[發明專利]可變速致動器

有效

• 申請號: 201310062669.9
• 申請日: 2008-07-18
• 公開（公告）號: CN103185161A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: W.T.多倫蒂;D.J.莫里斯
• 申請（專利權）人: 芙羅服務管理公司
• 主分類號: F16K31/04
• 分類號: F16K31/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 譚祐祥

本申請為分案申請，原申請的申請號為200880130412.X（國際申請號為PCT/US2008/070545），國際申請日為2008年7月18日，發明名稱為“可變速致動器”。

技術領域

本發明總體涉及一種包括電動馬達的閥致動器，并更具體地涉及這種閥致動器的控制。

背景技術

閥致動器廣泛應用于許多工業，例如，所有類型的發電、石油和石油化學產品、紡織、造紙以及食物處理。運轉速度和由閥致動器產生的轉矩是很重要的參數。通常，將固定速度馬達連結到齒輪組確實為閥提供適合的速度和轉矩組合。準確的馬達和齒輪組必須由制造商連結。如果制造商想要實現對客戶定貨的快速周轉，則制造商必須儲存各種馬達和齒輪組。另外，必須雇傭熟知哪怕一種簡單的普通閥致動器設計的有時數百種不同變化的組裝的專業工作人員。

而且，即使多個客戶想要具有完全相同的速度和轉矩特性的閥致動器，這些客戶通常也具有不同的可用電源。一個客戶可能想要使用60Hz的480VAC的三相電源，另一使用者可能想要使用50Hz的110VAC的單相電源，而又一客戶可能僅有24VDC的可用電源。以前公知的系統未提供一種以現成品供應從而滿足具有不同可用電源的客戶的需求的閥致動器。

目前，如果使用者想要改變閥致動器的轉矩和速度特性，則必須使致動器停止工作、拆卸致動器、隨后將致動器與不同的齒輪組和/或馬達重新組裝在一起。需要一種減少必須儲存以滿足客戶需求的馬達和齒輪組的數量的方法。還需要減少必須訓練雇員以構建的模型的數量。另外，需要在不要求拆卸的情況下允許調節致動器所傳送的速度和轉矩。

另外，固定速度閥致動器作為過程控制器具有有限的用途，因為閥始終以恒速運轉。需要允許閥致動器作為過程控制器運轉的方法。

解決這些問題的一種方法是通過使用整流器和斷路器控制發送到DC馬達的電流。由此，允許使用單相或三相的高壓或低壓AC電流并允許控制馬達的速度和轉矩。這種方法的變型在于對AC整流、之后利用逆變器控制AC馬達。然而，這些方法需要使用轉矩限制開關。操作者可機械地調節由閥致動器傳送的速度和轉矩，但操作者最多僅可設定閥致動器不應超過的最大轉矩或速度。在不使用限制開關的情況下，操作者不能設定在閥行程的整個長度上發生改變的速度或轉矩輪廓。閥致動器包括齒輪組并且齒輪組設置在閥致動器的殼體內。

以前的方法需要使用者調節速度和轉矩電位計，并且不允許操作者設定在閥行程的整個長度上發生改變的速度或轉矩輪廓。這些方法未提供在不使用大型機械開關和轉矩限制開關的情況下設定閥致動器的速度和轉矩的方法，也未提供閥致動器可作為過程控制器運轉的機構。

解決上述問題的其它方法使用開關磁阻馬達和DC馬達以提供可變速度。然而，在這些情況中，閥致動器需要單獨的制動機構來防止馬達在發生電力損失的情況中旋轉。需要本身就具有制動能力的能夠改變速度的閥致動器。

發明內容

本發明的一個實施例是一種閥致動器，包括：可變速馬達；可操作地連接到可變速馬達并可設置為操縱可變速馬達的固態馬達控制器；以及可操作地連接到可變速馬達的蝸桿/蝸輪組。

本發明的另一實施例是一種閥致動器，包括：通用的磁場連接塊；可運轉而接收電力供給的電源轉換器；可變速馬達；可操作地連接到電源轉換器的固態馬達控制器和該馬達控制器可設置為操縱可變速馬達；以及可操作地連接到可變速馬達的制動設備；制動設備包括齒輪組。

本發明的另一實施例是一種閥致動器，包括：殼體；馬達控制器；具有輸出軸的可變速馬達，其中，可變速馬達設置為由馬達控制器控制；以及集成到殼體內的馬達控制器和可變速馬達；以及在殼體外并可操作地連結到輸出軸的齒輪系。

本發明的具體的實施例包括一種操縱閥致動器的方法，該方法包括：提供包括可操作地連接到可變速馬達的固態馬達控制器的閥致動器，其中，齒輪組可操作地連接到可變速馬達；設定固態馬達控制器上的速度，當閥致動器運轉時固態馬達控制器以該速度驅動可變速馬達；以及當發生電源故障時，用該齒輪組抵抗向后驅動載荷而鎖定可變速馬達。

本發明的另一實施例包括致動電驅動閥致動器的方法，該方法包括：在可操作地連接到包括齒輪組的電驅動閥致動器的固態閥致動器處接收指令信號，其中，電驅動閥致動器能夠改變速度，在固態閥致動器控制器處接收反饋信號，判斷指令信號與反饋信號之間是否存在差異；以及通過致動電驅動閥致動器使指令信號與反饋信號之間的任何差異最小化。