[发明专利]致动器活塞中的多齿啮合

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请请求享受于2010年6月17日提交的美国临时申请61/355,688的权益。

背景技术

管道系统中的阀可具有好些致动器。所述致动器可为手动致动器、气动致动器、液动致动器、电动致动器或者其组合等。所述致动器使所述阀在打开位置和闭合位置之间运动。所述致动器具有位置指示器以显示所述阀的位置。很多自动阀被构造成以很高的速度在所述打开位置和闭合位置之间运行。比如，所述阀可每分钟工作好几次。这样的高使用频率对致动器的多个部件造成严重的损害。因此，需要一种具有牢固的制动系统的致动器。

发明内容

本文所描述的实施例提供了一种用于阀组件的致动器。该致动器具有致动器本体和至少一个被构造成在所述驱动器本体内运动的活塞。所述致动器具有输出轴，该输出轴至少部分地位于所述致动器本体内并被构造成与阀的阀杆联接，其中所述输出轴具有多个从齿轮伸出的齿。该致动器具有至少一个与每一个所述至少一个活塞联接并被构造成一起移动的齿条，该齿条具有活塞端和末端，其中所述齿条具有多个被构造成啮合所述输出轴上的多个齿的齿条齿。所述齿条的末端被构造成保持在超出啮合点的最小距离处，其中在所有的工作位置上，该啮合点均位于齿条齿和齿轮齿之间。

附图说明

图1为具有阀组件的管道系统的示意图；

图2为图1所示管道系统的致动器的横截面视图；

图3为致动器的一个实施例的剖开透视图；

图4为活塞和齿条的实施例的透视图；

图5为用于使用图1所示致动器的方法的流程图。

具体实施方式

下面的描述包括了体现出所述发明主题技术的示例性装置、方法、技艺和操作步骤。但是，应当明白，所述的众实施例也可在没有这些具体细节的条件下得到实现。

图1示出了具有阀组件102的管道系统100的示意图。该阀组件102用于控制管道系统100中的流量。该阀组件102具有阀104和致动器106。该阀104被构造成控制管道系统100的管路内的流量。该阀104可为任何合适的阀，包括但不限于蝶形阀、球阀、旋塞阀、控制阀等。致动器106被构造成自动地使阀104在打开位置和闭合位置之间运动。该致动器106可具有用于使阀在打开位置和闭合位置之间运动的输出轴108。该输出轴108可与阀杆109耦接或机械连接。所述输出轴108可在与一个或多个齿条112联接或成一体的一个或多个活塞110的作用下在打开位置和闭合位置之间移动。所述齿条112可具有多个啮合输出轴108上的齿202（如图2所示）的齿条齿200，下文将对此做更为详细的描述。所述齿条112可具有多个额外的、在所述阀104的运行过程中不会啮合所述输出轴齿的齿。所述额外的齿位于齿条112的末端114和啮合点203（如图2所示）之间。因此，至少有一个、两个、三个或更多个齿永远不会啮合输出轴108上的齿。所述致动器106可被构造成在致动器106的使用寿命期间总保持有所述齿条112的末端114和啮合点203之间的最小距离或长度206。所述致动器106可以具有位置指示器116，以确定阀104的闭合件的位置。

图2示出了图1中的致动器的横截面图。其中示出了啮合齿轮314（见图3）上的多个齿202的多个齿条齿200，所述齿轮314一体形成在或安装在输出轴108上。所述齿条112可被设计成使齿条112的末端114一直相对特定数量的齿条齿200保持有最小距离206。所述最小距离在平行于齿条112的方向测得的可至少为包括一个所述齿条齿200的距离。在另一个实施例中，所述最小距离206在平行所述齿条112的方向测得的可至少为包括两个所述齿条齿200的距离。在又一个实施例中，所述最小距离在平行所述齿条112测得的可至少为包括三个所述齿条齿200的距离。所述啮合点203为在啮合区204处的齿条齿200和齿202之间的接触面。啮合区204处的齿条112内存在高应力。该啮合区204是紧靠所述齿条齿200啮合所述齿轮314上的齿202的位置的区域。通过防止所述末端114到达所述啮合区204，所述齿条齿200中的所述应力可一直均匀地分布在众齿条齿200和/或所述齿条112上。在一个实施例中，在所述末端114和所述啮合区204之间长度206可为所述输出轴108的外周208的2%-12%。在另一个实施例中，所述末端114一直保持离所述啮合点203的有至少一个或两个齿条齿200的最小距离。