CN105190053A - 快速连接阀促动器 - Google Patents

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Abstract

用于操作线性阀(诸如闸门阀)的促动器包括在壳体和阀帽以及动力头组件中的至少一个之间的快速连接联接件。在实施例中，该快速连接联接件包括环绕环形促动器壳体表面间隔开的多个凸耳、和绕另一部件(诸如阀帽或动力头)的环形表面间隔开的多个凸耳，凸耳中的各个在其间限定多个槽。凸耳行进穿过对应的槽，且然后该壳体相对于另一部件旋转，直到各构件的凸耳的至少一部分在锁紧位置中轴向地对齐。该旋转少于旋转构件的一整转。闭锁件阻止该构件旋转到该锁紧位置外。

Description

快速连接阀促动器
优先权
本申请主张对美国临时专利申请No.61/747,479的优先权，其题为“快速连接阀促动器”，在2012年12月31日提出，其公开内容通过引用而整体并入本文中。
技术领域
本发明大体涉及用于矿物回收井的阀，且更具体而言，涉及促动阀的促动器。
背景技术
闸门阀为具有主体和穿过该主体的开孔的阀。闸门相对于主体横向地定位，且线性地移动以阻隔穿过开孔的流动或允许穿过开孔的流动。一些闸门具有与开孔对齐的孔口以允许流动。该闸门可为常开的，且因此当它线性地移动以推动为使孔口与开孔不对齐时，该闸门关闭。备选地，该闸门为常闭的，并且因此当它线性地移动以将孔口定位为与开孔对齐时，该闸门打开。不管该闸门是常开还是常闭的，都通过阀促动器来移动或促动该闸门。
该阀促动器为气动、活塞或水力类型促动器，其将杆朝阀推进以打开或关闭该阀。阀帽在杆延伸穿过该阀帽的情况下连接至阀，且然后促动器连接至阀帽。阀促动器通常通过螺纹连接或通过穿过凸缘的螺栓而连接至阀帽。螺纹制造起来是昂贵的且容易损伤。在促动器中加工螺栓孔和将孔钻进和穿刺到适配圈或阀帽中是昂贵的。螺纹连接还具有在安装期间促动器的进口围绕促动器的轴线旋转的缺点。如果促动器完全地上紧，且进口终止于错误位置，则去往进口的操作供应管线必须移动。
发明内容
本申请公开阀促动器的实施例，其具有带用于连接至配套阀帽的快速连接设备的壳体、用于连接至配套活塞头组件的快速连接设备、或用于连接至配套阀帽和配套活塞头组件二者的快速连接设备。在各种实施例中，该阀促动器壳体包括在环形表面上的多个凸耳，该多个凸耳在阀帽环形表面上的对应的多个凸耳之间经过。壳体然后可旋转，直到该凸耳在锁紧位置中轴向地对齐，从而阻止该壳体相对于该阀帽的轴向移动。闭锁件可然后阻止壳体相对于阀帽的旋转移动，以便壳体保持在锁紧位置中。类似地，活塞头包括在环形表面上的多个凸耳，该多个凸耳在壳体环形表面上的对应的多个凸耳之间经过。活塞头然后可旋转，直到凸耳在锁紧位置中轴向地对齐，从而阻止活塞头相对于壳体的轴向移动。闭锁件可然后阻止活塞头相对于壳体的旋转移动，以便活塞头保持在锁紧位置中。
更具体而言，阀帽的促动器侧具有凸缘，该凸缘具有在该凸缘的外径(“OD”)的中间加工的环形沟槽。存在在阀帽的端部中加工的多个槽，它们产生从阀帽的端部至在阀帽凸缘中加工的沟槽的接近通道、或槽。存在与促动器壳体或下适配圈成整体的多个锁紧凸耳。促动器组件被举升到安装弹簧组件上方且到阀帽组件上。锁紧凸耳与阀帽顶部中的槽对齐。将促动器推到阀帽上，直到促动器凸耳在在阀帽的凸缘部分中加工的沟槽的底侧上降至最低点。
促动器然后沿任一方向旋转，直到整体的抗旋转锁紧件与任一槽对齐。抗旋转锁紧件具有铰链销，该铰链销通过交叉钻孔安装在促动器壳体中。存在小的弹簧加载销，其为锁紧件的一部分，且其可被压下且允许锁紧件落入阀帽中的任一槽中。然后被压下的弹簧销在促动器壳体中的交叉钻孔中的合适位置伸出。快速连接还可通过使用锁紧销而不是抗旋转锁紧件来旋转地锁紧。
促动器的实施例包括连接至壳体的活塞头组件(还称为动力头)。活塞头具有凸缘，该凸缘具有在凸缘的OD中加工的沟槽。多个槽加工在头部的端部中，它们形成从头部的端部至在头部中加工的沟槽的接近通道、或槽。凸缘的在槽之间的部分为锁紧凸耳。还存在与促动器壳体成整体的多个锁紧凸耳，在其间具有多个槽。
促动器动力头组件被举升到安装的壳体上。壳体的锁紧凸耳与头部的底部中的槽对齐。将动力头推到壳体上，直到凸耳在加工在头部的凸缘部分中的沟槽的后侧上降至最低点。然后动力头沿任一方向旋转，直到整体的抗旋转闭锁件与槽中的一个对齐。抗旋转闭锁组件可包括铰链销，铰链销通过交叉钻孔而安装到促动器壳体中。制动器(detent)可用于将闭锁件保持在闭锁位置中。备选地，快速连接壳体或动力头可通过使用锁紧销而不是闭锁组件来旋转地锁紧。
用于促动阀的设备的实施例包括：柱形壳体，其具有阀端部和紧邻该阀端部的壳体环形表面；阀杆，该阀杆的一部分定位在壳体内，且该阀杆的另一部分从壳体的阀端部延伸且能够操作以连接至阀的部件(诸如闸门)，阀杆延伸位置与缩回位置之间移动，该阀杆在延伸位置中与在缩回位置中相比从阀端部延伸更远；和阀帽，其能够操作以连接至阀，该杆行进穿过阀帽，壳体通过接合阀帽且使壳体从释放位置旋转至锁紧位置而能够可分离地连接至阀帽，该壳体在释放和锁紧位置之间旋转少于一整转。
在实施例中，壳体包括绕壳体环形表面间隔开的多个壳体凸耳，该壳体凸耳从壳体环形表面突出以在其间限定多个槽。阀帽包括绕阀帽环形表面间隔开的多个阀帽凸耳，阀帽凸耳从阀帽环形表面突出以在其间限定多个阀帽槽，当壳体处于释放位置时，壳体凸耳中的各个能够操作以轴向地行进穿过阀帽槽中的相应的一个，且在行进穿过阀帽槽之后，壳体能够旋转至少直到壳体凸耳中的一个或更多个的一部分与相应阀帽凸耳的一部分轴向地对齐，使得阀帽凸耳阻止壳体沿至少一个方向的轴向移动。
在实施例中，阀帽还包括径向沟槽，该径向沟槽具有由环形肩部限定的一侧和由阀帽凸耳的面朝环形肩部的表面限定的另一侧，当在锁紧位置与释放位置之间移动时，壳体凸耳在环形沟槽内滑动。
在实施例中，壳体凸耳在壳体的内径表面上，且阀帽凸耳在阀帽的外径表面上。实施例可包括闭锁组件，当壳体处于锁紧位置时，闭锁件阻止壳体相对于阀帽旋转。闭锁组件可包括闭锁突片，闭锁突片连接至壳体和阀帽中的一个，闭锁突片在锁紧位置中定位在槽中的一个中，且接合凸耳中的一个或更多个以阻止壳体相对于阀帽旋转。在实施例中，闭锁突片定位在壳体的孔口中，闭锁突片能够在闭锁位置与未闭锁位置之间枢转，闭锁突片还包括闭锁主体，该闭锁主体具有匹配壳体的在孔口附近的外径外形的外形，以便闭锁主体在闭锁位置中与外径外形齐平。在实施例中，闸门阀连接至阀帽，闸门阀响应于杆的移动而在打开位置与关闭位置之间移动。
用于促动阀的设备的实施例包括柱形壳体，该柱形壳体具有阀端部、活塞端部、和活塞端部环形表面，多个周向地间隔开的活塞端部凸耳从活塞端部环形表面突出以在其间限定多个活塞端部槽。实施例还可包括活塞头，该活塞头能够可分离地连接至壳体的活塞端部，该活塞头具有进口、柱形活塞壳体，该活塞壳体具有绕活塞壳体环形表面间隔开的多个活塞壳体凸耳，该活塞壳体凸耳从活塞壳体环形表面突出以在其间限定多个活塞壳体槽，当活塞头处于释放位置时，活塞壳体凸耳中的各个能够操作以轴向地行进穿过活塞端部槽中的相应的一个，且在行进穿过活塞端部槽之后，活塞头能够旋转至少直到活塞壳体凸耳中的一个或更多个的一部分与相应活塞端部凸耳的一部分轴向地对齐，使得活塞端部凸耳阻止活塞头沿至少一个方向的轴向移动以限定锁紧位置。实施例还可包括在活塞壳体内的活塞，该活塞响应于来自进口的压力介质而在延伸位置与缩回位置之间移动，该活塞在延伸位置中与在缩回位置中相比更靠近阀端部，下止动件与活塞接触，当活塞朝延伸位置移动时，该下止动件被朝壳体的阀端部推进，且多个壳体凸耳绕壳体环形表面间隔开，该壳体凸耳从壳体环形表面突出以在其间限定多个槽。实施例还可包括阀帽，该阀帽能够操作以连接至阀，阀帽具有绕阀帽环形表面间隔开的多个阀帽凸耳，阀帽凸耳从阀帽环形表面突出以在其间限定多个阀帽槽，当壳体处于释放位置时，壳体凸耳中的各个能够操作以轴向地行进穿过阀帽槽中的相应的一个，且在行进穿过阀帽槽之后，壳体能够旋转至少直到壳体凸耳中的一个或更多个的一部分与相应阀帽凸耳的一部分轴向地对齐，使得阀帽凸耳阻止壳体沿至少一个方向的轴向移动以限定锁紧位置。杆可延伸穿过阀帽且接触下止动件，以便当止动件被朝阀端部推进时，杆穿过所述阀帽朝阀延伸更远。
附图说明
为了获得并更详细地理解将变得显而易见的本发明的特征、优点和目标，以及其他，在上面简要地概述的本发明的更具体的描述可通过参考其实施例来获得，实施例在附图中示出，附图形成本说明书的一部分。然而，要注意的是，附图仅例示出本发明的优选实施例且因此不认为限制其范围，因为本发明可准许其他同等有效的实施例。
图1是根据本发明的实施例的具有阀促动器的阀的侧截面环境视图，该阀促动器具有在促动器与阀帽之间的快速连接。
图2是图1的阀促动器的快速连接的放大视图。
图3是图1的阀促动器的闭锁组件的放大视图。
图4是根据本发明的实施例的阀的侧截面环境视图，该阀具有动力头阀促动器和阀帽以及在壳体与动力头中的各个之间的快速连接。
图5是沿5-5线取得的在图4的动力头与促动器壳体之间的连接的截面视图。
图6是沿6-6线取得的图5的闭锁组件的截面视图。
图7是图4的促动器与阀帽之间的快速连接的放大视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照例示出本发明的实施例的附图来更充分地描述本发明。然而，本发明可以以许多不同形式体现且不应被解释为限于在本文中阐述的例示实施例。相反，提供这些实施例，以便本公开将为详尽且完整的，且将把本发明的范围完全地传达给本领域技术人员。遍及全文，相同标号指相同元件，且如果使用撇号(primenotation)，则指示备选实施例中的类似元件。
参考图1，示出促动器100。使用促动器100以打开或者关闭促动器100连接至的阀102。阀102连接至包含流体的部件(诸如管状部件或容器)，且选择性地限制穿过其的流体流动。如本领域技术人员将理解的，阀102可为闸门阀或通过线性部件的延伸而被促动的任何其他类型的阀。阀帽104连接至阀102的主体。杆106行进穿过阀帽104和填密固持件108，同时杆106的突出端部能够操作地连接至部件，诸如阀102的闸门。使用促动器100来通过将杆106向下朝阀102推进来促动阀102。
参考图1和2，促动器壳体112包括具有内径(“ID”)表面114的柱形主体。壳体112是用多种技术中的任一种制造的，该多种技术包括例如冲压、挤出和铸造。在实施例中，壳体112在内部表面(诸如ID表面114)上没有焊缝或接缝。可用NACE核准的材料制造壳体112。壳体112的下端部包括由内径116限定的开口。壳体凸耳118从ID116朝内突出且绕ID116间隔开，以在其间限定槽120。阀帽104和阀102阻止流体从阀102流动至促动器100。换言之，在阀102与促动器100之间没有流体连通。在实施例中，当流体存在于阀102中且没有流体将穿过阀帽104或以其他方式流出阀102，可将促动器壳体112从阀帽104移除。
阀帽104包括从阀帽主体124径向地延伸的下凸缘122。下凸缘122包括螺栓孔126。螺栓128行进穿过螺栓孔126，以将阀帽104连接至阀102的主体。在阀帽104的与下凸缘122相反的端部处，锁紧凸缘130从阀帽主体124径向地延伸且包括顶表面132。锁紧凸缘130的外径小于或大约等于ID116的内径，使得ID116可配合在锁紧凸缘130之上。
沟槽134为锁紧凸缘130的外径中的环形沟槽。沟槽134的下侧壁限定面朝上的肩部136。关于沿阀帽104的轴的轴向长度限定的沟槽134的宽度大于或大约等于壳体凸耳118的轴向长度。沟槽后壁138的直径小于或大约等于由壳体凸耳118限定的内径。
槽140为锁紧凸缘130的外径中的轴向槽，其从顶表面132延伸至沟槽134。多个槽140绕锁紧凸缘130的周围间隔开，以在其间限定阀帽凸耳142。各槽140的径向深度典型地小于或等于沟槽134的径向深度，但可大于沟槽134的径向深度。各槽140的周向弧长近似等于或大于壳体凸耳118的周向弧长。因此，壳体凸耳118能够轴向地行进穿过槽140。在行进穿过槽140之后，壳体凸耳118定位在阀帽凸耳142下面的沟槽134中，但与阀帽凸耳142不轴向地对齐，处于释放位置。壳体凸耳118接触肩部136，从而阻止壳体112相对于阀帽104的进一步朝下移动。因为壳体凸耳118在阀帽凸耳142的轴向下方，所以壳体112可相对于阀帽104旋转。当壳体112相对于阀帽104旋转至阀帽凸耳142位于壳体凸耳118轴向上方的位置时，壳体112处于锁紧位置。在该锁紧位置中，阀帽凸耳142阻止壳体凸耳118的朝上轴向移动。在实施例中，需要壳体112少于一转，以将壳体112从释放位置移动至锁紧位置。在实施例中，取决于凸耳的尺寸和数量，壳体112可移动如1/2、1/3、1/4、1/6、1/8、1/10或1/16转那样少，以从释放移动至锁紧位置。如本领域技术人员将理解的，没有来自阀102的流体在阀帽凸耳142和壳体凸耳118附近，且因此，在壳体112的下端部与阀帽104的上端部之间可没有密封件。因此，在实施例中，如果任何流体存在于壳体102的上端部的内侧，则该流体的至少一部分可行进穿过由内径116限定的开口且流到壳体102外侧和阀帽104外侧的区域。
参考图3，当壳体112处于锁紧位置时，旋转锁紧件144可阻止壳体112相对于阀帽104的旋转。旋转锁紧件144包括闭锁主体146，闭锁主体146具有当闭锁主体定位在闭锁孔口150中时从其朝内突出的一个或更多个闭锁突片148。闭锁孔口150是穿过壳体112侧壁的开口。在实施例中，在孔口150处不需要密封件，因为在壳体112中紧接孔口150没有加压流体。实际上，在实施例中，在孔口150与闭锁主体146之间没有密封件。闭锁主体146通过销152而枢转地连接至壳体112，销152行进穿过主体112的侧向开孔或交叉钻孔。闭锁主体146在未闭锁位置与闭锁位置之间以销152为轴枢转。制动器153为弹簧加载柱塞，其从闭锁主体146的一侧或两侧突出。制动器153啮合主体112的侧向开孔154，以选择性地阻止闭锁主体146相对于壳体112枢转。当闭锁主体146从壳体112朝外径向地枢转时(在未闭锁位置中)，制动器153接触壳体112的外径表面，以阻止闭锁主体146朝内枢转至闭锁位置。如本领域技术人员将理解的，可使用其他机构以将闭锁主体146保持在合适位置。闭锁突片148还包括突片侧壁160。闭锁突片148定位在壳体112中，稍微高于壳体凸耳118，使得当壳体112落在阀帽104上时，闭锁突片148的至少一部分处于与阀帽凸耳142相同的轴向位置。
在实施例中，弹簧(未示出)可径向朝内偏压闭锁主体146。当壳体112置于阀帽104上时，闭锁突片148的一部分(诸如按钮156)接触阀帽凸耳142的顶部边缘(图3中未示出)，从而使闭锁突片148径向朝外偏转。按钮156的边缘可具有斜度以促进这种偏转。
参考图2和3，在闭锁突片148从壳体112径向在外定位，处于未闭锁位置的情况下，壳体凸耳118落在肩部136上且壳体112旋转至锁紧位置。制动器153将闭锁突片148保持在径向在外的未闭锁位置中。操作者然后压下制动器153以允许闭锁突片148朝内枢转至闭锁位置。当闭锁突片148枢转至制动器153与侧向开孔154对齐的位置时，制动器153的一部分由内部弹簧(未示出)推进到侧向开孔154中。在该闭锁位置中，制动器153接合侧向开孔154以将闭锁突片148保持在闭锁位置中，且因此阻止闭锁突片148移动至未闭锁位置。在闭锁位置中，闭锁突片侧壁160接合阀帽凸耳142的侧壁162，从而阻止壳体112沿相对于阀帽104的任何方向的进一步旋转。闭锁突片148的外表面164以大体上匹配壳体112的外径轮廓的半径的形成外形。可使用其他类型的旋转锁紧件144。例如，销(未示出)可穿过壳体112的孔口(未示出)插入到阀帽104的开孔(未示出)中。或者可使用其他类型的闭锁机构。
在壳体112的与ID116相反的端部处是凸缘168，其从壳体112朝外扩张。凸缘168具有面朝上的表面170，其为用于形成密封件的平滑表面。多个螺栓孔174绕凸缘168间隔开。帽178连接至壳体112。帽178为环形板，其具有近似等于凸缘168外径的外径。密封表面180为帽178的大体平滑的、面朝下的表面，其与凸缘168的面朝上的表面170对齐。多个螺栓孔184绕帽178间隔开以与螺栓孔174对齐。帽螺栓186行进穿过螺栓孔184以螺纹地接合螺栓孔174，以将帽178固连至壳体112。可使用其他构造以将帽178固连至壳体112，诸如穿过螺栓孔174插入以螺纹地接合螺栓孔184的螺栓、行进穿过两个部件且与螺母(未示出)、夹具(未示出)、或套环(未示出)固连的螺栓。
进口188为穿过帽178的小孔且从密封表面180朝内间隔。进口188连接至可穿过进口188选择性地提供加压介质流体的加压介质流体源。该加压介质流体源包括刚性或柔性的管道或管190。加压介质典型地为流体，诸如压缩空气、氮、井气、或其他类型的气体或液体。
指示器壳体194为包括用于接收指示器杆198的指示器小孔196的壳体。指示器杆198包括穿过帽178突出的柱形轴200。轴承202为指示器小孔196的ID上的用于引导杆198的支承表面。密封组件204为环绕指示器杆轴200动态地密封的密封件。备选地，密封组件204可为密封套、具有O形环的v形唇状密封件或用于绕轴动态地密封的其他类型的密封件。
板208为定位在壳体112中的环形板。板208大体上垂直于壳体112的轴线。板208可跨过壳体112的内径且滑动地或密封地接合壳体112的内径表面。备选地，板208可跨过壳体112内径的一部分但不延伸至内径表面。板208包括中央开孔210。板208的表面具有使得径向在外的部分轴向地低于径向在内的部分的外形。如图1所示，板的外径区域定位成比板的中央部分轴向地更靠近壳体的阀端部。在实施例中，板208具有面朝上的凸出表面和面朝上的凹入表面，其中凹入表面从凸出表面径向朝外间隔。备选地，板208可具有另一形状，诸如，例如大体平坦的形状。
板208包括毂212和外板214。毂212包括中央开孔210，该中央开孔210在ID表面上具有ID螺纹。毂212还包括在中央开孔210的ID上的密封表面。毂212的外径包括OD螺纹和OD密封表面。外板214为连接至毂212的环形圈，使得板208包括外板214和毂212。外板214的上表面朝下且朝外倾斜，具有大体凸出的形状，且然后水平地延伸至ID表面114。外板214的ID开孔包括用于螺纹地接合毂212的OD螺纹的ID螺纹。密封件定位在外板214的开孔上的密封件沟槽中，且密封地接合毂212的OD密封表面。侧壁密封件234定位在沟槽236中且因此位于板208的外径上，沟槽236位于外板214的外径上。侧壁密封件234密封地接合壳体112的ID表面114以在ID表面114与板208之间提供动态密封件。在实施例中，磨损圈(图1中未示出)可定位在沟槽236中。如本领域技术人员将理解的，磨损圈将减小板208外径与壳体112的ID表面114之间的摩擦。磨损圈(图1中未示出)不具有与侧壁密封件234相同的密封特性。
由壳体112、板208、和帽178界定的空间限定为压力室238。穿过进口188引入的流体导致压力的增加，这导致板208朝下移动。备选地，可使用可具有大体平坦的形状且不延伸至ID表面114的常规板和常规隔膜。
联接件242可分离地连接至板208的中央。联接件242包括柱形主体244、肩部246和上主体248。主体242螺纹地接合板208的开孔210。杆198借助于卡圈250可分离地连接至上主体248，卡圈250位于杆198的下端部上和上主体248的外径上的开孔中的各个上的对应沟槽中。面朝下的柱形开孔266位于主体244的下端部中。备选地，可使用常规密封螺母(未示出)和杆。
隔膜284为至少从ID表面114延伸至联接件242的柔性隔膜。如图1所示，隔膜284定位在帽178的密封表面180与凸缘168的表面170之间。螺栓孔开口可绕隔膜284间隔开，与帽螺栓186对齐，以便当帽螺栓186定位在帽178与凸缘168之间时，其行进穿过隔膜284。扭转帽螺栓186以将各密封表面朝隔膜284推进。隔膜284因此通过密封地接合密封表面180、170中的各个而作用为密封件。
内径小孔288位于隔膜284的中央处。联接件242的下部分行进穿过小孔288，以接合中央开孔210的螺纹。隔膜284的表面定位在联接件242的肩部246与板208之间。如图1所示，毂212的面朝上表面密封地接合隔膜284的下表面，且肩部246密封地接合隔膜284的上表面。联接件242朝板208上紧，隔膜284在板208与肩部246之间被压缩。当隔膜284处于合适位置时，由隔膜284和帽178限定压力室238。
下止动件290为用于在板208与杆106之间传输轴向力的柱形部件。下止动件290包括柱形主体292和从其延伸的肩部294。肩部294的面朝上表面接触板208的面朝下表面。乳突(nipple)296从下止动件290的上端部轴向地延伸。在促动器100组装后，乳突296定位在开孔266中，因此从而同心地对齐两个部件。
下止动件290的下端部包括螺纹开孔298，螺纹开孔298在ID表面上具有螺纹，以用于螺纹地接合杆106的螺纹端部。如本领域技术人员将理解的，下止动件290与杆106之间的连接可为各种类型连接中的任一种，且不限于螺纹连接。下止动件290的下端部的外径包括螺纹套环300且可包括任意数量的间隔圈302。螺纹套环300接触位于壳体112的下端部处的另一部件，诸如填密固持件108，以阻止下止动件290的进一步朝下行进。调节螺纹套环300，以便其阻止朝下移动，且因此在适当位置处停止杆106，以完全地打开或完全地关闭阀102。可增加或移除间隔圈302以便闸门阀102的闸门(未示出)的开口与闸门阀102的通道(未示出)适当地对齐。固定螺钉用于将螺纹套环300保持在合适位置中。
弹簧308包围下止动件290和杆106的至少一部分，且大体从阀帽104的顶部延伸至肩部294的面朝下表面。在板208从较高位置移动至较低位置时，弹簧308被压缩。当来自进口188的流体压力降低时，弹簧308向上远离阀102地推进板208。如本领域技术人员将理解的，阀102内的流体力可在阀102内侧作用在杆106上以朝上推进杆106。弹簧308和杆106上的朝上力可一起或独立地工作以向上移动板208。
在操作中，阀帽104通过螺栓128连接至阀102。杆106从阀帽104朝上穿过填密固持件108而延伸。下止动件290螺纹地连接至杆106，且弹簧308定位在下止动件290与阀帽104之间，以朝上推进下止动件290。组装包括壳体112、板208、隔膜284、杆198、联接件242和帽178的促动器上组件。促动器上组件置于阀帽104上。在促动器上组件降低到阀帽104上时，壳体凸耳118中的各个行进穿过相应的槽140，且然后壳体凸耳118落在沟槽134的肩部136上。壳体112相对于阀帽104的轴向移动还未被抑制，所以壳体112处于释放位置。在包括壳体112的促动器上组件朝下移动时，闭锁突片148接触阀帽凸耳142中的一个，从而导致闭锁突片148径向朝外枢转。
当壳体凸耳118落在肩部136上时，闭锁突片148保持与阀帽凸耳142中的一个接触且保持朝外枢转。然后相对于阀帽104旋转促动器上组件，其中壳体凸耳118沿沟槽134旋转，直到各壳体凸耳118的至少一部分与相应阀帽凸耳142的至少一部分轴向地对齐。上促动器组件因此从释放位置旋转至锁紧位置。阀帽凸耳142因此阻挡壳体凸耳118的朝上移动，且肩部136阻挡壳体凸耳118的朝下移动，从而阻止促动器上组件相对于阀帽104的轴向移动。在壳体112落在阀帽104上时，乳突296进入开孔266，且板208落在下止动件290上。
在壳体112相对于阀帽104旋转时，闭锁突片148沿其所接触的阀帽凸耳142旋转，直到闭锁突片148不再与阀帽凸耳142径向地对齐。一旦闭锁突片148离开阀帽凸耳142且压下制动器153，闭锁突片148朝内枢转至闭锁位置。通过朝内枢转，闭锁突片148通过接合侧向开孔154的制动器153而被保持在闭锁位置中，且定位在两个阀帽凸耳142之间的槽140中。突片侧壁160接触相应阀帽凸耳142中的各个的表面，从而阻止壳体112相对于阀帽104的旋转。在实施例中，闭锁主体146具有外表面164，该外表面164具有大体匹配壳体112的在闭锁孔口150附近的外径轮廓的轮廓。当闭锁突片148处于闭锁位置时，外表面164的外径外形与壳体112的在闭锁孔口150附近的外径表面大体上齐平。
为了移除促动器上组件，诸如细棒或螺丝刀的工具(未示出)插入侧向开孔154中且用于压下制动器153，从而将制动器153推进到侧向开孔154外。在制动器153不再接合侧向开孔154的情况下，通过例如在闭锁主体的下边缘下接合平坦工具而将闭锁主体148朝外推进到闭锁位置外且推进到未闭锁位置中。在未闭锁位置中，闭锁突片148不再与阀帽凸耳142径向地对齐。因此，促动器上组件可相对于阀帽104旋转，直到壳体凸耳118与阀帽槽140轴向地对齐，在该点处，促动器上组件可被举离阀帽104。在移除促动器上组件时，壳体凸耳118行进穿过槽140。
如图1所示，进口188从帽178的中央径向地偏移。如果管道190为刚性管道或管、或小于某长度的柔性管道，当壳体112处于锁紧位置时，进口188必须与管道190对齐，以便管道190可连接至进口188。壳体112需要至多旋转一个凸耳的弧长，以从释放位置移动至闭锁位置。如果存在例如八个壳体凸耳118和八个阀帽凸耳142，其中在它们之间分别有八个各自的壳体槽120和阀帽槽140，那么壳体旋转近似1/16转，以从释放位置移动至锁紧位置。这使操作者能够确定在壳体112置于阀帽104上时进口188的最终位置。在实施例中，当壳体112在释放和锁紧位置之间移动时，进口188旋转近似1和180度之间。在实施例中，当壳体112在释放和锁紧位置之间移动时，进口188旋转近似10和90度之间。在实施例中，当壳体112在释放和锁紧位置之间移动时，进口188旋转近似15和45度之间。在实施例中，当壳体112在释放和锁紧位置之间旋转时，进口188旋转近似22和30度之间。如果闭锁突片148保持在未闭锁位置中，那么壳体112可旋转穿过一个或更多个锁紧或未锁紧位置，且从而在释放闭锁突片148之后，到达下个锁紧位置且被闭锁在合适位置中。
在壳体112连接至阀帽104之后，通过将加压介质穿过进口188引入到压力室238中而促动阀102。加压介质在隔膜284和板208上施加朝下的力，这朝下推进板208、下止动件290、和杆106，以促动阀102。在板208朝下移动时，连接至板208的联接件242也朝下移动。连接至联接件242的指示器杆198也朝下移动。从促动器100的外部，杆198的延伸和缩回提供板208的位置的视觉指示，且因此提供阀102的状态的视觉指示。
现在参考图4，促动器310为用于促动阀312的活塞类型的促动器。促动器310包括壳体314，壳体314可分离地连接至阀帽316。阀杆318朝下延伸穿过壳体314和促动阀312。活塞头320(也称为动力头)可分离地连接至壳体314。活塞头320包括柱形主体322。活塞324定位在主体322的活塞室326内。柱形开孔328位于活塞324的下端部中。密封件220形成在活塞324主体与主体322的内径之间的密封件。端口332和端口334各自为与活塞室326连通的穿过主体322的孔口。端口322用于将加压介质引入到活塞室326中。端口334可用作用于释放来自活塞室326的介质的进口或出口。端口334可被覆盖、连接于出口管线，且可包括压力放泄装置。指示器杆336从活塞324的面朝上表面338朝上延伸。指示器杆336延伸穿过在主体322顶部处的小孔340。密封组件342形成小孔340与指示器杆336之间的密封件。
下止动件344与活塞324的下端部接触。乳突346从下止动件344的中央朝上延伸且定位在活塞324的基底处的开孔328内。杆318连接至下止动件344，以便活塞324的朝下的移动经由下止动件344朝下推进杆318。弹簧348朝上推进下止动件344，且因此推进杆318和活塞324。
参考图4和5，被认为是活塞端部的壳体的上端部包括由内径350限定的开口。壳体凸耳352从ID350朝内突出且绕ID350间隔开，以在其间限定槽354。活塞头主体322包括从主体322径向地延伸的锁紧凸缘356。锁紧凸缘356的外径小于或大约等于ID350的内径，使得ID350可配合到锁紧凸缘356上。凸缘356包括面朝下表面358。
沟槽360为在锁紧凸缘356的外径中的环形沟槽。沟槽360的上侧壁限定面朝下肩部362。关于沿主体322的轴线的轴向长度而限定的沟槽360的宽度大于或大约等于壳体凸耳352的轴向长度。沟槽后壁364的直径小于或大约等于壳体凸耳352的内径。
槽366为锁紧凸缘356的外径上的轴向槽，其从凸缘356的面朝下表面358延伸至沟槽360。多个槽366绕锁紧凸缘356的周围间隔开，以在其间限定头部凸耳368。各槽366的径向深度典型地小于或等于沟槽360的径向深度，但可大于沟槽360的径向深度。各槽140的周向弧长近似等于或大于壳体凸耳352的周向弧长。因此，壳体凸耳352能够轴向地行进穿过槽366。在行进穿过槽366之后，壳体凸耳352定位在头部凸耳368上方的沟槽360中。壳体凸耳352接触肩部362，从而阻止主体322相对于壳体314的进一步朝下移动。因为壳体凸耳352轴向地高于头部凸耳368，所以活塞头320可相对于壳体314旋转。当活塞头320相对于壳体314旋转至头部凸耳368轴向地低于壳体凸耳352的位置时，活塞头320处于锁紧位置。在该锁紧位置中，壳体凸耳352阻止头部凸耳368的朝上轴向移动。
当活塞头320处于锁紧位置时，旋转锁紧件370可阻止活塞头320相对于壳体314的旋转。旋转锁紧件370包括闭锁主体372，闭锁主体372具有当闭锁主体372定位在闭锁孔口376中时从其朝内突出的一个或更多个闭锁突片374。闭锁孔口376是穿过壳体314侧壁的孔口。闭锁主体372通过销378而枢转地连接至壳体314，销378行进穿过壳体314的侧向开孔或交叉钻孔。闭锁主体372以在闭锁位置与未闭锁位置之间以销378为枢而转动。制动器379为弹簧加载柱塞，其从闭锁主体372的一侧或两侧突出。制动器379接合壳体314的侧向开孔(未示出)，以选择性地阻止闭锁主体372相对于壳体314枢转。当闭锁主体372从壳体314朝外径向地枢转时(在未闭锁位置中)，制动器379接触壳体314的外径表面，以阻止闭锁主体372朝内枢转至闭锁位置。闭锁突片374还包括突片侧壁386。闭锁突片374定位在壳体314中，稍微高于壳体凸耳352，使得闭锁突片374的至少一部分处于与头部凸耳368相同的轴向位置。
现在参考图6，在实施例中，闭锁突片374包括锥形顶部382，该锥形顶部382当闭锁突片374定位在闭锁孔口376中时面朝上且朝内。当活塞头320置于壳体314上时，锥形顶部382接触头部凸耳368的底部边缘384，从而使闭锁突片374径向朝外偏转。
再次参考图4和5，当肩部362落在壳体凸耳352上且壳体314旋转至锁紧位置时，闭锁突片374离开与其一起径向地放置的头部凸耳368，闭锁突片374由接触壳体314外径表面的制动器379保持在未闭锁位置中。操作者然后压下制动器379以允许闭锁突片374朝内枢转至闭锁位置。一旦处于闭锁位置，则由弹簧(未示出)将制动器379推进到壳体314的侧向开孔(未示出)中。在闭锁位置中，闭锁突片侧壁386接合头部凸耳368的侧壁390，从而阻止活塞头320沿相对于壳体314的任何方向的进一步旋转。旋转锁紧件370的外表面372以与壳体314的外径轮廓大体匹配的半径形成外形。
可使用其他类型的旋转锁紧件370。例如，销(未示出)可穿过壳体314的孔口(未示出)而插入到活塞头320的径向开孔(未示出)中。或者可使用其他类型的闭锁机构。
图4和7示出壳体314与阀帽316之间的快速连接类型的连接。其他类型的壳体与阀帽连接可与快速断开活塞头320一起使用。可被认为是阀端部的壳体314的下端部包括由内径394限定的开口。壳体凸耳396从ID394朝内突出且绕ID394间隔开，以在其间限定槽398。阀帽316包括从阀帽主体402径向地延伸的下凸缘400。下凸缘400通过例如螺栓(图4中未示出)而连接至阀312的主体。在阀帽316的与下凸缘400相反的端部处，锁紧凸缘404从阀帽主体402径向地延伸且包括顶表面406。锁紧凸缘404的外径小于或大约等于ID394的内径，使得ID394可配合在锁紧凸缘404之上。
沟槽408为在锁紧凸缘404的外径中的环形沟槽。沟槽408的下侧壁限定面朝上的肩部410。关于沿阀帽316的轴线的轴向长度限定的沟槽408的宽度大于或大约等于壳体凸耳396的轴向长度。沟槽后壁412的直径小于或大约等于壳体凸耳396的内径。
槽414为锁紧凸缘404的外径中的轴向槽，其从顶表面406延伸至沟槽408。多个槽414绕锁紧凸缘404的周围间隔开，以在其间限定阀帽凸耳416。各槽414的径向深度典型地小于或等于沟槽408的径向深度，但可大于沟槽408的径向深度。各槽的周向弧长近似等于或大于壳体凸耳396的周向弧长。因此，壳体凸耳396能够轴向地行进穿过槽414。在行进穿过槽414之后，壳体凸耳396定位在头部凸耳416下方的沟槽408中。壳体凸耳396接触肩部410，从而阻止壳体314相对于阀帽316的进一步朝下移动。因为壳体凸耳396轴向地低于阀帽凸耳416，所以壳体314可相对于阀帽316旋转。当壳体314相对于阀帽316旋转至阀帽凸耳416轴向地高于壳体凸耳396的位置时，壳体314处于锁紧位置。在该锁紧位置中，阀帽凸耳416阻止壳体凸耳396的朝上轴向移动。
当壳体314处于锁紧位置时，旋转锁紧件418可阻止壳体314相对于阀帽316的旋转。旋转锁紧件418包括闭锁主体420，闭锁主体420具有当闭锁主体定位在闭锁孔口424中时从其朝内突出的闭锁突片422。闭锁主体420通过销426枢转地连接至壳体314。闭锁主体420在未闭锁位置与闭锁位置之间以销426为枢转动。制动器427接合壳体314的侧向开孔(图7中未示出)以将闭锁突片422支持在闭锁位置中。
闭锁突片422可包括当闭锁突片422定位在闭锁孔口424中时面朝下且朝内的锥形底部。当壳体314置于阀帽316上时，锥形底部可接触阀帽凸耳416的顶部边缘，从而使闭锁突片422径向朝外偏转。闭锁突片422定位在壳体314中，稍微高于壳体凸耳396，使得闭锁突片422的至少一部分处于与阀帽凸耳416相同的轴向位置。
当壳体凸耳396落在肩部410上且壳体314旋转至锁紧位置时，通过压下制动器427而释放闭锁突片422，且闭锁突片422可然后移动到闭锁位置中，在该闭锁位置中，闭锁突片422的至少一部分在槽414中)。制动器427可接合侧向开孔(未示出)，以将闭锁突片422保持在闭锁位置中。在闭锁位置中，闭锁突片侧壁接合壳体凸耳396的侧壁，从而阻止壳体314沿相对于阀帽316的任何方向的进一步旋转。闭锁主体420的外表面以与壳体314的外径轮廓大体上匹配的半径形成外形。
可使用其他类型的旋转锁紧件418。例如，销(未示出)可穿过壳体314的孔口(未示出)而插入到阀帽316的开孔(未示出)中。或者可使用不同类型的闭锁机构。
在实施例中，壳体314的端部能够互换，使得壳体314可在安装期间倒转。换言之，开口直径、凸耳尺寸、槽尺寸和用于连接至活塞头320和阀帽316中的各个的其他功能部分都是基本上相同的。在实施例中，壳体314的阀端部和壳体314的活塞端部基本上类似，以便阀端部和活塞端部中的各个能够操作以连接至活塞头和阀帽中的一个。
虽然本发明以其形式中的仅一些示出或描述，但对本领域技术人员而言应该显而易见的是，本发明不由此受限，而是能够进行各种改变，而不脱离本发明的范围。

Claims (20)

1.一种用于促动阀的系统，设备包括：
柱形壳体，其具有阀端部和紧邻所述阀端部的壳体环形表面；
阀杆，所述阀杆的一部分定位在所述壳体内，且所述阀杆的另一部分从所述壳体的阀端部延伸且能够操作以连接至阀，所述阀杆在延伸位置与缩回位置之间移动，所述阀杆在所述延伸位置中与在所述缩回位置中相比从所述阀端部延伸更远；和
阀帽，其能够操作以连接至所述阀，所述杆行进穿过所述阀帽，所述壳体通过接合所述阀帽且将所述壳体从释放位置旋转至锁紧位置而能够可分离地连接至所述阀帽，所述壳体在所述释放和锁紧位置之间旋转少于一整转。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述壳体包括绕所述壳体环形表面间隔开的多个壳体凸耳，所述壳体凸耳从所述壳体环形表面突出以在其间限定多个槽；且
所述阀帽包括绕阀帽环形表面间隔开的多个阀帽凸耳，所述阀帽凸耳从所述阀帽环形表面突出以在其间限定多个阀帽槽，当所述壳体处于释放位置时，所述壳体凸耳中的各个能够操作以轴向地行进穿过所述阀帽槽中的相应的一个，且在行进穿过所述阀帽槽之后，所述壳体能够旋转至少直到所述壳体凸耳中的一个或更多个的一部分与相应阀帽凸耳的一部分轴向地对齐，使得所述阀帽凸耳阻止所述壳体沿至少一个方向的轴向移动。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括闭锁组件，当所述壳体处于所述锁紧位置时，闭锁件阻止所述壳体相对于所述阀帽旋转。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述闭锁组件包括闭锁突片，所述闭锁突片连接至所述壳体和所述阀帽中的一者，所述闭锁突片在所述锁紧位置中定位在所述槽中的一个中且接合所述凸耳中的一个或更多个以阻止所述壳体相对于所述阀帽旋转。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述闭锁突片定位在所述壳体的孔口中，所述闭锁突片能够在闭锁位置与未闭锁位置之间枢转，所述闭锁突片还包括闭锁主体，所述闭锁主体具有匹配所述壳体的在所述孔口附近的外径外形的外形，以便所述闭锁主体在所述闭锁位置中与所述外径外形基本上齐平。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
板，其定位在所述壳体内且跨过所述壳体的内径的至少一部分；
隔膜，其跨过所述壳体的直径，所述隔膜由所述板至少部分地支撑；和
下止动件，其与所述板接触且连接至所述杆，其中，穿过进口的加压介质将所述隔膜朝所述阀端部推进，且所述隔膜将所述板和下止动件朝所述阀端部推进以将所述杆朝所述延伸位置推进。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述板跨过所述壳体的内径且还包括在所述板与所述壳体之间的密封件。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括在所述壳体内的活塞，所述活塞响应于来自进口的压力介质而在所述壳体内轴向地移动，所述活塞导致所述杆从所述缩回位置移动至所述延伸位置。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括连接至所述阀帽的阀组件，所述阀组件能够响应于所述杆的移动而在打开位置与关闭位置之间移动，且其中，在所述阀组件与所述壳体之间没有流体连通。
10.一种用于促动阀的设备，所述设备包括：
柱形壳体，其具有阀端部、活塞端部、和活塞端部环形表面，多个周向地间隔开的活塞端部凸耳从所述活塞端部环形表面突出以在其间限定多个活塞端部槽；
活塞头，其能够可分离地连接至所述壳体的活塞端部，所述活塞头包括：
进口，
柱形活塞壳体，所述活塞壳体具有绕活塞壳体环形表面间隔开的多个活塞壳体凸耳，所述活塞壳体凸耳从所述活塞壳体环形表面突出以在其间限定多个活塞壳体槽，当所述活塞头处于释放位置时，所述活塞壳体凸耳中的各个能够操作以轴向地行进穿过所述活塞端部槽中的相应的一个，且在行进穿过所述活塞端部槽之后，所述活塞头能够旋转至少直到所述活塞壳体凸耳中的一个或更多个的一部分与相应活塞端部凸耳的一部分轴向地对齐，使得所述活塞端部凸耳阻止所述活塞头沿至少一个方向的轴向移动，以限定锁紧位置，和
活塞，其在所述活塞壳体内，所述活塞响应于来自所述进口的压力介质而在延伸位置与缩回位置之间移动，所述活塞在所述延伸位置中与在所述缩回位置中相比更接近所述阀端部；
下止动件，其与所述活塞接触，当所述活塞朝所述延伸位置移动时，所述下止动件被朝所述壳体的阀端部推进；
多个壳体凸耳，其绕壳体环形表面间隔开，所述壳体凸耳从所述壳体环形表面突出以在其间限定多个槽；
阀帽，其能够操作以连接至阀，所述阀帽具有绕阀帽环形表面间隔开的多个阀帽凸耳，所述阀帽凸耳从所述阀帽环形表面突出以在其间限定多个阀帽槽，当所述壳体处于释放位置时，所述壳体凸耳中的各个能够操作以轴向地行进穿过所述阀帽槽中的相应的一个，且在行进穿过所述阀帽槽之后，所述壳体能够旋转至少直到所述壳体凸耳中的一个或更多个的一部分与相应阀帽凸耳的一部分轴向地对齐，使得所述阀帽凸耳阻止所述壳体沿至少一个方向的轴向移动以限定锁紧位置；和
杆，所述杆延伸穿过所述阀帽且接触所述下止动件，以便当将所述止动件被朝所述阀端部推进时，所述杆穿过所述阀帽朝所述阀延伸更远。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述阀端部和所述活塞端部基本上类似，以便所述阀端部和所述活塞端部中的各个能够操作以连接至所述活塞壳体和所述阀帽中的一者。
12.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述阀帽还包括径向沟槽，所述径向沟槽具有由环形肩部限定的一侧和由所述阀帽凸耳的面朝所述环形肩部的表面限定的另一侧，当在所述锁紧位置与所述释放位置之间移动时，所述壳体凸耳在所述环形沟槽内滑动。
13.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，所述壳体凸耳在所述壳体的内径表面上，且所述阀帽凸耳在所述阀帽的外径表面上。
14.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，还包括闭锁组件，当所述壳体处于所述锁紧位置时，闭锁件阻止所述壳体相对于所述阀帽旋转。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述闭锁组件包括闭锁突片，所述闭锁突片连接至所述壳体和所述阀帽中的一者，所述闭锁突片在所述锁紧位置中定位在所述槽中的一个中且接合所述凸耳中的一个或更多个以阻止所述壳体相对于所述阀帽旋转。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述闭锁突片定位在所述壳体的孔口中，所述闭锁突片能够在闭锁位置与未闭锁位置之间枢转，所述闭锁突片还包括闭锁主体，所述闭锁主体具有匹配所述壳体的在所述孔口附近的外径外形的外形，以便所述闭锁主体在所述闭锁位置中与所述外径外形齐平。
17.一种用于促动阀的设备，所述设备包括：
柱形壳体，其具有阀端部、活塞端部、和活塞端部环形表面，多个周向地间隔开的活塞端部凸耳从所述活塞端部环形表面突出以在其间限定多个活塞端部槽；
活塞头，其能够可分离地连接至所述壳体的活塞端部，所述活塞头包括：
进口，
柱形活塞壳体，所述活塞壳体具有绕活塞壳体环形表面间隔开的多个活塞壳体凸耳，所述活塞壳体凸耳从所述活塞壳体环形表面突出以在其间限定多个活塞壳体槽，当所述活塞头处于释放位置时，所述活塞壳体凸耳中的各个能够操作以轴向地行进穿过所述活塞端部槽中的相应的一个，且在行进穿过所述活塞端部槽之后，所述活塞头能够旋转至少直到所述活塞壳体凸耳中的一个或更多个的一部分与相应的活塞端部凸耳的一部分轴向地对齐，使得所述活塞端部凸耳阻止所述活塞头沿至少一个方向的轴向移动以限定锁紧位置，和
活塞，其在所述活塞壳体内，所述活塞响应于来自所述进口的压力介质而在延伸位置与缩回位置之间移动，所述活塞在所述延伸位置中与在所述缩回位置中相比更接近所述阀端部；
下止动件，其与所述活塞接触，当所述活塞朝所述延伸位置移动时，所述下止动件被朝所述壳体的阀端部推进；
杆，所述杆延伸穿过所述阀帽且接触所述下止动件，以便当将所述下止动件朝所述阀端部推进时，所述杆穿过所述阀帽朝所述阀延伸更远。
18.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，还包括绕壳体环形表面间隔开的多个壳体凸耳，所述壳体凸耳从所述壳体环形表面突出以在其间限定多个槽；和
阀帽，所述阀帽具有绕阀帽环形表面间隔开的多个阀帽凸耳，所述阀帽凸耳从所述阀帽环形表面突出以在其间限定多个阀帽槽，当所述壳体处于释放位置时，所述壳体凸耳中的各个能够操作以轴向地行进穿过所述阀帽槽中的相应的一个，且在行进穿过所述阀帽槽之后，所述壳体能够旋转至少直到所述壳体凸耳中的一个或更多个的一部分与相应阀帽凸耳的一部分轴向地对齐，使得所述阀帽凸耳阻止所述壳体沿至少一个方向的轴向移动以限定锁紧位置。
19.根据权利要求17所述的设备，其特征在于，还包括闭锁组件，当所述活塞头处于所述锁紧位置时，闭锁件阻止所述活塞头相对于所述壳体旋转。
20.根据权利要求19所述的设备，其特征在于，所述闭锁组件包括连接至所述壳体的闭锁突片，所述闭锁突片在所述锁紧位置中定位在所述槽中的一个中且接合所述活塞头凸耳中的一个或更多个以阻止所述壳体相对于所述阀帽旋转。
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