[发明专利]海底电致动器和用于海底电致动器的锁闩

说明书

技术领域

本专利申请中描述的技术开发主要涉及基本上设计使用于诸如工艺控制系统的海底设施的电致动器。

这样的致动器用来控制各种各样的装置，特别但不限于打开和关闭控制诸如流体烃的流体的流动的阀。

背景技术

EP-0984133公开了一种致动模块，其中，一马达驱动一可旋转的套管（socket），所述套管旋转，从而使一驱动螺杆前进和缩回。马达设置有内装的辅助电源。

WO2002/039203和US2006/0048602公开了一种致动器，其中一驱动轴连接于一旋转套筒，所述旋转套筒连接于一固定球状螺母，所述固定球状螺母使旋转心轴轴向位移，所述旋转心轴通过心轴头部耦合于一致动杆。

NO2000/02528和US6595487公开了一种致动器，其中，带有各自蓄电池的两个马达中的任一个都可以借助于减速齿轮箱驱动一轴向固定螺母，所述轴向固定螺母驱动一阀心轴。

WO2007/027097公开了一种致动器，其中，马达的心轴直接驱动一螺母，所述螺母通过一辅助框架连接于一阀心轴，所述辅助框架可用于在螺母从阀心轴断开时使阀心轴缩回。

设计成用于海底设施的电致动器的两个重要要求是：使运行所需的电力最小，以及在驱动致动器的马达的电源出现局部或完全失效时允许致动器进入一预定状态（典型地为关闭相应阀的一种状态）。这两个要求有可能是矛盾的。更特别地，当前人们认为，希望提供一种复位弹簧，其设置成起作用而使致动器回复至一基准状态。一驱动系统不得不克服复位弹簧的作用力工作，因此消耗了不必要的电力，电致动器的一个目的是包括复位（或‘失效安全’）弹簧的安全特征，并允许用于不受复位弹簧的作用的致动器的马达正常工作。

发明内容

在本技术开发的一个方面，一种海底电致动器，包括：电动马达；从马达连接到一驱动单元的可伸缩驱动连接件，所述驱动单元可往复移动，并将连接件的旋转运动转换成一操作构件的线性运动；复位弹簧，其在驱动单元上起作用而朝着一基准状态推动操作构件；和锁闩，其在设定成将驱动单元保持在一预定位置时起作用，以便消除复位弹簧对操作构件的作用，由此，一杆可以相对于不受复位弹簧的作用的驱动单元前进和缩回，并在释放时起作用，允许复位弹簧在驱动单元上起作用而使操作构件回复至基准状态。

无论是否采用复位弹簧，人们希望提供一种构造，此种构造允许通过一马达、或两个马达中的任一个、或多于两个的马达中的任一个以允许致动器在不用断开驱动系统的情况下通过例如一弹簧或通远程操作车辆（ROV）干预而运动至一基准状态的方式而使致动器工作。

在本技术开发的另一个方面，一种海底电致动器，包括：电动马达；位于马达和驱动单元之间的可伸缩驱动连接件，所述驱动单元可往复移动，并包括将驱动连接件的旋转运动耦合至一螺杆的驱动螺母，所述螺杆设置成进行轴向运动而不旋转，并连接于一操作构件。

从这里进一步的解释显而易见，电致动器的实际实施例包括一锁闩，其可起作用以消除复位弹簧对致动器的作用，并在没有电源供给至锁闩时起作用而释放复位弹簧的作用。在此还描述了这样的锁闩的各种实施例。但是，这些锁闩中的至少一些具有独立于闩锁复位弹簧的特定用途的应用。

本技术开发进一步提供了各种各样的锁闩，用于将一单元（例如前述的驱动单元）保持在一预定位置，以便防止该单元沿一给定方向远离该位置运动，但在释放锁闩时允许这种运动。这些锁闩限定在相应的独立权利要求中。

接下来通过举例子的方式描述电致动器的特定实施例以及可用于这种致动器或其它致动器的锁闩的实施例。

附图说明

图1是电致动器及其相联部件的示意图。

图2是包括电源和控制系统以及图1所示的致动器的系统的示意图。

图3是带有致动器的相邻部分的电磁锁闩的一个实施例的视图。

图4和5示出了图3所示的锁闩的不同操作阶段。

图6是带有致动器的相邻部分的电磁锁闩的另一个实施例的示意图。

图7和8示出了图6所示的锁闩的各个操作阶段。

图9是图6所示的锁闩的另一个图示。

图10是带有致动器的相邻部分的电磁锁闩的另一个实施例的示意图。

图11和12示出了图10所示的锁闩的各个操作阶段。

图13是图10所示的锁闩的另一个图示。

图14是带有致动器的相邻部分的电磁锁闩的另一个实施例的示意图。

图15和16示出了图14所示的锁闩的各个操作阶段。