[发明专利]具有消隙装置的调节阀组件

说明书

相关申请交叉引用

本申请要求2009年7月1日提交的名称为“MODULATOR VALVE ASSEMBLY HAVING AN ANTI-BACKLASH DEVICE”的美国临时专利申请序列号61/222,334的优先权，所述专利的全部文本以引用的方式明确地并入本文中。

技术领域

本发明涉及用于沿流体流动路径调节流体流动的调节阀组件，更具体地，涉及在调节阀组件中控制阀位置和流体流动。

背景技术

已知流体流动调节阀组件，其中，可控制旋转的马达，例如步进马达，线性地移动阀构件，以变化地打开流体流动通过的端口或开口。通过马达致动作用来控制阀的位置和移动，以选择地允许和调节通过所述开口并且因而通过所述阀组件的流体的允许流动。还已知通过具有相互连接的公、母部分的螺纹接头或连接器可操作地接合可逆旋转的马达输出部与这样的线性可动阀构件，所述公、母部分中的一个固定成随马达输出部旋转，另一个轴向固定到线性可动阀构件。因而，马达的旋转由螺纹连接器或接头转变为线性阀移动，阀构件响应于马达输出部的可逆旋转而相对于所述开口在不同位置之间沿轴线线性往复移动。

这样的现有阀组件的一个问题是，当马达从其最新近的旋转方向反转时，存在一定程度的游隙，这导致阀移动相对于马达输出部运动的时间延迟和系统滞后，这会损害阀控制。这种情况发生的原因是由于公、母螺纹接头部分具有在阀沿一个方向移动过程中可滑动接合的一对接合螺纹表面，和在阀沿相反方向的移动过程中可滑动接合的不同的相对的一对接合螺纹表面而发生，在马达输出部的反向旋转实现阀的反向线性移动之前，接头的相互接合螺纹之间的余隙或空隙首先要求横向移动。该横向移动可称为“游隙”。

在马达输出部和阀构件之间包括这样的螺纹连接器或接头的现有调节阀组件已经通过选择地匹配接头的螺纹公、母部分来最小化其相互接合的螺纹之间的间隙而解决了该问题。换句话说，螺纹相互接合的接头连接部分选择成使其相互接合螺纹的相对侧上的接合表面在一定程度上彼此更接近，并且最小化余隙，优选地没有损害螺纹相互接合的公、母部分易于相对于彼此旋转并且因而相对于彼此轴向移动的能力。替代地，保持非常精密的螺纹制造公差，以类似地最小化余隙而无需选择匹配。每一种方法都是昂贵和/或耗时的过程，并且不能完全解决延迟和滞后问题，因为通过所述方法，仍存在一定的游隙。

而且，马达、阀构件和/或相互接合的螺纹连接器或接头部分的来源可能使得它们以确保最小化游隙的方式装配的过程非常复杂。例如，这些部件可由不同的单位制造，使得选择的螺纹匹配或遵守精密螺纹公差要求的协调复杂并且不方便。

因此期望实现更好的阀控制，而不依靠选择螺纹匹配或要求更精密的螺纹制造公差。

另外，现有调节阀组件的锥阀通常给出类似于输入的二次多项式或对数函数的输出响应。使用具有这样的输出响应的调节阀组件控制流体流动可能对于在线性输出情况下工作最好的较新的控制器有问题。例如，如果对二次多项式求导，则结果将为表示直线的方程。但是，该直线具有不为零的斜率，意味着阀组件输出响应在整个阀构件的行程中，在不同位置处每单位输入下，具有更大和更小的响应，该现象称为调节阀组件具有变化的“增益”。

但是，如果调节阀组件设计成根据单位输入具有线性输出响应(由直斜线表示)，则在其阀构件行程中，其在任意点处的导数将是恒定的，意味着在贯穿阀构件行程的整个范围，对于给定单位输入，阀组件输出响应是恒定的，即，调节阀组件的增益是恒定的。调节阀组件控制器被编程来对给定误差作出响应。但是，相同的误差可出现在阀行程的任意点处。因此，这些控制器在恒定的增益下工作最佳，这便于稳定一致的更易于控制的输出响应。

但是应注意的是，即使获得恒定的增益，阀组件输出响应可能受例如供给管路压力等变量影响。因而，在特定情况下修改阀组件输出响应来获得期望的性能也是必需的。

因此还期望提供一种调节阀组件，其能够具有恒定增益，但是其便于根据情况容易地修改阀组件输出响应，以偏离其输入的线性函数。

因而，提供克服前述问题中的至少一个的调节阀组件是有利的。

发明内容