[發明專利]具有反轉滾柱絲杠的閥操作器組件

在審

• 申請號: 201380078950.X
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN105452725A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: J.達布斯;S.萊克盧斯;C.博克
• 申請（專利權）人: 斯凱孚公司
• 主分類號: F16H25/22
• 分類號: F16H25/22;F16K31/50;F16K3/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛飛

技術領域

本發明涉及閥以及手動操作閥的領域，例如閘閥、控制或調節閥或節流閥。更具體地說，本發明涉及一種用于閥的閥操作器組件。

背景技術

閥用于各種行業來控制流體的流動。特別地，閘閥廣泛用于石油和天然氣工業，以在生產的不同階段控制所產生的流體的流動。用于該行業的大多數閘閥包括的閥體具有縱向流動孔以及與該流動孔相交的的橫向閘腔(gatecavity)。閘具有的閘開口橫向延伸穿過其中，設置在閘腔中。閥桿被提供用于在打開位置與關閉位置之間移動閘，其中在打開位置閘開口與流動孔對齊，其中在關閉位置，閘開口從流動孔偏移。閥體的閘腔由具有閥桿從中穿過的軸向孔的閥蓋覆蓋。

這樣的閘閥與閥操作器組件相關，用于選擇性地向上和向下驅動閥桿，以便關閉和打開閘閥。閘閥可被手動致動。在這種情況下，閥操作器組件通常包括傳動機構，以將手輪的旋轉運動轉換成閥桿的軸向運動。由于傳動機構易于采用由流體施加的向上力在流體壓力下反向驅動，所以閥可被無意地打開或關閉。這種反向驅動不僅可以導致具有所需流量調節的問題，而且還會導致傷害到操作者，例如被旋轉的手輪擊打。因此，平衡系統通常設置在閘閥的閥體上來防止這些缺點。所述系統可以包括平衡桿，其設置在閥體上并且其暴露于流體壓力，以抵消或平衡施加在閘上的力。

閥操作器組件的傳動機構可以是滾珠絲杠機構或行星滾柱絲杠機構，以便減少所需的手輪轉矩來采用最小數目的轉動快速地打開和關閉閘閥。更多細節例如可以參考專利EP-B1-1419334(SKF)。

采用當前設計的閥操作器組件，手輪上打開或關閉閘閥所需的轉矩可能夠降低得還不夠。否則，對于傳統閥操作器組件所需的空間會很大。

發明內容

本發明的一個目的是克服這些缺點。

本發明的特別目的是提供一種用于閥的閥操作器組件，例如閘閥、控制或調節閥或節流閥，其中，用于操作所述閥所需的轉矩是有限的，且具有良好的緊湊性。

在一實施例中，提供了一種用于閥的閥操作器組件，所述閥包括閥體、連接到所述閥體的閥蓋以及可軸向移動的閥平移構件。所述組件包括適于安裝在所述閥的閥蓋上的殼體、相對于所述殼體可旋轉地安裝的輸入構件以及適于連接到所述閥平移構件和連接到所述輸入構件的反轉滾柱絲杠機構。所述機構包括：絲杠；螺母，其圍繞并且與所述絲杠同軸；以及多個滾柱，其沿徑向設置在所述絲杠和螺母之間，且每個設置有與設置在所述絲杠和螺母上的外螺紋和內螺紋接合的外螺紋并且設置有兩個外齒輪齒。所述機構還包括兩個齒輪，其設置在所述絲杠上，并且每個設置有與滾柱的所述齒輪齒嚙合的齒輪齒。

由于使用反轉滾柱絲杠機構來將輸入構件的轉動轉換成絲杠的軸向平移，所以在所述輸入構件上需要有限施加的轉矩，以便致動絲杠。閥操作器組件的負荷能力變大。組件的壽命也增加。否則，對于閥操作器組件的所需空間減小。在一實施例中，絲杠可連接到閥的閥桿，且螺母可連接到輸入構件。可替代地，絲杠可連接到輸入構件，且螺母可連接到閥的閥桿。

所述閥操作器組件還可以包括至少一個滾動軸承，其沿徑向布置在所述螺母和所述殼體之間。優選地，所述滾動軸承安裝在所述螺母的外表面上。采用所述至少一個滾動軸承的這種布置，閥操作器組件的徑向尺寸進一步減小。

在一實施例中，所述滾動軸承是推力角接觸球軸承?？商娲兀鰸L動軸承例如可以是圓錐滾子軸承或推力軸承。

在一實施例中，所述輸入構件包括安裝在所述螺母的連接套筒和連接到所述套筒的可操作輪。

優選地，所述滾柱與所述螺母之間的接觸直徑D_接觸被定義為：

其中L對應于所述反轉滾柱絲杠機構的導程，以及

其中Φ對應于確定的非反向驅動因子，其被選擇為從0°<Φ≤1°。

所述非反向驅動因子可被選擇為從0°<Φ≤0.5°，優選的是被選擇為從0°<Φ≤0.4°。

所述滾柱與所述絲杠之間的接觸直徑d_接觸可以被定義為：

其中N對應于所述絲杠螺紋的頭數，

其中L對應于所述反轉滾柱絲杠機構的導程，以及

其中Φ對應于所述確定的非反向驅動因子。

所述機構的導程可以為從2至20毫米。

在一實施例中，所述絲杠螺紋的頭數可以為從1至5。有利地，所述數量等于3。優選地，所述螺母螺紋的頭數等于所述絲杠螺紋中的一個。在一實施例中，每個滾柱的外螺紋具有一個頭。