具有運動轉(zhuǎn)換裝置的流量控制閥的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于用在流量控制閥上的運動轉(zhuǎn)換裝置，該運動轉(zhuǎn)換裝置包括可沿不同軸線移動的雙作用氣缸。本發(fā)明還涉及一種流量控制閥，該流量控制閥包括運動轉(zhuǎn)換裝置以在開啟和閉合位置之間移動封閉件，以及涉及一種用于開啟和閉合閥的方法。
【背景技術】
[0002]商業(yè)和工業(yè)過程利用控制閥系統(tǒng)以控制過程流體通過過程工廠的流動。許多過程控制閥，包括螺紋內(nèi)閥、調(diào)節(jié)器或其他控制裝置，需要致動器將流量控制元件位于閥內(nèi)側(cè)的期望位置處?？刂圃又刂七^程流體經(jīng)過閥的流量。在許多應用中，致動器被直接安裝到閥體并連接到閥桿，并且該閥桿可操作地耦接到流量控制元件。根據(jù)閥的類型，閥致動器或者轉(zhuǎn)動閥桿或者在直線方向上移動閥桿。
[0003]在各種應用中，閥設計者可能期望將一種類型的運動轉(zhuǎn)換成另一種運動。例如，一些應用要求將在一個方向上的平移移動轉(zhuǎn)換為在另一方向上的平移移動。一個這種應用的例子是軸流式閥，該軸流式閥需要將由流動通道之外電源產(chǎn)生的運動轉(zhuǎn)換為流動通道之內(nèi)的元件的軸向移動?，F(xiàn)有技術中仍然有其他的例子是熟知的。
[0004]圖1示出了一種熟知的軸流式閥100的例子。該軸流式閥100包括延伸通過閥體120的流動通道110。封閉件130位于流動通道110內(nèi)以選擇性地開啟和閉合該流動通道110。封閉件130沿流動通道110的中心軸線在阻止流體流動通過流動通道110的閉合位置和允許流體流動通過流動通道I1的開啟位置之間是可移動的。封閉件130的軸向移動由線性驅(qū)動齒棒140和位于流體通道110內(nèi)的從動線性齒棒150的相互作用提供。殼體154保護驅(qū)動齒棒140和從動線性齒棒150遠離流動通過流體通道110的流體。驅(qū)動齒棒140被流體通道110之外的線性致動器(未示出)移動。驅(qū)動齒棒140的齒輪齒160嚙合地接合從動線性齒棒150的齒輪齒170。驅(qū)動齒棒140的直線運動使從動線性齒棒150沿軸向方向運動。
[0005]將封閉件130安置于圖1的開啟位置需要移動從動線性齒棒150的后端175遠離驅(qū)動齒棒140。需要殼體155的放大的后端180在這個位置接收從動線性齒棒150的后端175。殼體155的放大的后端180影響流動通道110內(nèi)的流體流動并且還增加了殼體155和/或閥體120的制造的成本和復雜性。圖1所示布置的另一種結果是齒棒160、170所產(chǎn)生軸向運動是空動的，并且在這種布置中產(chǎn)生的摩擦導致對更大的線性致動器的需求。結果，齒棒140、150的長度被延長以達到封閉件130所期望的行程距離。這進一步地增加了閥體120和殼體155的尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]根據(jù)第一種示例性方面，閥體包括流動通道，并且封閉件在阻止流體流動通過所述流動通道的封閉位置和允許流體流動通過流動通道的開啟位置之間是可移動的。所述閥體包括第一孔口、第二孔口和第三孔口，它們形成被布置以接收流體的閉合回路。第一雙作用氣缸位于所述第一孔口內(nèi)并且沿第一軸線是可移動的，并且第二雙作用氣缸位于所述第二孔口內(nèi)并且沿第二軸線是可移動的，所述第二雙作用氣缸可操作地連接到所述封閉件。該第一軸線和第二軸線相對彼此成角度。閉合的流體回路布置為使得所述第一雙作用氣缸沿所述第一軸線的移動引致所述第二雙作用氣缸沿所述第二軸線的移動，從而引致所述封閉件在所述閉合位置和所述開啟位置之間移動。
[0007]根據(jù)第二個示例性方面，用于與控制閥一起使用的運動轉(zhuǎn)換裝置包括本體，所述本體包括形成閉合流體回路的第一孔口、第二孔口和第三孔口，該閉合流體回路布置為接收流體。第一雙作用氣缸在所述第一孔口內(nèi)沿第一軸線是可移動的，并且第二雙作用氣缸在第二孔口內(nèi)沿第二軸線是可移動的，所述第一軸線相對所述第二軸線成角度。致動器配置為使所述第一雙作用氣缸沿所述第一軸線移動從而沿所述第二軸線液動地或氣動地推動所述第二雙作用氣缸，并且所述閉合流體回路的氣缸和孔口布置為使得所述第一雙作用氣缸沿所述第一軸線的移動引致所述第二雙作用氣缸沿所述第二軸線的移動。
[0008]根據(jù)第三個示例性方面，用于開啟和閉合閥的方法包括提供具有流動通道和封閉件的閥，提供具有第一孔口和第二孔口的閉合流體回路，所述第一和第二孔口相對彼此成角度，將第一雙作用氣缸布置在所述第一孔口內(nèi)，并且將所述第二雙作用氣缸布置在所述第二孔口內(nèi)。該方法包括可操作地連接第二雙作用氣缸到所述封閉件，并且沿第一軸線在一方向上移動處于流體壓力下的所述第一雙作用氣缸從而沿第二軸線在第一方向上推動第二雙作用氣缸，從而沿所述第二軸線在第一方向上移動所述封閉件，并且沿所述第一軸線在另一方向上移動處于流體壓力下的所述第一雙作用氣缸從而在與所述第一方向相反的第二方向上推動所述第二雙作用氣缸，從而在沿所述第二軸線在所述第二方向上移動所述封閉件。
[0009]根據(jù)前述的第一、第二或第三個方面的任一個或多個，閥、運動轉(zhuǎn)換裝置和/或方法可以進一步包括下述優(yōu)選形式的任一個或多個。
[0010]在一種優(yōu)選形式中，所述閥可包括第一雙作用氣缸，其包括第一桿和第一活塞，所述第一桿延伸通過所述第一孔口的閉合端且所述第一活塞密封地且可滑動地接合所述第一孔口的周向表面。所述第二雙作用氣缸可包括第二桿和第二活塞，所述第二桿延伸通過所述第二孔口的閉合端并連接到所述封閉件并且所述第二活塞密封地且可滑動地接合所述第二孔口的周向表面。
[0011]在另一種優(yōu)選形式中，所述第一活塞的所述第一端面可被配置為朝著所述第二活塞的第一端面推動液體或氣體通過所述第一和第二孔口從而移動所述第二雙作用氣缸遠離所述第一孔口，并且從而移動所述封閉件到所述閉合位置。該第一活塞的第二端面可配置為朝著所述第二活塞的第二端面推動液體或氣體通過所述第一孔口、第二孔口和第三孔口從而朝著所述第一孔口移動所述第二雙作用氣缸，并且從而移動所述封閉件到所述開啟位置。
[0012]在另一種優(yōu)選形式中，所述第三孔口的第一端可以開設到由所述第一孔口的所述閉合端和所述第一活塞限定的所述第一孔口的一部分，并且所述第三孔口的第二端可以開設到由所述第二孔口的所述閉合端和所述第二活塞限定的所述第二孔口的一部分。
[0013]在另一優(yōu)選形式中，所述閥可包括位于所述第一活塞中的第一環(huán)形槽內(nèi)的第一 O型環(huán)以密封地接合所述第一活塞和所述第一孔口的所述周向表面。所述閥可包括位于所述第二活塞中的第二環(huán)形槽內(nèi)的第二 O型環(huán)以密封地接合所述第二活塞和所述第二孔口的所述周向表面。
[0014]在另一優(yōu)選形式中，第一頭部的直徑可以與第二頭部的直徑是相等的。
[0015]在另一優(yōu)選形式中，所述第一雙作用氣缸沿所述第一軸線行進的距離可以與所述第二雙作用氣缸沿所述第二軸線行進的距離是相等的從而在所述第一和第二雙作用氣缸之間的移動比率為1:1。
[0016]在另一優(yōu)選形式中，所述閥可包括致動器，所述致動器配置為使得所述第一雙作用氣缸沿所述第一軸線來回地移動。
[0017]在另一優(yōu)選形式中，所述閥可包括位于所述流動通道內(nèi)的殼體，從而所述流動通道內(nèi)的液體或氣體在所述殼體周圍流動。所述第一孔口、第二孔口和第三孔口可以被封閉在所述殼體內(nèi)。
[0018]在另一優(yōu)選形式中，所述第二孔口可以與所述流動通道是同軸的。
[0019]在另一優(yōu)選形式中，所述第一雙作用氣缸可包括第一桿和第一活塞，所述第一桿延伸通過所述第一孔口的閉合端并連接到所述致動器，所述第一活塞密封地且可滑動地接合所述第一孔口的周向表面。所述第二雙作用氣缸可包括第二桿和第二活塞，所述第二桿延伸通過所述第二孔口的閉合端，并且所述第二活塞密封地且可滑動地接合所述第二孔口的周向表面。
[0020]在另一優(yōu)選形式中，所述第一活塞的第一端面可配置為朝著所述第二活塞的第一端面推動液體或氣體通過所述第一和第二孔口從而移動所述第二雙作用氣缸遠離所述第一孔口。所述第一活塞的第二端面可被配置以朝著所述第二活塞的第二端面推動液體或氣體通過所述第一孔口、第二孔口和第三孔口從而朝著所述第一孔口移動所述第二雙作用氣缸。
[0021 ] 在另一優(yōu)選形式中，所述第三孔口的第一端可以開設到由所述第一孔口的閉合端和所述第一活塞限定的所述第一孔口的一部分，并且所述第三孔口的第二端可以開設到由所述第二孔口的所述閉合端和所述第二活塞限定的所述第二孔口的一部分。