[发明专利]带有离合器机构的阀操作器组件和装配有这种组件的阀

说明书

本发明涉及一种阀操作器组件(1)，包括：管状外壳(2)；输入构件(16)；传动机构(3；46)，其包括连接到输入构件(16)的旋转元件(6；48、52)和平移元件(5；47)，传动机构(3、46)适于将输入构件(16)至旋转元件(6；48、52)的所施加的旋转转换成平移元件(5；47)的轴向平移。至少一个滚动轴承(18、19)径向布置在外壳(2)的内孔(4)和传动机构(3；46)的旋转元件(15)之间。阀操作器组件(1)还包括离合器机构(17)，以允许在围绕中心轴线(X1)的两个方向上将驱动扭矩从输入构件(16)传递至旋转元件(6；48、52)，但是防止任何反向驱动扭矩在任一方向上从旋转元件(6；48、52)到输入构件(16)。

技术领域

本发明涉及阀和手动操作阀的领域，例如闸阀、控制或调节阀、防喷器阀或阻塞阀。更具体地，本发明涉及一种用于闸阀的阀操作器组件。

背景技术

阀用于各种行业以控制流体流动。特别地，闸阀广泛用于石油和天然气工业，以控制在钻井或生产的各个阶段的生产流体的流动。在该行业中使用的大多数闸阀包括具有纵向流动孔和与该流动孔相交的横向闸腔的阀体。具有横向延伸穿过其的开口的闸设置在该闸腔中。提供阀杆用于在打开位置和关闭位置之间移动闸，在打开位置，闸开口与流动孔对准，在关闭位置，闸开口偏离流动孔。阀体的闸腔被具有轴向孔的阀帽覆盖，阀杆穿过该轴向孔。

这种闸阀与阀操作器组件相关联，用于选择性地上下驱动阀杆以便关闭和打开闸阀。阀操作器组件通常包括输入构件，以通过手轮的手动致动或者电动或气动或液压致动来施加旋转运动。阀操作器组件还包括传动机构，以将输入构件的旋转运动转换成阀杆的轴向运动。为了以最小转数快速打开和关闭闸阀，传动机构可以是螺旋机构(screwmechanism)，比如滚子螺旋机构、滚珠螺旋机构或者带有或不带有齿轮减速器的爱克米螺杆(acme screw)，以便减少操作扭矩。获取更多细节，可以参考专利EP-B1-1419334。

由于这种螺旋机构在流体压力下易反向驱动，所以闸阀可能会被无意打开或关闭。这种反向驱动不仅会导致所需流量调节的问题，而且还可能导致操作者受伤，例如被旋转的手轮击打。

因此，平衡系统通常设置在闸阀的阀体上，以防止由流体施加的力而使传动机构反向驱动。这种系统包括平衡杆，所述平衡杆设置在阀体上，并且其暴露于流体压力以偏移或平衡施加在闸上的力。

然而，需要修改阀体的设计，以将这种平衡系统集成在闸阀上。这导致闸阀的复杂结构。此外，闸阀所需的空间明显增加。

EP-A1-1813506公开了一种用于电动助力转向设备中的滚子螺旋机构。根据该现有技术，通过滚子丝杠机构可以以高效率将一个方向上的旋转转换为线性运动，同时防止逆向/反向驱动旋转。电动助力转向设备包括第一电动机和第二电动机，以帮助滚子螺旋机构的旋转元件旋转，然后减小驱动者的转向负载。所述电动机进一步使反转方向上的转换效率为0。

然而，这种设备需要电动机来控制滚子螺旋机构的线性运动和旋转运动之间的转换。那么，希望只通过滚子螺旋机构元件的机械及结构设计而不是通过外部设备来控制反向旋转。

发明内容

因此，本发明的具体目的是通过提供一种阀操作器组件，特别是具有简单设计的不可逆向或反向驱动并且支撑和传递轴向和径向载荷的阀，来克服这些上述缺点，简单设计即容易组装、经济、能够以有效和经济的方式长期运行。

本发明涉及一种阀操作器组件，包括：沿着中心轴线延伸的管状外壳，相对于所述外壳可旋转地安装的输入构件，和传动机构，所述传动机构布置在所述外壳的内孔中并且沿着所述中心轴线延伸。所述传动机构包括连接到输入构件的旋转元件和平移元件，所述传动机构适于将输入构件至所述旋转元件的所施加的旋转转换成所述平移元件的轴向平移。至少一个滚动轴承径向布置在所述外壳的内孔和所述传动机构的旋转元件之间，以旋转支撑并且引导在所述外壳内的所述旋转元件。