CN101939577A - 用于滑阀的促动器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于控制阀关闭元件的阀定位器(10)。定位器包括：定位器壳体，该定位器壳体有与流体供给源和阀关闭元件流体连通的多个流体流动通路。定位器壳体设置成接收可拆卸的阀塞歧管组件(14)。阀塞歧管组件位于该多个流体流动通路附近。阀塞歧管组件包括可往复运动的阀塞(34)，该阀塞设置成使得流体流选择地从该多个流体流动通路流出。阀塞歧管组件包括隔膜(48)，该隔膜通过柔性轴(50)而与阀塞连接。隔膜与换能器流体连通，用于接收使得隔膜膨胀或收缩的流体，从而使得阀塞移动。柔性轴为径向弹性，以便使隔膜和阀塞之间的轴向反冲最小。柔性轴结构使阀塞冲程最小。

Description

用于滑阀的促动器

相关申请的交叉引用

本申请要求美国临时专利申请No.61/011035的优先权，该美国临时专利申请No.61/011035的申请日为2008年1月14日，该文献的内容被本文参引。

声明关于：联邦资助的研究/发展

不适用

技术领域

本发明大致涉及流体流动控制，特别是涉及一种用于调节在流体回路中的流体流的高流量定位器。

背景技术

控制阀调节流动流体例如气体、蒸汽、水或化合物。促动器可以用于调节在控制阀内的流体流。促动器提供了动力，用于打开或关闭阀以及因此调节阀内的流体流。

阀定位器是一种安装在促动器上的装置，它可以实施由与阀定位器电连通的控制器的输出来确定的控制策略。控制器向阀定位器提供了可变电流信号。该可变电流信号与阀定位器的状态成比例。例如，阀定位器可以响应4毫安(mA)电流信号而完全打开阀，并响应20mA的电流信号而完全关闭阀。阀定位器使得电流信号与促动器的位置比较，以便提供使得促动器因此运动所需的动力。如果电流信号与促动器的位置不同时，阀定位器使得促动器运动，直到到达正确位置。阀定位器为本领域公知。两种类型的公知定位器包括：单作用气动定位器，它从促动器的、与范围弹簧相对的一侧发送空气和排出空气；以及双作用气动定位器，它从促动器的两侧发送空气和排出空气。阀定位器已经通过使用数字装置而大大改进，该数字装置使用微处理器来定位促动器、监测关键变量，并实施控制算法和记录数据。

促动器将压缩空气形式的能量转变成运动，所述运动包括线性或旋转运动。促动器设置成接收较大容积的空气流，以便移动至所需位置，用于调节流体流。使用压缩空气(而不是液压)来向促动器提供动力具有公知的优点。这些优点包括将空气(而不是油)排出至大气中。使用压缩空气还更好地适于吸收过大的力。而且，当损失供给阀定位器的动力时，可以使用储存的空气。另外，对于取决于压缩空气的使用的促动器，所需的维护最少。通过传送基于微处理器的电流，使用阀定位器来控制促动器的运动将普遍用于提高精度和效率。更精确和有效地控制促动器的能力在很大部分上是由于阀定位器的控制器。如上所述，控制器已知接收阀运行位置的反馈，并调节代表所需促动器位置的电流，用于控制特殊处理。阀定位器已知将控制器输出的电流信号转变成压力信号，该压力信号用于向促动器提供可计量的压缩空气。阀位置的反馈对于阀定位器的操作是关键的。如果没有反馈，控制阀可以默认故障保护位置或随机位置。

阀定位器能够精确调节流体回路中的流体流速的能力是重要的特征。阀定位器用于使得促动器运动，该促动器通常包括密封在汽缸内的活塞。阀定位器通过迫使压缩空气进入汽缸的一端，同时使得压缩空气从汽缸的相对端抽出或排出而使得活塞运动。阀定位器最常用于闭环系统，在该闭环系统中，促动器的位置以及在阀定位器中流动的压缩空气的速度和/或压力通过反馈装置来连续监测，该反馈装置产生系统反馈信号。控制器使用系统反馈信号来产生电流信号，该电流信号由阀定位器接收，以便使得缸内的活塞的所需位置和活塞的实际位置之间的误差最小。

阀定位器通常包括阀塞(spool)，该阀塞可在壳体中旋转或轴向滑动，以便使得压缩空气流流向促动器，或者引导空气流从促动器流向一个或多个排出口。不过，对于用于提供高流体流速的阀定位器系统，相对较大的阀塞结合在定位器中。较大阀塞需要有相对较大的惯性力矩，从而有必要使用具有相对较高扭矩输出的步进马达。利用电马达来使得较大阀塞移动意味着装置需要单独的电源。使用步进马达的阀定位器通常以开环形式来定位阀塞，其中，阀塞必须初始化。在开环设计中定位阀塞比闭环设计更容易延迟，因此并不推荐用于需要提高精度和效率的用途。在初始化过程中，阀塞运动至开始点或初始化位置，步进马达可以使得阀塞从该开始点或初始化位置开始运动至所需位置。控制器可以命令步进马达使得阀塞运动，这样，控制器可以跟踪来自初始化位置的一系列电流信号，并在它的存储器中保持虚拟阀塞位置。只要步进马达精确跟踪该系列驱动器信号，在促动器的活塞的所需位置和实际位置之间的误差将最小。使用步进马达来使得阀塞运动还具有公知的缺点。马达的力矩可能产生不需要的阀塞旋转。使用步进马达来移动阀塞也可能使得推力轴线和阀塞轴线并不对齐，这对于阀定位器的精度产生消极影响。

用于使得阀塞在阀定位器中运动的另一公知方法是使用压力响应隔膜。该隔膜能够接收压缩空气形式的流体压力，以便在阀塞上施加力，从而使得阀塞运动。隔膜还设置成释放空气，以便沿与阀塞运动方向相反的方向施加力。因此，隔膜可以用于使得阀塞相对于壳体(阀塞布置于该壳体中)进行双向运动。不过，当需要较高流量时并不推荐隔膜。较高流量需要较大阀塞，这需要更大力来使得阀塞运动。在这种情况下，使用压力响应隔膜可能并不可行。这就具有是使用步进马达来使得较大阀塞移动以便增加流量还是使用压力响应隔膜来使得较小尺寸的阀塞移动的难题。所需流量可以影响是使用步进马达还是使用压力响应隔膜。

阀定位器的性能可以基于流量来评价。流量通过流量系数(CV)来测量。CV与阀定位器的流量线性相关。例如，CV的增加对应于增加的流量。装置的流量系数是流体流在流体回路内的效率的相对测量值。CV描述了在横过流体回路的压力降和相应流速之间的关系。CV是在60华氏度下在横过阀的1磅每平方英寸(psi)的压力降下每分钟流过阀的水的容量(US加仑)。例如，CV＝22的意思是、在60华氏度22加仑的水将在横过阀的1psi压力降下流过阀。使用CV提供了对阀能力进行比较和确定阀尺寸用于特殊用途的标准方法，它在特殊行业中被广泛接受。

通常，具有较大流量的阀定位器为优选，因为它们能够使得更大量的流体运动。不过，具有提高的流量的阀定位器系统更昂贵，且制造复杂。提高的流量与更快的阀塞冲程时间相关。阀塞冲程时间越快，促动器就必须越快地驱动至所需位置。另外，较快的阀塞冲程时间与较好的频率响应相关。较快的阀塞冲程时间转化为较好地响应小电流信号变化。也可选择，较慢的阀塞冲程时间与减小的流量等级相关。阀塞从一个位置运动至另一位置所花费的时间越长，将促动器驱动至所需位置所花费的时间也越长。较长的阀塞冲程时间导致减小的频率响应，因此导致响应来自控制器的电流信号的较小变化的减小的能力。使得阀塞的运动范围减至最小是可以用于较快阀塞冲程时间的一种方法。不过，较快阀塞冲程时间可能导致降低精度。因此，对于精度更重要的用途，可能希望降低阀塞冲程时间用于更好的阀塞定位精度。

对广泛使用的阀定位器系统的改进需要注意各种因素，所述因素包括例如：制造成本、功率消耗和流量。与阀定位器相关的功率消耗通常与电流环路电源相关。电流环路是使用电流(而不是电压)来用于从控制器向阀定位器发送信号的通信接口。普遍和广泛使用的工业标准包括4-20mA电流环路范围。因此，对于阀定位器，重要的是在4-20mA的电流源内有效地起作用。

增加阀定位器的流量需要更大的阀塞以及更快的阀塞冲程时间。使得更大阀塞更快运动所需的力更大。对于特殊范围的阀塞运动，更快阀塞冲程时间需要更大推力，这又需要更大功率。力的增加可以通过增加阀定位器的功率消耗来补偿。不过，保持由4-20mA电流环路预计的功率消耗也是重要的考虑方面，因为它在工业中的广泛使用。当消耗的功率需要大于4-20mA的电流环路电源时，对于依靠4-20mA标准的某些用途可能并不接受这样的阀定位器。因此，阀定位器系统的商业成功可能取决于保持在4-20mA电流环路的广泛的工业标准内。

在特定成本和功率消耗范围内设计高流量定位器系统将在一些方面受到限制。用于增加阀定位器的流量的一种公知方法包括使用增强器。增强器增加了供给促动器的空气容积。尽管装备有增强器的阀定位器提供了更大的CV容量，但是缺点包括明显降低了控制质量。在这一方面，增强器是由定位器流驱动的机械-气动流量放大器，具有固有的滞后时间。因此，高放大比引起不稳定，而较低的放大比通常不能满足动力性能要求。增加增强器还包括增加了管路和配件，从而导致增加了成本和零件。额外的零件使得维护更困难，还潜在地增加了故障和/或泄漏的危险。而且，增强器必须进行标定和调节，这花费时间和金钱。

因此，本领域需要一种阀定位器，它解决了一个或多个上述或相关缺陷。

发明内容

本发明特别解决和减少了本领域的上述缺陷。在这一方面，本发明涉及一种阀塞歧管组件，该阀塞歧管组件用于与阀定位器操作连接。阀塞歧管组件用于使得流体通向阀关闭元件和离开阀关闭元件(例如促动器)。阀塞歧管组件包括壳体，该壳体有多个开口，用于接收和排出从多个流体流动通路流出的空气。当阀塞歧管组件与阀定位器连接时，在壳体上的多个开口基本与多个流体流动通路对齐。管形套筒布置在壳体内。管形套筒包括多个孔口，这些孔口设置成接收从相应一个流体流动通路流出的流体。阀塞歧管组件还包括布置在管形套筒内的阀塞。阀塞沿纵向轴线轴向滑动，以便使得流体流向流体流动通路和排出口。阀塞歧管组件还包括柔性轴。该柔性轴设计成使得在不平衡位置和平衡(中性)位置之间的阀塞位移最小。不平衡阀塞位置对应于流体流向促动器或阀关闭元件，而平衡阀塞位置防止流体从阀塞歧管组件排出。柔性轴包括两个相对端。第一端与阀塞连接，第二端与隔膜连接。柔性轴的第二端沿纵向轴线延伸离开壳体。隔膜、柔性轴和阀塞都沿纵向轴线对齐。当隔膜上的流体压力增加时，隔膜膨胀，并向柔性轴上施加动力，从而使得阀塞移动规定距离。当隔膜上的流体压力降低时，隔膜收缩，也使得阀塞沿相反方向移动规定距离。

在一个实施例中，阀塞包括第一直径的主体部分。阀塞还包括多个圆柱形凸角，这些圆柱形凸角从主体部分径向伸出并等间距地隔开。凸角为第二直径，该第二直径大于主体部分的第一直径。圆柱形凸角设置成根据阀塞的阀塞位置而阻塞或防止流体流向与管形套筒相关联的至少一个孔口。阀塞操作成当阀塞处于不平衡位置时使得流体从至少一个流体流动通路流向促动器。阀塞还可以包括在阀塞的主体部分内沿纵向轴线而轴向延伸的孔。该孔的尺寸设置成接收柔性轴的第一端。

在还一实施例中，阀塞歧管组件包括布置在隔膜和壳体之间的偏压弹簧。偏压弹簧可以定位成邻近柔性轴的一部分。偏压弹簧设置成在隔膜上施加力。当由流体压力施加在隔膜上的力等于由偏压弹簧施加的力时，阀塞保持在平衡或中性位置。不过，当作用在隔膜上的压力增加或减小至偏压弹簧被压住或未动的点时，阀塞运动至不平衡位置。在一个实施例中，柔性轴的较大部分布置在细长套筒中。细长套筒设置成使得柔性轴的横向位移最小。柔性轴的第一端和第二端确定了轴向刚性接头。柔性轴设计成有径向弹性，以便在阀塞移动时使轴向反冲最小。

本发明还涉及一种阀定位器。该阀定位器用于控制促动器，以便调节在流体回路中流动的流体。阀定位器包括定位器壳体。定位器微处理器布置在该定位器壳体内。定位器微处理器设置成接收表示促动器位置的输入信号。输入信号可以是在4mA和20mA范围内的电流信号。输入信号可以从控制器传递给定位器微处理器。多个流体流动通路还布置在定位器壳体内。阀塞歧管组件邻近该多个流体流动通路。阀塞歧管组件包括可往复运动的阀塞，该阀塞设置成使得流体流选择地从流体流动通路流向促动器。柔性轴用于使得阀塞与隔膜连接。换能器还布置在定位器壳体内。换能器与隔膜流体连通，并与微处理器电连通。换能器设置成接收气动信号，该气动信号操作成用于调节供给隔膜的流体，用于使得阀塞移动。

微处理器可以使用一组控制算法来使得输入信号与促动器位置比较。微处理器产生用于使得在输入信号和促动器位置之间的差异最小的气动信号。布置在定位器壳体内的该多个流体流动通路在它们朝着阀塞歧管组件延伸时各自通过逐渐减小宽度而进行优化。至少一个流体流动通路设置成从增压流体流供给源接收流体流。增压流体流供给源设置在定位器壳体的外部。在另一实施例中，增压流体流供给源可以布置在定位器壳体中。定位器壳体还可以包括双排出口。各排出口还可以包括柔性隔膜。阀定位器还可以包括反馈机构，该反馈机构与促动器连接，并与定位器微处理器电连通。反馈机构包括用于吸收由促动器产生的负载的轴。反馈机构还包括传感器，该传感器弹性安装在轴上并与轴独立地安装，以防止吸收由促动器产生的不想要的负载。反馈机构设置成将反馈信号传递给定位器微处理器。反馈信号可以表示与促动器相关的压力变化或位置变化。

在另一实施例中，提供了一种用于调节在流体回路中流动的流体的方法。该方法包括在布置于定位器中的定位器微处理器上接收输入信号。定位器包括：定位器壳体，该定位器壳体有多个流体流动通路；以及阀塞歧管组件，该阀塞歧管组件布置在壳体内。阀塞歧管组件包括阀塞，该阀塞用于使得流体流从该多个流体流动通路选择地流向促动器。该方法通过使得输入信号与促动器位置进行比较和产生气动信号而继续进行。气动信号再传递给布置于壳体中的换能器。隔膜再从换能器供给流体。隔膜还与阀塞机械连通。该方法通过使得阀塞相对于壳体移动而继续进行，以便响应与隔膜相关的压力变化而调节流体流向促动器。还产生表示促动器内的压力差的反馈信号。反馈信号利用反馈机构来产生，该反馈机构与促动器连接，并与定位器微处理器电连通。该方法可以重复上述步骤，直到促动器的位置与接收的输入信号相对应。

通过结合附图阅读下面的详细说明，将最好地理解本发明。

附图说明

通过下面的说明和附图将更好地理解这里所述的各个实施例的这些和其它特征和优点，附图中：

图1是根据本发明构成的定位器系统的剖视图；

图2是定位器系统的分解图，表示了定位器系统的阀塞歧管组件在与定位器系统的其余部分分开时的情况；

图3是根据本发明构成的定位器系统的定位器的剖视图，该定位器包括阀塞歧管组件；

图4是根据本发明构成的定位器系统的侧视图；

图5是图2中所示的阀塞歧管组件的剖视图，表示了阀塞歧管组件的阀塞处于中性位置；

图6是阀塞歧管组件的一部分的侧视图，表示了通过柔性轴而与阀塞连接的隔膜；

图7是阀塞歧管组件的局部剖视图，表示了隔膜和它的柔性轴；

图8是阀塞歧管组件的柔性轴的放大局部剖视图；

图9是阀塞歧管组件的剖视图，表示了处于流动位置的阀塞；

图10是阀塞歧管组件的剖视图，表示了处于流动位置的阀塞；

图11的方框图示出了根据本发明构成的定位器系统的内部功能；以及

图12是根据本发明构成的定位器系统的反馈机构的局部剖视图。

具体实施方式

下面参考附图，附图中所示是为了示例说明本发明的实施例，而不是为了限制本发明，图1表示了根据本发明构成的定位器10。定位器10包括阀塞歧管组件14和印刷电路板(PCB)组件16，该印刷电路板组件16结合电部件17。定位器10的作用是与促动器(未视出)机械连接的位置控制器(伺服机构)的作用。定位器10设置成调节它向促动器的输出，以便使得促动器保持在与输入电流信号成比例的所需位置。因此，定位器10用于提供使得促动器移动至所需位置所需的动力，以便打开或关闭与该促动器连接的阀。

阀塞歧管组件14是定位器10的整体部分。阀塞歧管组件14使得压缩空气流向促动器。阀塞歧管组件14还可以将由促动器排出的空气引导到排出口18中。阀塞歧管组件14可以将压缩空气流引导到促动器，同时使得流体压力排出至排出口18。在整个详细说明中，流体流是指压缩空气流。不过应当知道，流体流可以是指不同于压缩空气的介质，例如气体或任意其它可用流体。在整个详细说明中，使用压缩空气只是表示本发明的一个实施例，而不是限制本发明使用的流体的类型。定位器10的排出口18可以将由促动器排出的压缩空气释放至定位器10外部的大气中。

PCB组件16装有定位器10的电部件17。可以考虑，PCB组件16与阀塞歧管组件14隔离。这样，PCB组件16装入防水封装件中，用于保护敏感的电部件17。PCB组件16可以包括用于处理控制算法的微处理器，该控制算法用于控制定位器10的各种输出。在一个实施例中，可以考虑PCB组件16封装在具有保护性硅涂层的托盘中。

下面主要参考图2，阀塞歧管组件14可以与定位器10分开。这样，阀塞歧管组件14可以从定位器10上拆卸。阀塞歧管组件14可从定位器10上拆卸，以便检查阀塞歧管组件14和它的各种部件，如下面进一步详细所述。通过检查，可以确定阀塞歧管组件14由于过度使用引起的磨损而必须更换。检查可以显示需要日常维护，而不是更换。能够拆开阀塞歧管组件14使得能够清洁阀塞歧管组件14。阀塞歧管组件14从定位器10上拆卸的选择是具有成本效益和节省时间的措施。另外，阀塞歧管组件14是精确和有效的定位器系统10的整体部分。甚至在阀塞歧管组件14内的少量灰尘或磨损都可能对定位器10的精度和效率产生不利影响。因此，希望能够在不需要将整个定位器10从它的操作环境中拆卸的情况下将阀塞组件14从定位器10上拆卸。

再参考图1，定位器10包括两个排出口18，如上所述。阀塞歧管组件14设置成使得流体流从促动器流向排出口18，用于将流体流从定位器10释放至大气中。柔性隔膜板19可以与各排出口18连接。柔性隔膜板19的功能与单向阀类似，用于大致防止水、灰尘和其它碎屑进入阀塞歧管组件14或定位器10的敏感区域。对于本发明的环境保护特性，它特别适合与安装在恶劣环境(具有热带雨、灰尘和/或沙)中的控制阀结合使用。尽管大部分阀定位器系统经历水进入它的排出口的复杂情况，但是进入定位器10内部部分的水不会损害定位器的安全性或功能性。在这一方面，定位器10满足IP 66保护级别。另外，定位器10设计成防止水通过排出口18进入它的内部或使之最少。柔性隔膜板19用作密封件，以便防止水进入排出口18，但是仍然允许空气或其它流体从排出口18自由地释放至大气中。

下面参考图3，定位器10包括定位器壳体20，该定位器壳体20有布置于其中的阀塞歧管组件14。多个流体流动通路22、24、26布置在该定位器壳体20中。有三个流体流动通路22、24、26。中心的流体流动通路24与成压力供给源形式的压缩空气源连接。与中心流体流动通路24连接的压力供给源可以布置在定位器壳体20中。在另一实施例中，与中心流体流动通路24连接的压力供给源位于定位器10的外部。流体流动通路22和26与图4中所示的促动器腔室连接口28、30流体连接，这些口28、30再与促动器流体连接。更特别是，促动器腔室连接口28、30分别与流体流动通路22、26流体连接，以便从中接收压缩空气。也可选择，促动器腔室连接口28、30配置成向相应的流体流动通路22、26供给由促动器排出的空气，以便引导至排出口18。促动器腔室连接口28、30向流体流动通路22、26供给空气流或者从流体流动通路22、26接收空气流的能力取决于阀塞歧管组件14的阀塞组件32的位置，特别是阀塞组件32的阀塞34的位置。阀塞34设置成使得空气流流入促动器腔室连接口28、30或排出口18中，如后面更详细所述。

下面参考图5、6、9和10，阀塞组件32有效地与流体流动通路22、24、26相接，以便将压缩空气导向规定位置，用于操作促动器，并因此操作流体回路中的流体流。阀塞34用于根据需要在阀塞组件32内轴向滑动，以便使得流体流以规定方式通过阀塞组件32。在阀塞组件32中，阀塞34包括主体部分37，该主体部分37确定了纵向轴线A。三个圆柱形凸角38从主体部分37径向向外伸出，这三个凸角38以等间距布置。这样，主体部分37为第一直径，各凸角38为第二直径，该第二直径大于第一直径。除了阀塞34，阀塞组件32还包括空心的管形套筒36。在阀塞组件32中，阀塞34沿中心定位在纵向轴线A上，并可相对于套筒36沿该纵向轴线A滑动到规定位置。如图5、9和10中所示，套筒36并不限定连续的外壁，而是限定三个分开的开口，当套筒36操作安装在定位器壳体20的内部时，这三个开口与流体流动通路22、24、26中的相应一个对齐。这样，定位器壳体20包括内壁部分21，该内壁部分除了限定流体流动通路22、24、26之外还限定了壁段，该壁段抵靠套筒36的、邻近由该套筒限定的开口和在开口之间延伸的那些部分。如图5、9和10中进一步所示，套筒36的、邻近它的开口和在开口之间延伸的那些部分各自包括外部环形槽，该外部环形槽容纳密封部件，例如O形环40，该O形环40再与抵靠套筒36的内壁部分21的那些壁段密封接合。

在阀塞组件32中，阀塞34可选择地在中性或平衡位置以及两个分开的不平衡位置之间运动。在图5中，阀塞34表示为处于它的中性位置。在图9中，阀塞34表示为处于它的两个不平衡位置中的一个，而两个不平衡位置中的另一个在图10中表示。当阀塞34处于它的任一不平衡位置时，凸角38大致与流体流动通路22、24、26中的某一个对齐，这样，流体以规定方式选择地通向促动器和从促动器中出来。当阀塞34运动至它的平衡位置时(图5中所示)，促动器的运动停止。在图5中在中心流体流动通路24中表示的箭头表示由压力供给源供给的压缩空气。当阀塞34处于它的中性位置时，将防止压缩空气通过流体流动通路22、26而流向驱动腔室口28、30，这是因为阀塞32的中心凸角38有效阻塞了套筒36的、与中心流体流动通路24连通的开口。图5中的流体流动通路22、26中所示的箭头表示当阀塞34处于它的中性位置时从促动器排出至驱动腔室连接口28、30中的空气。如图5中所示，流过流体流动通路22、26的空气流也由阀塞34的外部成对凸角38而有效阻塞，从而防止流入定位器壳体20的开口内部中和然后通过排出口18通向大气。特别是，如图5中所示，尽管排出空气能够流过流体流动通路22、26和进入限定于各相邻对的凸角38之间的空隙中，但是外部的成对凸角38将有效阻塞套筒36中的这些开口，这些开口在未阻塞时将允许排出空气从套筒36流入定位器壳体20的开口内部以及通过排出口18和隔膜19(该隔膜19与排出口18可操作地相接)而向外通向大气。

为了采取它的如图9中所示的不平衡位置，阀塞34从图5中所示的中性位置沿向左方向(当从图9中所示的视图看时)沿纵向轴线A运动。当处于该特殊的不平衡位置时，中心凸角38有效阻塞套筒36的、与流体流动通路24连通的开口，从而允许压缩空气或其它流体能够以由包含于图9中的流体流动通路24、26中的箭头所示的方式从流体流动通路24流入流体流动通路26中。应当知道，流过流体流动通路24和然后流入流体流动通路26中的增压流体被引导到促动器腔室连接口30，然后通向促动器。同时，从促动器排出至促动器腔室连接口28和然后进入流体流动通路22中的空气在以图9中的箭头所示的方式最终通过排出口18排向大气之前被有效地引导通过套筒36的、这时未阻塞的开口(该开口邻近最左侧凸角38)，并进入定位器壳体20的开口内部。

为了采取它的如图10中所示的不平衡位置，阀塞34从图5中所示的中性位置沿向右方向(当从图10中所示的视图看时)沿纵向轴线A运动。当处于该特殊的不平衡位置时，中心凸角38有效打开套筒36的、与流体流动通路24连通的开口，从而允许压缩空气或其它流体能够以由包含于图10中的流体流动通路22、24中的箭头所示的方式从流体流动通路24流入流体流动通路22中。应当知道，流过流体流动通路24和然后流入流体流动通路22中的增压流体被引导到促动器腔室连接口28，然后通向促动器。同时，从促动器排出至促动器腔室连接口30和然后进入流体流动通路26中的空气在以图10中的箭头所示的方式最终通过排出口18排向大气之前被有效地引导通过套筒36的、这时未阻塞的开口(该开口邻近最右侧凸角38)，并进入定位器壳体20的开口内部。

本领域普通技术人员应当知道，阀塞34在中性位置和各不平衡位置(分别在图5、9和10中所示)之间的运动操作成使得空气根据需要而有效通向促动器和从促动器出来，以便于促动器以规定方式运动。如上所述，促动器再与阀关闭元件连接，并根据需要提供有效驱动阀关闭元件所需的动力，以便以规定方式调节流体回路中的流体流。

最好如图3中所示和如上所述，定位器壳体20的流体流动通路22、24、26优化成使得定位器10的流量最大。这样的优化涉及流体流动通路22、24、26的形状。特别是，当这些流体流动通路22、24、26接近阀塞34时，流体流动通路22、24、26的宽度减小。不过，在空气流供给源最初引入的位置处，流体流动通路22、24、26有最大的宽度。例如，流体流动通路22、26在从促动器排出的空气由促动器腔室连接口28、30中的相应一个引入的位置处较宽。类似地，中心流体流动通路24在压缩空气从压力供给源引入的位置处最宽。流体流动通路22、24、26在它们接近阀塞34时变窄将有效减少阀塞34所需的冲程范围。这样减小的冲程范围导致阀塞34能够在中性(无流动)位置和前面强调的任一不平衡(流动)位置之间获得快速冲程时间。由于流体流动通路22、24、26的变窄，阀塞34的尺寸也能够减小。而且，流体流动通路22、24、26的宽度减小使得横过阀塞组件32的压力降减至最小。横过阀塞32的压力降减至最小使得促动器能够快速和有效地接收或排出空气。当阀塞34向它的不平衡的流动位置之一运动时供给促动器的压力越大，促动器的冲程时间越快。更快的促动器冲程使得阀关闭元件更快地打开和关闭，以便调节流体回路中的流体流。

布置在定位器壳体20内的优化流体流动通路22、24、26有利于(compliment)高流量阀塞34的设计。阀塞34的尺寸对于在大部分情况下的效率和精度很重要。当优化的流体流动通路22、24、26并不在与阀塞组件32的交界面处变窄时，阻塞或防止压缩空气流向促动器和排出口18所需的阀塞尺寸34将必须有大得多的尺寸。不过，阀塞和(因此)相应阀塞组件32的更大尺寸将导致阀塞34的更大质量。阀塞34的增加的质量又将产生更大的惯量。这样增加的惯量又将需要由定位器10消耗的增加量的功率。因此，阀塞34的任何尺寸增加都是不希望的。相反，优选是最大程度地减小阀塞34的尺寸，而不降低定位器10的流量系数，且这通过本发明来获得。如上所述，减小阀塞34的尺寸将有效减小它的质量，从而增加它的冲程时间，并确实实现固有的流动特征，其中，在阀塞34的运动最小的情况下获得最大的流量系数。

阀塞34将由使得它的质量最小的材料来制造。如上所述，当阀塞34的质量最小时，使得阀塞34移动所需的力减小。因此，使得阀塞34移动所需的功率也减小。阀塞34可以由减小摩擦的材料来制造，其中，这样减小的摩擦将有利于阀塞34在它沿纵向轴线A移动的过程中的运动。阀塞由减小克服在阀塞34和套筒36(阀塞34沿中心定位在该套筒36中)之间的任何摩擦所需的必需的力的材料来制造。在阀塞34和套筒36之间的静摩擦可能是阀塞组件32中的死区的主要原因。因此，使得在阀塞34和套筒36(阀塞34可滑动地布置在该套筒36内)之间的摩擦最小将减小死区效应。仅作为示例而不是限定，阀塞34可以由铝合金、不锈钢、陶瓷或聚合物来制造，它们都进行或不进行表面处理。如上所述，阀塞组件32的结构考虑了阀塞34的短冲程。在一个实施例中，阀塞34的冲程范围为大约两毫米。可以考虑，阀塞34从它的中性位置至它的任一不平衡的流动位置的冲程范围是中心阀塞凸角38的宽度的大约1/2。尽管阀塞34的冲程较短，但是定位器10能够保持高的流量系数。有效的是，包括阀塞组件32的阀塞歧管组件14与优化的流体流动通路22、24、26和定位器壳体20内的其它元件的组合将有利于阀塞34响应高频变化的能力。当使用较小压力响应隔膜48来驱动阀塞34时，高频响应很重要，该较小压力响应隔膜48的特定属性将在后面更详细介绍。在一个实施例中，阀塞频率响应为大约6Hz。阀塞34响应较小频率变化的能力将有助于定位器10的高流量。

如图3和5-10中所示，阀塞歧管组件14还包括细长的柔性轴50，该柔性轴50用于使得阀塞34与定位器10的上述压力响应隔膜48操作连接。柔性轴50的第一端部分接收和刚性固定于在阀塞34的主体部分37内沿该阀塞限定的纵向轴线A轴线延伸的互补开口(complimentaryopening)内。柔性轴50与阀塞34的刚性相接限定了轴向刚性接头。在轴50的、并不前进至阀塞34内的部分中，它的长度的较大部分布置在细长套筒51内。套筒51有效地减小了轴50的横向位移，如后面更详细所述。套筒51自身通过连接部件59而前进，该连接部件59再附接在定位器壳体20的内部支承表面上或阀塞歧管块15上。套筒51的、从连接部件59凸出的远侧部分前进至隔膜支承部件53的互补孔内并刚性固定在该隔膜支承部件53上。隔膜支承部件53也限定了空腔，该空腔与套筒51同轴对齐，并容纳连接部件59的远侧部分。轴50通过套筒51而与隔膜支承部件53的刚性相接也限定了轴向刚性接头。

如图3、5-7、9和10中所示，环形弹簧衬套57安装在连接部件59的外部。偏压部件(特别是螺旋偏压弹簧55)抵靠在隔膜支承部件53和弹簧衬套57上并在二者之间延伸。在这一点，隔膜支承部件53和弹簧衬套57各自特别设置成将偏压弹簧55有效保持在它们之间延伸的操作位置。偏压弹簧55通常将隔膜支承部件53偏压向隔膜48，因此偏压离开阀塞34。

阀塞34在它的中性位置和各不平衡的流动位置之间的运动通过轴50沿纵向轴线A的运动来驱动。轴50的运动又受到由隔膜48相对于隔膜支承部件53施加的压力的影响，该隔膜支承部件53通过套筒51而刚性附接在轴50上，如上所述。当隔膜48并不对隔膜支承部件53施加压力，从而导致没有任何推力施加在轴50上时，阀塞34将采取它的不平衡位置，如图9中所示。在这一点，由于通过偏压弹簧55对着隔膜支承部件53施加的偏压力，阀塞34被驱动至它的可用冲程的最左侧，如图9的视图中所示。通过以足以便于支承部件53向右侧进行较小增量运动的水平来向隔膜48施加压力，将有利于阀塞34从图9中所示的不平衡位置向图5中所示的中性位置运动，如图9的视图所示。应当知道，由隔膜48向隔膜支承部件53施加以便于该增量运动的压力必须足以克服通常由偏压弹簧55向隔膜支承部件53施加的偏压力，并因此使得偏压弹簧55压缩。

本领域普通技术人员还应当知道，使得阀塞34采取图10中所示的不平衡流动位置需要使得由隔膜48对着隔膜支承部件53施加的压力大小根据需要而增加，以便克服由偏压弹簧55施加的偏压力，从而使得阀塞34相对于它的中性位置进一步向右侧运动(当从图5的视图看时)。在阀塞通过由轴50施加在它上面的所需推力而采取图10中所示的不平衡位置之后，连接部件59的远端抵靠隔膜支承部件53将提供限制阀塞34进一步向右运动的止动部。本发明的柔性轴50是用于阀塞34的驱动连杆设计的整体部分。如上所述，轴50使得阀塞34与压力响应隔膜48有效连接。轴50提供了柔性的阀塞/隔膜连接。

在阀塞34由于施加在隔膜48上的压力而沿轴向移动至规定位置时，通过轴50促使阀塞34与隔膜48的柔性连接将减小由阀塞34和隔膜48之间的相对较小未对准而引起的摩擦。在阀塞34的纵向轴线A和隔膜48的推力轴线之间的较小未对准将很难避免。不过，重要的是平滑驱动阀塞34，而不管在前述轴线之间的任何未对准。可以考虑，使得阀塞34和隔膜48通过径向弹性但轴向刚性的接头(由轴50促使其产生)来进行连接或接合将防止轴向反冲或轴向游隙，或者至少减至最小。这样的径向弹性接头也导致更低的最小推力，这又减小了轴向反冲。由于由柔性轴50提供的固有径向弹性接头，沿纵向轴线A的线性位移导致非常低的推力和没有轴向反冲。轴向反冲是由于在装置的输入改变方向时在装置的输入和输出之间的暂时不连续而引起的一种死区形式。机械连接的松弛或松动是典型实例。柔性轴50设计成使隔膜48和阀塞34之间的松弛最小。同时，轴50的过大横向位移由套筒51来限制。由套筒51促进的对轴50的最大横向位移的限制将很有利和很合适，因为它防止轴50弯曲。而且，轴50的弹性特征允许较长的自由偏转长度，该自由偏转长度在图8中由参考标号52来表示。轴50具有承受超过50牛顿(N)的压缩推力的能力，考虑到对于相当的定位器，普通的压缩推力通常小于10N，因此该50牛顿的压缩推力是极高的量。

轴50也用于减小阀塞34沿纵向轴线A线性移动从而从它的中性、平衡、无流动位置运动至它的一个不平衡、流动位置的范围。减小阀塞34的范围将转化为阀塞34的更短冲程。该更短阀塞冲程使得阀塞冲程时间最小，如上所述，从而导致改进的阀塞的频率响应。当阀塞34的冲程时间最小时，定位器10提高了对于具有频率变化的输入电流信号的响应。当输入信号的变量最小，因此需要增加对于很小频率变化的敏感性时，这将特别重要。

如上所述，隔膜48布置在定位器壳体20中，且为柔性压力响应元件，它响应从定位器10的换能器54接收的压缩空气而将力传递给柔性轴50。可以考虑，换能器54是电流-压力转换器，并与限定于定位器壳体20内部的后部隔膜隔腔56流体连接。应当知道，如图3中所示，隔膜48有效产生在隔腔56和隔膜支承部件53之间的流体密封屏障。当接收电流信号时，换能器54操作成向隔腔56供给压缩空气。当在隔腔56内形成空气压力时，该空气压力在隔膜48上施加力，以便克服偏压弹簧55的相反力。如上所述，施加在隔膜48上的力传递给隔膜支承部件53，再通过套筒51而传递给柔性轴50。力传递给轴50将引起沿纵向轴线A的推动或推进，从而使得阀塞34移动至图5和10中的任意一个所示的位置。如前所述，在隔腔56内没有任何空气压力与偏压弹簧50的作用相结合将使得阀塞34采取图9中所示的不平衡位置。空气或其它流体压力以第一水平引入隔腔56内将有利于阀塞34运动至图5中所示的中性位置，而使得隔腔56内的压力水平进一步增加至超过第一水平的第二水平将有利于阀塞34进一步增量运动至它的另一不平衡位置，如图10中所示。再有，由于在连接部件59和隔膜支承部件53之间产生的机械止动部，在隔腔56内的压力水平进一步增加至超过第二水平将不会使得阀塞34进一步运动超过图10中所示的位置。

在定位器10中，隔腔56以及隔膜48布置在定位器壳体20中，以便消除排出口18的任何反压影响。在这一点，隔膜48在定位器壳体20内相对于排出口18的位置选择为防止或最小化在隔膜48上的任意轴向负载。例如，尽管从排出口18排出的排气反压影响可以超过6巴，但是隔膜48布置在定位器壳体20内使得施加在隔膜48上的压力通常小于2巴。

定位器10的换能器54能够接收来自微处理器72的直接电输入信号。换能器54可以使用力矩马达、喷嘴挡板和气动继电器来将电或电流信号转变为成比例气动输出信号。喷嘴压力操作继电器，并通过管道通向力矩马达反馈膜盒，以便提供输入信号和喷嘴压力之间的比较。换能器54优选地位于在定位器壳体20内部限定的、防水密封的隔腔58中，以便防止它受到恶劣环境以及排出口18的排气压力的影响。

定位器10可以便于具有线性和旋转安装件的单作用和双作用促动器的控制。普通的双作用促动器包括滑动密封板或活塞，它布置在增压保持汽缸的内部，以便提供双作用操作。对于双作用促动器，空气通过定位器10而供给活塞的各侧。特别是，定位器10可以将压缩空气传递给活塞的一侧，同时有效地允许空气从另一侧排出，直到活塞到达规定位置。弹簧可以包含于双作用促动器的汽缸中，以便用作失效安全机构。不管是单作用还是双作用，促动器都可以与线性或旋转阀结合使用。线性设计是有效的，因为促动器的整个运动直接传递给阀的阀杆。

下面参考图11，图中表示了定位器10的内部功能的方框图。定位器10与其它类似尺寸的定位器相比提供了增加的流量和更高的效率。定位器10基于微处理器的电流-气动仪器。定位器10设置成接收促动器内的阀位置和压力变化的反馈。因此，定位器10可以分析它自身、阀和其安装的促动器。定位器10接收输入信号(电信号)，该输入信号提供电力和设置点，该设置点指示阀应当处于的位置。该设置点是表示被控制的处理变量的所需值。输入信号也可以称为电流信号，该电流信号由定位器10用于驱动促动器和因此控制该阀。定位器10从两线、4-20mA输入信号接收电力。输入信号可以用百分数表示。例如，可以考虑，0％的输入信号可以限定为阀的关闭位置，而100％的输入信号可以限定为阀的打开位置。利用模拟源，4-20mA信号转变成百分数。在环路标定中，确定与0％和100％相对应的信号。例如，环路标定可以使得4mA＝0％输入信号，20mA＝100％电流信号。在该实例中，12mA表示50％电流信号。应当知道，具有在0％和100％的范围内的多个输入信号。气动操作阀依靠定位器10来从控制器接收输入信号和将该输入信号转变成阀位移。输入信号指示定位器10使得促动器移动至特殊位置，以便操作流体回路中的流体流。换能器54从定位器微处理器72接收输入信号，并将它转变成气动信号。

定位器10设置成使得接收的输入信号与促动器的位置进行比较。当信号和促动器位置不同时，定位器10通过压缩空气来发送必需的动力，以便使得促动器移动，直到到达正确位置。已知作为负反馈的原理，其中，控制输入与由反馈机构在输出处测量的、机械系统的实际位置进行比较。在实际值和希望值之间的任何差异(“误差信号”)都将放大，并用于沿减小或消除误差所需的方向驱动阀塞34。电-气动定位器能够将电流信号转变成等效的气动信号，该气动信号再可以操作定位器10的导向阀66。优选地，定位器10并不依赖于在输入信号和气动信号之间的固定关系来产生阀塞运动。气动信号由定位器微处理器72通过特殊算法来产生，其驱动引导阀66。引导阀66是较小阀，它控制供给单独的滑阀70的限制流量控制，该单独滑阀70通常控制高压或高流量供给。引导阀66很有用，因为它能够进行很小和很容易操作的供给，以便控制高得多的压力和较高的流量供给，否则它们将需要大得多的力来操作。定位器10还可以包括与滑阀70连通的气动界面68。气动界面68是用于使得压缩空气通向促动器的开关。气动界面68是在定位器10的定位器微处理器72和气动系统之间的界面。

定位器10的功能与模拟电流-压力定位器类似。定位器10使用电流(4-20mA)作为输入信号，而不是空气。它的区别在于电子信号的转换是数字的，而不是模拟的。

定位器10包括定位器微处理器72，该定位器微处理器72实施由输入信号确定的控制策略。定位器微处理器72还设置成自动调节它向促动器的输出，以便保持与输入信号成比例的所需位置。如图11中所示，定位器微处理器72可以设置成从位置反馈传感器65和压力反馈传感器67接收反馈。

定位器10从电源接收设置点，并将阀定位在所指示的位置。输入信号导向PCB组件16，在该PCB组件中，微处理器72运行数字控制算法，从而形成通向换能器54的输入信号。换能器54与供给压力连接，并将输入信号转变成压力输出信号。电流转变到压力的输出发送给气动界面68组件。气动界面68也与供给压力连接，并将来自换能器54的较小气动信号放大成由单作用促动器使用的单个较大气动输出信号。对于双作用促动器，气动界面68接收来自换能器54的气动信号，并提供两个气动输出信号。气动界面68向促动器输出的压力的变化使得阀运动。阀位置由定位器10反馈传感器通过反馈机构来感测。传感器与PCB组件16电连接，以便提供用于控制算法中的反馈信号。

应当知道，方框图以简化形式来提供，以便强调与本发明的定位器10相关的元件、功能和软件块。

这样，只包括与阀塞34的闭环控制相关的那些元件。内部环路可以由专门的硬件来控制，内部环路的硬件控制将防止任何与软件相关的延迟。另外，滑阀70可以通过促动器中的目标压力变化来控制。目标压力变化可以称为德尔塔压力。

下面参考图12，图中表示了反馈机构。反馈机构包括反馈传感器74，该反馈传感器74有极强的反馈轴引导件76。轴76包括较长的承载引导件，用于吸收任何负载。反馈传感器74和反馈轴引导件76与促动器连接。反馈传感器74提供了与定位器10相关的各种重要功能。反馈传感器74可以设置成确定促动器的位置。不过，对于反馈传感器74，重要的是避免任何较小的对不准，该对不准可能产生横向或轴向负载。横向或轴向负载可能扰乱反馈传感器74的精度，因为它属于促动器的位置或者促动器内的压力变化。为了避免较小的对不准(该对不准可能产生侧部或轴向负载)，反馈传感器74弹性和独立于反馈轴引导件76地安装，因此吸收最少的负载，以便提高效率和精度。包括反馈传感器74和反馈轴引导件76的反馈机构将促动器位置和/或促动器内的压力变化以反馈信号的形式传递给微处理器72。

电流信号与促动器位置比较。当存在任何偏离时，定位器微处理器72向内部环路控制(阀塞驱动器)发送信号，以便使得阀塞34因此根据该偏离而运动。内部环路快速调节阀塞34的位置。该运动减小了在电流信号和促动器位置之间的偏离。该处理可以继续进行，直到偏离消除。当促动器处于所需位置时，阀塞34将定位成不允许空气流向促动器的任意一侧。例如，定位器10可以标定成使得12mA对应于零偏离。在该点处，当电流信号从12mA变化至16mA时，定位器12将16mA看作75％的输入信号。因此，偏离是75％(16mA)减去50％(12mA)，它等于25％。对于正偏离，定位器微处理器72根据控制算法而发送电流信号，以便使得阀塞34离开它的当前位置。当阀塞34运动时，压缩空气供给促动器，且空气从促动器排出。在促动器中的这种新的压力变化使得促动器开始朝着75％的所需位置运动。当促动器运动时，偏离开始减小。由定位器微处理器72处理的控制算法指示定位器10减小阀塞34向不平衡位置的运动。该处理继续进行，直到偏离消除。在该点，阀塞34处于平衡的中性位置。

个人计算机(PC)和分析软件应用可以与定位器10相接。软件应用提供了向定位器微处理器72的输入。应用可以与总线可寻址远程传感器通路(HART)或晶体管至晶体管逻辑电信回路(例如TTL RS232)兼容。应用提供了用于定位器10的用户界面。软件应用可以从定位器10获得结果数据，以便在监视器或其它显示装置上显示结果。各种参数可以输入界面，用于控制定位器10。软件应用可以提供设置与定位器10相关的多个参数的选择。该多个参数可以包括下限百分数、上限百分数、张紧的关闭压力、张紧的打开压力、调制、用于打开的比例增益、用于关闭的比例增益、用于打开的时间、用于关闭的时间、预计死区、关闭速度极限、打开速度极限、打开的速度阻尼系数、关闭的速度阻尼系数、转换控制误差阈值、扫过压力、转换控制函数、促动器位置、所需的促动器位置、隔膜位置、电流输入和压力传感器标定。所述参数只是作为实例，而决不是进行限制。参数例如德尔塔压力可以输入软件界面中，并用作促动器的定位器10结构的监测点。

因此，由前述可知，定位器10提供了高流量阀塞34和定位器壳体20设计、控制算法和硬件、环境保护、极强反馈轴74和反馈传感器76(它们防止受负载)以及PC界面和诊断工具的特征。由于包括这些特征，定位器10操作成提供增加的CV能力而不使用增强器，但是仍然坚持4-20mA的功率消耗标准。特别是对于控制算法，内部环路(阀塞驱动器)由专门的硬件来控制，因此能够没有与软件相关的延迟，如上所述。控制算法还允许有特殊性能，且内部环路还由“目标德尔塔压力”来控制，与使用阀塞位置或开环方法相反。当与具有类似阀塞尺寸的定位器比较时，本发明提供了对于较小信号变化的更好频率响应、更快的阀塞冲程时间、更短的阀塞冲程范围以及更大的(CV)流量。定位器10包括这些固有特征，而不需要使用装配的增强器。通过在本发明中消除不必要的增强器，气动性能明显提高，包括对于较小信号变化的、非常短的停滞时间以及很高速度，且没有对于较大信号变化的不稳定。而且，通过在本发明中消除不必要的增强器，如上所述，消除了作为故障和/或泄漏的原因的管路和配件。另外，由于没有增强器和相关的管路、配件和管道系统而明显节省了成本。本发明的定位器10还很容易在现场或在阀位置进行标定，同时明显节省时间，因此节约成本，因为不需要进行相关的增强器调节。即使定位器的高流量使得增强器对于大部分用途都不需要时，定位器也能够驱动增强器。与现有的低CV定位器相比，控制质量更好，因为所需的放大较低。

上面所述的各种实施例只是进行示例说明，而不是对本发明的限制。本领域技术人员应当知道，在并不遵循这里所示和所述的示例实施例和应用的情况下以及在并不脱离本发明的真正精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种变化和改变。

Claims (20)

1.一种用于与阀定位器连接的阀塞歧管组件，该阀塞歧管组件包括：

壳体，该壳体具有多个流体流动通路，用于接收和排出流体；

管形套筒，该管形套筒布置在壳体内，该管形套筒限定多个孔口，所述多个孔口用于从流体流动通路接收流体；

阀塞，该阀塞布置在套筒内，阀塞限定纵向轴线，并设置成沿所述纵向轴线轴向滑动，以便使得流体通过所述多个孔口流向所述多个流体流动通路；

柔性轴，该柔性轴沿所述纵向轴线延伸，该柔性轴具有与阀塞连接的第一端和与隔膜连接的第二端，该隔膜布置在壳体中，并设置成响应与隔膜相关的压力变化而在阀塞上施加动力；以及

偏压弹簧，该偏压弹簧环绕柔性轴布置在所述隔膜和所述阀塞之间，该偏压弹簧操作成通常将所述阀塞偏压到规定位置。

2.根据权利要求1所述的阀塞歧管组件，其中：阀塞可在中性位置和不平衡位置之间选择性地运动，并操作成当处于中性位置时防止流体流从流体流动通路流向促动器，所述偏压弹簧通常将阀塞偏压向不平衡位置。

3.根据权利要求2所述的阀塞歧管组件，其中：阀塞设置成当处于不平衡位置时使得流体流能够从所述流体流动通路中的至少一个流向促动器。

4.根据权利要求1所述的阀塞歧管组件，其中：所述阀塞包括在其中沿所述纵向轴线轴向延伸的孔，该孔设置成部分地接收柔性轴。

5.根据权利要求1所述的阀塞歧管组件，其中：所述柔性轴的一部分布置在细长套筒中，该细长套筒的尺寸设置为和配置成当压缩力施加在柔性轴上时使该柔性轴的横向位移最小。

6.根据权利要求1所述的阀塞歧管组件，其中：所述柔性轴的第一端和柔性轴的第二端各自限定轴向刚性接头。

7.根据权利要求1所述的阀塞歧管组件，其中：所述柔性轴为径向弹性的。

8.一种阀定位器，该阀定位器用于控制促动器，以便调节在流体回路中流动的流体，该阀定位器包括：

定位器壳体，该定位器壳体具有布置于其中的多个流体流动通路；

布置在定位器壳体内的定位器微处理器，所述定位器微处理器设置成接收表示促动器位置的输入信号；

阀塞歧管组件，该阀塞歧管组件布置在定位器壳体中并邻近流体流动通路，所述阀塞歧管组件具有可往复运动的阀塞，该阀塞设置成使得流体流选择性地从流体流动通路流向促动器；

隔膜，该隔膜与阀塞操作连接，并设置成根据施加在隔膜上的压力水平而使得阀塞移动；

柔性轴，该柔性轴与阀塞和隔膜连接并在它们之间延伸；

换能器，该换能器与所述隔膜流体连通，并与定位器微处理器电连通，所述换能器设置成接收气动信号，该气动信号操作成调节供给隔膜的流体，以使得阀塞移动。

9.根据权利要求8所述的阀定位器，其中：所述定位器微处理器包括一组控制算法，该组控制算法操作成比较输入信号和促动器位置，并产生气动信号。

10.根据权利要求8所述的阀定位器，其中：该多个流体流动通路在它们朝着阀塞歧管组件延伸时各自具有逐渐减小的宽度。

11.根据权利要求8所述的阀定位器，其中：流体流动通路中的至少一个设置成从增压流体流供给源接收流体流。

12.根据权利要求8所述的阀定位器，还包括：双排出口，该双排出口布置在所述定位器壳体中并邻近流体流动通路，所述双排出口设置成从所述定位器壳体排出流体。

13.根据权利要求12所述的阀定位器，其中：各排出口由柔性隔膜包围。

14.根据权利要求9所述的阀定位器，还包括：与促动器连接的反馈机构。

15.根据权利要求14所述的阀定位器，其中，该反馈机构包括：

轴，该轴用于吸收由促动器产生的负载；以及

传感器，该传感器弹性和独立于轴地安装，所述传感器设置成并不吸收由促动器产生的任何负载。

16.根据权利要求15所述的阀定位器，其中：反馈机构与定位器微处理器电连接，该反馈机构操作成产生表示促动器内的压力变化的反馈信号。

17.根据权利要求16所述的阀定位器，其中：所述定位器微处理器操作成使用所述一组控制算法来处理从反馈机构接收的反馈信号，以便产生更新的气动信号。

18.根据权利要求8所述的阀定位器，还包括：软件界面，该软件界面与所述定位器微处理器通信，并用于接收用于所述定位器微处理器的多个所需变量的输入，以便产生气动信号。

19.一种用于调节在流体回路中流动的流体的方法，该方法包括以下步骤：

a.在布置于定位器中的定位器微处理器上接收输入信号，该定位器包括：定位器壳体，该定位器壳体具有多个流体流动通路；以及布置在定位器壳体内的阀塞歧管组件，该阀塞歧管组件具有阀塞，该阀塞用于使得流体流从流体流动通路选择性地流向促动器；

b.比较输入信号和促动器的位置，并产生电信号；

c.将所述电信号从所述定位器微处理器传递给布置于定位器壳体内的换能器；

d.从换能器向所述隔膜供给流体，该隔膜与该阀塞机械连接；

e.使得阀塞相对于定位器壳体移动，以响应与隔膜相关的压力变化而调节流向促动器的流体流；

f.利用反馈机构来产生表示促动器内的压力差的反馈信号，该反馈机构与促动器连接，并与定位器微处理器电连通，所述定位器微处理器设置成用于处理反馈信号；以及

g.重复步骤(b)-(f)，直到促动器的位置与接收的输入信号相对应。

20.根据权利要求19所述的方法，其中：步骤(a)包括从控制器接收输入信号。

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