專利名稱：帶有鎖止機構(gòu)的閥作動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及閥的作動器，更特定而言涉及帶有失效保護(hù)裝置的閥作動器。
背景技術(shù)：
在諸如閥、阻尼器等當(dāng)前許多機械系統(tǒng)中，采用機電致動系統(tǒng)來將機械系統(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電作動器，該 機電作動器可進(jìn)行工作而轉(zhuǎn)動閥桿，從而將閥從閉合狀態(tài)轉(zhuǎn)換為開啟狀態(tài)。如果這些機電作動器需要電力供應(yīng)，則在供電故障的情況下，作動器將無法產(chǎn)生 所需的動作。結(jié)果就是，許多機電作動器上往往設(shè)置有機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，機電作動器可被設(shè)計成這 樣一旦機電作動器的電力供應(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，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)型閥作動器中，一旦作動器喪失電力，閥就復(fù)位到其缺省狀態(tài)， 且保持在該狀態(tài)下，直至閥作動器中電力恢復(fù)。結(jié)果就是，與閥作動器相連的閥被限制在任 何缺省的位置上，閥作動器被設(shè)計成在出現(xiàn)供電故障的情況下將閥復(fù)位到該缺省位置。但 是，在某些實例中，希望將與閥作動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)，以便于對系統(tǒng)進(jìn)行故障查找。對于其它的實例，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)明的一些實施方式涉及對現(xiàn)有技術(shù)中上述閥作動器的改進(jìn)方案。從文中的描 述可清楚地認(rèn)識到本發(fā)明的這些優(yōu)點以及其它益處，并能認(rèn)識到其它的創(chuàng)新性特征。
發(fā)明內(nèi)容
在第一方面，本發(fā)明的一種實施方式提供了一種閥作動器，其包括殼體、殼體內(nèi)所 承載的傳動系、以及鎖止按鈕機構(gòu)，其中的鎖止按鈕機構(gòu)與傳動系可操作地進(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，傳動系的轉(zhuǎn)動運動被阻止，而在解鎖位置上，允許傳動系進(jìn)行轉(zhuǎn)動運動。在第一方面的從屬實施方式中，鎖止按鈕機構(gòu)包括鎖止按鈕，該按鈕上帶有用于 接納鎖止按鈕機構(gòu)的套管的開孔。鎖止按鈕可沿著套管在軸向上滑動，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)明的一種實施方式提供了一種閥作動器，其包括殼體、以及由殼 體承載的傳動系，傳動系具有多個相互聯(lián)接的齒輪，其中，多個相互聯(lián)接齒輪中的各個齒輪 都需要將扭矩從多個互聯(lián)齒輪的輸入端傳遞給多個互聯(lián)齒輪的輸出端。根據(jù)第二方面的閥作動器還包括桿軸，其從多個互聯(lián)齒輪中的其中一個齒輪沿其 轉(zhuǎn)動軸線延伸出，以使得桿軸的轉(zhuǎn)動與各個互聯(lián)齒輪的轉(zhuǎn)動相對應(yīng)。桿軸與作動器復(fù)位裝置可操作地進(jìn)行聯(lián)接，以將傳動系沿第一方向轉(zhuǎn)動到第一預(yù)定位置。鎖止按鈕機構(gòu)與桿軸 可操作地進(jìn)行聯(lián)接，該機構(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，阻止傳動系進(jìn)行轉(zhuǎn) 動，而在解鎖位置上，允許傳動系進(jìn)行轉(zhuǎn)動運動。在第二方面的從屬實施方式中，鎖止按鈕機構(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)明的一種實施方式提供了一種用于對閥進(jìn)行致動的方法，該方 法包括步驟將與閥作動器的傳動系可操作地進(jìn)行聯(lián)接的鎖止按鈕機構(gòu)轉(zhuǎn)動到預(yù)定的轉(zhuǎn)角 位置；以及使閥作動器的殼體與鎖止按鈕機構(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，在軸向上對鎖止按鈕機構(gòu)中的鎖止按鈕進(jìn)行按壓，使得鎖止按鈕與 殼體實現(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)識到本發(fā)明的其它方面、目的、 以及優(yōu)點。
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 本發(fā)明的幾個方面進(jìn)行了介紹，以便于對本發(fā)明的原理進(jìn)行解釋。在附圖中圖1中的分解軸測圖表示了帶有鎖止機構(gòu)的閥作動器的一種示例性實施方式；圖2是圖1所示閥作動器中鎖止按鈕機構(gòu)的局部分解軸測圖；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)的鎖止按鈕機構(gòu)；圖5中的俯視剖面圖表示了圖2所示鎖止按鈕機構(gòu)的鎖止部件，圖中，該部件被插 入到圖1所示閥作動器殼體的鎖止按鈕凹陷的鎖止空腔中；以及圖6是閥作動器的軸測圖，在圖中，工具被插入到圖2所示的鎖止按鈕機構(gòu)中。盡管結(jié)合一些優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明進(jìn)行描述，但本發(fā)明并不限于這些實施方 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)。
具體實施例方式參見圖1，圖中表示了一種閥作動器10。該閥作動器包括兩件式的殼體30、鎖止按 鈕機構(gòu)12、以及傳動系組件70。殼體30內(nèi)承載著傳動系組件70，且鎖止按鈕機構(gòu)12與殼 體30和傳動系組件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，鎖止按鈕機構(gòu)12可被操作而將傳動系組件70鎖定在所需的位置上。繼續(xù)參見圖1，傳動系組件70包括電機72。該電機提供了驅(qū)動閥作動器10在所 要求的各個位置之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換所需的動力。電機72與多個相互聯(lián)接的齒輪74相聯(lián)接，這 些齒輪74可操作地將電機72與作動器聯(lián)接套管82聯(lián)接起來。作動器聯(lián)接套管82接納著 閥作動器10所操作的閥的閥桿或其它桿軸。
傳動系70還包括作動器復(fù)位裝置76。作動器復(fù)位裝置中存儲著轉(zhuǎn)動能，且在向電 機72供電的電源出現(xiàn)故障時將轉(zhuǎn)動能返送給傳動系70。當(dāng)出現(xiàn)這樣的情況時，作動器復(fù)位 裝置70將所存儲的能量供送給傳動系70，使得傳動系將與閥作動器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)作動器復(fù)位裝置76將與閥作動器10相連的閥復(fù)位到常閉狀態(tài)時，與閥作動器 10相連的閥被關(guān)閉。類似地，在常開型的設(shè)計中，如果作動器復(fù)位裝置76將與閥作動器10 相連的閥復(fù)位到開啟狀態(tài)，則與閥作動器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允許使用者對閥作動器10執(zhí)行手 動重新定位，更具體而言，在出現(xiàn)供電故障的情況下，允許使用者手動地將與閥作動器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 機構(gòu)12允許使用者重新打開已由作動器復(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器復(fù)位裝置76將閥開啟的條件下，鎖止按鈕機構(gòu)12允許使用者關(guān)閉 常開型的閥。因此，鎖止按鈕機構(gòu)12實現(xiàn)了對帶有作動器復(fù)位裝置76的、且作為失效保護(hù) 裝置的閥作動器10的手動超馳。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?？梢岳斫忉槍んw30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) 接納著從傳動系70延伸出的閉鎖桿軸78，使得套管22不能相對于閉鎖桿軸78進(jìn)行轉(zhuǎn)動。 此外，鎖止按鈕14被設(shè)計成接納著套管22，使得鎖止按鈕14無法相對于套管22進(jìn)行轉(zhuǎn)動。 因而，當(dāng)鎖止按鈕14被阻止轉(zhuǎn)動時，閉鎖桿軸78也無法轉(zhuǎn)動，最終也阻止傳動系70產(chǎn)生任 何的轉(zhuǎn)動。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，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)計為接納著工具 54，該工具與工具孔眼沈的形狀實現(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的形狀實現(xiàn)鍵配 合，以使得套管22無法相對于鎖止按鈕14進(jìn)行轉(zhuǎn)動。同樣地，利用工具M(jìn)使套管22的轉(zhuǎn) 動就將導(dǎo)致鎖止按鈕14轉(zhuǎn)動。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可相對于套管22在軸向上滑動。這一功能允許執(zhí)行如下的操作通過使鎖止 按鈕14相對于鎖止套管22沿軸向滑動，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)計成與其 它類型的工具進(jìn)行配合。更特定而言，在其它實施方式中，工具孔眼M可采用十字槽螺絲 帽或標(biāo)準(zhǔn)頭螺釘?shù)男问健⒒蛘咂渌愃频膸缀涡螤?。但是，采用通用扳手作為工具M(jìn)的優(yōu) 點在于能容易地為傳動系組件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，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，使得鎖止按鈕14無法相 對于套管22進(jìn)行轉(zhuǎn)動。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)計成接納著偏置元件20，該元件為鎖止按鈕機構(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，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械部件。返回來參見圖1，傳動系組件70被表示為承載在殼體30內(nèi)。更特定而言，傳動系 組件70被安裝到殼體30的底部60、以及殼體30的頂部32上。傳動系組件70包括馬達(dá) 72和多個相互聯(lián)接的齒輪74，這些齒輪與馬達(dá)進(jìn)行工作聯(lián)接，以使得每個互聯(lián)的齒輪都需 要將施加到與馬達(dá)72相連的傳動系的輸入端處的扭矩傳遞到傳動系的輸出端，其中的輸 出端是由作動器聯(lián)接套管82來形成的。閉鎖桿軸78沿著轉(zhuǎn)動軸線105從多個互聯(lián)齒輪74 的中心處延伸出。結(jié)果就是，鎖止按鈕機構(gòu)12通過閉鎖桿軸78與傳動系70相連，而無需 設(shè)置另外的齒輪機構(gòu)，由此降低了設(shè)置鎖止按鈕機構(gòu)12的總成本。作動器聯(lián)接套管82從多個互聯(lián)齒輪74中的某個齒輪延伸出，且可操作地聯(lián)接到 閥的閥桿上，從而，作動器聯(lián)接套管82的轉(zhuǎn)動將導(dǎo)致閥桿的轉(zhuǎn)動。閉鎖桿軸78從多個互聯(lián) 齒輪74中某個齒輪的轉(zhuǎn)動軸線105延伸出，以使得閉鎖桿軸78的轉(zhuǎn)動對應(yīng)著閉鎖桿軸上 延伸出的齒輪74的轉(zhuǎn)動。盡管在圖示情形中馬達(dá)采用的是普通的電動機，但傳動系也可采 用其它的動力源-例如作為非限定性實例的氣動驅(qū)動形式。傳動系組件70還包括作動器復(fù)位裝置76，其為儲能彈簧76的形式。如圖所示，儲 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向多個齒輪74提供扭矩時，儲 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的動力中斷時，復(fù)位裝置通過松卷、并向閉鎖桿軸 78提供扭矩，作動器復(fù)位裝置76進(jìn)行工作而將與閥作動器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，閥作動器10具有自動復(fù)位功能， 在閥作動器10出現(xiàn)動力故障的情況下，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允許使用者手動地將與閥作動器10相連的閥置于除由閥作動器 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)動整個360度。如上文討論的那樣，鎖 止按鈕14無法相對于套管22轉(zhuǎn)動。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)動還將導(dǎo)致套管22的轉(zhuǎn)動，套管的轉(zhuǎn)動發(fā)過來再 導(dǎo)致閉鎖桿軸78的轉(zhuǎn)動，最終，桿軸的轉(zhuǎn)動反過來再使得與作動器聯(lián)接套管82相連的閥件 (見圖1)進(jìn)行轉(zhuǎn)動。因而，當(dāng)馬達(dá)72向多個互聯(lián)齒輪74提供扭矩時，閉鎖桿軸78進(jìn)行轉(zhuǎn)動。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。當(dāng) 不希望鎖止按鈕處于圖4所示的鎖止?fàn)顟B(tài)時，這一功能允許閥作動器10自由地進(jìn)行工作， 而不會產(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，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，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，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，鎖止按鈕14無法相對于鎖 止按鈕凹陷34進(jìn)行轉(zhuǎn)動。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， 這是因為套管22無法相對于鎖止按鈕14進(jìn)行轉(zhuǎn)動所致。在上文的討論中還提到，閉鎖桿 軸78不能相對于套管22進(jìn)行轉(zhuǎn)動。因而，當(dāng)鎖止按鈕14處于閉鎖狀態(tài)時，整個傳動系組 件70-包括作動器聯(lián)接套管82都無法進(jìn)行轉(zhuǎn)動。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，其無法在空腔內(nèi)轉(zhuǎn)動。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，且當(dāng)作 動器復(fù)位裝置76試圖驅(qū)使傳動系轉(zhuǎn)回到閥作動器10的預(yù)定位置時，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實現(xiàn)摩擦接合。由作動器復(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 作動器10-更特定而言向馬達(dá)72提供重新提供動力，傳動系就將驅(qū)使閉鎖桿軸78沿著一 個方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動，該方向與由作動器復(fù)位裝置76所提供的轉(zhuǎn)動方向相反，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)時施加到鎖止按鈕14上的總應(yīng)力將被減小，這是因為鎖 止按鈕14不同于其它的鎖止機構(gòu)，不會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，故僅通過從動力源重新向閥作動器10提供動力，閥作動器10 就將重新處于正常工作狀態(tài)，而不會出現(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)計成借助于制在頂蓋32上的鎖止凹陷34與閥作動器10的殼體 30直接鎖止。在某些實施方式中，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軸向滑動而與鎖止空腔38相接合的適 當(dāng)位置時，利用這些標(biāo)記指代它們的徑向?qū)φP(guān)系。傳動系組件70被設(shè)計成這樣套管22 的一定轉(zhuǎn)數(shù)將導(dǎo)致與閥作動器10的作動器聯(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，在一種實施方式中，套管轉(zhuǎn)動八圈就導(dǎo)致作動器聯(lián)接套管82轉(zhuǎn)動90°，并又使 相連的閥桿轉(zhuǎn)動對應(yīng)的角度。這一指示信息使得使用者能判斷出在將閥作動器10置于鎖 止?fàn)顟B(tài)之前，需要將鎖止按鈕機構(gòu)12轉(zhuǎn)動多少圈來將與閥作動器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具有多個工具保持夾扣48和工具頂臺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)討論了閥作動器10的結(jié)構(gòu)特點，下文將對該閥作動器10的工作過程進(jìn) 行描述。下面參見圖6，為了將閥作動器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在軸向上對正，其中的方向100與作動器復(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提供動力，這反過來將驅(qū)使傳動系組件70帶著閉鎖桿軸78轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動方向與由作動器復(fù)位裝置76所作用的方向相反(見圖1)。如上文討論的那樣，該閥作動器10具有那種在動力故障情況下處于預(yù)定缺省狀 態(tài)的閥作動器10的所有優(yōu)點，同時還使得閥作動器具有可手動超馳缺省狀態(tài)的功能。該閥 作動器10是利用鎖止按鈕機構(gòu)12而實現(xiàn)這一功能的，鎖止按鈕機構(gòu)12能與閥作動器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，鎖止按鈕機構(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、以及專利都被同等地結(jié) 合到本申請中作為背景，就如同這些參考文獻(xiàn)被單獨而具體地引用，且被吸收到內(nèi)容中。在對本發(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)值范圍僅被作為對該范圍內(nèi)各個離散值逐個進(jìn)行指代的簡略表示法，且各個離 散值就如同被逐個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于本發(fā)明的實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)選實施方式-包括發(fā)明人為實施本發(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)識到這些優(yōu)選 實施方式的改型。發(fā)明人預(yù)計本領(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
1.一種閥作動器，其包括殼體；承載在殼體內(nèi)的傳動系；以及鎖止按鈕機構(gòu)，該鎖止按鈕機構(gòu)與傳動系可操作地進(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，傳動系的轉(zhuǎn)動運動被阻止，而在解鎖位置 上，允許傳動系進(jìn)行轉(zhuǎn)動運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥作動器，其特征在于鎖止按鈕機構(gòu)包括鎖止按鈕，該按鈕 上具有構(gòu)造成接納鎖止按鈕機構(gòu)的套管的開孔，鎖止按鈕可沿著套管在軸向上滑動以將鎖 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 便于在閥作動器處于鎖止位置時，阻止鎖止按鈕相對于鎖止凹陷產(chǎn)生顯著的轉(zhuǎn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的閥作動器，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)閥作動器處于鎖止位置時，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，以便在閥作動器處于鎖止位置時，使得鎖止空腔與鎖止部件形成鍵互補配合關(guān)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閥作動器，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所述的閥作動器，其特征在于傳動系包括作動器復(fù)位裝置，以在閥 作動器處于鎖止位置時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)行操作而對鎖止按鈕沿軸向 方向相對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。
11.一種閥作動器，其包括殼體；由殼體承載的傳動系，該傳動系具有多個相互聯(lián)接的齒輪，其中，多個互聯(lián)齒輪中的各 個齒輪都需要將扭矩從多個互聯(lián)齒輪的輸入端傳遞給多個互聯(lián)齒輪的輸出端；桿軸，其從多個互聯(lián)齒輪中的其中一個齒輪沿其轉(zhuǎn)動軸線延伸出，以使得桿軸的轉(zhuǎn)動 與各個互聯(lián)齒輪的轉(zhuǎn)動相對應(yīng)；作動器復(fù)位裝置，其與桿軸可操作地進(jìn)行聯(lián)接，以將傳動系沿一方向轉(zhuǎn)動到第一預(yù)定 位置；鎖止按鈕機構(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，阻止傳動系進(jìn)行轉(zhuǎn)動，在解鎖位置上，允許傳動系進(jìn)行轉(zhuǎn)動運動。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的閥作動器，其特征在于鎖止按鈕機構(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所述的閥作動器，其特征在于作動器復(fù)位裝置可進(jìn)行操作而對 鎖止按鈕機構(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現(xiàn)摩擦接 合，由此將傳動系鎖定在預(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)。
15.一種用于對與閥作動器相連的閥進(jìn)行致動的方法，其包括步驟將與閥作動器的傳動系可操作地聯(lián)接著的鎖止按鈕機構(gòu)轉(zhuǎn)動到預(yù)定的轉(zhuǎn)角位置；以及在鎖止按鈕機構(gòu)的鎖止按鈕處于預(yù)定的轉(zhuǎn)角位置時，通過在軸向上對鎖止按鈕進(jìn)行按 壓以使得鎖止按鈕與閥作動器的殼體實現(xiàn)摩擦接合，使該殼體與鎖止按鈕機構(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配合關(guān)系，以便于當(dāng) 鎖止空腔接納著鎖止部件時，防止鎖止部件相對于鎖止空腔發(fā)生轉(zhuǎn)動。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)動步驟包括操作轉(zhuǎn)動傳動系的桿 軸，傳動系包括多個相互聯(lián)接的齒輪，其中，多個互聯(lián)齒輪中的各個齒輪將扭矩從傳動系的 輸入端傳遞給傳動系的輸出端，桿軸與多個互聯(lián)齒輪中至少一個齒輪的轉(zhuǎn)動軸線重合。
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)行操作而對鎖止按鈕機構(gòu)中的鎖止按鈕施 加軸向偏置作用，使鎖止按鈕沿著傳動系的轉(zhuǎn)動軸線遠(yuǎn)離殼體，由此使鎖止按鈕機構(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構(gòu)的套管對 鎖止按鈕施加軸向偏置作用，套管可操作地聯(lián)接著傳動系的桿軸，桿軸與傳動系的轉(zhuǎn)動軸 線重合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶有手動鎖止機構(gòu)的閥作動器。帶有手動鎖止機構(gòu)的該閥作動器包括鎖止按鈕機構(gòu)，該鎖止按鈕機構(gòu)與沿傳動系轉(zhuǎn)動軸線延伸的桿軸可操作地聯(lián)接著。鎖止按鈕機構(gòu)可與閥作動器的殼體選擇性地接合，以將傳動系鎖定在選定的定向狀態(tài)上。
文檔編號F16K31/44GK102095018SQ20101058677
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者G·R·帕森斯, W·P·溫德加森 申請人:施耐德電氣建筑有限公司