[发明专利]具有一体的密封件的致动器衬套

说明书

技术领域

本发明大体上涉及致动器，更具体地，涉及具有一体的密封件的致动器衬套。

背景技术

流体控制阀通常分布在过程控制系统中，用以控制不同流体(例如，液体、气体等)的流速和/或压力。流体控制阀组件典型地包括阀体、阀杆和致动器(例如，气动致动器)，致动器用于移动阀杆以操作流体控制阀。典型地，致动器杆的移动使得阀杆移动，以将阀塞或流动控制部件定位于阀内。在隔膜致动器的情形下，输入压力被施加到致动器的腔室以移动隔膜。可操作地耦接到隔膜的致动器杆随着隔膜并沿着衬套的中心孔移动。当杆在衬套内滑动时，衬套维持致动器杆和腔室之间的密封。

发明内容

一个描述的示例性的装置包括具有用于容纳杆的中心孔的衬套和位于所述衬套的一端的环形凹槽。所述环形凹槽围绕所述中心孔来限定柔性环以紧靠所述杆形成密封。

另一个描述的示例性的装置包括具有用于容纳杆的开口的衬套、固定到所述衬套的一端并围绕所述开口的一体的柔性部件以及围绕所述柔性部件的凹槽。所述凹槽用于接收力以朝着所述杆偏置所述柔性部件。

附图说明

图1示出了已知的隔膜致动器。

图2示出了图1的已知的衬套和致动器轴组件的一部分的放大横截面视图。

图3示出了示例性的衬套的横截面视图。

图4示出了另一示例性的衬套的横截面视图。

具体实施方式

附图并非按照规定比例。相反地，为了说明多个层和区域，层的厚度可以在附图中放大。只要可能，在附图和下面的说明中使用的相同附图标记表示相同或相似的部分。如本发明中所使用的，应声明任何部分(例如，层、薄膜、区域或板)以任何方式布置于(例如，布置于、定位于、设置于或者形成于)另一部分上，意味着所涉及的部分或者与另一部分接触，或者所涉及的部分位于另一部分上，其间布置一个或多个中间部分。应声明任何部分与另一部分接触意味着这两部分之间没有中间层。

许多已知的致动器利用衬套来在致动器内引导杆并利用单独的柔性密封件诸如O形环来提供杆和衬套的内表面之间的密封，杆紧靠衬套滑动。然而，当在相对冷的环境中操作时，O形环收缩并可能具有更少的柔性。因此，在这种冷环境中，O形环变得不能有效地提供密封。另外，在相对高温度的环境中，O形环可能表现永久压缩变形或者可能随着时间发生材料退化。

这里描述的示例性的衬套可用来在隔膜致动器或任何其它具有滑杆或轴的装置中引导杆并紧靠杆密封。更具体地，示例性的衬套取消了对于单独的密封件诸如O形环或其它类似部件的需求，由此充分地改进了紧靠杆的密封，特别是在相对冷或者高温度的环境中操作时。另外，部件数目的减少可以减小设计复杂性和相关的成本。在一些示例中，衬套可以基本上是整体的，并且衬套的一端可具有凹槽或沟槽，其围绕衬套的孔形成一体的柔性环形结构。具体地，凹槽或沟槽可限定衬套的较薄的环形部分，该环形部分可响应于压力(例如，控制致动器或其它装置的流体压力)而弯曲，以使柔性环接合并密封杆，相对于O形环具有减小的摩擦。为了增强由衬套提供的密封，柔性环形结构可以被成形为逐渐变窄，使得柔性环形结构的内表面与杆的外表面形成边缘接触。

在一些示例中，衬套的凹槽可包括弹簧或其它偏置元件，以推动柔性环形结构来接合杆。这种弹簧可附加地使用，或者替换加压流体以在柔性环形结构和杆之间产生足够的密封力。在一些示例中，衬套可另外在衬套的外表面上包括凸起的环形部分，以紧靠衬套被压入其中的孔形成密封。例如，凸起的环形部分可与衬套的本体一体形成，并且尺寸适于提供与衬套被压入其中的孔(例如，致动器轭部的孔)的过盈配合。

在描述上面提到的示例性的衬套之前，下面结合图1和图2提供已知的密封装置的简要描述。转向图1，提供了隔膜致动器100的横截面视图。致动器100包括上壳体102和下壳体104，上壳体102以常规方式通过沿着上壳体102和下壳体104的外边缘间隔的多个紧固件108、110耦接到下壳体104。隔膜112被限制在上壳体102和下壳体104之间并将上壳体102和下壳体104中的空间分成控制压力腔室114和大气压力腔室116。入口117供给加压流体到控制压力腔室114。上隔膜板118和下隔膜板120通过紧固件124将隔膜112耦接到致动器杆122。轭部125通过多个紧固件126、128耦接到下壳体104。弹簧130被限制在下弹簧座132和上弹簧座133之间。致动器杆122通过弹簧调节器134耦接到下弹簧座132，并且如结合图2更详细所述，致动器杆122被密封以防止经由密封组件150从控制压力腔室114的泄漏。