[发明专利]故障安全阀门执行器

说明书

本发明涉及一种故障安全阀门执行器(10)，其包括驱动装置(12)、驱动轴(42)，该驱动轴具有设置成与驱动轴(42)的螺纹部分(44)相邻的离合器(50)，以及一个联接至离合器(50)的离合器执行器(52)，并设置为：在离合器(50)与驱动轴(42)的螺纹部分(44)接合的接合位置和离合器(50)与驱动轴(42)分离的分离位置之间推动离合器(50)。当离合器执行器(52)通电时，离合器(50)作出响应，被推动到接合位置，使得驱动轴(42)与离合器(50)之间的螺纹接合将驱动装置(12)对驱动轴(42)的旋转运动转换为驱动轴(42)的轴向运动，并在驱动装置(12)不作用时，保持将驱动轴(42)抵靠在驱动轴偏置构件上。离合器(50)移动到分离位置，使驱动轴偏置构件自动将驱动轴(42)返回到故障安全位置。

技术领域

本发明涉及一种故障安全阀门执行器，这种执行器的设置能使阀门自动返回至故障安全的位置。本发明还涉及一种阀门装置，包括阀门和所述的阀门执行器。

背景技术

阀门执行器通常通过阀门，用于控制流体流量。它们广泛用于许多行业中，来打开和关闭阀门，甚至还可将阀门移动到中间位置以限制但不阻止流体流动。它们可以手动驱动，如通过手轮；或者以能量驱动操作。以能量驱动或自动的阀门执行器可以是不同形式的，例如液压、气动或电动。电动阀门执行器通常包括一个电动马达。

一些手动操作和自动的阀门执行器的工作原理是，例如向前方驱动轴以打开阀门；然后反向驱动轴以关闭阀门。由于需要向相反的方向驱动轴，因此这种装置无法安全防止故障。对于需要快速关闭系统以将设备恢复到安全状态的应用而言，这样的装置可能不适用。

因此，公认的做法是提供一种故障安全阀门执行器，除了在使用过程中允许移动阀门外，还包括自动将阀门返回故障安全位置的特点。例如一些已知的自动/以能量驱动的阀门执行器包括一个偏置装置(例如弹簧)，以将轴和阀门偏置到打开位置或关闭位置。在使用中，通过对偏置装置施加一种作用力，执行器可将阀门移动到非偏置位置。偏置位置通常是故障安全位置。当把执行器的电源断开(有意、供电受到干扰或断电)时，由于针对偏置装置的作用力被去除，阀门便自动返回偏置位置，从而使阀门自动移至故障安全位置。例如在某些应用中(如地下流体流)，希望将阀门偏置到关闭位置，以便在发生紧急情况时能自动停止流体(例如碳氢化合物)的流动，例如，以防止潜在的井喷。相同的原理适用于需要控制流体流量的任何行业。

已知的与偏置装置一起运作的阀门执行器的问题在于，动力源必须提供所需的作用力，不仅要移动阀门以对抗偏置装置，而且还必须将阀门固定在该位置以抵抗偏置装置，直到电源被关闭/断电。这可能需要耗费大量能源，使阀门执行器不是非常有效。此外，(在电动系统中)阀门保持抵抗偏置装置的状态可能会增加所经电流量烧坏发动机的风险。

因此，本发明的实施例的目的之一是提供一种阀门执行器，该阀门执行器不仅能降低所需的操作功率，同时能继续提供有效且自动的故障安全装置。

发明内容

因此，一方面，本发明提供了一种故障安全阀门执行器，该阀门执行器包括：

一个驱动装置；

一个驱动轴：

包括沿着驱动轴全长的至少一部分延伸的外螺纹部分，

驱动轴联接到驱动装置，使得当驱动装置通电时，驱动轴可通过驱动装置旋转，其中

驱动轴可进一步在缩回位置和延伸位置之间轴向移动；

一个驱动轴偏置构件，其设置可将驱动轴轴向偏置到故障安全位置；

与驱动轴的螺纹部分相邻的离合器；并且包括内螺纹至少有部分可与驱动轴的外螺纹互补。

一个联接至离合器的离合器执行器，而该执行器设置成可使离合器在离合器与驱动轴的螺纹部分的接合位置和离合器与驱动轴分离的分离位置之间移动；