[发明专利]阀促动器

说明书

技术领域

根据第一方面，本发明涉及阀促动器。

根据第二方面，本发明涉及紧急阀促动器设备。

根据第三方面，本发明涉及阀促动器设备。

背景技术

阀促动器可以用来控制阀操作，例如打开或关闭阀。在大多数情况下，例如在包括阀的系统正常操作过程中，希望以受控方式实施这些操作。但是，在紧急情况下，可能需要自动打开或关闭阀，即使在电力缺失的情况下。在用作水下阀系统的一部分的情况下，这是非常重要的，这种情况下流体泄漏可能造成严重环境危害。

EP1210538公开了一种水下阀促动器，该阀促动器包括从壳体延伸的促动器杆，所述促动器杆包括套筒。所述促动器杆受到驱动而导致套筒压缩壳体内的弹簧叠片，直到螺栓接合套筒。然后，这些弹簧被锁止在压缩状态。与此同时，促动器杆上的衔铁被吸引到壳体内的电磁铁。然后，促动器杆受到驱动，从而以受控方式打开或关闭阀，而不会首先压缩或释放弹簧。在紧急情况下，电磁铁断电，释放衔铁，因此将弹簧叠片解锁。释放的弹簧推动活塞，活塞将促动器杆部分缩回壳体，导致阀关闭。

但是，这种方案存在若干缺陷。由于存在马达，所以在弹簧叠片激励和消能过程中，轴承设备和套筒进行平移运动，因此要求较高精度的公差。此外，由于马达必须来回运动，因此需要允许马达的电连接件也能运动，这增加了电缆断裂的风险。弹簧叠片直接作用在马达和轴承设备上，因此导致它们承受巨大的载荷。另一个缺陷是锁止装置，通过阻挡包括弹簧、套筒、马达、轴承等的设备的线性运动，该锁止装置需要直接承受该设备的全部载荷。因此，锁止装置的尺寸设计为承受巨大的载荷，因此需要更为昂贵的磁铁，而且可能还需要更多的空间。

WO2004/065832公开了一种用来调节阀的马达控制的促动器。促动器元件由电动马达控制在两个极限位置之间进行线性运动，其旋转运动借助丝杠和螺母转化为直线运动。弹簧作用在促动器元件的运动方向，导致电动马达和促动器元件在电力缺失的情况下向两个位置其中之一移动。

该设计方案的缺陷在于，可移动的马达导致类似于EP1210538方案的问题。另一项缺陷在于，作用在弹簧力相反方向上的保持设备。在WO2004/065832中，说明了电磁铁作为保持设备，但是还建议使用插销。但是，如果阀促动器的尺寸较大，例如深水应用所需的尺寸，则这种设计方案需要较大的力和/或较大的能量消耗来保持电动马达。

发明内容

本发明的目标是提供一种紧凑且可靠性高的阀促动器。

根据本发明的第一方面，该目标通过一种阀促动器来实现，所述阀促动器包括壳体和带有螺母的螺母螺丝设备，所述螺母接收穿过其延伸的螺丝。所述螺母螺丝设备为非自锁设备，即导入角大于摩擦角。所述螺母螺丝设备进一步具有第一和第二部分。第一部分是螺母和螺丝其中之一，而第二设备是螺母和螺丝其中的另一个。螺母螺丝设备的第一部分由电动马达操作，用来在螺母和螺丝之间产生相对旋转，并且电动马达固定到壳体。电动马达固定到所述壳体，以便其无法在壳体内移动，但是仍然能作为马达操作，即产生螺母螺丝设备第一部分的旋转。一元件与螺母螺丝设备的第二部分接触。该元件优选但不是必须固定到螺母螺丝设备第二部分。该元件锁止在壳体中，不能旋转。这种效果例如通过线性心轴、凹槽内的销、键槽内的键来实现，或者通过形状锁合来实现，例如该元件和壳体以配合关系安装，并且所述元件具有不同于壳体内部形状的形状。弹性装置作用在所述元件和壳体之间。所述弹性装置在激励状态(energized state)和消能状态(de-energized state)之间操作，并且螺母和螺丝的相对旋转导致所述元件平移和所述弹性装置激励或消能。所述阀促动器进一步包括锁止装置，通过锁住螺母和螺丝的相对旋转而将所述弹性装置锁在激励状态。在释放所述锁止装置时，所述弹性装置在消能时作用在所述元件上，导致所述元件平移。所述元件平移进一步导致螺母和螺丝之间相对旋转和平移。

将电动马达固定在壳体中并与其接触，改善了电动马达的冷却效果。如果阀促动器置于水下，则提高了这种冷却效果。而且，所述阀促动器良好地适合在水上操作。固定电动马达还意味着需要较少的运动部件，增加了阀促动器的可靠性。

在一种实施方式中，螺母螺丝设备包括任意数量的辊子螺丝或球形螺丝。

在一种实施方式中，弹性装置是弹簧、线圈弹簧、螺旋压缩弹簧、盘形弹簧或弹簧垫片中的任意一种。