[发明专利]致动器

说明书

一种致动器(1)，包括马达(2)组件、驱动联轴器(113，13，313)组件以及致动器轴(114，14)。马达(2)组件包括马达壳体(120，20)，马达壳体具有盖(122，22)和基座(123，23)；电动马达(111，11，211，2)，包括外定子(111，11，211)和内转子(112，12)；以及中空输出轴(130，30，330)，与内转子(112，12)同轴连接，使得内转子(112，12)的旋转引起中空输出轴(130，30，330)的相应旋转。驱动联轴器(113，13，313)组件包括包含驱动联轴器(113，13，313)的驱动联轴器壳体(115，15，315)，其中驱动联轴器(113，13，313)接合中空输出轴(130，30，330)，使得中空输出轴(130，30，330)的旋转引起驱动联轴器(113，13，313)的相应旋转。致动器轴(114，14)延伸穿过中空输出轴(130，30，330)和内转子(112，12)，并接合驱动联轴器(113，13，313)，使得通过中空输出轴(130，30，330)的驱动联轴器(113，13，313)的旋转引起致动器轴(114，14)轴向移动。

技术领域

本发明涉及诸如阀致动器之类的致动器，尤其涉及电动马达操作的阀致动器。本发明还涉及包括阀和致动器的系统，以及用于这种致动器或系统中的电动马达。

背景技术

电动阀致动器是广泛用于包括过程控制行业在内的众多行业中以用于管理流体和气体流量的控制装置。这种致动器使用电动马达将电能转换为机械运动以操作流体控制阀。

当电动阀致动器用于操作重型工业阀时，可能需要在阀上施加大扭矩。由于能够直接为此类操作提供足够扭矩的电动马达可能会非常大，因此具有较低扭矩的电动马达可以与齿轮传动系统(通常是蜗轮)一起使用，该齿轮传动系统被配置为在降低输出速度的同时增加扭矩。由于涉及更多的运动部件，因此使用这种齿轮将动力从电动马达传输到阀会增加机械复杂性。因此，齿轮电动阀致动器可能会因摩擦损耗而降低效率，因齿轮间隙、磨损/润滑/维护问题而导致精度降低并且噪音增加。传动系统还占用致动器壳体中的空间，从而导致更大的整体尺寸。

因此，需要一种包括电动马达的阀致动器，能够紧凑地组装在阀致动器壳体内并且能够提供足够的扭矩以在没有大型齿轮传动系统的情况下操作重型工业阀。

EP 3026373 A1(TGK CO)、EP 0364308 A2(SNEDDON)和GB 862324 A(ATOMICENERGY AUTHORITY UK)公开了马达操作阀致动器。

发明内容

本发明的一个方面提供了一种致动器，其包括马达组件、驱动联轴器组件以及致动器轴。马达组件包括马达壳体，马达壳体具有盖和基座；电动马达，在马达壳体内，包括外定子和内转子；以及中空输出轴，其与所述内转子同轴连接，使得所述内转子的旋转引起所述中空输出轴的相应旋转。驱动联轴器组件包括包含驱动联轴器的驱动联轴器壳体，其中所述驱动联轴器接合所述中空输出轴，使得所述中空输出轴的旋转引起驱动联轴器的相应旋转；并且其中驱动联轴器组件连接到马达壳体的基座。致动器轴接合驱动联轴器，使得通过中空输出轴的驱动联轴器的旋转引起致动器轴移动。

驱动联轴器组件可以在马达壳体的外部。例如，电动马达可以在马达壳体基座的一侧(在马达壳体的内侧)，而驱动联轴器组件可以在马达壳体基座的另一侧(在马达壳体的外部)。

驱动联轴器组件和马达壳体之间的连接可以是能释放的。例如，驱动联轴器组件和马达壳体可以通过至少一个可移除的固定元件(例如螺栓)彼此连接。

中空输出轴可以直接接合驱动联轴器或可以通过齿轮装置接合驱动联轴器。齿轮装置可以包括齿轮箱，并且驱动联轴器组件可以通过齿轮箱连接到马达壳体的基座。齿轮箱可以包含行星齿轮装置，该行星齿轮装置包括太阳齿轮和安装在旋转齿轮架上的行星齿轮，其中太阳齿轮是中空的并且与中空输出轴和致动器轴同轴，并且可以通过旋转齿轮架的旋转将中空输出轴的旋转传递到致动器轴。行星齿轮装置可以是多级行星齿轮装置。