[发明专利]用于将轴密封到隔膜致动器的装置

说明书

技术领域

本公开大体上涉及控制阀致动器，更具体而言，涉及隔膜致动器，其具 有被密封地接合到致动器的轴的隔膜。

背景技术

控制阀被普遍用于过程控制系统。一般而言，控制阀可用于操纵流动的 流体，以将过程变量调节到希望的设定点，将流体从源传送或运输到目的地， 等等。控制阀组件典型地包括阀体、轴和致动器，以通过所述轴提供用于操 作阀的动力(例如，将塞或流动控制构件定位在阀内)。

弹簧和隔膜气动致动器一般被称为隔膜致动器，并因其可靠性而经常被 选择用于控制阀。隔膜致动器典型地包括：包含隔膜的壳体；致动器轴；和 一个或多个弹簧，其用于在没有控制压力施加到隔膜时将致动器轴返回到已 知位置。典型地，隔膜致动器在隔膜的一侧接受可变气体(例如，空气)压 力，以移动致动器轴，从而打开和关闭或调节控制阀。致动器的控制动作取 决于隔膜的结构、隔膜板、回动弹簧和致动器轴。隔膜致动器可被配置为正 向作用，以使增大的控制压力使隔膜和致动器轴伸展离开致动器壳体。可替 换地，隔膜致动器可被配置为反向作用，以使增大的空气压力使隔膜和致动 器轴缩回。

与隔膜致动器被配置的控制动作的类型无关，也可被称为杆的致动器轴 被机械地连接或固定到隔膜。典型地，轴或杆的端部穿过隔膜的中心孔，一 个或多个机械固定元件(例如，垫圈、螺母、螺栓等)被用于将隔膜的中心 部夹紧或者以任何方式紧固到所述轴或杆。在该方式下，响应控制压力变化 的隔膜的移动或移位导致所述致动器轴或杆的移动或移位。为了能够在隔膜 的一侧保持控制压力，致动器轴或杆所穿过的孔典型地被密封，以防止在轴 或杆周围通过孔的泄漏。然而，用于密封轴或杆所穿过的隔膜中心孔的已知 技术典型地使用相对复杂和昂贵的垫圈、O形圈和专用部件的设置。

发明内容

在一个所述示例中，一种用于隔膜致动器的隔膜具有中心孔和被设置为 围绕该中心孔的周边的整体密封突起。另外，该密封突起被配置为密封地接 合所述隔膜致动器的可移动部件。

附图说明

图1为具有已知弹簧和隔膜致动器的控制阀的剖视图。

图2为图1的已知隔膜和致动器轴组件的一部分的放大剖视图。

图3为具有弹簧和隔膜致动器的示例控制阀的剖视图，所述隔膜致动器 具有被密封地接合到致动器轴的肩部的隔膜。

图4为示出图3的示例性隔膜和致动器轴组件的一部分的放大剖视图。

图5为示出图3和图4的示例性密封装置的隔膜与轴之间的可替换密封 设置的放大剖视图。

具体实施方式

本文描述的用于将隔膜致动器中的隔膜密封到致动器轴的示例装置排 除了使用在许多已知隔膜致动器中的相对复杂和昂贵的密封装置。更具体而 言，本文描述的一个示例包括隔膜，该隔膜具有中心孔和被布置为围绕该中 心孔的周边的诸如密封凸缘等的整体密封突起。密封突起被配置为密封地接 合隔膜致动器的轴的肩部。特别地，密封突起(例如，密封凸缘)可接合轴 的肩部中的环形凹进，从而使隔膜能够与所述轴密封，而无需使用传统上被 用于提供这种密封的额外的O形圈、垫圈等相对复杂和昂贵的设置。

在描述上面提到的示例性隔膜和致动器轴的密封装置之前，下面首先结 合图1和图2对已知的密封装置进行简要描述。返回图1，其提供具有已知 的弹簧和隔膜致动器101的控制阀100的剖视图。如图1所示，隔膜致动器 101具有上壳体102和下壳体104，这两个壳体通过采用常规方式沿壳体102 和104的外边缘分隔开的多个螺纹紧固件106、108而被连接在一起。隔膜 110被夹持在壳体102与104之间，并将壳体102和104内的空间分隔为控 制压力腔112和大气压力腔114。隔膜板116向隔膜110提供刚性支撑，并 且，如以下结合图2更为详细的描述的那样，其有利于隔膜110与致动器杆 或轴118通过密封组件120的密封接合。另外，杆或轴118通过联结器124 被操作性地连接到控制阀100的杆或轴122。压缩弹簧126被设置在隔膜板 116与上壳体102的内壁128之间，并且因此被配置为朝向控制阀100驱使 或偏压隔膜110、隔膜板116和致动器轴118。结果是，被描述为双向塞阀 的控制阀100的杆或轴122被偏压以关闭控制阀100(即，禁止或防止流体 流动通过阀100)。