CN1097189C - 可更换的阀致动器系统 - Google Patents

Abstract

一种阀致动器组件(32)可以与一个阀体(30)一起使用。阀体包含一个用于控制液流通过阀体的阀芯，其安装在一个具有外部接头部分(94)的阀杆上。阀体包含咬合结构(60)，通过将一个闭锁件以可移动的方式与咬合结构咬合和脱开，可以使阀致动器以可拆卸的方式与阀体咬合。阀体的形状使得一个用于提供常闭或常开操作的阀致动器能够安装到阀体上。阀致动器包含一个带输出端的电机，输出端可以与一个传动齿轮咬合，而当阀致动器安装在阀体上后，传动齿轮又可以与阀杆咬合。仅仅通过将阀致动器的一个传动齿轮更换成另一个，即可以使致动器从提供常开操作转换成提供常闭操作。阀致动器的形状使得致动器能够用于两种不同类型的阀体，例如二通阀体和三通阀体。

Description

具有可更换阀致动器系统的阀组件

技术领域

本发明涉及阀，特别是一种阀系统，其中一个致动器组件安装在一个阀体上，用以操纵一个配置在阀体中的阀芯。

背景技术

阀在多种实际应用中用于控制液流。通常，阀中包含一个可移动阀芯，其配置在一个与管路相通的内流道或腔中，阀芯可以根据一个致动器的操作而动作，以改变阀芯的位置，从而控制管路中的液流。

在一种阀中采用了一个阀体，其适合于封装安置在一个管路中，阀体中安装着一个阀芯，其可以根据一个致动器的操作而移过一系列操作位置，以控制流过阀体的液流。通常，阀芯可以在一个打开位置和一个关闭位置之间移动，阀芯安装在一个操作件，如一个阀杆上，而阀杆又以可旋转的方式安装在阀体上。阀杆与一个致动器组件相连，后者用于控制阀杆的旋转运动，从而带动阀芯通过一系列操作位置。

阀致动器组件主要包含一个外壳、一个安装在外壳中并带有一个输出端的电机以及一个安装在外壳上并与电机输出端相连的传动机构。传动机构又与阀杆相连，从而使得电机的运转能够通过电机输出端而带动传动机构运动，再通过传动机构带动阀杆运动。过去，阀体永久性安装在致动器组件的外壳上，因而致动器组件与阀体以一个整体的形式制造和出售。尽管这种装置工作良好并通常令人满意，但当这种组件被错误安装或需要将一种阀组件更换成另一种时，它也具有一些缺点。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种阀体和阀致动器组件，其中阀致动器组件以可拆卸的方式连接着阀体。

本发明的另一个目的是提供一种组件，其采用了一个用以将阀致动器组件以可拆卸方式连接到阀体上的安装装置，还包含一个用于将致动器组件定位并保持在相对于阀体的预定位置上的装置。

本发明的另一个目的是提供一种阀致动器组件，其包含一个可更换传动机构，该机构使得相同的基本致动器结构能够为阀体常开和常闭操作。

本发明的另一个目的是提供一种阀体和致动器结构，其中一个致动器可以安装在阀体上以提供一个方向的操作，而另一个致动器可以安装在阀体上以提供另一个方向的操作。

本发明的另一个目的是提供一种可拆卸阀致动器装置，其中为阀体提供一个方向操作的阀致动器组件可以被拆除并替换成为阀体提供另一个方向操作的不同阀致动器组件。

本发明的另一个目的是提供一种阀致动器组件，其可以用于两种不同类型的阀体，例如，二通或三通阀体。

根据本发明的一个方面，一种阀组件包含一个阀体，其确定出一个内部通道并包含一个用于控制液流通过流道的阀芯。阀芯安装在一个操作件，如一个阀杆上，阀杆以可移动的方式安装在阀体上以使阀芯移动。阀杆包含一个可以从阀体外部触及的轴向伸展接头部分。阀组件还包含一个致动器组件，其包含一个带输出端的电机和一个传动机构。一个可拆卸连接装置安置在阀体与致动器组件之间，以使致动器组件与阀体以可拆卸的方式相连。通过这种方式，当致动器组件连接着阀体时，致动器组件传动机构与阀杆接头部分相连，从而根据电机的运转而使阀杆移动，并因此使阀芯移动。致动器组件优选包含一个适配板，其上安装着电机和传动机构。可拆卸连接装置优选安置在阀体与适配板之间。可拆卸连接装置优选包含一个提供于阀体上的凸起以及与适配板和凸起相连的可分离接合结构。该可分离接合结构用于沿着大致平行于阀杆纵向轴线的方向将致动器组件手工推进而与阀体接合，而且包含一个可手动接合的释放件，其能够利用一个大致平行于阀杆纵向轴线的推离力而将致动器组件从阀体上脱开，以将致动器组件从阀体上拆下。阀杆接头部分优选采用阀杆上的一个从阀体轴向向外伸展的端部的形式，而且提供于阀体上的凸起沿着一个大致平行于阀杆端部纵向轴线的轴向伸展。可分离接合结构可以由一个提供于适配板上的可移动接合件构成，其可以在一个接合位置与一个脱开位置之间移动。在一个优选模式中，可分离接合结构包含一个锁紧装置，当可移动接合件位于其接合位置时，锁紧装置安置在可移动接合件与凸起之间，以将适配板紧固在阀体上。而当可移动接合件移向其脱开位置时，锁紧装置可以使适配板从阀体上脱开。锁紧装置优选采用一个成形在凸起上的刻槽和成形在可移动接合件上的锁紧结构的形式。当可移动接合件位于其接合位置时，锁紧结构被接收在刻槽中，以将适配板并因此将致动器组件紧固在阀体上。在一个优选模式中，可移动接合件与适配板成形为一体。可移动接合件可以采用一个臂状件的形式，其确定出一对端部并且当可移动接合件位于其接合位置时能够与凸起接合。臂状件的一个第一端部与适配板成形为一体，而臂状件的一个第二端部可以响应于使用者的接合动作而移动，以将可移动接合件放置在其脱开位置。臂状件的第一端部与适配板成形为一体的形式可以用于将可移动接合件推向其接合位置。

根据本发明的另一个方面，一种用于将阀致动器组件安装到阀体上的安装装置包含一个闭锁件，其提供于阀体上，以及闭锁结构，其提供于致动器组件上并能够以可分离的方式与闭锁件接合而将致动器紧固在阀体上。配合接合结构同时提供于致动器组件和阀体上并与闭锁件和闭锁结构分开，用以将致动器组件定位并保持在相对于阀体的一个预定位置上。配合接合结构优选采用一对成形于阀体上的相隔凸起和一对提供于致动器组件上的配合凹座的形式，每个凹座分别接收一个凸起。提供于阀体上的闭锁件优选采用一个直立件的形式，其与一对相隔凸起分开。在一个优选模式中，闭锁件沿一个第一方向从阀体确定的一个纵向轴线上偏离，而且阀杆的接头部分沿一个第二方向从一条伸展于一对相隔凸起之间的直线上偏离。致动器组件包含一个适配板，其上安装着电机和传动机构，而且闭锁结构提供于适配板上。闭锁结构优选采用一个锁臂的形式，其与适配板成形为一体并可以在一个接合位置与一个脱开位置之间移动。在接合位置，锁臂与直立闭锁件接合，以将致动器组件紧固在阀体上。在脱开位置，锁臂与直立闭锁件脱开，以使致动器组件能够从阀体上拆下。

本发明的另一个方面涉及一种方法，其用于控制装有阀致动器组件的阀组件中的阀芯操作方向，阀致动器组件中装有一个带输出传动齿轮的电机。该方法包含：提供一个用于连接阀体的适配板以及第一和第二传动齿轮，每个传动齿轮均能以可旋转的方式安装到适配板上。第一传动齿轮具有面向一个第一方向的轮齿，而第二传动齿轮具有面向一个与第一方向相反的第二方向的轮齿。第一和第二传动齿轮中的一个被选定并以可旋转的方式安装到适配板上，以使选定传动齿轮与阀杆相连。该方法还包含：将电机安装在适配板上，以使电机的输出传动齿轮接合传动齿轮的轮齿。第一传动齿轮的轮齿接合着输出传动齿轮的一侧，以使第一传动齿轮随着电机的运转而沿一个第一方向移动。第二传动齿轮的轮齿接合着输出传动齿轮的一侧，该侧与输出传动齿轮被第一传动齿轮接合的一侧相反，以使第二传动齿轮随着电机的运转而沿一个与第一方向相反的第二方向移动。通过这种结构，既可以采用第一传动齿轮也可以采用第二传动齿轮，以使致动器沿第一方向或第二方向操作。阀体的阀芯的安装使之能够在一个用于使液流通过通道的打开位置与一个用于阻止液流通过通道的关闭位置之间移动。因此该方法既可以为阀提供常开位置也可以提供常闭位置，这取决于所选择和安装在致动器组件中的传动齿轮。在一个优选模式中，一个弹簧优选与选定传动齿轮相连，以根据所选择的传动齿轮而将选定传动齿轮推向打开和关闭位置中的一个。将一个弹簧与传动齿轮相连的步骤可以这样实施：将一个扭转弹簧安装到与适配板相连并以可旋转方式安装着选定齿轮的齿轮安装结构上，以使扭转弹簧与选定齿轮相连。或者，将一个弹簧与传动齿轮相连的步骤也可以这样实施：将一个拉伸弹簧连接在选定传动齿轮与适配板之间。第一传动齿轮优选采用一个第一扇形齿轮的形式，其具有一个旋转轴线和一组与旋转轴线相隔并沿弧形面向外侧的齿。第二传动齿轮优选采用一个第二扇形齿轮的形式，其具有一个旋转轴线和一组与旋转轴线相隔并沿弧形面向内侧的齿。将第一和第二传动齿轮中选定的一个以可旋转的方式安装到适配板上的步骤是这样实施的：在适配板上提供一个安装结构，其确定出一个用于接收阀杆的通道，再将选定传动齿轮以可旋转的方式安装在安装结构上，以使选定传动齿轮传动接合着阀杆。在一个优选模式中，将适配板以可拆卸的方式安装在阀体上的步骤是这样实施的：例如，在一个装于适配板上的臂上提供接合结构，而臂安装在适配板上以便在一个接合位置与一个脱开位置之间移动，从而使得致动器组件能够与阀体接合和脱开。

本发明的另一个方面涉及一种用于控制阀操作方向的方法。该方法包含下面的步骤：提供第一和第二致动器组件，每个致动器组件分别包含一个带输出端的电机。第一致动器组件包含一个与电机输出端相接合的第一传动件，以使电机的运转能够带动第一传动件沿一个第一方向移动。第二致动器组件包含一个与电机输出端相接合的第二传动件，以使电机的运转能够带动第二传动件沿一个与第一方向相反的第二方向移动。该方法还包含：将第一致动器组件连接到阀体上以使第一传动件与阀杆相连，或将第二致动器组件连接到阀体上以使第二传动件与阀杆相连。阀芯可以在打开和关闭位置之间移动，而且该方法包含为阀提供常开或常闭操作。该方法还包含：将一个弹簧与第一致动器组件的第一传动件相连，以将第一传动件沿第二方向推动，并将一个弹簧与第二致动器组件的第二传动件相连，以将第二传动件沿第一方向推动。当第一致动器组件与阀体相连时，第一致动器组件的弹簧可以将阀芯推向其常闭位置，而电机的运转可以带动阀芯抵抗着弹簧的推力而移向打开位置。当第二致动器组件与阀体相连时，第二致动器组件的弹簧可以将阀芯推向其常开位置，而电机的运转可以带动阀芯抵抗着弹簧的推力而移向关闭位置。第一致动器组件的第一传动件采用一个齿轮的形式，其具有一组面向一个第一方向的轮齿。第二致动器组件的第二传动件采用一个齿轮的形式，其具有一组面向一个与第一方向相反的第二方向的轮齿。提供第一致动器组件的步骤和提供第二致动器组件的步骤均是这样实施的：为每个第一和第二致动器组件分别提供一个具有相同构造的适配板，并且为每个第一和第二致动器组件分别提供一个相同的电机。

本发明的另一个方面包含对一种与带阀杆和阀芯的阀体一起使用的致动器组件的改进措施。致动器组件包含一个电机，其带有一个与阀杆相接合的传动件和一个用于通过传动件而沿一个第一方向推动阀芯以将阀芯正常定位于其打开位置或关闭位置的弹簧。改进之处包括：在致动器组件与阀体之间提供一个可拆卸连接装置，并将致动器组件从阀体上拆下。改进之处还包括：将一个第二致动器组件连接到阀体上，其中第二致动器组件装有一个电机，电机带有一个与阀杆相接合的第二传动件和一个用于通过第二传动件而沿一个与第一方向相反的第二方向推动阀芯以将阀芯正常定位于其关闭位置或打开位置的第二弹簧，此时阀芯的位置与上述第一致动器组件的传动件所提供的阀芯位置相反。在致动器组件与阀体之间提供一个可拆卸连接装置的步骤可以大体上根据前面概括而实施。此外，将第二致动器组件连接到阀体上的步骤是通过第二致动器组件上的可移动接合结构而实施的，该接合结构与上述第一致动器组件上的可移动接合结构具有大致相同的构造。在一个优选模式中，每个上述第一和第二致动器组件分别包含一个适配板，其上安装着上述第一和第二致动器组件上的相应电机和传动件，其中上述第一致动器组件的适配板与上述第二致动器组件的适配板具有大致相同的构造。

本发明的另一个方面涉及一种阀致动器，其可以与至少两种不同阀体一起使用，其中所述阀体中的第一个包含一个安装在第一阀杆上的第一阀芯，而第二个包含一个安装在第二阀杆上的第二阀芯。每个阀体分别确定出一个外部接合结构。第一阀杆可以移动通过一个第一操作位置范围，以使第一阀芯在第一与第二位置之间移动。同样，第二阀杆可以移动通过一个与第一操作位置范围不同的第二操作位置范围，以使第二阀芯在第一与第二位置之间移动。阀致动器包含接合结构，其既可以与第一阀体的第一外部接合结构也可以与第二阀体的第二外部接合结构接合，以将阀致动器紧固在第一或第二阀体上。阀致动器还包含一个具有输出端的电机以及一个传动机构，传动机构驱动接合着电机输出端，并接合着装有阀致动器的第一或第二阀体的阀杆。传动机构用于在阀致动器安装在第一阀体时带动第一阀杆通过第一操作位置范围，并在阀致动器安装在第二阀体时带动第二阀杆通过第二操作位置范围。在一种模式中，第一阀体可以是一个具有一对内孔的二通阀体，而第二阀体可以是一个具有三个内孔的三通阀体。在二通阀体中，第一阀芯可以在一个关闭位置与一个打开位置之间移动，在关闭位置，第一阀芯位于一个内孔上以阻止液流通过阀体，而在打开位置，可以使一对内孔连通以使液体能够通过阀体。在三通阀体中，第二阀芯可以在一个第一位置与一个第二位置之间移动，在第一位置，第二阀芯位于所述内孔中的第一个上以使液流通过其余两个内孔，而在第二位置，第二阀芯位于所述内孔中的第二个上以使液流通过其余两个内孔。阀致动器包含一个止动装置，其用于在阀致动器安装在二通阀体上的情况下当第一阀芯到达一个预定打开位置时阻止第一阀芯的运动。而当阀致动器安装在三通阀体上时，第二阀芯与第一和第二内孔的接合可以限制阀芯的运动，因而阀致动器的止动装置未被使用。在一个优选模式中，阀致动器包含一个可拆卸连接装置，如前面所概括，而且用于将阀致动器安装到每个阀体上的安装装置也优选如前面所概括。

可以认识到，本发明预期对阀体和阀致动器系统进行若干改进。优选的是，本发明的各个方面可以组合使用，以显著提高阀体和阀致动器系统的制造、安装和操作性能。然而，可以理解，本发明的各个方面也可以根据需要而单独或局部组合使用。

通过下面利用附图所作的详细说明可以使本发明的其它各种特征、目的和优点更加清楚。

附图说明

附图中显示了本发明的最佳预期实施模式。

附图包括：

图1是根据本发明的一个阀致动器和一个阀体的等角投影图；

图2是图1所示阀致动器和阀体的分解等角投影图；

图3是图1所示的阀致动器中的用于为阀体提供常闭操作的各内部部件的分解等角投影图；

图4是一个分解等角投影图，其中阀体的一部分被剖开以显示其内部部件，而且阀致动器的某些部件被拆除；

图5是图4所示阀致动器部件沿图6中的线5-5的俯视图，显示了当阀体的阀芯位于关闭位置时各阀致动器部件的位置；

图6是沿图5中的线6-6的剖视图；

图7是沿图6中的线7-7的剖视图，显示了位于关闭位置的阀芯；

图8是类似于图5的视图，显示了各阀部件的运动，以将阀芯从图7所示关闭位置移开；

图9是类似于图7的视图，显示了当各阀致动器部件向图8所示位置运动时阀芯移向其打开位置时的情景；

图10是类似于图5和8的视图，显示了各阀部件被手工紧固在打开位置时的情景；

图11是沿图10中的线11-11的剖视图；

图12是沿图10中的线12-12的剖视图；

图13是类似于图7和9的视图，显示了当各阀致动器部件位于图10所示位置时阀芯的位置；

图14是沿图6中的线14-14的剖视图；

图15是沿图5中的线15-15的剖视图，显示了适配板锁臂位于接合位置以将阀致动器与阀体如图1那样紧固时的情景；

图16是锁臂移动到其脱开位置时的局部剖视图；

图17是类似于图15的视图，显示了将阀致动器从图2所示阀体上拆除时的情景；

图18是类似于图3的视图，显示了致动器中的为阀体提供常开操作的各部件；

图19是类似于图4的局部等角投影图，显示了图18所示阀致动器的各部件；

图20是沿图22中线20-20的类似于图5的俯视图，显示了在将阀体的阀芯定位于图9所示打开位置时图18所示各阀致动器部件的位置；

图21是类似于图20的视图，显示了当阀体移向图7所示关闭位置时各阀致动器部件的位置；

图22是沿图20中的线22-22的剖视图；

图23是沿图20中的线23-23的局部剖视图；

图24是一个可以与本发明的阀致动器组件一起使用的三通阀体的剖视图；

图25是沿图24中的线25-25的剖视图，显示了位于第一关闭位置时的阀芯；

图26是类似于图24的视图，显示了位于第二打开位置时的阀芯；

图27是沿图26中的线27-27的剖视图；以及

图28是分别显示图7和9以及图24-27中所示阀体的阀芯的运动范围的示意图。

具体实施方式

图1中显示了一个阀组件29，其包含一个阀体30和一个阀致动器组件32。阀体30包含一个中央体部34，其由一个周边侧壁36和一个圆顶上壁38(图2)确定出来。一对连接套40、42从侧壁36上伸出。连接套40、42适合于封装安置在一个液流管路中，例如水控加热系统或任何需要调节管路液流的应用场合的管路中。

如图4所示，连接套40确定了一个出口通道44，而连接套42确定了一个带内部节流部分47的入口通道46。通道44和46通过一个成形在中央体部34中的腔48而彼此连通，中央体部被周边侧壁36和圆顶上壁38并组合一个插塞50而确定，插塞50封闭了中央体部34的下端并紧固在侧壁36的下延伸段上。

如图2和4所示，一个块52在连接套40与阀体侧壁36的相交处成形在阀体上壁38与连接套40的上部之间。同样，一个块54在连接套42与阀体侧壁36的相交处成形在连接套42与阀体上壁38之间。一个凸台56从块52确定的一个平坦上表面向上伸出，而一个凸台58从块54确定的一个平坦上表面向上伸出。块52与54以及凸台56与58的构造基本相同并相对于阀体30的纵向和横向轴线以及竖直轴线呈镜像。阀体30还确定出一个总体上在60处显示的直立闭锁凸台或立柱结构(图2)和一个总体上在62处显示的阀杆凸台或立柱结构。

闭锁立柱结构60包含一个直立基座64，其确定出一个面向上方的台肩66。一个立柱68从台肩66向上伸展，一个面向内部的刻槽70成形在立柱68上。闭锁立柱结构60横向偏离开阀体30确定的纵向轴线，该轴线与连接套40和42的纵向轴线重合。

阀杆立柱结构62包含一个基座72，其从上壁38向上伸出并终止于一个台肩74。一个圆筒形环76从台肩74向上伸展。环76确定出一个敞开上端，而一个竖直通道78(图6)从环76的敞开上端伸入由阀体30确定的腔48中。

请参考图4和6，一个阀芯80布置在腔48中。阀芯80连接着一个操作件，如一个阀杆82，其以可旋转的方式被接收在通道78中。阀芯80确定了一个第一密封表面84、一个第二密封表面86以及一个伸展于它们之间的外侧表面88。一个翼板90从侧表面88上伸出并被接收于一个成形在阀杆82上的狭槽中。一个销钉92穿过一个成形在翼板90中的开孔并穿过成形在阀杆92中并位于翼板90的接收狭槽的相反侧的对齐通道，以将阀芯80牢固地连接在阀杆82的下端。

阀杆82的上端确定出一个接头部分94(图4)。一个刻槽96成形在接头部分94的下端并接收一个卡环(未示出)，该卡环用于将阀杆82并因此将阀体部34固定在一个相对于阀杆环76的预定轴向位置上。接头部分94确定出一对相反朝向的平行平坦侧表面100、102以及一个圆锥上端104。

阀杆82以可旋转的方式安装在阀体部34上，这使得阀芯80能够在在图4、6和7中所示的一个关闭位置与图9中所示的一个打开位置之间运动。在该关闭位置，阀芯80用于切断腔48与连接套通道46之间的联系，以阻止液体在它们之间流动。

请参考图3，阀致动器组件32主要包含一个适配板108、一个电机110和一个传动齿轮112。通过将在后文中解释的方式，，传动齿轮112安装在适配板108上用以进行旋转运动，电机110也安装在适配板108上并驱动接合着传动齿轮112，而传动齿轮又接合着阀杆82，以使阀芯80能在其打开与关闭位置之间运动。

阀致动器组件32包含一个封装外壳，其具有一个下方段114，该下方段包含一个底壁116和一对从底壁116的相反两端向上伸展的侧壁118、120。封装外壳还具有一个上方段122，其确定出一个上壁124和一对从上壁124的相反两端向下伸展的侧壁126、128。通过这种方式，下方段114确定了一个向上张开的U形，而上方段122确定了一个向下张开的U形，二者相互配合在一起，以使下方段114的侧壁118、120被接收在上方段124的侧壁126、128之间的空间中。同样，上方段124的侧壁126、128也被接收在下方段114的侧壁118、120之间的空间中。从而确定出一个外壳，外壳具有一个内部，以接收阀致动器组件32的各操作件。

适配板108确定出一个底壁或基板130。一个圆筒形件132从基板130向上伸展并确定出一个向上敞开的内部通道134，圆筒形件还穿过基板130并向下敞开。适配板108还包含一对安装凸台136、138，它们中的每个分别具有一个中央竖直孔。安装凸台136还确定出一组直立肋140、142和144，它们的功能将在后文中解释。

一组弹簧夹146成形在基板130的各个角部并向上伸展。每个弹簧夹146分别确定出一个翼板148，其被接收在成形在外壳下方段114的一个侧壁118、120中的一个开孔150中。通过这种方式，可以将适配板108以搭扣的方式安装在外壳下方段114中，即适配板108被向下插入到外壳下方段114的侧壁118、120之间，以使弹簧夹146向内偏折而翼板148搭在侧壁118、120上，直至翼板148到达开孔150。这样，弹簧夹146可以向外移动而迫使翼板148进入开孔150，以将适配板108以可拆卸的方式安装在外壳下方段114中。在这个位置上，适配板108的底表面接合着外壳下方段114的底壁116的上表面。

请参考图4和5，适配板108的基板130上成形有一个狭槽，其确定出一个内侧段160和一个与内侧段160呈直角的外侧段162。一个接合件与基板130成形为一体并采用锁臂163的形式，锁臂具有一个内侧段164和一个与内侧段164呈直角的外侧段166。接合钮168成形在锁臂外侧段166的外端上。接合钮168向外伸展出超适配板108上的相邻侧棱边并穿过一个成形在外壳上方段122中的开孔170(图2)。

锁臂内侧段164的内端与基板130成形为一体，以使锁臂130构成适配板108的一个整体部分。锁臂163可以在图5、8、10和15所示的一个接合位置与图16和17所示的一个脱开位置之间运动，如后文所解释。将锁臂内侧段164与适配板108成形为一体使得锁臂163能够被推向图5、8、10和15所示的接合位置。

请参考图3、5和6，传动齿轮112采用了扇形齿轮的形式，该扇形齿轮确定出一个臂172和一个相连的外侧段174，该外侧段上成形有一个沟槽176。一组面向内侧的轮齿178成形在一个位于沟槽176的壁上的外侧段174上，而且轮齿178沿一个弧形安置，该弧形的中心与传动齿轮112的旋转轴线重合，该轴线由一个安装在臂172内端的螺柱180确定。螺柱180模制在传动齿轮臂172的内端上。传动齿轮112还包含一个从内端向外伸展的三角形翼板182和一个成形在翼板182外端的直立销钉184。

一个齿轮轴承186安置在传动齿轮臂172与从基板130向上伸出的圆筒形件132之间。齿轮轴承186确定出一个上表面188，其接收了由传动齿轮臂172确定的一个面向下方的表面。一个J形壁190在上表面188上方从轴承186的侧棱边向上伸展，而一个短壁段192从齿轮轴承186的另一侧向上伸展。通过这种构造，传动齿轮臂172嵌套在壁190和192之间所确定的空间中，以使翼板182向外穿过壁190和192之间的空间，如传动齿轮外侧段174那样。

如图6所示，齿轮轴承186包含一个向下伸展的安装件194，其内部成形有一个竖直狭槽196。安装件194具有一个圆形横截面，其略小于直立圆筒形件132所确定的通道134的直径。通过这种方式，安装件194被接收在通道134中，从而将齿轮轴承186以可旋转的方式安装在圆筒形件132上，并因此安装在适配板108上。这又使得传动齿轮112以可旋转的方式安装在适配板108上。

一个扭转弹簧198环绕着圆筒形件132，而且内直径略小于圆筒形件132的外直径。如图5所示，扭转弹簧198确定出一个下端延伸段200，其接合着一个由安装凸台136确定的平表面202。扭转弹簧198还确定出一个上端延伸段204，其被接收在一个由齿轮轴承186确定的狭槽206中。扭转弹簧198用于沿逆时针方向推动传动齿轮112，其原因将在后文中解释。

请参考图5，一个手工操作的杠杆208包含一个手柄部分210和一个成形在内端用于接收销钉184的开孔。杠杆208还包含一个接合表面212。杠杆208可以绕着销钉184旋转，而杠杆208的手柄部分210则穿过一个成形在外壳下方段114的侧壁120中的狭槽214。狭槽214包含一个扩大端216，其确定出一个斜角接合表面218。

一个支承板220覆盖在传动齿轮112上，而电机组件110安装在支承板220上。电机组件110主要包含一个具有电机输出端的电机222，输出端驱动连接着一个传动齿轮机构224，后者包含一个输出传动齿轮226，传动齿轮机构224包含一组如228处所示的安装翼板，而成形在支承板220中的开孔230与成形在安装翼板中的孔对准。通过将翼板228和支承板开孔230放置在安装凸台136、138上，并将螺纹紧固件232穿入每个安装凸台136、138的中央竖直孔中，以将电机组件110和支承板220通过安装凸台136、138而紧固在基板130上，从而利用这种结构将电机组件110和支承板220安装在适配板108上。支承板220还包含一个开孔234，其用于使输出传动齿轮226从中穿过，以及一个开孔236，其用于接收螺柱180，以将传动齿轮112以可旋转的方式安装在支承板220上。一个弧形狭槽237成形在支承板220上，以接收销钉184的上端。通过这种方式，传动齿轮112和齿轮轴承186被叠加在支承板220与圆筒形件132之间，以将齿轮轴承186和传动齿轮112以牢固且可旋转的方式安装在适配板108和电机组件110上。杠杆208被叠加在支承板220的下表面与翼板182的上表面之间，以将杠杆208组装在传动齿轮112上。

如图5所示，当电机组件110与传动齿轮112如前所述组装好后，电机组件110的传动齿轮226和传动齿轮112的轮齿178的布置和形状使得电机输出传动齿轮226的齿能够与传动齿轮112的齿178啮合。利用这种结构，电机组件110在运转时可以通过电机输出传动齿轮226与传动齿轮齿178的啮合而将旋转运动传递到传动齿轮112上。

电机222优选为单向电机，而电机222带动电机输出传动齿轮226顺时针旋转的操作可以使传动齿轮112抵抗着扭转弹簧198施加的推力而顺时针旋转。

阀组件29中的如图1-11所示并在前面描述过的各部件用于为阀组件29提供常闭操作。也就是说，当电机222不运转时，弹簧198将沿逆时针方向推动传动齿轮112，这个运动将通过齿轮轴承186和阀杆接头部分94而传递到阀杆82上，并因此传递到阀芯80上，以使阀芯80的密封表面84顶靠着在239处显示的圆周座面安置，该座面是阀体30在节流部分47的内端确定出来的。当希望使液体流过阀体部34时，电机222被启动，以使电机输出传动齿轮226产生顺时针旋转运动并带动传动齿轮112顺时针旋转，如前所述并如图8所示，以将阀芯80移至图9所示的它的打开位置，此时阀芯80的密封表面84离开阀座面239，从而在连接套通道44与46之间建立连通关系。

当传动齿轮112在其打开与关闭位置之间旋转时，销钉184在支承板狭槽237中移动。

当电机222的电源被切断并且希望打开阀组件29时，使用者可以手工握住杠杆208的手柄部分210，并将手柄部分210沿箭头240(图10)所示的方向移动。手柄部分210的这个运动将使得杠杆208绕着销钉184旋转，以使杠杆208的接合表面212与齿轮轴承186接合上，从而使传动齿轮112沿图10所示的顺时针方向旋转。如希望，手柄部分210可以移入狭槽214的扩大端216并与接合表面218接合，以保持阀芯80处于图13所示的打开位置。

如前所述，图8中所示的传动齿轮112顺时针旋转到一个位置上，以将阀芯80安置在图9所示的完全打开位置。当传动齿轮112完全顺时针旋转而使阀芯定位于图9所示的打开位置时，传动齿轮臂段172接合着凸台136上的肋140的端部。因此肋140为传动齿轮112提供了机械止动，以限制传动齿轮随电机222的运转而旋转。

如图15所示，锁臂163包含一个接合翼板242，其被接收在成形于闭锁立柱68上的刻槽70中，该立柱装有阀体30中，用于将阀致动器组件32连接到阀体30上。基板130包含一个弧形直立壁244，其环绕并接合着闭锁立柱68的一部分，这样，当锁臂163处于图15所示的接合位置时，壁244可以提供稳定功能。此外，阀杆立柱环76被接收在由基板圆筒形件132确定的通道134中。这种组合结构用于将致动器组件32相对于阀体30固定在预定位置上。当致动器组件32和阀体30通过这种方式组装好后，基板圆筒形件132的下端接合着阀杆立柱台肩74，而壁244的下表面接合着闭锁立柱台肩66。此外，凸台56、58的平坦上表面接合着外壳下段底壁116的下表面。这就在阀体30上为阀致动器组件32提供了四点支撑，以阻止它们之间的角运动。

为了更换或保养，或出于其它原因，阀致动器组件32可以从阀体30上拆除。为了拆下阀致动器组件32，使用者可以手工按住成形在外侧锁臂段166端部的接合钮168并沿图16中箭头246所示的方向向锁臂163施加一个轴向向内的力。这样可以使锁臂163移动到其脱开位置，此时翼板242从闭锁立柱刻槽70中移出，以使翼板242的端部离开闭锁立柱68上的用于确定刻槽70的结构。当锁臂163如图中所示和前面所述那样移动到其脱开位置时，如图5所示，内侧狭槽段160的成形使之能够容纳内侧锁臂段164的角运动。锁臂163的这个运动需要抵抗着锁臂163上的指向接合位置的推力，该推力是因锁臂163与基板130之间的整体变形而提供的。

当锁臂163处于图16所示的脱开位置时，使用者可以在阀致动器组件32施加一个向上的力，如图17所示，以使阀致动器组件32离开阀体30。阀致动器组件32的向上运动将导致阀杆接头部分94从齿轮轴承狭槽196中抽出，如图17所示。之后，使用者分离锁臂钮168的接合，以使该钮返回其脱开位置。

阀致动器组件32的上述可拆卸性能使得阀致动器组件能够更换和维修，而不必将阀体30从其封装安置着的管路中拆卸下来。此外，在制造或测试过程中，如果出于任何原因决定要更换阀致动器组件32或阀体30，则可以在任何时候将阀致动器组件32从阀体30上拆下。为将另一个阀致动器组件32安装在阀体30上或将另一个阀体30安装在阀致动器组件32上，使用者只需安图15-17所示的步骤反向进行即可。

图1-17中所示的阀致动器组件32用于为阀体30提供常闭操作，以便在电机222不运转时使阀芯80在扭转弹簧198的作用下处于图7所示的常闭位置。图18-23中显示了一个阀致动器组件32’，其可以用于相同阀体30，以提供常开操作。

图18中显示了常开阀致动器组件32’的各部件，它们中的大部分与常闭阀致动器组件32中的部件相同并采用相同的参考代号。致动器组件32’包含一个适配板108、下方外壳段114、上方外壳段122、电机组件110、支承板220和紧固件232，它们的结构均与前面所描述的相同。

阀致动器组件32’采用了一个传动齿轮252，以取代前面通过阀致动器组件32所显示和描述的传动齿轮112。传动齿轮252采用了一个采用了扇形齿轮的形式，其确定出一个大致圆形基座254，以安装一个螺柱256。螺柱256的结构和操作方式与前面通过阀致动器组件32所显示和描述的螺柱180相同，并向上沿传动齿轮252的竖直旋转轴线伸展。基座254还包含一个向后伸展臂258，其在后端具有一个指260。

传动齿轮252包含一个从基座254向前伸展的前方段262。前方段262终止于一组面向外侧并沿弧形安置的轮齿264，这些轮齿的中心与螺柱256所确定的旋转轴线重合。一个挡臂266从前方段262的前端伸出，并伸展到轮齿264的外侧。

传动齿轮252还包含一个向下伸展的安装件268，其从基座254的底表面开始沿着一个纵向轴线伸展，该纵向轴线与螺柱256所确定的旋转轴线重合。安装件268包含一个从其下段向上伸展的狭槽270(图22)，它的尺寸和形状使之能够接收阀杆接头部分94。安装件268的横截面的尺寸和形状使得安装件268能够被接收在适配板圆筒形件132所确定的向上敞开的通道134中，如图22所示，以使传动齿轮252能够相对于适配板108旋转。

如图18、20和21所示，传动齿轮252还包含一个安装凸台272，其从前方段262上的与挡臂266相反的一侧伸出。安装凸台272伸入一个摩擦配合组件的弹簧274的一端中以使弹簧274与传动齿轮252接合，再从该弹簧中横向伸出。

图20-22中显示了传动齿轮252，其与适配板108、电机组件110和支承板220一起安装在致动器组件32’中，并被下方外壳段114和上方外壳段122覆盖。当弹簧274被安装在安装凸台272上后，传动齿轮252可以被安装在适配板108上，即通过将安装件268伸入适配板圆筒形件132的通道134中，从而将传动齿轮252以可旋转的方式安装在适配板108上。电机组件110和支承板220叠加在传动齿轮252上，并通过与前面根据阀致动器32所述相同的方式安装在适配板108上，以使紧固件232牢固地将电机组件110和支承板220安装到适配板凸台136、138上。传动齿轮安装螺柱256被接收在支承板220上的开孔236中，以使传动齿轮252叠加在支承板220与圆筒形件132的上端之间并被安装得能够相对于支承板220和圆筒形件132旋转。电机传动齿轮226与传动齿轮252的轮齿264啮合。

一个拉力弹簧276通过与传动齿轮252上的向后伸展臂258上的指260接合而连接着传动齿轮252。拉力弹簧276的另一端连接着一个由下方外壳段114的底壁116确定出的直立接合翼板278。接合翼板278由底壁116上形成的切口部分向上弯折而构成，并在邻近上端处带有凹口，以接收拉力弹簧276的端部。

阀致动器组件32’在阀体30上的安装方式与前面通过阀致动器组件32所显示和描述的相同。当阀致动器组件32’安装在阀体30上后，阀杆接头部分94被接收在成形于传动齿轮安装件268中的向上伸展狭槽270中，如图22所示，以使传动齿轮252与阀杆82驱动接合。弹簧276用于将传动齿轮252推向图20所示位置，在此传动齿轮252将阀芯80定位于图9所示的打开位置。如希望关闭阀体30以阻止液体流过，则电机222运转，以带动它的输出传动齿轮226顺时针旋转，如图21所示，这样，由于电机输出传动齿轮226与传动轮齿264之间啮合着，因而传动齿轮252将逆时针旋转。传动齿轮252的这种运动将导致拉力弹簧276被拉伸，因而传动齿轮252需要抵抗着拉力弹簧276的拉力而旋转。传动齿轮252被电机222带动着旋转，直至传动齿轮252被安置就位，以使阀芯80位于图7所示的关闭位置，此时需要持续向电机222通电以保持阀芯80关闭，直至电机222接收到一个使阀芯80返回其打开位置的信号，此时电机222的电源将被切断。这样，弹簧276的拉力可以带动传动齿轮252返回图20所示的位置，在此阀芯80处于图9所示的打开位置。当传动齿轮252接近图20所示位置时，弹簧274将接合肋142上的面对表面，从而随着阀芯80接近其完全打开位置而逐渐降低传动齿轮252的速度。传动齿轮挡臂266接合着适配板108上的一个止动表面，以便为传动齿轮252提供可靠止动并将传动齿轮保持在一个预定位置上，从而为阀芯80提供一个恒定的预定打开位置。

从图5至20中可以理解，传动齿轮112的轮齿178是在与传动齿轮252的轮齿264相反的一侧啮合着电机输出传动齿轮226。通过这种方式，相同的电机组件110可以同时用于阀致动器32和阀致动器32’，从而为阀体30提供相反方向的操作。也就是说，对于阀致动器32和阀致动器32’，电机222均是单向的，并带动输出传动齿轮226顺时针旋转。由于传动齿轮112的轮齿178与传动齿轮252的轮齿264接合着电机输出传动齿轮226的相反侧，因而在电机222运转时传动齿轮112、252将沿相反方向运动。由于对于相同阀体，常开阀致动器与常闭阀致动器中除了传动齿轮和偏压弹簧以外的所有部件均相同，因此这种构造使得各部件可以被高效使用。

虽然在各附图中显示了一个扭转弹簧(198)用于推动传动齿轮112位于常闭位置，而一个拉伸弹簧(276)用于拉动传动齿轮252位于常开位置，但应当理解，任何示意类型的弹簧结构可以用于施压于传动齿轮。图示和描述的特定构造只理想适合于前面显示和描述的本发明的特定实施例中的部件几何形状。

此外，可以理解，一种类型的阀致动器与另一种之间的互换性为实际应用提供了显著的优点。例如，承包商或其它使用者可以分开储存阀体30、常闭阀致动器32和常开阀致动器32’。承包商可以在现场或者在仓库或其它存储设施中根据需要将常闭阀致动器32和常开阀致动器32’组装在阀体30上，从而降低了存储的总体部件数和用于维持储存常开和常闭阀组件所需的费用。此外，仅仅通过拆除一个致动器组件再更换上另一个，即可以将一个阀组件从常开状态更换为常闭状态，即使已经安装在管路中。

图24-27中显示的是根据本发明的阀致动器与一个总体上以284表示的三通阀体一起使用时的情景。三通阀体284的构造基本上类似于前面显示和描述的二通阀体30。三通阀体284大致上包含一个侧壁286，其具有一对沿相反方向向外伸展的连接套288、290。侧壁286确定出一个内腔292，而连接套288、290分别通过节流通道294、296而与内腔292连通。通道294、296分别分别敞开于面向内侧的端部密封表面298、300。

一个插塞件302接合在阀体284的敞开下端，从而确定出侧壁286的向下延伸段。插塞302包含有能够与侧壁286内部的内螺纹相啮合的外螺纹，而一个密封件304用于将插塞件302防水密封在阀体284上。插塞件302包含一个连接套306，其确定出一个与阀体内腔292连通的内通道308。通过现有方式，连接套288、290和306封装安置在三个分开的管路中。

三通阀体284包含凸台56、58以及闭锁立柱结构60和阀杆凸台或立柱结构62，它们具有与前面通过二通阀体30所显示的相同结构和构造。通过这种方式，阀致动器32可以采用三通阀体284以控制流过的液流。

三通阀体284还包含一个阀芯80和一个带接头部分94的阀杆82，它们也如前面通过二通阀体30所作显示和描述。

在一个优选实施例中，常闭阀致动器32用于控制三通阀体284的操作。如希望在通道294与通道308之间建立连通，则电机222的电源被切断，以使弹簧198带动阀芯80移动到图24所示的位置，从而密封住通道296。如希望在通道296与通道308之间建立连通，则电机222运转以带动阀芯80移动到图26和27所示的位置，从而使阀芯80密封顶靠在密封表面298上。阀芯80与密封表面298的这种接合发生在阀芯臂172与肋140的端部接合之前，因而阀芯80与密封表面298、300之间的接合可以在两个方向为阀芯80建立机械止动结构。只要希望保持阀芯80位于图27所示位置，电机222即被供应电源。一旦电源被切断，阀芯80将返回图25所示的位置，从而在此将通道294与308连通。

如图28所示，致动器32(或32”)的总体运动范围以角度a表示。角度b表示阀芯80在一个二通阀体30中的运动范围，角度c表示阀芯80在一个三通阀体284中的运动范围。角度b的边312表示传动齿轮臂172与肋140的棱边接合，而角度b的边314表示阀芯80与密封表面239接合。角度c的边316表示阀芯80与密封表面298接合，而角度c的边318表示阀芯80与密封表面300接合。可以理解，由于被致动器组件32(或32”)控制着，因此在阀芯80的运动范围内为阀芯80提供了机械止动结构，而止动结构的角度方位位于阀致动器的总体运动范围内。通过这种方式，相同的阀致动器可以用于控制二通和三通阀的操作。

还可以理解，阀致动器32可以通过如前面通过二通阀体30所描述的相同方式而与三通阀体284接合和脱开。

在下面的发明保护范围内，可以设计出各种替换结构和实施例，这些保护范围特别指出并明确提出了本发明的对象内容。

Claims (19)

1.一种阀组件，其包含：

一个阀体，其确定出一个内腔以及与内腔形成液体连通的一个入口和一个出口；

一个阀芯，其安置在内腔中并包含一个阀杆，阀杆以可旋转的方式安装在阀体上并通过使阀芯移动而控制液流通过内腔，其中阀杆包含一个可以从阀体外部触及的接头部分；

一个致动器组件，其能够以可分离的方式接合阀体并包含一个传动装置，当致动器组件与阀体接合时，传动装置可以与阀杆的接头部分接合，其中致动器组件可以通过可分离接合结构而与阀体以可分离的方式接合，该接合结构用于利用一个大致平行于阀杆接头部分所确定的一个纵向轴线的推进力而使致动器组件与阀体接合，而且其中致动器组件包含一个可手动接合的释放件，其能够利用一个大致平行于阀杆接头部分的纵向轴线的推离力而将致动器组件从阀体上脱开，以将致动器组件从阀体上拆下。

2.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，可分离的接合结构包含一个设置在阀体上的凸起，其可以与释放件接合，以将致动器组件连接到阀体上，而且，释放件可以从其与凸起的接合中移出，以使致动器组件能够从阀体上拆下。

3.如权利要求2所述的阀组件，其特征在于，阀体包含一个凸台，阀杆即穿过该凸台，而且，凸起与凸台间隔开。

4.如权利要求3所述的阀组件，其特征在于，阀体确定出一个纵向轴线，其取向基本与阀杆伸展的纵向轴线垂直，而且，凸起和凸台分别位于阀体纵向轴线的相反两侧。

5.如权利要求3所述的阀组件，其特征在于，阀体还包含一对相互间隔的接合件，它们在致动器组件与阀体接合时可与致动器组件接合以便为致动器组件提供稳定性。

6.如权利要求2所述的阀组件，其特征在于，凸起包含一个刻槽，释放件可以接合在刻槽中以将致动器组件紧固在阀体上，其中，释放件可以从其与刻槽的接合中移出，以使致动器组件能够从阀体上拆下。

7.如权利要求4所述的阀组件，其特征在于，凸起和凸台分别确定出一个台肩，而且，致动器组件包含有结构，当致动器组件与阀体接合时，该结构能够与凸起的台肩接合并与凸台的台肩接合，以将致动器沿阀杆的纵向轴线定位于一个预定位置上。

8.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，致动器组件包含一个适配板，其上安装着一个电机和一个传动机构，而且，可分离接合结构设置在阀体和适配板上。

9.如权利要求8所述的阀组件，其特征在于，可分离接合结构包含一个提供于阀体上的凸起，其用于接合适配板。

10.如权利要求9所述的阀组件，其特征在于，操作件包含一个阀杆，而接头部分包含阀杆上的一个从阀体轴向向外伸出的端部，而且，提供于阀体上的凸起沿着一个大致平行于阀杆端部纵向轴线的轴向伸展。

11.如权利要求9所述的阀组件，其特征在于，适配板可分离接合结构包含一个可移动接合件，其提供于适配板上并可以在一个接合位置与一个脱开位置之间移动。

12.如权利要求11所述的阀组件，其特征在于，可分离接合结构还包含一个锁紧装置，当可移动接合件位于其接合位置时，锁紧装置安置在可移动接合件与凸起之间，以将适配板紧固在阀体上，而当可移动接合件位于其脱开位置时，锁紧装置可以使适配板从阀体上脱开。

13.如权利要求12所述的阀组件，其特征在于，锁紧装置包含一个成形在凸起上的刻槽和成形在可移动接合件上的锁紧结构，其中，当可移动接合件位于其接合位置时，锁紧结构被收纳在刻槽中。

14.如权利要求12所述的阀组件，其特征在于，可移动接合件与适配板成形为一体。

15.如权利要求14所述的阀组件，其特征在于，可移动接合件包含一个臂状件，其确定出一对端部并且当可移动接合件位于其接合位置时能够与凸起接合，其中，臂状件的一个第一端部与适配板成形为一体，而且，臂状件的一个第二端部可以响应于使用者的接合动作而移动，从而将可移动接合件放置在其脱开位置，其中，臂状件的第一端部与适配板成形为一体的形式可以用于将可移动接合件推向其接合位置。

16.如权利要求15所述的阀组件，其特征在于，臂状件包含一个从臂状件第一端部伸出的第一段和一个从第一段伸出并终止于臂状件第二端部的第二段，第一段包含锁紧结构，该锁紧结构可以与凸起接合并且当以一个垂直于臂状件第一段的纵向轴线的方向向臂状件第二段施加一个力时，可以从与凸起的接合中移出。

17.如权利要求16所述的阀组件，其特征在于，臂状件第二段沿着一个垂直于臂状件第一段的纵向轴线的纵向轴线延伸，向臂状件第二段施加一个轴向力用来使臂状件第一段侧向偏移，以将锁紧结构与凸起脱开。

18.如权利要求1所述的阀组件，其特征在于，可分离接合结构包含一个设于可与致动器组件接合的阀体上的凸起，而且阀组件还包含同时设于致动器组件和阀体上的接合结构，其与可分离接合结构分开，用于将致动器组件定位并保持在一个沿操作件接头部分纵向轴线且相对于阀体的预定位置上。

19.如权利要求18所述的阀组件，其特征在于，接合结构包含一个直立接合件，其成形于阀体上并确定出一个可以与致动器组件接合的接合结构。

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