[发明专利]用于操作流体管线中的阀的致动器

说明书

发明领域

本发明涉及用于操作流体管线中的阀的致动器，该致动器包括具有用于把力传递至设备的致动元件的致动构件。根据本发明的致动器特别地适合于波动压力缓冲系统(surge pressure relief system)中的阀的致动。

发明背景

严重的破坏可能起因于液体运输管路中的压力波动。这样的波动可能在存在管路中的液体的速度的突然改变时发生。速度上的这些突然改变可以例如在开始或停止被用于把液体泵送穿过管路的泵时发生。压力波动也可以在截止阀需要被突然地关闭时被产生。

已知的是，通过当发生波动时允许液体的一部分从管路逃逸来限制管路中的波动的不利影响。为了允许一定体积的液体从管路逃逸，管路经由阀与波动缓冲管线连接。在管路中的波动使管路中的压力超出一定阈值的情况下，连接管路和波动缓冲管线的阀适合于允许一定体积的液体进入波动缓冲管线以便防止管路受到任何损坏。

在实践中，波动缓冲管线被连接于溢出容器，例如以波动缓冲袋形式的溢出容器，其被用于收集经由波动缓冲管线离开管路的任何液体。

为了防止设备损坏或危险，重要的是，操作在管路和波动缓冲管线之间的阀所需的时间是非常短的。通常，对于阀的要求打开时间是几秒钟。该相对短的打开时间允许一定体积的液体流出管路并且允许减小行进穿过管路的压力尖峰的潜在危险。该时间约束在使用电动阀致动器时产生了挑战。虽然流体供能的线性致动器可以典型地在这样的时间内使阀致动，但是电致动器通常具有更慢的致动时间，这是由于在传输中设立更大的摩擦力和惯性力的齿轮箱以及向线性转换机构的旋转。

从US6,572,076已知用于把管路与波动缓冲管线连接的阀。该文献公开了包括使阀杆移动的电动机的阀致动器。该设备还包括弹簧，弹簧被保持在压缩状态中并且作为另外的安全设备而起作用以确保该设备在损失电功率的情况下是故障保护的。

根据US6,572,076，马达被用于压缩弹簧。弹簧借助于电磁体被锁定在其压缩位置中。马达可以被操作成以受控的方式打开和关闭阀，而不压缩或释放弹簧。在损失功率的情况下，电磁体将被关闭，自动地释放弹簧并且从而把阀推动至关闭位置。

已知的解决方案的缺点在于用于操作阀的致动器需要被连接于外部电源的事实。此外，在US6,572,076中公开的致动器的使用被限制于某一类型的阀。

本发明的目的是提供用于阀的致动器，该致动器是自包含的、是打开锁定和关闭锁定的、是故障保护的(弹簧加载的)，并且该致动器不需要被连接于任何外部源，例如液压动力单元或诸如电池的电能量源。

一个另外的目的是提供允许控制阀的打开和/或关闭时间的致动器。

发明概述

根据本发明的第一方面，本发明涉及用于操作流体管线中的阀的致动器，该致动器包括：致动构件，其具有用于把力传递至设备的致动元件，其中致动构件被安装成在第一位置和第二位置之间运动；弹簧，其用于储存能量并且用于借助于该能量把致动构件从其第一位置移动至其第二位置，以便因此使致动元件移动；锁定装置，其用于把致动构件锁定在其第一位置中；以及释放装置，其用于释放致动构件，以便允许致动构件从第一位置运动至第二位置，其中释放装置是压力操作的并且适合于与流体管线接触，并且其中释放装置在流体管线中的压力超出阈值时释放致动构件。

根据本发明的优选实施方案，释放装置包括活塞，活塞用于将流体压力接收在活塞的一个端部上并且用于把所述流体压力传递至致动构件。

根据优选的实施方案，致动构件连接于用于控制致动构件的最大平移速度的阻力元件。

根据本发明的优选实施方案，阻力元件包括在减震气缸(damper cylinder)中在第一位置和第二位置之间可运动的活塞。

根据本发明的优选实施方案，致动器包括壳体，其中壳体是且填充有油。

根据本发明的优选实施方案，致动构件适合于进行在其第一位置和其第二位置之间的四分之一圈旋转。

根据本发明的第二方面，本发明涉及用于液体运输管路的压力波动缓冲系统，该压力波动缓冲系统包括波动缓冲管线，波动缓冲管线具有在一个端部上的用于把波动缓冲管线连接于管路的第一连接部以及在相对的端部上的用于把波动缓冲管线连接于接收件(receptacle)的第二连接部，波动缓冲管线设置有截止阀以及用于操作截止阀的致动器，其中压力缓冲系统包括根据本发明的致动器。

根据本发明的另一个方面，本发明涉及设置有根据本发明的波动缓冲系统的管路。