CN110578812A - 一种用于将自动阀致动器安装到阀上的致动器安装套件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于将自动阀致动器安装到阀上的致动器安装套件，包括一个安装支架和一个杆驱动器。安装支架连接到所述阀，并且具有与杆孔，通过该底部阀茎是可延伸和一个舌配合地的槽接合的阀机构。安装支架的上部具有与杆孔对准的驱动器孔。阀杆驱动器的第一端可与阀门配合杆和第二端可延伸穿过驱动器孔，其方式是当致动器连接到安装支架的上部时，致动器可与杆驱动器的第二端配合。

Description

一种用于将自动阀致动器安装到阀上的致动器安装套件

技术领域

本发明涉及阀致动器技术领域，具体为一种用于将自动阀致动器安装到阀上的致动器安装套件。

背景技术

存在多种类型的阀以调节管道系统或流导管内的流体流量。一些阀通过壳体或阀体内的阀元件的轴向运动或位移来限制流量。例如，大多数滑阀和截止阀通过针，阀芯或阀芯在阀体内的轴向位移来限制流量。导致阀元件移位的力可以以多种方式提供，例如通过液压，气动或其他压力控制在阀元件的不同部分上提供。其他阀基于阀元件相对于壳体的旋转运动或枢转而操作。例如，许多球阀和旋转阀是基于球或滑阀相对于壳体的旋转而运行的，两者之间没有任何位移。即使使用排量阀螺纹的提前可能会导致轴向位移，因此阀的调节主要是由于旋转运动而发生的。本发明适用于所有类型的旋转控制阀，尤其适用于无轴向位移的旋转控制阀，例如球阀。

在过去的几十年中，采用自动控制系统来操作阀门而不是需要手动控制已变得很普遍。自动控制系统包括系统中每个阀门的执行器。致动器可以包括电动马达或螺线管，其基于到致动器的电输入来控制阀元件的位置。

通常，希望对现有的管道系统进行改造，使其包括自动化控制系统。改造包括增加执行器来打开，关闭和/或调节阀门，以代替先前的手动移动手柄。

特别是在现有的配以致动器的配管系统中对阀进行改造时，难以将致动器与阀杆精确地对准。当将执行器与阀连接的轴从阀杆的轴上移开时，即使轴的轴线与阀轴平行，位移分量也可能导致未对准。例如，一些阀已经包括带有螺纹孔的凸缘，以利于手柄或其他外部装置的安装，并且该凸缘可以用于致动器的安装。但是，阀杆轴线可能未在法兰上的螺纹孔之间精确居中。当将致动器连接到阀杆的轴与阀杆成一定角度设置时，也会以角度偏移发生未对准。

例如，一些阀杆包括有助于旋转阀杆的平面，但是这些平面可能不完全彼此平行并且在阀杆轴线的相对侧上均等地间隔开。阀杆本身可能未与阀元件的旋转轴线对齐，并且可能无法完全围绕其轴线旋转。这些问题中的任何一个都可能导致致动器和阀杆之间的未对准。一些未对准包括位移分量和角度偏移分量。

当手动旋转阀门时，这些现有的误差可能不会造成重大问题。手动手柄通常直接安装在阀杆上，从而限制了任何角度偏移的影响。手动手柄可以随意抓握，很少传递残余应力。传递到阀杆的力通常在旋转之间并不能完全再现，因此与未对准相关的任何磨损问题都不会集中在特定位置。手动转向还具有很大的能力，可以根据所需的转向力适当调整转向扭矩。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于将自动阀致动器安装到阀上的致动器安装套件，当使用带有致动器的自动控制系统来转动阀门时，由于多种原因，致动器轴和阀杆之间的任何未对准都会变得更加严重。首先，执行器轴使气门杆伸出相当大的距离，因此任何角度偏移都会导致气门杆和执行器之间的差异很大。其次，与手动手柄相比，轴不会终止于自由端，并且未对准通常会在阀杆上产生残余应力或弯曲力矩。即，如果轴未对准以在阀杆上施加弯矩，则该弯矩将是恒定的，并且不会仅仅因为阀不移动而松弛。第三，执行器在阀杆上施加力，该力在阀杆每次转动时精确地再现，导致更加突出的磨损问题。第四，如果阀杆本身不能完全围绕其轴线旋转，则轴可能会在阀杆上施加一个弯矩，该弯矩的大小会随阀的旋转位置而变化。例如，当阀关闭时，阀杆可能没有残余应力，但是当阀打开时，阀杆会产生严重的弯矩。

因此，任何未对准都会在管道系统和/或自动控制系统中引起各种问题。随着时间的推移，阀杆受到反复不断的压力，阀杆可能会翘曲或完全折断，从而使阀无法工作。如果自动控制系统没有适当的反馈传感器，则这种破损可能不易识别，即使阀芯未移动，执行器也可能继续转动轴。阀杆周围的密封件比破损更可能过度磨损并开始泄漏。如果根据阀的位置轴“捆绑”或扭矩不同，则执行器可能无法旋转轴，或者可能无法根据输入信号将轴旋转适当的量。

因此，需要一种用于以减少维修和维护成本的方式将致动器安装到阀上的套件。本文公开的发明构思涉及这种组件。

附图说明

图1是具有根据本文公开的发明构思构造的致动器安装套件的阀组件的透视图，其示出为连接至阀；

图2是图1的阀组件的分解透视图；

图3是图1的阀组件的局部剖视图；

图4是阀组件的侧视图；

图5是致动器安装套件的安装托架的顶部透视图；

图6是致动器安装套件的安装支架的底部透视图。

具体实施方式

在详细解释本公开的至少一个实施例之前，应理解，本公开的应用不限于以下阐述的构造，实验，示例性数据和/或部件的布置的细节。除非另有说明，否则说明或在附图中示出。

如本公开中所描述的系统和方法能够具有其他实施例或者能够以各种方式被实践或执行。而且，应当理解，本文采用的措词和术语是出于描述的目的，而不应被认为是限制性的。

下面的详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。

如本文的描述中所使用的，术语“包括”，“包含”，“包括”，“包括”，“具有”或其任何其他变型旨在覆盖非排他性的包含。例如，除非另有说明，否则包含一系列元素的过程，方法，物品或设备不一定仅限于那些元素，还可以包括未明确列出或此类过程，方法，物品或服务固有的其他元素。

此外，除非明确说明相反，否则“或”是指包括性的而不是排他性的“或”。例如，条件A或B由以下条件之一满足：A为真（或存在），B为假（或不存在），A为假（或不存在），B为真（或存在），并且A和B都为真（或存在）。

另外，使用“一个”或“一种”来描述本文的实施方式的元件和组件。这样做仅仅是为了方便并给出本发明构思的一般含义。该描述应被理解为包括一个或多个，并且单数形式也包括复数形式，除非显而易见的是另有说明。此外，除非明确相反地指出，否则使用术语“多个”意在传达“多个”。

如本文所使用的，对“一个实施例”，“一个实施例”，“一些实施例”，“一个例子”，“例如”或“一个例子”的任何引用表示在此描述的特定元件，特征，结构或特性。与实施例的连接包括在至少一个实施例中。例如，说明书中各个地方出现的短语“在一些实施例中”或“一个示例”不一定全部指的是同一实施例。

如本文所用，术语“钻井液”或“钻井液”是指旋转钻井中使用的循环液以在钻井操作期间执行各种功能。

现在参考附图，特别是图1至图4。参照图1和图2，其中示出了根据本文公开的发明构思构造的阀组件10的实施例。一般情况下，阀组件10包括阀11，致动器安装套件16，以及致动器17可操作地连接到阀11，并通过所述致动器安装套件支承16。阀11包括阀体12，阀构件14阀芯15设置在阀体12中以在打开位置（图3）和关闭位置（未示出）之间旋转，并且阀杆15连接有手柄（未示出）以在打开位置（图3）和关闭位置之间旋转阀构件14。位置和关闭位置。阀体12可包括第一阀体12一和第二阀体12b。第一阀体12一个设置有第一孔22和第一端24。第二阀体图12b中设置有第二孔26和第二端28。第一端部24在第一阀体的12一被连接到第二端28的第二阀体的12b，以形成阀体12，使得第一孔22与第二连通孔26。第一阀体12一个可连接到第二阀体1b带有诸如螺栓的连接构件（未示出）。

现在参考图3，在阀的一个实施例11，第二阀体12b上设置有孔38从阀室向上延伸46形成在第二孔26的第二阀体的12b。孔38构造成接收阀杆15的至少一部分。阀杆15设有一对平行的平坦表面42，该平坦表面42留下弯曲表面44。在阀杆15的外表面上在平坦表面42之间（图2和3）。

如图1所示，3阀构件14具有中心孔50，其与第一孔对齐22和第二孔26在阀构件的打开位置14通过阀，以允许流体的通道11，当阀构件14是在打开位置。在阀构件的闭合位置14，座椅组件51一或51b接合阀构件的外表面14阀体组件12的内表面和阀体组件的内表面形成不透流体的密封，从而破坏了第一孔22和第二孔26之间的流体连通。阀构件14具有用于容纳阀杆15的远端的外部狭槽52。外部狭槽52的尺寸相对于杆成一定尺寸，以当阀构件14旋转至关闭位置时允许阀构件14在轴向上移动。因此，阀构件14在此所示的阀是本领域已知的“浮动”阀构件或阀球的类型。

合适的密封件56装配在阀杆15的中心部分周围的配合凹槽中，以防止通过阀杆15周围的孔38从阀室46泄漏。

现在参考图1至图4。参照图1-6，在一个实施例中，致动器安装套件16设置有安装支架70，阀杆驱动器72，防风雨密封件74，开口挡圈76，对准衬套78和阀杆驱动器密封件80。连结件，例如U型螺栓83和多个螺母85。

如图1所示，3安装支架70的致动器安装套件的16安装在第二阀体12b中的狭槽66形成在第二阀主体的外表面12b具有杆孔68与孔基本对准38的第二阀体12b。安装支架70在图1和2中更详细地示出。5和6。如图所示。5和6中，安装支架70通常为矩形形状，并且设置有阀杆孔68，一个埋头孔82中的阀杆孔68，一个舌90，底部92，顶部部分94具有驱动器孔95，多个安装孔96和多个致动器安装孔98。

安装支架70的舌片90具有预定的宽度，并且从安装支架70的底部92的下表面向外延伸预定距离。舌90的形状和尺寸与所述槽配合66第二阀体的12b。一对支撑肩部91沿着舌片90的侧面延伸。如美国专利No.在美国专利号5,323,805中，槽66通过引用整体并入本文。设置成可配对地容纳锁定板。在使用中，止动板定位在狭槽66中并且环绕阀杆15。止动板具有至少一个与孔隔开的锁定开口。锁定板与止动板平行地固定在阀杆15上，以在阀的打开和关闭期间与阀杆15一起旋转。锁定板具有至少一个穿过其中的锁定开口，该锁定开口定位成当阀处于完全关闭或完全打开的位置时与止动板中的锁定开口配合，从而可以将诸如锁或密封件的固定构件插入该锁定构件中。开口将阀门固定在所需位置。

在示出的实施例中，杆孔68的安装支架的70通过底部部分的中央部分延伸92的安装支架的70和舌90。杆孔68可构造成容纳阀杆15的至少一部分。驱动器孔95与杆孔68对准并且被构造成通过顶部94接收阀杆驱动器72的一部分。。在一些实施例中，杆孔68可具有用于容纳阀杆15的第一直径，并且驱动器孔95可具有用于容纳阀杆驱动器72的第二直径。

安装支架70的多个安装孔96延伸穿过舌片90和安装支架70的底部92，并与孔68对准。安装孔96的尺寸，以允许在U形螺栓的螺纹端83穿过并且将安装支架固定70到第二阀体12b用螺母85（如所示的图1和图4）。

安装支架70的多个致动器安装孔98的尺寸和布置可以被设置成允许致动器17通过诸如螺栓（未示出）的固定装置被安装并固定到安装支架70的上部94。

再次参照图1至图4。参照图2和图3，致动器安装套件16的防风雨密封件74具有向内突出并定位成与阀杆15的平坦表面42接合的一对肩部（未示出），使得当阀杆15被转动时，天气密封件74也被转动。

对准衬套78被固定到阀杆15由分割保持环76安装在配合凹槽的弯曲表面44在阀杆的外表面的15。对准衬套78具有与孔68的第一直径基本相同的外径。从图2中可以看出，如图3所示，对准衬套78的底表面与阀体32的槽66所提供的平坦表面相邻。并将阀杆15对准安装支架70的孔68。

阀杆驱动器72为大致圆筒形，并具有形成在一端中的致动器连接部100，形成在相对端中的阀杆连接部101（图2）以及阀杆驱动器密封件80。致动器连接部分100可以被构造成与致动器轴（未示出）配合并且可以形成如图1所示的正方形。1。阀杆驱动器72的致动器连接部分100从端部向上延伸预定的距离，并且被配置为接收至少阀杆的一部分15，以允许所述阀杆的旋转15时，阀杆的驱动程序72被旋转时，例如，由致动器，从而移动所述阀构件14在打开位置或关闭位置之间。

阀杆驱动器密封件80装配在阀杆驱动器72的一部分周围的配合凹槽中，以防止流体和/或碎屑进入阀杆驱动器72周围的孔68。

安装支架70和阀杆驱动器72可以设置有相应的阀位置指示器标记在一个实施例中，阀杆驱动器72设置有标记104一和104b指示打开和关闭分别，。这样的标记以90°的间隔隔开。该标记104一和104b是对准用标记106上的安装支架70，以提供阀的位置的视觉指示。

为了利用致动器17使阀11自动化，首先将止动板和止动板从阀上移除。然后可以将对准衬套78安装在阀杆15上。安装支架70通过阀杆15延伸穿过孔68并且舌片90与狭槽66配合地连接到阀体12。沉孔82容纳对准衬套78。安装托架70可以固定到第二阀体12b与U形螺栓83。风雨密封件74然后可以定位在阀杆15上方。

阀杆驱动器72的阀杆连接部分101然后以致动器连接部分100延伸穿过驱动器孔69的方式与阀杆15接合。然后，致动器17连接至安装支架70的上部94，并与致动器连接部100配合。

在诸如图1至图4中所示的实施例中。1-6，阀杆的对准15在孔68与对准衬套78确保了安装托架70与第二阀体对准12b。该对准又确保了阀杆驱动器72的纵向轴线与阀杆15的纵向轴线基本对准。另外，将安装支架70的舌状物90装配在插槽66中第二阀体的12b防止安装支架的旋转运动70，当致动器施加旋转运动到所述阀杆驱动器72继而施加旋转运动到阀杆15。这些特征共同作用以确保致动器17不会将离轴运动施加到阀杆15，这可能会损坏阀组件10的一个或多个部件。

尽管阀组件10在本文中被描述为具有第一和第二阀体12一和12b被固定在一起以形成阀体12，但是应当注意，在一些实施例中，阀组件10可设置有不同的阀体设计，例如与美国专利No.5,235,650中所示和所述的相似的整体式设计。根据美国专利No.5,323,805，只要安装支架可以以防止安装支架相对于阀体旋转的方式与阀体接合或锁定到阀体。

还应当注意，尽管阀组件系统10在本文中已被示出和描述为球形阀，但是当前公开的构思可应用于所有类型的旋转控制阀。

从上面的描述中，很明显，本文公开的发明构思非常适合于实现目的并获得本文提及的优点以及本文公开的发明构思固有的优点。尽管已经出于本公开的目的描述了本文公开的发明构思的当前优选实施例，但是应当理解，可以进行许多改变，这些改变将容易地向本领域技术人员表明，并且在本发明的范围和覆盖范围内完成。本文公开和要求保护的发明构思。

Claims (10)

1.一种用于将自动阀致动器安装到阀上的致动器安装套件，所述阀具有阀体，在打开位置和关闭位置之间可旋转地设置在所述本体的孔内的阀构件以及在轴颈中轴颈连接的阀杆，阀体的孔并连接在阀构件上以使其旋转，该阀体还具有外表面，该外表面在孔周围具有狭槽，该致动器安装套件包括：可连接到阀体的安装支架，该安装支架具有底部和顶部，该底部具有杆孔，当安装支架连接到阀体和带有下表面的下表面时，阀杆穿过该孔，当安装支架连接到阀体时，舌部与阀体的狭槽匹配地接合，该上部具有与杆孔对准的驱动器孔，和杆驱动器，其第一端可与阀杆配合，第二端可延伸穿过驱动器孔，当执行器连接至阀杆的上部时，致动器可与杆驱动器的第二端配合。

2.根据权利要求1所述的致动器安装套件，其中，所述安装支架和所述杆驱动器具有对应的阀位置指示器标记。

3.根据权利要求1所述的致动器安装套件，还包括连接器，所述连接器被连接成可围绕所述阀体定位并且连接至所述安装支架。

4.根据权利要求3所述的致动器安装套件，其中，所述连接器是可围绕所述阀体定位并固定到所述安装支架的下部的U形螺栓。

5.根据权利要求4所述的致动器安装套件，其中，所述安装托架的下部在所述舌片的相对端上具有用于容纳所述U形螺栓的端部的一对孔，所述一对孔与所述杆孔对准。

6.根据权利要求1所述的致动器安装套件，其中，所述杆孔具有从下侧开始的沉孔，并且其中，所述致动器安装套件还包括定位衬套，所述对准衬套定位在所述沉孔中，并且当所述安装支架连接至所述阀杆时可以围绕所述阀杆定位。

7.一种阀组件，包括：阀，包括：阀体，其具有上游端面，下游端面，贯穿所述端面延伸的孔而与所述端面相交，以及形成在其中的孔与所述孔相交，阀构件，其布置在阀体的孔中，位于端面之间，并且可从其中孔打开的位置旋转到其中孔关闭的位置；和阀杆，其轴颈支承在阀体的孔中，并在其内端连接到阀构件以使其旋转；其中所述阀体具有外表面，所述外表面在孔周围设有狭槽：执行器安装套件，包括：连接到阀体的安装支架，该安装支架具有底部和与底部隔开的顶部，该底部具有杆孔，阀杆延伸穿过该杆孔，并且下表面具有与该阀杆相配合的舌片，阀体的狭槽，上部具有与杆孔对准的驱动孔，和杆驱动器，其第一端与阀杆配合，第二端延伸穿过驱动器孔，和自动致动器安装在安装支架的顶部并与杆驱动器的第二端配合。

8.根据权利要求7所述的阀组件，其中，所述安装支架和所述杆驱动器具有对应的阀位置指示器标记。

9.根据权利要求7所述的阀组件，其中，所述致动器安装套件还包括连接器。

10.根据权利要求9所述的阀组件，其中，所述连接器是围绕所述阀体定位并固定至所述安装支架的下部的U形螺栓。