CN111587339A - 具有快速移动功能的阀驱动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有快速移动功能的阀驱动机构，其包括旋转驱动输入端(3)、与旋转驱动输入端(3)连接或者由旋转驱动输入端(3)构成的丝杠(5)、滑动件，所述滑动件与所述丝杠螺纹啮合，以便构成螺旋传动装置，其中，滑动件与阀体(32)机械连接或能机械连接并且能沿纵轴线(6)的方向移动。本发明的特征在于，设有轴承壳体(11)，所述丝杠(5)能够围绕所述纵轴线(6)旋转地并且沿纵轴线(6)的方向位置固定地支承在所述轴承壳体中；并且所述轴承壳体(11)借助于能松开的锁定装置(13)克服快速移动弹簧的预紧力地被保持，以防沿纵轴线(6)的方向移动。

Description

具有快速移动功能的阀驱动机构

本发明涉及一种具有快速移动功能(或者说快速动作功能)、尤其是快速关闭功能的阀驱动机构和一种具有这样的阀驱动机构的阀以及这样的阀驱动机构的应用。

具有快速关闭功能的阀或用于这种阀的阀驱动机构例如用在蒸汽涡轮机中，以便在卸载时能够尽可能迅速地停止向蒸汽涡轮机的蒸汽输入。这样的快速关闭阀或者用于快速关闭阀的阀驱动机构如本发明根据一种实施方式所涉及的那样只具有快速关闭功能，而不具有另外的调节或控制功能，因此，为了实现调节或控制，快速关闭阀需要与调节或控制阀串联连接。在另外的应用中，如本发明同样涉及的那样，该阀设计为所谓的组合阀，并且阀驱动机构相应地具有调节或控制功能以及提到的快速关闭功能。

因此，在阀驱动机构中，如本发明所涉及的那样，在首先提到的情况下，阀体能够通过阀驱动机构在阀的完全关闭位置和阀的完全打开位置之间移动可能就足够了，而在第二种应用情况下，阀体通过阀驱动机构还能被置入处于完全关闭状态和完全打开状态之间的稳定的中间位置中，以便可变地调节流动横截面。

根据现有技术的具有快速关闭功能的阀驱动机构具有蓄力器、在此称为快速关闭弹簧，该快速关闭弹簧在快速关闭被触发时施加所需要的操作力，以便将阀迅速地移动到关闭位置中。快速关闭弹簧持久地朝阀驱动机构的关闭位置的方向或者说朝阀驱动机构的关闭运动的方向起作用并且在调节过程中通过阀体的相应移动或多或少地被夹紧。为了确保在快速关闭情况中阀足够快且可靠地关闭，快速关闭弹簧具有相当大的关闭力，因此在阀体的移动中所述关闭力需要持久地被克服或保持。只要使用液压操作的阀驱动机构，快速关闭弹簧的这种较高的关闭力就不成问题。例如专利文献DE 10 2013 003 976公开了具有液压执行器的快速关闭阀的例子。

为了避免用于液压工作的快速关闭阀的巨大的系统和维护耗费，建议了机电式驱动机构，其中，借助于电动机通过合适的螺旋传动装置移动阀体，该螺旋传动装置将电动机的旋转运动转化为线性运动。在专利文献EP 2 110 592 A2和DE 44 46 605 A1中公开了实施例。这些实施方式的缺点是，在移动阀杆时，电动机在此需要持久地抵抗确保快速关闭功能的快速关闭弹簧的关闭力进行工作。因此，电动机需要设计得相应较强并且能够长时间保持该关闭力。

专利文献EP 0 981 001 A2公开了一种具有快速关闭功能的阀驱动机构，其中，该阀驱动机构由电动机通过线性执行器驱动并且规定，在阀的常规的调节功能中，快速关闭弹簧的弹簧力与电动机的移动力脱耦。因此，电动机通过线性执行器沿着纵轴线移动主轴，以便由此使阀体相应地沿该纵轴线的方向移动。该主轴通过快速关闭机械装置连接在阀杆上，其中，快速关闭机械装置在锁定位置中将主轴与阀杆形状配合地连接并且在过渡到快速关闭位置中时取消锁定，从而使快速关闭机械装置的两部分通过预紧的快速关闭弹簧的力移动离开彼此，以便使阀杆远离主轴地移动并且由此关闭阀。由于锁定机械装置独自地通过在锁定位置中的锁定阻断快速关闭弹簧的弹簧力，因此该弹簧力不加载在驱动机构上。该实施方式的缺点是，用于可靠地保持快速关闭弹簧的弹簧力的机械装置相对复杂，其中，同时需要确保可靠地触发快速关闭功能并且将该机械装置可靠地带入其被锁定的位置中。

从所引用的快速关闭弹簧的力与驱动力在未触发的快速关闭状态中脱耦的现有技术出发，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种阀驱动机构，该阀驱动机构的结构在机械上较不复杂并且因此在实践中更可靠地工作。此外，该结构的突出之处应该在于紧凑且相对廉价的构造。

按照本发明的技术问题通过具有权利要求1的技术特征的阀驱动机构解决。在其它权利要求中记载了本发明的优选和特别适宜的设计方案以及阀和按照本发明的阀驱动机构的应用。

按照本发明的阀驱动机构包括旋转驱动输入端和连接在旋转驱动输入端上或者由该旋转驱动输入端构成的丝杠。丝杠与滑动件或者说滑块啮合，以便构成螺旋传动装置。因此，旋转驱动输入端处的旋转运动被转化为滑动件的线性运动，其中，滑动件能够沿着纵轴线移动。

滑动件与阀体机械连接或能机械连接，以便通过滑动件的移动沿纵轴线的方向相应地将连接的阀体相对于阀座移动，以便打开和/或关闭阀。

阀驱动机构具有快速移动功能，该快速移动功能设计为快速关闭功能或快速打开功能。因此，阀驱动机构在触发情况中能被突然移动，以便将连接的阀带到或者说置入关闭位置或打开位置中。

根据一种实施方式，阀设计为开关阀，也就是阀体只能在阀的完全打开位置和阀的关闭位置之间移动，而没有稳定的中间位置，或者阀设计为控制或调节阀，其中，阀体能附加地移动到处于阀的打开位置和关闭位置之间的稳定的中间位置中。在第一种情况中，阀驱动机构相应地只具有快速移动功能、尤其是快速关闭功能，在第二种情况中，阀驱动机构附加地具有控制或调节功能。

按照本发明，阀驱动机构包括轴承壳体，所述丝杠围绕所述纵轴线可旋转地并且沿纵轴线的方向位置固定地支承在所述轴承壳体中。这意味着，丝杠在轴承壳体内或相对于轴承壳体沿纵轴线的方向、即丝杠的轴向方向不移动。

所述轴承壳体借助于可松开的锁定装置克服快速移动弹簧、尤其快速关闭弹簧的预紧力地被保持以防沿所述纵轴线的方向移动。因此，为了阀的快速关闭或快速打开可以松开锁定装置并且整个轴承壳体连同支承在轴承壳体中的丝杠可以被释放的快速移动弹簧的力驱动地沿纵轴线的方向移动。同时，锁定装置在锁定状态中防止快速移动弹簧的预紧力作用在旋转驱动输入端上。

由于整个轴承壳体能通过快速移动弹簧的弹簧力移动，所以可以省去锁定装置的复杂结构。因此例如可以将锁定装置设置在轴承壳体的外部，在那里有相应的安装空间可供使用。但优选地，锁定装置沿径向位于快速移动弹簧内，所述快速移动弹簧由于其相应地径向更靠外的布置可以具有相对较大的直径并且因此可以设计得特别强。

优选地，轴承壳体包括空心柱体或者由空心柱体构成，所述空心柱体包围支承部位、尤其滚动轴承和所述丝杠的至少一个轴向区段，该轴向区段支承在支承部位中。因此，丝杠例如可以具有支承在支承部位中并且不具有螺纹的第一轴向区段以及连接的具有螺纹、尤其外螺纹的第二轴向区段，滑动件以相应的配合螺纹、尤其内螺纹布置在第二轴向区段上，以便移动滑动件。

快速移动弹簧例如设计为压力弹簧或螺旋压力弹簧并且如所述那样优选在径向外部包围轴承壳体。但原则上快速移动弹簧设置在轴承壳体的径向内部的设计方案也是可行的。

按照本发明的一个实施例，所述锁定装置包括至少一个钩形的锁定件，所述锁定件能沿径向方向这样相对于所述轴承壳体移动，使得所述锁定件在第一位置、锁定位置中形状配合地啮合到所述轴承壳体中并且在第二位置、快速移动位置、尤其是快速关闭位置中解除或者说取消在轴承壳体中的啮合，因此在所述快速移动位置或快速关闭位置中，轴承壳体通过快速移动弹簧的预紧力加载地沿纵轴线的方向移动。优选地，钩形的锁定件在锁定位置中沿径向从外部啮合到轴承壳体中。

按照本发明的一种实施方式，设有分布在所述轴承壳体的周向或者说外周上的多个钩形的锁定件。

例如设有沿径向方向包围至少一个钩形的锁定件的控制环，所述控制环能沿纵轴线的方向在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，所述控制环阻止至少一个锁定件从锁定位置移动到快速移动位置中，在第二位置中，所述控制环允许锁定件从锁定位置移动到快速移动位置中。如果设有多个锁定件，则这些锁定件优选共同地由同一个控制环包围。

所述至少一个锁定件优选设计为自动打开的锁定件。这意味着，当快速移动弹簧沿纵轴线的方向对轴承壳体施加力并且例如由于控制环已相应地被移动而解除了对至少一个锁定件的防止其从锁定位置移动到快速移动位置中的阻挡时，单单快速移动弹簧的预紧力以及锁定件与轴承壳体之间的作用面的造型足以将锁定件移动到快速移动位置中。

控制环例如被磁性执行器克服弹簧力地保持在控制环的第一位置中，以便在该位置中将锁定件阻挡在锁定位置中。

可以设置产生用于控制环的弹簧力的弹簧储能器，其中，所述弹簧储能器优选包括弹簧系统，所述弹簧系统具有至少一个第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和第二弹簧例如具有彼此不同的弹簧变形曲线或者说弹簧特性曲线，其中，第一弹簧只在第二弹簧的部分行程范围上起作用，以便在所述控制环从其第一位置移动到第二位置中时产生相对增强的挣脱力。例如，弹簧系统包括作为第一弹簧的至少一个碟形弹簧和作为第二弹簧的至少一个螺旋压力弹簧。

按照本发明的一种实施方式，所述旋转驱动输入端包括输入轮、尤其是输入齿轮，所述输入轮通过插塞连接装置与所述丝杠连接，其中，所述丝杠沿纵轴线的方向可移动地支承在所述插塞连接装置中，以便当快速移动、尤其是快速关闭被触发时与轴承壳体共同地相对于输入轮被移动。

所述至少一个钩形的锁定件可以尤其能够围绕相对于所述纵轴线沿切向定向的旋转轴线旋转，并且在所述锁定位置中，所述至少一个钩形的锁定件可以作用在轴承壳体上的固定点处，其中，所述固定点位于与所述旋转轴线不同的、例如比所述旋转轴线更小的直径上。由此可以尤其容易地实现所呈现的作为自动打开式锁定件的实施方式。

优选地，所述滑动件能够至少间接地沿所述纵轴线的方向被支撑，并且在所述滑动件的支撑状态中，通过对丝杠的驱动和因此通过轴承壳体沿纵向方向的移动，所述快速移动弹簧能被夹紧。滑动件的支撑可以例如间接地通过阀体在阀壳中、尤其在阀座上的支撑实现。可以考虑替代的支撑方式。

按照本发明的一种实施方式，所述轴承壳体沿纵轴线的方向可移动地支承在支撑管中，所述支撑管具有用于连接阀壳的轴向端部。因此，支撑管可以刚性地连接在阀壳上，尤其是空心柱体形式的轴承壳体可以刚性地连接在阀体上。支撑管有利地在轴承壳体的径向外侧上包围轴承壳体，即，支撑管具有比轴承壳体、尤其是轴承壳体的空心柱体更大的直径。至少一个锁定件可以优选支承在支撑管上、有利地支承在支撑管的外侧上，以便沿径向从外侧尤其穿过开设在支撑管中的留空部、例如长孔啮合在轴承壳体中。

所述控制环可以为了夹紧快速移动弹簧而能够与轴承壳体共同地沿纵向方向移动并且因此能够移动到所述至少一个锁定件上方以便在锁定位置中阻挡锁定件。

为此，所述至少一个锁定件优选在朝向控制环的表面上具有相对于纵轴线的斜面，控制环作用在该斜面上，和/或所述控制环在朝向锁定件的表面上具有相对于纵轴线的斜面，控制环通过该斜面作用在所述至少一个锁定件上。因此，通过沿纵向方向移动控制环，锁定件可以被控制环移动到其与轴承壳体啮合的锁定位置中。

按照本发明的一种实施方式，在轴承壳体上固定有弹簧座或者说弹簧座圈，所述弹簧座在支撑管的径向外周上包围支撑管。在这种情况下，快速移动弹簧可以支撑在该弹簧座上，以便通过弹簧座将快速移动弹簧的弹簧力传递到轴承壳体上。例如在支撑管中设有沿纵向方向延伸的长孔，弹簧座通过相应的杆、销钉或螺栓穿过这些长孔固定在轴承壳体上。快速移动弹簧的另一轴向端部可以尤其支撑在阀驱动机构的壳体中和/或支撑管的凸缘上。

按照本发明的特别优选的实施方式，所述锁定装置在控制环和尤其磁性执行器的旁边具有轴向滑动件，所述轴向滑动件连接在控制环上以便移动控制环，其中，所述轴向滑动件沿纵向方向位于所述弹簧座的旁边并且在阀驱动机构的运行状态中、即在快速移动、尤其快速关闭触发之前与弹簧座形成轴向间隙，所述轴向滑动件能移动到所述轴向间隙中，以便将控制环从第一位置移动到第二位置中。

特别优选地设置运输保险措施，其可以如下地建立：通过对丝杠的驱动，所述弹簧座能够沿纵轴线的方向移动直到当控制环位于第一位置、即控制环将至少一个锁定件阻挡在锁定位置中的那个位置中时弹簧座止挡在所述轴向滑动件上。通过移动弹簧座使其靠在轴向滑动件上又将控制环锁止或者说阻挡在第一位置中，因此控制环不再能释放至少一个锁定件。丝杠的往回旋转产生弹簧座和轴向滑动件之间的轴向间隙，从而运输保险措施被解除，并且快速移动功能、尤其快速关闭功能重新激活。

按照本发明的一种实施方式，设有测试装置，以便在不很大程度地损害阀的功能性的情况下或在阀的连续运行中测试快速移动功能、尤其快速关闭功能。尤其地，该测试可以在阀完全打开的情况下、即在阀体完全从阀座上抬起的情况下实施。所述测试装置包括能够选择性地操作的测试执行器，所述测试执行器能被操作进入轴承壳体的移动行程或者说移动路线当中来阻挡轴承壳体，所述测试执行器尤其能与所述滑动件形成机械啮合，以便在锁定装置松开后阻止轴承壳体的完全移动并且只允许借助于快速移动弹簧产生的初始移动。因此，作为对在“真正的”快速移动、尤其快速关闭中设置的阀体在阀座上的止挡或另外的“标准运行止挡”的补充，提供测试止挡，该测试止挡允许测试性地松开锁定装置，但在这种情况下阀不关闭。

这样的测试执行器可以例如包括推杆，该推杆能沿相对于纵轴线的径向方向被电磁地、气动地、液压地或以其它方式操作，该推杆啮合在轴承壳体中的或者连接在轴承壳体上的构件中的相应的径向留空部中，其中，该留空部优选设计为长孔。如所述那样还可以作用在滑动件上。

根据替代的设计方案，测试执行器具有棘爪机械装置，棘爪机械装置例如又具有一个或多个沿径向方向可移动的钩形的锁定件，这些钩形的锁定件能够选择性地至少间接地被置入轴承壳体的移动行程中，以便形成用于轴承壳体的移动的测试止挡。

按照本发明的具有快速移动功能、尤其是快速关闭功能的阀具有阀壳和阀体，所述阀壳构造有阀座，所述阀体能相对于所述阀座移动，以便在完全打开位置和完全关闭位置之间调节或可变地调节形成于阀座和阀体之间的流动横截面，其中，按照本发明的阀驱动机构的滑动件与阀体连接。

优选地，按照本发明的阀驱动机构用于操作阀，通过所述阀控制或调节蒸汽流、气流、水流、油流或压缩空气流。此处还理解为具有提到的多种介质的份额的介质流或具有提到的多种介质中的至少一种介质的混合物。

通过按照本发明地在快速移动、尤其快速关闭时沿轴向移动轴承壳体，可以实现可靠且快速地工作的系统，并且当阀设计为组合阀时在控制或调节运行中不干预阀驱动机构的调节运动的机理。通过钩形的锁定件的优选布置方式以及与杠杆长度协调地选择旋转点和固定点，产生用于锁定件的较小的压制力，该压制力同时能够保持快速移动弹簧的较大的弹簧载荷。尤其产生处于快速移动弹簧的弹簧力的0.01至0.03倍的范围内的压制力。

用于移动控制环的磁性执行器可以优选地包括电控的提升磁体(Hubmagneten)，其中，在提升磁体不通电时，控制环通过尤其是弹簧系统的弹簧力被移动到控制环的第二位置中，以便释放至少一个锁定件。

由于快速移动弹簧在伺服驱动机构的常规调节运行中不一同移动，因此快速移动弹簧在快速移动、尤其快速关闭时总是从其完全夹紧的状态被释放。另外，在快速移动、尤其快速关闭的触发开始时，与滑动件的位置无关地总是快速移动弹簧的全部弹簧力起作用。

为了在快速移动、尤其快速关闭时缓冲碰撞力，优选设置至少一个缓冲器，轴承壳体至少间接地止挡在该缓冲器上。例如设置有多个并联连接的机械缓冲器，这些缓冲器尤其具有近似线性的特性曲线，通过这些缓冲器可以确定在快速移动、尤其快速关闭时的关闭时间。

优选地，为了可靠地控制阀驱动机构，将锁定装置的轴向滑动件移动超出锁定装置的卡锁点，也就是说，即使锁定件已处于其锁定位置中，但移动还继续进行，直到轴向滑动件到达参考位置，随后通过对丝杠的驱动，轴向滑动件又从该参考位置回到初始的工作位置中。当例如轴向滑动件止挡在磁性执行器上时，该参考位置可以例如通过电磁体的闭合(Schlieβen eines Elektromagneten)或与此相关联的电流下降被识别到。

可以设置电子控制装置，该电子控制装置控制阀驱动机构的位置调节和驱动控制。电子控制装置可以适当地调节快速移动弹簧的预紧力，此外还可以调节锁定装置的锁定和合适的零点位置，即阀驱动机构投入运行之后和/或在快速移动、尤其快速关闭触发之后的初始工作位置。

为了协调滑动件的位置，可以在缓慢移动模式(或者说缓行模式)中驱动所述阀驱动机构。在到达阀的关闭位置后，可以通过检测驱动电动机中的电流上升来记录正确的关闭位置。随后可以将驱动机构移动到其完全打开的位置中，并且重新通过检测所需要的电动机电流来记录在完全打开的位置中的止挡。尤其地，当在该状态中快速移动弹簧完全夹紧并且控制环贴靠在磁性执行器(保持磁体)上时，可以开启磁性执行器，以便保持至少一个锁定件和与之相关的在轴承壳体中的机械啮合。

如果这时将驱动机构朝反方向移动，则离开机械止挡，并且在只较小的、通常只为数毫米的移动距离内，可检测到的电动机电流下降到可参数化的阈值以下。这时，快速移动弹簧的弹簧力只由锁定装置保持。

优选地，这时可以进行或经过阀驱动机构的沿关闭方向的参数化的工作行程，以便使电动机电流再次升高超过可参数化的阈值。在这种情况下到达了阀驱动机构的内部机械止挡或者连接的阀、例如蒸汽阀的机械止挡。因此可以进行实际位置测量的置零并且可以允许常规运行，以便根据预先规定的额定值将阀驱动机构移动到确定的行程位置中。

以下将根据实施例和附图示范性地描述本发明。

在附图中：

图1示出按照本发明的阀驱动机构的一个实施例；

图2示出图1中的在锁定装置的区域中的局部；

图3示出测试装置的实施例；

图4示出测试装置的另一实施例；

图5示出具有相应的阀驱动机构的阀的示意图。

在图1中示出的阀驱动机构由电动机1驱动。在此，电动机1通过传动装置、此处为端面啮合装置驱动所述阀驱动机构的旋转驱动输入端3的输入轮2。在所示的实施例中，输入轮2具有相应的外齿部。

输入轮2通过插塞啮合装置4与丝杠5驱动式地连接。在所示实施例中，插塞啮合装置4沿纵轴线6的方向具有这样的长度，使得丝杠5可以沿纵轴线6的方向远离输入齿轮2地移动，而输入轮2与插塞啮合装置4的啮合不脱开。

丝杠5在背离插塞啮合装置4的轴向端部上具有外螺纹7，该外螺纹7与滑动件9的内螺纹8啮合。滑动件9是扭转止动的、例如通过棱键在支撑管12中防扭转地止动。因此，通过旋转驱动丝杠5，滑动件9根据旋转方向沿纵轴线6的方向移动。因此，丝杠5和滑动件9构成螺旋传动装置，以便将旋转运动转化为线性运动。

在滑动件9上连接有用于在图1中未详细示出的阀体的执行器或者直接连接有相应阀体的阀杆，因此阀体与滑动件9共同沿纵轴线6的方向移动。

丝杠5在位于插塞啮合装置4和外螺纹7之间的轴向区段中通过构造有轴向和径向轴承的支承部位10支承在轴承壳体11中。在所示实施例中，轴承壳体11包括空心柱体，该空心柱体沿纵轴线6的方向可移动地支承在支撑管12中。因此，轴承壳体11可以与支承部位10、支承在其中的丝杠5、支承在丝杠5上的滑动件9和此处未详细示出的阀体一起沿纵轴线6的方向移动。

只要锁定装置13不松开，轴承壳体11就被锁定装置13阻止在纵轴线6的方向上进行这样的移动。而当锁定装置13松开时，快速关闭弹簧(一般性地快速移动弹簧)14沿纵轴线6的方向远离输入轮2地按压轴承壳体11并且因此将轴承壳体11压向此处未示出的阀体或配属于该阀体的阀座，以便关闭所述阀，其中，快速关闭弹簧在一侧支撑在承载支撑管12的阀驱动机构壳体15上并且在另一侧支撑在刚性地固定在轴承壳体11的弹簧座16上。这就是阀驱动机构或者由阀驱动机构驱动的阀的所谓快速关闭。

而在常规的调节状态中，锁定装置13将快速关闭弹簧14保持在其预紧状态中并且将轴承壳体11保持在轴承壳体11的在图1中示出的未移出的位置中，并且单单通过移动滑动件9来移动阀体，滑动件9的移动借助于丝杠5的通过输入轮2引入的旋转运动进行。

在所示实施例中，快速关闭弹簧14在支撑管12和轴承壳体11的径向外周上包围它们。因此，快速关闭弹簧14可以设计具有相对较大的直径。在所示实施例中，锁定装置13也完全位于快速关闭弹簧14内。

设有缓冲器36，所述缓冲器36在快速关闭的情况中缓冲轴承壳体11沿纵轴线6的方向的运动。一个缓冲器36可以是足够的。至少一个缓冲器36优选能够作为磨损件被更换。为此，所示的在丝杠5的轴向端部的区域中的定位是合适的。在所示实施例中，至少一个缓冲器36在与快速关闭弹簧14轴向相反的一侧上作用在弹簧座16上，并且通过相反的轴向端部例如作用在阀驱动机构壳体15上和/或支撑管12上的凸缘处。

下面将借助在图2中示出的图1中的局部阐述锁定装置13。由此在所示实施例中，锁定装置13具有至少一个、优选多个钩形的锁定件17。钩形的锁定件17例如沿周向彼此齐平地分布定位在轴承壳体11的周向上。下面将借助在图2中的轴向区段中示出的一个锁定件17阐述锁定件17的功能。锁定件17具有相对于纵轴线6或轴承壳体11沿切向延伸的旋转轴线18，锁定件17能够通过该旋转轴线18相对于轴承壳体11沿径向运动。在图2所示的锁定位置中，锁定件17沿径向从外部啮合在轴承壳体11中并且在由轴承壳体11中的轴向止挡构成的固定点19处固定轴承壳体11，以防轴承壳体11由于快速关闭弹簧14的预紧力沿纵轴线6的方向移动。固定点19尤其定位在比旋转轴线18更小的直径上。锁定件17在轴承壳体11中的啮合可以穿过支撑管12中的留空部、例如长孔进行。

锁定件17自身又被控制环20阻挡，控制环20沿径向从外部搭叠在锁定件17的轴向端部上并且由此防止锁定件17通过围绕旋转轴线18的旋转沿径向向外运动。在此，控制环20或如图所示锁定件17可以具有在示出的轴向区段中相对于纵轴线6倾斜延伸的表面21，该表面21实现了，当控制环20沿纵轴线6的方向被推套在锁定件17上时，锁定件17被沿径向向内压，以便与固定点19产生接触。

而当控制环20朝远离锁定件17的方向被推移并且在锁定件17的径向外侧上释放锁定件17时，因为锁定件17设计为自动打开的锁定件，也就是说，在固定点19中彼此相对置的表面非自锁地布置，因此锁定件17不能保持快速关闭弹簧14的压力并且会沿径向向外运动，从而释放轴承壳体11以便轴承壳体11沿着纵轴线6移动。

在轴向滑动件22被磁性执行器23的电磁力保持期间，控制环20通过与其连接的轴向滑动件22保持在控制环20的在图2中示出的第一位置中，在该第一位置中，控制环20将锁定件17保持在锁定位置中。磁性执行器23具有相应的绕组24，所述绕组24通过通电对磁性执行器23的吸动元件25施加磁力并且由此保持吸动元件25相对于磁性执行器23的端面贴靠或者间隔预设的最小间隙，其中，在该位置中，控制环20又在径向外部保持在锁定件17上。

而当磁性执行器23的磁力由于磁性执行器23例如切换为无电流而不再足够时，轴向滑动件22和与其连接的控制环20朝远离锁定件17的方向移动。所需要的移动力通过弹簧储能器26产生，所述弹簧储能器26例如首先产生相对较大的挣脱力，该挣脱力解除吸动元件25在磁性执行器23上的可能的粘连，并且随后弹簧储能器26产生相对较小的移动力，以便使吸动元件25沿纵轴线6的方向离开磁性执行器23。在所示实施例中，弹簧储能器26例如在一侧端面作用在轴向滑动件22上并且在另一侧作用在磁性执行器23的径向凸起上，磁性执行器又从外部固定在支撑管12上。

快速关闭弹簧14的夹紧可以特别简单地通过如下方式实现，即，借助于电动机1(参见图1)驱动丝杠5直到滑动件4至少间接地、例如通过阀体支撑在配合面、例如阀座上，从而通过继续旋转驱动丝杠5使丝杠5与轴承壳体11共同地朝旋转驱动输入端3的方向移动，与此同时，弹簧座16通过轴向滑动件22带动控制环20并且将控制环20推到锁定件17上方，从而使锁定件17沿径向向内移动到轴承壳体11中的设置用于锁定件17的留空部中。当随后丝杠5又稍微往回旋转时，锁定件17与固定点19接触，并且丝杠5处于其零位置中。

为了确保与锁定件17的相应位置和作用在锁定件17上的重力无关地将至少一个锁定件17可靠地带入轴承壳体11内的留空部中，可以设置弹性的复位弹簧，该复位弹簧从外向内对锁定件17施加径向力。复位弹簧可以例如作为压力弹簧37布置在锁定件的径向向外指向的凸起上并且可以支撑在阀驱动机构壳体15的部件上。

此外可以通过如下方式实现阀驱动机构的运输保险措施，即，一定程度地旋转丝杠5，直到弹簧座16度过或者说消除了轴向间隙27并且由此将控制环20强制地保持在锁定件17的径向外部，其中，当快速关闭触发时轴向滑动件22进入轴向间隙27中。

优选地设置例如具有舌簧触头的位置检测装置、尤其是电气的位置检测装置，该位置检测装置检测控制环20和/或轴向滑动件22的位置。因此可以例如在运输保险未解除期间避免阀驱动机构投入运行。这样的位置检测装置还可以用于阀驱动机构的校准。

在图3中示范性地示出测试装置28，该测试装置28具有测试执行器29，所述测试执行器29能够至少间接地被置入轴承壳体11的移动行程中来阻挡轴承壳体11，因此在测试执行器29激活时，轴承壳体11只能在其移动行程的一部分上移动。在所示实施例中，轴承壳体11具有相应的轴向延长部，测试执行器29形状配合地插入该延长部中。替代地，测试执行器29也可以相应地形状配合地插入滑动件9中。

测试装置28能够实现在阀打开的情况下、即在阀体未移动到阀座上的情况下对快速关闭进行测试。

在图4中示意性地示出相应的测试装置28的备选实施方式。在该设计方案中，测试执行器29设计为钩形的锁定件，所述钩形的锁定件可以相应地沿径向从外部穿过支撑管12插入，以便阻止轴承壳体11继续移动。在这种情况下，测试执行器29可以通过轴向的推杆31、例如电磁式推杆操作。

在图5中极示意性地示出具有相应的阀驱动机构的阀，该阀包括阀体32、具有阀座34的阀壳33和阀杆35。阀壳33刚性地连接在支撑管12上，阀杆35连接在滑动件4上。因此可以沿着纵轴线6实现在很大程度上同中心地对准或者说定向。

尽管上文借助具有快速关闭功能的阀驱动机构描述了本发明，但本发明还可以用于在触发情况中实现阀的快速或突然打开(快速打开功能)的阀驱动机构。相应地，例如锁定装置13和与其共同作用的构件可以定位在丝杠5的另一轴向端部上，使得快速关闭弹簧14的作用方向指向远离阀体32的方向，快速关闭弹簧14在这种情况下也可以称为快速打开弹簧。而旋转驱动输入端3和滑动件9可以保留在所示位置中。替代地也可以修改阀，以便实现快速打开功能。

附图标记列表

1 电动机

2 输入轮

3 旋转驱动输入端

4 插塞啮合装置

5 丝杠

6 纵轴线

7 外螺纹

8 内螺纹

9 滑动件

10 支承部位

11 轴承壳体

12 支撑管

13 锁定装置

14 快速移动弹簧/快速关闭弹簧

15 阀驱动机构壳体

16 弹簧座

17 锁定件

18 旋转轴线

19 固定点

20 控制环

21 表面

22 轴向滑动件

23 磁性执行器

24 绕组

25 吸动元件

26 弹簧储能器

27 轴向间隙

28 测试装置

29 测试执行器

30 延长部

31 推杆

32 阀体

33 阀壳

34 阀座

35 阀杆

36 缓冲器

37 压力弹簧

Claims (23)

1.一种具有快速移动功能的阀驱动机构，包括

1.1旋转驱动输入端(3)；

1.2连接在所述旋转驱动输入端(3)上或者由所述旋转驱动输入端(3)构成的丝杠(5)；

1.3滑动件(9)，所述滑动件(9)与所述丝杠(5)螺纹啮合，以便构成螺旋传动装置，其中，

1.4所述滑动件(9)与阀体(32)机械连接或能够机械连接并且能够沿纵轴线(6)的方向移动；

其特征在于，

1.5设有轴承壳体(11)，所述丝杠(5)能够围绕所述纵轴线(6)旋转地并且沿纵轴线(6)的方向位置固定地支承在所述轴承壳体(11)中；并且

1.6所述轴承壳体(11)借助于能松开的锁定装置(13)克服快速移动弹簧(14)的预紧力地被保持，以防沿所述纵轴线(6)的方向移动。

2.根据权利要求1所述的阀驱动机构，其特征在于，所述轴承壳体(11)包括空心柱体，所述空心柱体包围支承部位(10)、尤其是滚动轴承，并且包围所述丝杠(5)的至少一个轴向区段。

3.根据权利要求2所述的阀驱动机构，其特征在于，所述快速移动弹簧(14)在径向外部包围所述轴承壳体(11)，所述快速移动弹簧(14)尤其设计为压力弹簧或螺旋压力弹簧。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的阀驱动机构，其特征在于，所述锁定装置(13)包括至少一个钩形的锁定件(17)，所述锁定件(17)能够沿径向方向相对于所述轴承壳体(11)移动，使得所述锁定件在第一位置、锁定位置中尤其沿径向从外部形状配合地啮合到所述轴承壳体(11)中并且在第二位置、快速移动位置中解除在轴承壳体(11)中的啮合，以便通过快速移动弹簧(17)的预紧力加载地使轴承壳体(11)沿纵轴线(6)的方向移动。

5.根据权利要求4所述的阀驱动机构，其特征在于，设有沿径向方向包围所述锁定件(17)的控制环(20)，所述控制环(20)能够沿纵轴线(6)的方向在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，所述控制环(20)阻止锁定件(17)移动离开锁定位置，在第二位置中，所述控制环(20)允许锁定件(17)的移动。

6.根据权利要求4或5所述的阀驱动机构，其特征在于，所述锁定件(17)设计为自动打开的锁定件(17)。

7.根据权利要求5或6所述的阀驱动机构，其特征在于，设有磁性执行器(23)，所述磁性执行器(23)使所述控制环(20)克服弹簧力地保持在控制环(20)的第一位置中。

8.根据权利要求7所述的阀驱动机构，其特征在于，设有产生弹簧力的弹簧储能器(26)，其中，所述弹簧储能器(26)包括弹簧系统，所述弹簧系统具有至少一个第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和第二弹簧尤其具有彼此不同的弹簧变形曲线，其中，第一弹簧只在第二弹簧的部分行程范围上起作用，以便在所述控制环(20)从其第一位置移动到第二位置中时产生初始增强的挣脱力。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的阀驱动机构，其特征在于，所述旋转驱动输入端(3)包括输入轮(2)、尤其是输入齿轮，所述输入轮(2)通过插塞连接装置与所述丝杠(5)连接，其中，所述丝杠(5)沿纵轴线(6)的方向能移动地支承在所述插塞连接装置中，以便与轴承壳体(11)共同地相对于输入轮(2)被移动。

10.根据权利要求4至9中任一项所述的阀驱动机构，其特征在于，所述锁定装置(13)包括相应地分布在所述轴承壳体(11)的周向上的多个钩形的锁定件(17)。

11.根据权利要求5和10所述的阀驱动机构，其特征在于，所述控制环(20)尤其在径向外部包围多个锁定件(17)、尤其共同地包围所有的锁定件(17)。

12.根据权利要求4至11中任一项所述的阀驱动机构，其特征在于，所述至少一个钩形的锁定件(17)能够围绕相对于所述纵轴线(6)切向地定向的旋转轴线(18)旋转，并且在所述锁定位置中，所述至少一个钩形的锁定件(17)作用在轴承壳体(11)上的固定点(19)上，其中，所述固定点(19)位于与所述旋转轴线(18)不同的、尤其比所述旋转轴线(18)更小的直径上。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的阀驱动机构，其特征在于，所述滑动件(9)至少能够间接地沿所述纵轴线(6)的方向被支撑，并且在所述滑动件(9)的支撑状态中，通过对丝杠(5)的驱动和因此轴承壳体(11)沿纵向方向(6)的移动，所述快速移动弹簧(14)能被夹紧。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的阀驱动机构，其特征在于，所述轴承壳体(11)沿纵轴线(6)的方向能移动地支承在支撑管(12)中，所述支撑管(12)具有用于连接阀壳(33)的轴向端部。

15.根据权利要求4和14所述的阀驱动机构，其特征在于，所述至少一个锁定件(17)能旋转地支承在所述支撑管(12)上。

16.根据权利要求5至15中任一项所述的阀驱动机构，其特征在于，所述控制环(20)能够与轴承壳体(11)共同地沿纵向方向(5)移动，以便夹紧快速移动弹簧(14)，并且所述控制环(20)因此能够移动到所述至少一个锁定件(17)上方以便阻挡锁定件(17)。

17.根据权利要求16所述的阀驱动机构，其特征在于，所述至少一个锁定件(17)在朝向控制环(20)的表面(21)上具有相对于纵轴线(6)的斜面，控制环(20)作用在该斜面上，和/或所述控制环(20)在朝向锁定件(17)的表面上具有相对于纵轴线(6)的斜面，控制环(20)通过该斜面作用在所述至少一个锁定件(17)上。

18.根据权利要求14至17中任一项所述的阀驱动机构，其特征在于，设有固定在所述轴承壳体(11)上的弹簧座(16)，所述弹簧座(16)在所述支撑管(12)的径向外周上包围支撑管(12)，并且所述快速移动弹簧(14)支撑在所述弹簧座(16)上。

19.根据权利要求5和18所述的阀驱动机构，其特征在于，所述锁定装置(13)包括轴向滑动件(22)，所述轴向滑动件(22)连接在控制环(20)上以便移动控制环(20)，其中，所述轴向滑动件(22)沿纵轴线(6)的方向位于所述弹簧座(16)的旁边并且在阀驱动机构的运行状态中与弹簧座(16)形成轴向间隙(27)，所述轴向滑动件(22)能够移动到所述轴向间隙(27)中，以便将控制环(20)从第一位置移动到第二位置中。

20.根据权利要求19所述的阀驱动机构，其特征在于，针对运输状态，通过对丝杠(5)的驱动，所述弹簧座(16)能够沿纵轴线(6)的方向移动直到当控制环(20)位于第一位置中时弹簧座(16)止挡在所述轴向滑动件(22)上。

21.根据权利要求1至20中任一项所述的阀驱动机构，其特征在于，设有测试装置(28)，所述测试装置(28)包括能够选择性地操作的测试执行器(29)，所述测试执行器(29)能够被操作进入轴承壳体(11)的移动行程当中来阻挡所述轴承壳体(11)，所述测试执行器(29)尤其能够与所述滑动件(9)形成机械啮合，以便在锁定装置(13)松开之后阻止轴承壳体(11)的完全移动并且只允许借助于快速移动弹簧(14)产生的初始移动。

22.一种具有快速移动功能的阀，

具有阀壳(33)和阀体(32)，所述阀壳(33)构造有阀座(34)，所述阀体(32)能够相对于所述阀座(34)移动，以便在完全打开位置和完全关闭位置之间或者可变地调节形成于阀座(34)和阀体(32)之间的流动横截面，

其特征在于，所述阀具有根据权利要求1至21中任一项所述的阀驱动机构，其中，所述阀体(32)与所述滑动件(9)连接。

23.一种根据权利要求1至21中任一项所述的阀驱动机构的应用，所述阀驱动机构用于操作阀，通过所述阀控制或调节蒸汽流、气流、水流、油流或压缩空气流。

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