-d可直接嚙合所述軸。
螺母604可通過螺紋和/或摩擦力而被緊固或固定在示例夾頭600上。尤其是，螺紋可被形成于示例夾頭600的漸縮外表面608上，以嚙合形成于螺母604的內(nèi)表面616上的螺紋。螺母604可被擰到示例夾頭600上，以使柔性構(gòu)件612a-d朝向伸長構(gòu)件602的軸線移位。以這種方式，在多個(gè)內(nèi)夾緊表面610a-d與軸(例如圖1中的閥軸114)的一個(gè)或多個(gè)表面之間，實(shí)現(xiàn)了基本上緊密的配合。
圖7是另一示例夾頭702的等角投影圖。示例夾頭702與伸長構(gòu)件704一體形成。伸長構(gòu)件704可與圖1到圖3B的連接桿106機(jī)械連接或一體形成。此外，示例夾頭702可用于實(shí)現(xiàn)圖1中的示例連接120和122。如下文更詳細(xì)描述，示例夾頭702可被設(shè)置為直接嚙合軸，舉例而言，例如閥軸114(圖1)。尤其是，示例夾頭702包括第一夾緊元件或柔性構(gòu)件706a和第二夾緊元件或柔性構(gòu)件706b，此二者均可通過形成或切出第一切口708a和第二切口708b而形成。第一柔性構(gòu)件706a包括兩個(gè)基本平坦的內(nèi)夾緊表面710a和710b，而第二柔性構(gòu)件706b包括兩個(gè)基本平坦的內(nèi)夾緊表面710c和710d，所有這些表面形成用于承接基本矩形或方形的軸(例如圖1中的閥軸114)的基本矩形或方形的孔。
第一夾緊元件706a包括第一通孔712a和第二通孔712b。第二夾緊元件706b包括與第一通孔712a對(duì)準(zhǔn)的第一螺紋孔(未示出)，和與第二通孔712b對(duì)準(zhǔn)的第二螺紋孔(未示出)。第一螺釘(未示出)可被插入第一通孔712a內(nèi)并且被擰入第一螺紋孔中。以相似的方式，第二螺釘可被置于第二通孔712b而且被擰入第二螺紋孔中。當(dāng)所述螺釘被擰入螺釘孔中時(shí)，每個(gè)螺釘頭(未示出)的底表面直接嚙合第一夾緊元件706a的外表面，使得所述夾緊元件706a-b朝向伸長構(gòu)件704的軸線而被移動(dòng)、彎曲或驅(qū)動(dòng)。以這種方式，第一夾緊元件706a和第二夾緊元件706b彼此相向地被牽引。在軸(例如閥軸114)被置于夾頭702之中時(shí)，通過夾緊表面710a-d，在多個(gè)夾緊表面710a-d與所述軸的一個(gè)或多個(gè)表面之間實(shí)現(xiàn)基本緊密的配合。
圖8是又一示例夾頭802的等角投影圖。示例夾頭802與圖7中的示例夾頭702基本相似，并且與伸長構(gòu)件804一體形成。伸長構(gòu)件804可與圖1到圖3B中的連接桿106機(jī)械連接或一體形成。此外，示例夾頭802可用于實(shí)現(xiàn)圖1中的示例連接120和122。夾頭802由第一夾緊元件或柔性構(gòu)件806a和第二夾緊元件或柔性構(gòu)件806b形成，此二者均可通過形成或切出第一切口808a和第二切口808b而形成。第一夾緊元件806a包括兩個(gè)基本平坦的內(nèi)夾緊表面810a和810b，而第二夾緊元件806b包括兩個(gè)基本平坦的內(nèi)夾緊表面810c和810d，所有這些表面形成用于承接基本矩形或方形的軸(例如圖1中的閥軸114)的基本矩形或方形的孔。
示例夾頭802不同于示例夾頭702之處在于，一個(gè)通孔812貫穿第一柔性構(gòu)件806a而形成，而螺紋孔(未示出)與通孔812相對(duì)地貫穿第二夾緊元件806b而形成。以這種方式，在螺釘穿過通孔812而設(shè)置并被擰入所述螺紋孔時(shí)，夾緊元件806a-b彼此相向地被牽引，使得內(nèi)夾緊表面810a-d嚙合軸的一個(gè)或多個(gè)表面，如上文所述。
示例夾頭702和802被示為具有兩個(gè)切口(例如切口708a-b和808a-b)，這兩個(gè)切口限定了第一夾緊元件(例如夾緊元件706a和806a)和第二夾緊元件(例如夾緊元件706b和806b)。不過，與示例夾頭702和802相似的夾頭可使用一個(gè)切口來實(shí)現(xiàn)。例如，通過從示例夾頭702除去切口708a、通孔712a和對(duì)應(yīng)螺紋孔，可形成C形的柔性構(gòu)件，其包括切口708b、通孔712b、對(duì)應(yīng)螺紋孔和基本平坦的內(nèi)夾緊表面710a-d。然后，螺釘可與通孔712b和螺紋孔結(jié)合使用，來減小由內(nèi)夾緊表面710a-d所形成的基本矩形或方形的孔的尺寸。以這種方式，內(nèi)夾緊表面710a-d可向例如閥軸114(圖1)的一個(gè)或多個(gè)表面施加夾緊力。
盡管特定的制造方法、裝置和產(chǎn)品已經(jīng)在此進(jìn)行了描述，但本專利的涵蓋范圍并不限于此。相反地，本專利涵蓋在文字或等價(jià)物教義下落入所附權(quán)利要求書范圍中的所有的制造方法、裝置和產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種與過程控制設(shè)備一起使用的夾頭，所述夾頭包括至少一個(gè)柔性構(gòu)件，其具有第一表面，被設(shè)置為嚙合矩形軸；和第二表面，被設(shè)置為嚙合基本上為矩形孔的第三表面，其中所述至少一個(gè)柔性構(gòu)件被連接至伸長構(gòu)件的第一端，并被設(shè)置為通過所述第三表面向所述伸長構(gòu)件的軸線移位，并且其中所述伸長構(gòu)件被設(shè)置為連接至所述過程控制設(shè)備的致動(dòng)器的至少一部分。
2.如權(quán)利要求1所述的夾頭，進(jìn)一步包括至少另一個(gè)柔性構(gòu)件，其具有與所述至少一個(gè)柔性構(gòu)件的第一表面相對(duì)的第四表面，其中所述至少一個(gè)柔性構(gòu)件和所述至少另一個(gè)柔性構(gòu)件被設(shè)置為在其間接受所述矩形軸，并且其中所述至少一個(gè)柔性構(gòu)件和所述至少另一個(gè)柔性構(gòu)件被設(shè)置為在所述第二表面嚙合所述第三表面時(shí)彼此相向移動(dòng)。
3.如權(quán)利要求1所述的夾頭，其中所述伸長構(gòu)件與所述過程控制設(shè)備的致動(dòng)器的所述至少一部分一體地形成。
4.如權(quán)利要求1所述的夾頭，其中所述第三表面與連接、套件、螺母和螺釘中的至少一個(gè)相關(guān)聯(lián)。
5.如權(quán)利要求1所述的夾頭，其中所述第三表面包括漸縮部分。
6.如權(quán)利要求1所述的夾頭，其中所述至少一個(gè)柔性構(gòu)件的第二表面包括漸縮部分。
7.如權(quán)利要求1所述的夾頭，進(jìn)一步包括多個(gè)柔性構(gòu)件，其中所述多個(gè)柔性構(gòu)件和所述至少一個(gè)柔性構(gòu)件被設(shè)置為形成基本上為矩形的開口，該開口被設(shè)置為承接所述矩形軸。
8.如權(quán)利要求7所述的夾頭，其中所述多個(gè)柔性構(gòu)件具有相應(yīng)的外表面，其限定一基本上為矩形的外表面。
9.如權(quán)利要求1所述的夾頭，其中所述伸長構(gòu)件的第二端被設(shè)置為嚙合螺母和螺栓中的至少一個(gè)。
10.一種與矩形軸一起使用的夾頭，所述夾頭包括多個(gè)柔性構(gòu)件，其被設(shè)置為連接至伸長構(gòu)件，并且每個(gè)所述柔性構(gòu)件都具有內(nèi)表面，所述內(nèi)表面形成基本上為矩形的孔的至少一部分，所述矩形孔被設(shè)置為承接所述矩形軸，其中所述多個(gè)柔性構(gòu)件形成用于與具有多個(gè)對(duì)準(zhǔn)凹槽的孔的表面嚙合的外表面，其中所述孔的表面被設(shè)置為使所述多個(gè)柔性構(gòu)件朝向所述伸長構(gòu)件的軸線移位，以使所述多個(gè)柔性構(gòu)件中的每個(gè)柔性構(gòu)件的內(nèi)表面與所述矩形軸的一或多個(gè)表面嚙合。
11.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述外表面包括漸縮表面。
12.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述孔的表面與套件相關(guān)聯(lián)。
13.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述多個(gè)柔性構(gòu)件和所述伸長構(gòu)件一體地形成。
14.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述多個(gè)柔性構(gòu)件被設(shè)置為機(jī)械連接至與致動(dòng)器相關(guān)聯(lián)的連接桿。
15.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述伸長構(gòu)件被設(shè)置為機(jī)械連接至連接桿。
16.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述伸長構(gòu)件與連接桿一體地形成。
17.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述多個(gè)柔性構(gòu)件被設(shè)置為向所述矩形軸施加驅(qū)動(dòng)力。
18.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述伸長構(gòu)件包括螺紋部分，該螺紋部分被設(shè)置為嚙合螺母和螺栓中的至少一個(gè)。
19.如權(quán)利要求10所述的夾頭，其中所述外表面包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)元件，所述對(duì)準(zhǔn)元件被設(shè)置為嚙合所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)凹槽。
20.一種與矩形軸一起使用的連接，所述連接包括套件，其具有延伸貫穿其中的通路和基本上為矩形的孔，所述矩形孔與所述通路同軸并且至少部分地沿所述通路延伸；和夾頭，其具有第一端，被設(shè)置為延伸到所述通路內(nèi)；和第二端，被設(shè)置為嚙合所述基本上為矩形的孔，其中所述第二端包括多個(gè)柔性構(gòu)件，所述柔性構(gòu)件具有漸縮的外表面，并且限定基本矩形的外表面和基本矩形的內(nèi)表面，所述基本矩形的外表面用于嚙合所述基本矩形的孔，所述基本矩形的內(nèi)表面用于嚙合所述矩形軸，并且其中所述柔性構(gòu)件被設(shè)置為，在所述漸縮的外表面嚙合所述基本矩形的孔時(shí)，減小由所述基本矩形的內(nèi)表面所限定的基本矩形的周界的長度。
21.如權(quán)利要求20所述的連接，其中所述第一端包括被設(shè)置為與螺母和螺栓中的至少一個(gè)嚙合的多個(gè)螺紋。
22.如權(quán)利要求20所述的連接，其中所述套件與被設(shè)置為可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接至致動(dòng)器的連接桿一體地形成。
23.如權(quán)利要求22所述的連接，其中所述致動(dòng)器為電動(dòng)致動(dòng)器、氣動(dòng)致動(dòng)器、液壓致動(dòng)器和手動(dòng)致動(dòng)器中的至少一種。
24.如權(quán)利要求20所述的連接，其中所述矩形軸與閥相關(guān)聯(lián)。
25.如權(quán)利要求20所述的連接，其中所述漸縮的外表面包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)元件，而且所述基本矩形的孔包括多個(gè)對(duì)準(zhǔn)凹槽以承接所述多個(gè)對(duì)準(zhǔn)元件。
26.一種夾頭，包括多個(gè)柔性構(gòu)件，所述柔性構(gòu)件與伸長構(gòu)件一體地形成，而且所述柔性構(gòu)件形成基本矩形的第一孔和第一外表面，其中所述第一孔包括多個(gè)內(nèi)表面；和套件，所述套件具有第二外表面和被設(shè)置為承接所述多個(gè)柔性構(gòu)件的第二孔，其中所述多個(gè)柔性構(gòu)件被設(shè)置為在所述第二孔內(nèi)滑動(dòng)，并且其中所述第二孔的表面被設(shè)置為嚙合所述第一外表面，以使得所述多個(gè)內(nèi)表面嚙合與過程控制設(shè)備相關(guān)聯(lián)的軸。
27.如權(quán)利要求26所述的夾頭，其中所述套件包括螺母。
28.如權(quán)利要求26所述的夾頭，其中所述伸長構(gòu)件與致動(dòng)器的至少一部分一體地形成。
29.如權(quán)利要求26所述的夾頭，其中所述套件與致動(dòng)器的至少一部分一體地形成。
30.如權(quán)利要求26所述的夾頭，其中所述伸長構(gòu)件包括多個(gè)螺紋，所述多個(gè)螺紋被設(shè)置為延伸穿過所述第二孔并且嚙合螺母和螺栓中的至少一個(gè)。
31.如權(quán)利要求26所述的夾頭，其中所述第一外表面包括至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)元件，而且所述第二孔包括至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)凹槽，并且其中所述至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)元件被設(shè)置為嚙合所述至少一個(gè)對(duì)準(zhǔn)凹槽。
32.如權(quán)利要求26所述的夾頭，其中所述第一外表面包括漸縮部分。
33.如權(quán)利要求26所述的夾頭，其中所述第二孔的表面包括漸縮部分。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于將旋轉(zhuǎn)式致動(dòng)器連接至過程控制設(shè)備的夾頭。示例夾頭(202)包括至少一個(gè)具有第一表面(302)和第二表面的柔性構(gòu)件。第一表面被設(shè)置為嚙合矩形的軸，而第二表面被設(shè)置為嚙合基本為矩形的孔(304)的第三表面。所述柔性構(gòu)件被連接至伸長構(gòu)件(308)的第一端，并且被設(shè)置為通過第三表面向所述伸長構(gòu)件(308)的軸線移位。所述伸長構(gòu)件被設(shè)置為連接至過程控制設(shè)備的致動(dòng)器的至少一部分。
文檔編號(hào)F16K31/165GK1965189SQ200580019023
公開日2007年5月16日 申請(qǐng)日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月14日
發(fā)明者查德·M·英格爾, 詹森·吉恩·奧伯丁, 道格拉斯·保羅·蓋茨曼 申請(qǐng)人:費(fèi)希爾控制產(chǎn)品國際有限公司