CN109404597A - 用于使可移动管道朝向密封偏置的装置 - Google Patents
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Abstract
公开了用于将管道朝向密封偏置的装置。示例装置包括气动致动器，气动致动器具有隔膜板、轭壳体以及管道。所述管道在所述轭壳体和所述隔膜板之间传输加压流体，其中，所述管道的第一端延伸穿过所述隔膜板中的第一密封压盖以抵靠所述管道的外表面形成密封，并且所述管道的第二端延伸穿过所述轭壳体中的第二密封压盖以抵靠所述管道的外表面形成密封。所述管道的第一端具有第一横截面积，所述第一横截面积大于所述管道的第二端的第二横截面积，以在所述气动致动器的操作期间将所述管道朝向所述轭壳体偏置。
Description
技术领域
本公开内容总体上涉及气动致动器部件，并且更具体而言涉及用于使可移动管道朝向密封偏置的装置。
背景技术
隔膜致动器使用加压空气来致动各种过程部件。例如，加压空气移动隔膜板以致动诸如阀之类的过程部件。将加压流体传输到在隔膜板上方的腔体向下推动隔膜板，从而致动过程部件。相反，将在隔膜上方的腔体排空或将高加压流体传输到在隔膜下方的腔体反向致动过程部件。
发明内容
示例气动致动器包括隔膜板、轭壳体和管道。所述管道用于在所述轭壳体和所述隔膜板之间传输加压流体，其中，所述管道的第一端延伸穿过所述隔膜板中的第一密封压盖以抵靠所述管道的外表面形成密封，并且所述管道的第二端延伸穿过所述轭壳体中的第二密封压盖以抵靠所述管道的外表面形成密封。所述管道还包括所述管道的第一端具有第一横截面积，所述第一横截面积大于所述管道的第二端的第二横截面积，以所述气动致动器的操作期间使所述管道朝向所述轭壳体偏置。
示例气动致动器包括隔膜板、轭壳体、用于在所述轭壳体和所述隔膜板之间传输加压流体的管道，以及用于在所述气动致动器的操作期间将所述管道朝向轭壳体偏置的模块。
又一个示例性气动致动器包括用于在轭壳体和隔膜板之间传输加压流体的管道，所述管道具有第一端和与所述第一端相对的第二端，其中，所述管道的第一端具有第一横截面积，所述第一横截面积大于所述管道的第二端的第二横截面面积，以在气动致动器的操作期间将所述管道朝向所述轭壳体偏置。
附图说明
图1示出了其中可以实现本文所公开的示例的示例气动致动器。
图2示出了设置在气动致动器中的现有技术管道。
图3示出了设置在气动致动器中的示例管道，该管道的横截面积具有阶形变化。
图4示出了设置在气动致动器中的示例管道，该管道的横截面积具有锥形变化。
这些附图不一定按照比例绘制。只要可能，在整个附图和所附的书面描述中将使用相同的参考标号来表示相同或相似的部件。如在本专利中所使用的，声明任何部件(例如，层、膜、面积或板)以任何方式定位在(例如，定位在，位于，设置在或形成在等)另一个部件上，表示所引用的部件与另一个部件接触，或者所引用的部件在另一个部件的上方，其中一个或多个中间部件位于其间。声明任何部件与另一个部件接触意味着两个部件之间没有中间部件。
具体实施方式
气动致动器(例如，隔膜致动器、活塞式致动器等)使用加压流体来致动各种过程部件(诸如阀)。例如，传输到隔膜盖的加压空气促使隔膜板致动过程部件。将加压流体传输到在膜片的第一侧上的腔体可以在第一方向上推动隔膜板以致动过程部件。相反，将在隔膜的第一侧上的腔体排空或将加压流体传输到在隔膜的第二侧上的腔体反向致动过程部件。
隔膜盖通常连接到轭壳体。轭壳体包含致动器推杆和致动器弹簧。例如，致动器推杆将施加到膜板的力传输到过程部件(诸如阀)。致动器推杆连接到隔膜板并穿过轭壳体。致动器推杆通常包括推杆连接件以便连接到过程部件。另外，致动器弹簧有助于控制隔膜板并且可以将隔膜板返回到未致动的位置。例如，致动器弹簧的一端经由弹簧座连接到轭壳体并且另一端连接到隔膜板。
在隔膜盖内，隔膜板垂直于隔膜板的上和下表面移动以致动过程部件。然而，隔膜板也可以自由地横向移动。因此，与隔膜板相互作用的部件被设计为滑动并枢转以适应隔膜板的移动。例如，用于在轭壳体和隔膜板之间传输加压流体的管道可以被配置为绕隔膜板中的第一密封压盖和轭壳体上的第二密封压盖枢转。在一些已知的阀中，管道可变为脱离第二密封压盖。结果，管道可能不再将加压流体传输到上部腔体。
根据本公开内容，管道包括用于使管道朝向第二密封压盖偏置的装置，从而防止管道脱离第二密封压盖。在一些示例中，用于使管道朝向轭壳体偏置的装置包括物理结构，诸如管道的产生管道的第一端和第二端之间的力差的结构特征。例如，管道的第一端相对于邻近轭壳体的第二端可具有更大的表面积，以产生使管道朝向轭壳体偏置的力差。
图1示出了示例气动致动器100，其中可以实现本文所公开的示例。在所示的示例中，气动致动器100是隔膜致动器。示例气动致动器100包括隔膜盖102，隔膜盖102包括隔膜104和隔膜板106。隔膜板106是设置在非刚性、非渗透隔膜104上的刚性板。例如，隔膜104将隔膜盖102分割为第一腔体108和第二腔体110。在一些示例中，第一腔体108的加压产生第一腔体108和第二腔体110之间的压力差。第一腔体108和第二腔体108之间的压力差通过增加第一腔体108的体积并将隔膜板106推动到第二腔体110的体积中来致动气动致动器100。
隔膜盖102连接到示例性轭壳体112。轭壳体112包括推杆114和弹簧116。例如，推杆114连接到隔膜板106和致动器连接器118。在所示的示例中，推杆114是刚性杆。然而，在其它示例中，推杆114是另一个刚性结构。在一些示例中，示例性弹簧116被定位在推杆114周围。然而，在其它示例中，弹簧116被定位在推杆114附近。另外或替代地，弹簧116可以是多个弹簧。
另外，轭壳体112中设置有加压流体连通件120。例如，加压流体连通件120可以从加压流体源、流体泵等接收加压流体。用于在轭壳体112和隔膜板106之间传输加压流体的管道122与加压流体连通件120流体连通。在所示的示例中，管道的第一端124被流体地耦合到第一腔体108，并且管道的第二端126被流体地耦合到加压流体连通件120。
示例管道122延伸穿过第一密封压盖(seal gland)134，并且管道122经由第一O形环136耦合到第一密封压盖134。在所示示例中，第一密封压盖134设置在隔膜104和隔膜板106上，并用压盖螺母138固定到隔膜板106。另外，示例管道122延伸穿过第二密封压盖140，并且管道122经由第二O形环142耦合到第二密封压盖140。在图1的示例中，第一O形环136将第一腔体108与第二腔体110流体地分隔开，并且第二O形环142将第二腔体110与加压流体连通件120流体地分隔开。在其它示例中，第一O形环136和第二O形环142可以是不同的密封部件(例如，弹性体套管、滚动隔膜、弹性体密封唇等)。
图2示出了已知的管道连通件200，其可以设置在图1的示例气动致动器100中。在图2所示的示例中，管道210具有包括壁厚212和外径214的圆柱形形状。示例厚度212和外径214跨管道210的长度基本一致。在所示的示例中，管道210延伸穿过第一密封压盖220，并且管道210经由第一O形环222耦合到第一密封压盖220。另外，管道210延伸穿过第二密封压盖224，并且管道经由第二O形环226耦合到第二密封压盖224。
示例管道210不包括用于使管道210朝向图1的轭壳体112偏置的装置。例如，在气动致动器100的操作期间，管道210可以滑动经过第一密封压盖220和第二密封压盖140。另外或替代地，管道210可以绕第一密封压盖220和第二密封压盖224枢转。在一些已知的气动致动器中，管道210可以在图2的方向上向上滑动，并且与第二密封压盖22解耦合。在这种示例中，第一腔体108(图1)和第二腔体110(图1)不再流体地分隔，并且示例性气动致动器100可以不再经由第一腔体108和第二腔体110之间的压力差来致动。
在所示的示例中，第一密封压盖220包括第一通道230，该第一通道230从第一O形环222朝向第一通道230的相对的孔232、234加宽或张开(flare)。类似地，第二密封压盖224包括第二通道240，该第二通道240从第二O形环226朝向相对的孔242、244加宽或张开。因此，在图1的气动致动器100的操作期间，第一密封压盖220的第一通道230和第二密封压盖224的第二通道240被成形为允许管道210横向移动，以在隔膜板106横向移动时绕第一O形环222和第二O形环226枢转。因此，通道230、240的张开形状可以防止在隔膜板106(图1)的横向移动期间对管道210的损坏。
图3示出了可以设置在图1的气动致动器100中的示例性管道连通件300。图3的示例包括示例管道305，其的横截面面积具有阶形变化310。在图3所示的示例中，管道305具有第一壁厚312和第二壁厚314、第一外径316和第二外径318、以及内径320。在图3的示例中，管道305具有圆柱形形状。然而，在其它示例中，管道305可以是不同的形状。在所示的示例中，管道305的外表面322经由第一O形环326与第一密封压盖324耦合以形成密封(seal)，并且外表面322另外经由第二O形环336与第二密封压盖334耦合以形成密封。作为阶形变化310的结果，第一外径316大于第二外径318。然而，内径320在示例管道305中不变化。在其它示例中，内径320可跨管道305的长度变化。
根据本公开内容，第一厚度312大于第二厚度314，并且因此，管道305的第一端342的第一表面积340大于管道305的第二端346的第二表面积344。在图3所示的示例中，管道305的横截面面积具有在第一端342的第一横截面积和第二端346的第二横截面积之间的阶形变化。然而，在其它示例中，管道305的横截面面积可以具有在第一横截面积和第二横截面积之间的连续(例如，锥形)变化。在气动致动器100(图1)的操作期间，由于表面积方面的差异，作用在第一表面积340上的压力引起了比作用在第二表面积344上的压力更大的力(例如，力差)。结果，管道305朝向第二密封压盖334和轭壳体112(图1)偏置。
在图3所示的示例中，第一密封压盖324包括第一通道350，第一通道350从第一O形环326朝向第一通道350的相对的孔352、354加宽或张开。类似地，第二密封压盖334包括第二通道360，该第二通道360从第二O形环336朝向第二通道360的相对的孔362、364加宽或张开。因此，第一通道350和第二通道360可以防止在隔膜板106(图1)的横向移动期间对示例性管道305的损坏。
图4示出了可以设置在图1的气动致动器100中的示例管道连通件400。图4的示例包括示例管道405，其横截面积具有锥形变化410。在所示的示例中，管道405包括第一壁厚412和第二壁厚414、第一外径416和第二外径418、以及第一内径420和第二内径422。在图4的示例中，管道405具有圆柱形形状。然而，在其它示例中，管道405可以是不同的形状。在一些示例中，第一厚度412和第二厚度414基本相似，并且因此，第一端426的第一表面积424和第二端430的第二表面积428基本上不同。在其它示例中，第一表面积424和第二表面积428被制造为基本相似。
在所示的示例中，管道405的外表面432经由第一O形环442与第一密封压盖440耦合以形成密封，并且外表面432也经由第二O形环446与第二密封压盖444耦合以形成密封。作为示例性锥形变化410的结果，第一外径416和第一内径420分别大于第二外径418和第二内径422。在一些示例中，第一厚度412跨管道405的长度恒定，并且第一厚度412与第二厚度414相同。在其它示例中，第一厚度412与第二厚度414不同。
根据本公开内容，由于加压流体作用于第一表面积424和第二面面积428之间表面积方面的差异(difference)引起的力差，管道405朝向第二密封压盖444和轭壳体112(图1)偏置。另外，加压流体向锥形变化410施加力，进一步使管道朝向第二密封压盖444和轭壳体112(图1)偏置。
在图4所示的示例中，第一密封压盖440包括第一通道450，该第一通道450从第一O形环442朝向相对的孔452、454加宽或张开。类似地，第二密封压盖444包括第二通道460，该第二通道460从第二O形环朝向相对的孔462、464加宽或张开。因此，第一通道450和第二通道460的张开形状可以防止在隔膜板106(图1)的横向移动期间对示例性管道405的损坏。
根据前述内容，可以理解的是，已经公开了示例装置和制品，其使气动致动器管道偏置以保持耦合到第一和第二密封压盖，而没有不利地影响气动致动器的正常操作。另外，尽管结合气动致动器描述了本文所公开的示例，但是本文所公开的示例同样可以用任何其它设备实现，包括可滑动地并且可枢转地耦合到第一密封和第二密封的管道。
虽然本文已经公开了某些示例方法、装置和制品，但是本专利的覆盖范围不限于此。相反，本专利覆盖了完全落入本专利的权利要求范围内的所有方法、装置和制品。
Claims (20)
1.一种气动致动器，包括：
隔膜板；
轭壳体；以及
管道，所述管道用于在所述轭壳体和所述隔膜板之间传输加压流体，其中，所述管道的第一端延伸穿过所述隔膜板中的第一密封压盖以抵靠所述管道的外表面形成密封，并且所述管道的第二端延伸穿过所述轭壳体中的第二密封压盖以抵靠所述管道的外表面形成密封，并且其中，所述管道的第一端具有第一横截面积，所述第一横截面积大于所述管道的第二端的第二横截面积，以在所述气动致动器的操作期间使所述管道朝向所述轭壳体偏置。
2.根据权利要求1所述的气动致动器，其特征在于，所述管道的横截面积具有在所述第一横截面积和所述第二横截面积之间的阶形变化。
3.根据权利要求1所述的气动致动器，其特征在于，所述管道的横截面积具有在所述第一横截面面积和所述第二横截面面积之间的锥形变化。
4.根据权利要求1所述的气动致动器，其特征在于，所述管道的第一端能够滑动地耦合到所述第一密封压盖和所述第二密封压盖。
5.根据权利要求1所述的气动致动器，其特征在于，所述第一密封压盖的第一通道和所述第二密封压盖的第二通道被成形为允许所述管道的横向移动。
6.根据权利要求5所述的气动致动器，其特征在于，所述第一密封压盖或所述第二密封压盖包括O形环。
7.根据权利要求1所述的气动致动器，其特征在于，所述管道具有圆柱形形状。
8.一种气动致动器，包括：
隔膜板；
轭壳体；
管道，所述管道用于在所述轭壳体和所述隔膜板之间传输加压流体；以及
用于在所述气动致动器的操作期间使所述管道朝向所述轭壳体偏置的装置。
9.根据权利要求8所述的气动致动器，其特征在于，所述管道的横截面积具有在第一端的第一横截面积和第二端的第二横截面积之间的阶形变化。
10.根据权利要求8所述的气动致动器，其特征在于，所述管道的横截面积具有在第一端的第一横截面积和第二端的第二横截面积之间的锥形变化。
11.根据权利要求8所述的气动致动器，其特征在于，用于使所述管道朝向所述轭壳体偏置的装置是在第一端和第二端之间表面积方面的差异。
12.根据权利要求8所述的气动致动器，其特征在于，所述管道具有圆柱形形状。
13.根据权利要求8所述的气动致动器，其特征在于，第一密封压盖的第一通道和第二密封压盖的第二通道的形状被成形为允许所述管道的横向移动。
14.根据权利要求13所述的气动致动器，其特征在于，所述第一密封压盖或所述第二密封压盖包括O形环。
15.一种气动致动器，包括：
管道，所述管道用于在轭壳体和隔膜板之间传输加压流体，所述管道具有第一端以及与所述第一端相对的第二端，其中，所述管道的第一端具有第一横截面积，所述第一横截面积大于所述管道的第二端的第二横截面积，以在气动致动器的操作期间使所述管道朝向所述轭壳体偏置。
16.根据权利要求15所述的气动致动器，其特征在于，所述管道的横截面积具有在所述第一横截面积和所述第二横截面积之间的阶形变化。
17.根据权利要求15所述的气动致动器，其特征在于，所述管道的横截面积具有在所述第一横截面面积和所述第二横截面面积之间的锥形变化。
18.根据权利要求15所述的气动致动器，其特征在于，所述加压流体在所述第一端上传输第一力，并且在所述第二端上传输第二力，所述第一力大于所述第二力。
19.根据权利要求15所述的气动致动器，其特征在于，第一密封压盖的第一通道和第二密封压盖的第二通道被成形为允许所述管道的横向移动。
20.根据权利要求19所述的气动致动器，其特征在于，所述第一密封压盖或所述第二密封压盖包括O形环。
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