[发明专利]紧凑型致动器齿轮组

说明书

背景技术

此部分旨在向读者介绍可能涉及本发明各方面的技术的各方面，这些方面在下文中有所描述和/或主张。此论述被认为有助于向读者提供背景信息，从而有助于更好地理解本发明的各方面。因此，应了解，这些陈述应就此而论，而非对现有技术的认可。

应了解，石油和天然气是对现代经济和社会产生深远影响的流体。实际上，依赖于石油和天然气的装置和系统无处不在。例如，石油和天然气在多种多样的交通工具中用作燃料，例如，汽车、飞机、船舶等。此外，石油和天然气还频繁地用于在冬季为家中提供暖气、发电以及制造数量惊人的日常产品。

无论是石油基还是其他种类的流体流都可用阀进行控制。流体流过处于打开配置的阀，但可通过将阀转换到关闭配置来中断该流。虽然许多阀在打开与关闭配置之间以手动方式致动，但是在工业环境中使用的更稳固的阀通常由液压、电动或气动致动器等以机械方式致动。

在某些情况下，机械致动器在不同于致动阀所需的方向上提供动力。例如，线性致动器可能不太适于转动球阀。为了将线性移动转变成旋转移动，例如，可将齿轮组插入致动器与阀之间。齿轮组接收致动器的动力输出，改变该输出的方向，然后为阀提供动力输入，从而致动阀。

齿轮组会使以下方面产生损失：效率。并非所有致动器的输出能量都用于致动阀，齿轮组会消耗该能量中的一些能量。如果阀直接连接到致动器，则低效率齿轮组通常需要的致动器比必需的更大、功率更高。因此，插入的齿轮箱增加了所需致动器的成本、重量以及大小。此外，对于较大的阀或需要大量致动扭矩的阀而言，致动器和相关齿轮组可能会因太大且需要太多空间而不易于安装和使用。

附图说明

参考附图阅读以下具体实施方式后，将更好地理解本发明的各个特征、方面和优点，在附图中，类似符号表示所有图中的类似部分，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的具有致动器的阀组件的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的致动器的等比例图示；

图3是根据本发明的一个实施例的用于紧凑型致动器的齿轮组的透视图；

图4和图5是图2中的致动器沿图2中的线A-A截取的简化截面图，其中所示致动器处于不同的操作配置；

图6是根据本发明的一个实施例的用于紧凑型致动器的齿轮组的透视图；

图7是根据本发明的一个实施例的齿轮组的透视图；

图8是图7所示的齿轮组的部件的透视图；

图9是根据本发明的一个实施例的齿轮组的透视图；以及

图10是图示了对根据本发明的一个实施例的齿轮组进行致动的流程图。

具体实施方式

下文将描述本发明的一个或多个具体实施例。所述的这些实施例仅为本发明的示例性实施例。另外，为了简要描述这些示例性实施例，说明书中可能不会描述实际实施方案的所有特征。应了解，在任何工程或设计规划中开发任何此类实际实施方案时，均必须作出大量实施方案特定的决策，以实现开发人员的具体目标，例如，是否要符合与系统相关以及与业务相关的限制，这些限制可能会因为实施方案的不同而有所不同。此外，应了解，此开发工作可能较复杂且耗时，但无论如何，对于受益于本发明的一般技术人员而言，此开发工作仍是常规的设计、制作和制造操作。

本发明的实施例包括可在紧凑型致动器中使用的齿轮组。据信，示例性齿轮组能将装置在一个平面内的线性移动有效地转变成在非平行平面内进行的旋转移动。例如，齿轮组可将垂直平面内的线性致动转变成水平平面内的旋转移动。这种转变可通过连接到锥齿轮布置的齿条与小齿轮式齿轮布置来实现。齿条与小齿轮组件将线性运动转变成旋转运动。另外，与小齿轮一起旋转的锥齿轮布置将小齿轮的旋转运动从垂直平面转到水平平面。锥齿轮布置可连接到直角回转球阀的轴，从而使球阀在打开与关闭配置之间进行转换，因而通过阀来控制流体流。

图1是用于对通过流路14的流体流12进行控制的阀组件10的示意图。示例性阀组件10包括连接到阀主体18的致动器16。所述阀主体可支持许多种阀类型，这些类型的实例有蝶形阀、球阀、直角回转阀、闸门阀等等。如图所示，阀主体18带有球阀20。在打开配置下，球阀20的通孔(through bore)22与阀组件10的入口24和出口26对准。这使得流12通过阀。通过转动球阀20以将通孔22放置成垂直于入口24和出口26，可中断流12。换句话说，球阀20的直角回转使得阀组件10在打开与关闭配置之间转换。