CN112145761A - 用于流体控制设备的致动器组件 - Google Patents

Abstract

用于流体控制设备的致动器组件。一种流体控制设备，包括：本体、阀座和控制元件，所述本体具有入口、出口、以及入口与出口之间的流体流动路径，并且所述控制元件被耦接到阀杆。所述控制元件和所述阀杆能够相对于纵向轴线移动并且朝向关闭位置偏置，在所述关闭位置，所述控制元件接合所述阀座。致动器组件能够操作地耦接到所述阀杆并且包括行星齿轮传动机构，所述行星齿轮传动机构被配置为接收第一旋转速度并且传递与所述第一旋转速度不同的第二旋转速度。轴具有耦接到所述传动机构的第一端和耦接到阀杆的第二端。所述第二旋转速度被传送到所述阀杆，以使所述控制元件在关闭位置与打开位置之间移动。

Description

用于流体控制设备的致动器组件

技术领域

本公开内容涉及一种流体控制设备，更具体而言，涉及一种用于流体控制设备的致动器组件。

背景技术

紧急切断阀是一种在检测到的过程状况下快速致动的阀。通常，紧急切断阀由阀和紧急切断触发机构组成，其在阀内某些控制点的压力达到固定设定值时，可以驱动控制元件快速关闭阀的流动通路。当满足某些固定设定值时，紧急切断阀有效地关闭流体以保护系统中的下游部件。当跳闸状况清除时，需要手动打开阀以复位系统。然而，对于大型操作阀而言，手动复位系统可能非常困难并且需要大扭矩。这可以通过若干次增加手柄的杆部臂以满足系统的要求来实现，这增加了杆部的重量并且如果手柄反转则可能对操作员造成危险。

发明内容

用于轴流式紧急关断阀的致动器组件被提供有止转棒轭机构和行星齿轮传动机构，以改变到阀的关闭控制元件的移动方向(或传动模式)。

根据第一示例性方面，流体控制设备可以包括本体、阀座和控制元件，所述本体具有入口、出口以及所述入口与所述出口之间的流体流动路径。所述控制元件可以耦接到阀杆，其中，所述控制元件和所述阀杆可以沿第一轴线移动并且朝向关闭位置偏置，在所述关闭位置，所述控制元件接合所述阀座。所述流体控制设备还可以包括致动器组件。所述致动器组件可以包括传动机构，所述传动机构被配置为接收第一旋转速度并传递与所述第一旋转速度不同的第二旋转速度。轴可以具有耦接到所述传动机构的第一端和能够操作地耦接到所述阀杆的第二端。止转棒轭机构可以经由所述轴的第二端可操作地耦接到所述阀杆和所述传动机构。所述止转棒轭机构可以被配置为接收所述第二旋转速度并引起所述阀杆和所述控制元件沿着所述第一轴线在平移方向上的移动。

根据第二示例性方面，流体控制设备可以包括本体、阀座和控制元件，所述本体具有入口、出口以及所述入口与所述出口之间的流体流动路径，所述控制元件耦接到阀杆。所述控制元件和所述阀杆可以相对于纵向轴线移动并且朝向关闭位置偏置，在所述关闭位置，所述控制元件接合所述阀座。致动器组件可以可操作地耦接到所述阀杆。所述致动器组件可以包括行星齿轮传动机构，所述行星齿轮传动机构被配置为接收第一旋转速度并传递与所述第一旋转速度不同的第二旋转速度。轴可具有耦接到所述传动机构的第一端和可操作地耦接到所述阀杆的第二端。所述第二旋转速度可以传递到所述阀杆，以使所述控制元件在所述关闭位置与所述打开位置之间移动，在所述打开位置，所述控制元件与所述阀座间隔开。

根据第三示例性方面，用于流体控制设备的致动器组件可以包括传动机构、止转棒轭机构和轴。所述传动机构可以被配置为从所述手柄接收第一旋转速度并且可以传递与所述第一旋转速度不同的第二旋转速度。所述传动机构可以包括太阳齿轮、多个卫星和多个卫星轴。所述太阳齿轮可以接收所述第一旋转速度并且可以经由所述卫星将所述第二旋转速度传递到所述多个卫星轴。所述止转棒轭机构可以可操作地耦接到所述阀杆和所述传动机构。所述止转棒轭机构可以被配置为接收所述第二旋转速度并引起阀杆在平移方向上的移动。所述传动轴可以具有耦接到所述传动机构的第一端和耦接到所述止转棒轭机构的第二端。

根据第四示例性方面，用于流体控制设备的手动致动组件可以包括耦接件、可旋转输入设备和传动部分，所述耦接件被配置为接收所述流体控制设备的轴。所述传动部分可以被配置为可操作地耦接所述可旋转输入设备和所述耦接件，使得所述可旋转输入设备的旋转引起所述轴的旋转。所述传动部分可以包括太阳齿轮和多个卫星齿轮，所述太阳齿轮被配置为伴随所述可旋转输入设备的旋转一起旋转。所述多个卫星齿轮中的每一个卫星齿轮都可以被配置为围绕所述太阳齿轮旋转。所述耦接件可以可操作地耦接到所述多个卫星齿轮。

根据第五示例性方面，用于流体控制设备的手动致动组件可以包括可旋转手柄、多个卫星齿轮、行星齿轮架和耦接件，所述可旋转手柄可操作地耦接到太阳齿轮，所述多个卫星齿轮被配置为围绕所述太阳齿轮公转，所述行星齿轮架被耦接到所述多个卫星齿轮中的每一个卫星齿轮，并且所述耦接件被耦接到所述行星齿轮架。所述耦接件可以包括腔体，所述腔体被配置为接收所述流体控制设备的轴。偏置构件可以被定位在所述腔体内，以在没有将所述轴保持在所述腔体内的力的情况下将所述轴偏置到所述腔体的外部。

根据第六示例性方面，用于流体控制设备的致动器组件可以包括传动机构，所述传动机构被配置为接收第一旋转速度并传递与所述第一旋转速度不同的第二旋转速度。轴可以具有耦接到所述传动机构的第一端和可操作地耦接到所述阀杆的第二端。止转棒轭机构可以经由所述轴的第二端可操作地耦接到所述阀杆和所述传动机构。所述止转棒轭机构可以被配置为接收所述第二旋转速度并引起所述阀杆和所述控制元件沿所述第一轴线在平移方向上的移动。

进一步根据前述第一、第二、第三、第四、第五或第六示例性方面中的任何一个或多个方面，流体控制设备、用于流体控制设备的致动器组件或用于流体控制设备的手动致动组件还可以包括以下优选形式中的任何一种或多种形式。

在优选形式中，所述传动机构可以包括行星齿轮组件，所述行星齿轮组件包括太阳齿轮、多个卫星和多个卫星轴。

在优选形式中，所述太阳齿轮可以接收所述第一旋转速度并且可以经由所述卫星将所述第二旋转速度传递到所述多个卫星轴。

在优选形式中，所述传动机构可以包括固定到所述传动机构的壳体的环形齿轮。

在优选形式中，所述环形齿轮可以可操作地耦接到所述多个卫星。

在优选形式中，所述传动机构可以包括耦接到所述多个卫星轴的行星齿轮架。

在优选形式中，所述行星齿轮架可以可操作地耦接到所述轴。

在优选形式中，所述致动器组件可以包括可操作地耦接到所述传动机构的弹簧释放机构。

在优选形式中，所述弹簧释放机构可以包括尺寸被设计为接收所述轴和所述弹簧的孔。

在优选形式中，所述弹簧释放机构的弹簧可以被配置为在所述轴被耦接到所述传动机构时偏置所述轴。

在优选形式中，所述致动器组件可以包括耦接件组件，所述耦接件组件包括所述弹簧释放机构和耦接到行星齿轮架的耦接件。

在优选形式中，当所述弹簧释放机构接合时，所述耦接件可以接合所述行星齿轮架。

在优选形式中，所述致动器组件可以包括定位在所述本体外部的手柄。

在优选形式中，所述手柄可以可操作地耦接到所述传动机构，以将所述第一旋转速度传递到所述传动机构。

在优选形式中，所述手柄可以与所述传动机构一体形成。

在优选形式中，所述传动机构可以至少部分地设置在所述阀本体内。

在优选形式中，所述行星齿轮传动机构可以包括太阳齿轮、多个卫星和多个卫星轴。

在优选形式中，所述太阳齿轮可以接收所述第一旋转速度并且可以经由所述多个卫星将所述第二旋转速度传递到所述多个卫星轴。

在优选形式中，所述轴可以经由耦接件和行星齿轮架可操作地耦接到所述太阳齿轮。

在优选形式中，所述行星齿轮架可以在第一端耦接到所述多个卫星轴，而在第二端耦接到所述耦接件。

在优选形式中，所述耦接件的尺寸可以被设计为接收所述轴的第一端。

在优选形式中，止转棒轭机构可以经由所述轴可操作地耦接到所述阀杆和所述行星齿轮传动机构。

在优选形式中，所述止转棒轭机构可以被配置为接收所述第二旋转速度并引起所述阀杆和所述控制元件沿所述纵向轴线在平移方向上移动。

在优选形式中，触发机构可以响应于流体压力。

在优选形式中，所述触发机构可以防止所述轴在第一操作模式中沿旋转方向旋转，并且释放所述轴以允许所述轴在第二操作模式下沿所述旋转方向旋转。

在优选形式中，耦接件组件可以包括耦接件，所述耦接件具有可操作地耦接到所述卫星轴的第一端和容纳弹簧释放机构的第二端。

在优选形式中，所述弹簧释放机构可以可移除地耦接到所述轴的第一端。

在优选形式中，所述弹簧释放机构可以包括可膨胀衬套和弹簧。

在优选形式中，所述弹簧释放机构可以被配置为在所述轴被耦接到所述传动机构时接合所述轴，并且所述弹簧释放机构可以被配置为在所述轴与所述传动机构解耦时脱离所述轴。

在优选形式中，所述行星齿轮架可以被耦接到所述多个卫星轴，并且可以被配置为将所述第二旋转速度传递到所述传动轴。

在优选形式中，环形齿轮可以固定到所述传动机构的壳体。

在优选形式中，所述环形齿轮可以被配置为接合所述多个卫星。

在优选形式中，所述传动部分可以包括被耦接到所述多个卫星齿轮中的每一个卫星齿轮的行星齿轮架。

在优选形式中，所述行星齿轮架可以被耦接到所述耦接件。

在优选形式中，所述耦接件可以包括腔体，所述腔体被配置为接收所述轴。

在优选形式中，偏置构件可以被定位在所述腔体内。

在优选形式中，所述偏置构件可以被配置为在没有施加外力以将所述轴保持在所述腔体内时将所述耦接件和所述轴解耦。

在优选形式中，所述手动致动组件可以包括环形齿轮。

在优选形式中，所述多个卫星齿轮中的每一个卫星齿轮都可以与所述太阳齿轮和所述环形齿轮接合。

在优选形式中，支撑框架可以接合所述环形齿轮的外表面。

在优选形式中，所述支撑框架可以被配置为允许所述输入构件在所述环形齿轮静止时旋转。

在优选形式中，输入轴可以被耦接到所述可旋转输入设备和所述太阳齿轮。

在优选形式中，输入轴可以被耦接到所述可旋转手柄和所述太阳齿轮。

在优选形式中，支撑框架可以包括孔，所述孔被配置为接收所述环形齿轮的外表面。

在优选形式中，所述支撑框架可以被配置为便于所述可旋转手柄相对于所述环形齿轮的旋转。

在优选形式中，在所述耦接件处传递的输出扭矩可以大于经由所述可旋转手柄的旋转传递的输入扭矩。

在优选形式中，流体致动器可以包括所述致动器组件和本体，所述本体具有入口、出口以及所述入口与所述出口之间的流体流动路径。

在优选形式中，所述流体致动器可以包括阀座。

在优选形式中，所述流体致动器可以包括被耦接到阀杆的控制元件。

在优选形式中，所述控制元件和所述阀杆可以沿第一轴线移动并且朝向关闭位置偏置，在所述关闭位置，所述控制元件接合所述阀座。

这些方面中的任何一个或多个方面可以以任何功能上适当的方式单独和/或彼此组合考虑。另外，这些方面中的任何一个或多个方面可以进一步包括下文描述的选择性示例性布置和/或特征中的任何一个或多个和/或实现为在下文描述的选择性示例性布置和/或特征中的任何一个或多个中。在详细检查附图和以下描述后，这些和其它方面、布置、特征和/或技术效果将变得显而易见。

附图说明

图1是具有根据本公开内容的教导组装的致动器组件的轴流式紧急切断阀的横截面侧视图；

图2是根据本公开内容的教导组装的图1的阀的致动器组件和阀杆的侧视图；

图3是包括图2的致动器组件的传动机构和手柄的手动致动组件的侧视图；

图4是图3的手动致动组件的立体视图；

图5是根据本公开内容的教导组装的图2的致动器组件的传动机构的横截面视图；

图6是图3的手动致动组件的分解图；

图7是与根据本公开内容的教导组装的阀对齐以便与其连接的图3的手动致动组件的立体视图；

图8是具有根据本公开内容的教导组装的图3的传动机构的第一示例性阀系统的示意图；

图9是具有根据本公开内容的教导组装的图3的传动机构的第二示例性阀系统的示意图；以及

图10是具有根据本公开内容的教导组装的图3的传动机构的第三示例性阀系统的示意图。

具体实施方式

在图1中，根据本公开内容的教导构造示例性流体控制设备10。流体控制设备10是轴流式紧急切断阀10并且可操作地耦接到致动器组件14。轴流式紧急切断阀10包括阀本体18和布置在阀本体18中的阀组件22。阀本体18包括入口26、出口30、以及入口26与出口30之间的流体流动路径34。阀本体18包括与阀杆38的纵向轴线X同轴对齐的纵向轴线。流动路径34被布置在阀组件22的外部，使得流动路径34不受阀组件22的尺寸限制并且可以提供更大的流动。

阀组件22包括阀杆38、耦接到阀杆38的第一端44的控制元件42、以及弹簧46。阀组件22的阀杆38和控制元件42能够沿着纵向轴线X在打开位置与关闭位置之间移动，在打开位置，控制元件42与阀座50间隔开，在关闭位置，控制元件42与阀座50接合。控制元件42通过弹簧46朝向关闭位置偏置，在关闭位置，控制元件42密封地接合阀座50，以防止在入口26与出口30之间的流体流动。在所示示例中，阀组件22被布置在阀笼54内侧并且流动路径34主要设置在阀组件22外侧。与第一端44相对的阀杆38的第二端56连接到致动器组件14的止转棒轭机构60。控制元件42与阀杆38一起在K方向上线性移动以打开阀10或与阀杆38一起在J方向上线性移动以关闭阀10。尽管致动器组件14结合轴向阀进行描述，但是致动器组件14可以与任何其它过程控制设备(例如，线性阀、节流阀、隔离阀、旋转阀和/或任何其它过程控制设备)一起使用。

在图2中详细示出的致动器组件14包括手动致动组件86、传动轴72、以及止转棒轭组件60。手动致动组件86包括手柄64、杆部76、以及传动机构68。可以是旋转输入设备的手柄64(诸如旋钮、轮子等)用于手动打开阀10并通过杆部76连接到传动机构68。可以是杆部76或传动机构68的一部分的输入轴80，从杆部76和手柄64接收第一旋转速度并将第一旋转速度传递到传动机构68。更具体而言，杆部76具有方形孔，其接收输入轴80的方形端部以将杆部76耦接到传动机构68。传动机构68被配置为将经由手柄64传递的扭矩放大到传递到传动轴72的输出扭矩。传动机构68被耦接到传动轴72并传递第二旋转速度和输出扭矩到轴72，轴72又传递该第二旋转速度以经由止转棒轭机构60移动控制元件42。止转棒轭机构60连接到轴流式紧急切断阀10的阀杆38的第二端56，并将轴72的旋转运动转换成阀杆38的线性运动以打开(即，复位)阀10。另外，传动机构68可以被配置为将手柄64的第一扭矩放大或减小到传动轴72的第二扭矩。

返回到图1，致动器组件14包括触发机构84，其响应于流体压力并且被布置在阀本体18的外侧上。触发机构84可操作地耦接到致动器组件14的传动轴72的第一传动部分88。传动轴72的第二传动部分92经由止转棒轭机构60可操作地耦接到阀杆38。在第一操作模式中，触发机构84防止传动轴72(经由止转棒轭机构60)克服弹簧46施加的偏置力旋转。在第二操作模式中，触发机构84释放传动轴72，以允许传动轴72(经由止转棒轭机构60)在弹簧46施加的偏置力下旋转。

如图1所示，紧急切断阀10处于关闭位置，使得控制元件42接合阀座50以关闭阀10。为了从该关闭位置打开阀10，能够从阀10中移除并且在阀10的正常操作期间被这样移除的手柄64，连接到输入轴80并且在第一方向上围绕传动机构68的纵向轴线Y旋转。输入轴80启动传动机构68，其将输入轴80的第一旋转速度转换为传动轴72的第二旋转速度。传动轴72的旋转运动通过止转棒轭机构60转换为线性运动，从而沿着阀杆38的纵向轴线X在平移方向K上移动阀杆38和控制元件42。这样，控制元件42远离阀座50移动，并打开阀10。阀10由触发机构84保持在打开位置，这防止传动轴72在不存在触发机构84已被配置的过压或欠压状态时(也即，在第一、正常操作模式下)旋转。经由手柄64施加的相对小的扭矩经由传动机构68倍乘到明显更大的扭矩，从而使得用于打开阀10的复位操作比已知的紧急切断阀中的复位操作的简单得多。

当阀10打开时，流体可以流过阀笼54中的开口并进入流动路径34，并且阀10将保持在不存在触发机构84已被配置的任何过压或欠压状况的打开位置。当触发机构84检测到过压或欠压状况时，触发机构84使传动轴72旋转。通过使轴72旋转，触发机构84因此使阀杆38和控制元件42能够在由弹簧46提供的偏置力的作用下在方向J上移动，直到控制元件42接合阀座50。在该关闭位置，流体被防止在入口26与出口30之间流动。如上所述，当过压或欠压状况被清除时，阀10可以经由手柄64复位(即，打开)。

在图2中，止转棒轭机构60和传动轴72独立于阀10的阀本体18示出。如本文所使用的，止转棒轭机构60是包括将滑动部件(即，阀杆38)耦接到旋转部件(即，传动轴72)的销。在该示例中，止转棒轭机构60包括板100、螺栓104、衬套108、以及手柄112。板100被布置在阀杆38的第二端56上，并且螺栓104安装到手柄112，手柄112连接到传动轴72的第二部分92。衬套108可移动地布置在螺栓104上，并且可操作地耦接到板100的侧表面。在止转棒轭机构60的所示示例中，板100是布置在阀杆38的第二端56处的单独部件，并且经由紧固构件116固定到板100上。然而，在其它示例中，板100可以形成为阀杆38的整体部分。当第一传动轴72驱动手柄112旋转时，衬套108(被布置在螺栓104上)将线性地驱动板100，从而使板100在J或K方向上移动阀杆38。

如图2所示，传动机构68的第一端120(经由输入轴80)耦接到手柄64的杆部76，第二端124被耦接到传动轴72的第一传动部分88。从传动机构68的第二端124移除保护端盖128，以使传动机构68与传动轴72接合。端盖128连接到连杆132以便于维护并且在从第二端124移除时可以保持附接到传动机构68。通过将输入轴80与杆部76分离，手柄64可以可移除地耦接到传动机构68。在其它示例中，传动机构68可以与杆部76和手柄64一体形成，并作为单个单元进行操作。

致动器组件14的传动机构68可以被配置为放大施加到手柄64的扭矩，并经由止转棒轭组件60将放大的扭矩传送到轴向阀10的阀杆38。传送到阀杆38的放大的扭矩使得用户能够更容易并且安全地克服弹簧46的力和操作以对抗流动控制构件42在K方向上的移动的任何压差来复位轴向阀10。在该示例中，传动机构68包括行星齿轮传动件，然而，在其它示例中，传动机构68可以是具有直齿轮、固定轴齿轮结构、涡轮蜗杆结构、锥齿轮结构或任何其它适合的传动件的不同齿轮传动件或齿轮箱。

现在转向图3和图4，手动致动组件86根据本公开内容的教导进行构造并且包括传动机构68、杆部76和手柄64。传动机构68包括输入轴80、行星齿轮组件136、行星耦接器140、以及弹簧释放机构144。传动机构68设置在壳体145中，该壳体145具有顶盖146和牢固地固定到顶盖146上的底盖147。本文描述的传动机构68的行星齿轮组件136是周转的(epicyclical)并且包括中心太阳齿轮148、环形齿轮152、围绕太阳齿轮148旋转的多个轨道卫星齿轮156、以及行星齿轮架160。行星齿轮组件136包括多个卫星轴164，并且每一个卫星轴164都与卫星齿轮156中的一个的纵向轴线P1、P2、P3(图5)同轴对准。在操作中，杆部76(经由手柄64)围绕轴线Y的旋转使得输入轴80沿相同方向旋转，这又使得太阳齿轮148沿相同方向旋转。太阳齿轮148的旋转经由卫星齿轮156与太阳齿轮148和环形齿轮152的带齿中心部分的接合引起卫星齿轮156的旋转(见图5)。卫星齿轮156沿着与太阳齿轮148相对的方向自转，但是沿着与太阳齿轮148相同的方向公转。卫星轴164将每一个卫星齿轮156都耦接到行星齿轮架160，该行星齿轮架160与卫星齿轮156一起旋转(沿着太阳齿轮148的相同方向)，使得传动轴72经由行星耦接器140旋转。

图5中更详细地示出了行星齿轮组件136。环形齿轮152保持静止并且固定在传动机构68的传动壳体145的顶盖146和底盖147之间。环形齿轮152具有内表面，该内表面具有与太阳齿轮148相邻的顶部平滑部分、包括与卫星齿轮156相邻的环形齿轮齿V_R的中间部分、以及与行星齿轮架160相邻的底部平滑部分。环形齿轮齿V_R被配置为与卫星齿轮齿V_P接合。卫星齿轮齿V_P还与太阳齿轮148的齿轮齿V_S接合。当行星齿轮组件136启动时，太阳齿轮148围绕传动机构68的纵向轴线Y旋转并且卫星齿轮156围绕传动机构68的纵向轴线Y公转。太阳齿轮148通过刚性连接件(例如，螺纹连接件、方形-方形(square-to-square)连接件)可操作地耦接到输入轴80，使得太阳齿轮148沿与输入轴80的输入旋转方向相匹配的方向R_S旋转。当太阳齿轮148沿R_S方向旋转时，太阳齿轮148的齿轮齿V_S接合卫星齿轮156的齿轮齿V_P，使得卫星齿轮156中的每一个沿相反的旋转方向R_P围绕每一个相应的轴P1、P2和P3旋转。同时，卫星齿轮156沿R_O方向围绕太阳齿轮148公转。当卫星齿轮156沿R_O方向公转时，卫星齿轮156的每一个轴164也沿R_O方向运动。卫星轴164通过固定连接件(例如，螺纹连接件、方形-方形连接件)耦接到行星齿轮架160，从而沿方向R_C旋转行星齿轮架160。耦接到图1的传动轴72的行星齿轮架160，使得传动轴72沿R_C方向旋转。太阳齿轮148的每一次旋转都引起卫星齿轮156围绕太阳齿轮148的部分公转；因此，输出旋转速度小于输入旋转速度。因为施加到太阳齿轮148的力被传递到更大的半径(即，Y轴与卫星齿轮156的任何轴P1、P2、P3等之间的距离)，所以输出扭矩大于输入扭矩。

在所示示例中，行星齿轮组件136包括三个卫星齿轮156。然而，在其它示例中，行星齿轮组件136可以具有围绕太阳齿轮148运行的任意数量(两个或两个以上)的卫星齿轮156。轨道卫星齿轮156相对于太阳齿轮148具有大致相同的尺寸。在其它示例中，卫星齿轮156与太阳齿轮148之间的几何关系可以不同，以实现期望的扭矩放大和速度降低。行星齿轮组件136是单级行星齿轮传动件，其中手柄64的输入扭矩和旋转速度在一级中被转换为更高的输出扭矩和更低的输出旋转速度。其它实施例可以包括多级行星齿轮传动件，其可以放大输入扭矩并将输入旋转速度降低到不同程度，这可以由用户通过启动或停用一个或多个级来控制。

本文描述的手动致动组件86被配置为增加在紧凑设备中传递到致动器组件22的扭矩。确定卫星齿轮156、太阳齿轮148和环形齿轮152的齿轮比以实现期望的扭矩放大。

返回到图3，行星耦接器140通过固定连接件(例如，螺纹连接件、方形到方形连接件)可操作地耦接到行星齿轮架160，并且当行星齿轮组件136启动时，行星耦接器140在传动壳体145的底盖147内自由自转。尽管所示的示例示出了耦接到行星齿轮架160并且与行星齿轮架160分离的行星耦接器140，但是在替代示例中，行星齿轮架160和行星耦接器140的功能可以组合成单个部件。在行星齿轮架160的相对端处，行星耦接器140可操作地耦接到弹簧释放机构144。更具体地，耦接器140包括延伸到更宽的第二孔172中的第一孔170。第一孔170被插在传动轴72的第一部分88上方以复位阀10。可以例如经由接收相应的方形第一部分88的方形孔170来实现的行星耦接器140与传动轴72的耦接，引起传动轴72的旋转。

可膨胀衬套174设置在第一孔170中并且定位延伸穿过第一孔170和第二孔172的弹簧176。弹簧176和衬套174一起形成弹簧释放机构144，其被配置为使得耦接器140脱离传动轴72的第一部分88，除非传动机构68在使用期间被操作员牢固地保持在传动轴72的第一部分88上。如果传动轴72和手动致动组件86之间的连接不牢固(例如，手柄64从操作员的把手(grip)中滑落)，则弹簧释放机构144使得耦接器140与传动轴72脱离。具体而言，当孔172未稳固地保持在传动轴72上时，弹簧176将传动轴72从耦接器140的孔172中弹出。

弹簧释放机构144的操作提高了安全性，因为它使操作员能够在复位操作期间释放手动致动组件86以使得传动机构68自动脱离传动轴72，如果出现使继续复位操作是不安全的情况。例如，如果操作员的把手从手柄64滑落，则操作员可以松开手动致动组件86，以使得传动轴72脱离并避免杆部76在弹簧176的力作用下的危险反向旋转。弹簧释放机构144还确保当复位操作完成时传动机构68自动从传动轴72脱离。如果在复位操作之后传动机构68没有从传动轴72脱离，则当触发机构84使得阀10关闭时，杆部76将危险地旋转。

如图3和图4所示，可移除端盖128被耦接到传动壳体145的底盖147，从而保护弹簧释放机构144。端盖128从底盖147移除以实现在孔170中插入传动轴72的第一部分88。为方便起见，端盖128连接到支撑框架180，该支撑框架180固定到壳体145的顶盖146与底盖147之间的传动机构68。如图6和图7所示，支撑框架180围绕环形齿轮152的外表面定位，该外表面的形状对应于支撑框架180中的孔的形状(例如，矩形、正方形、六边形等)，并确保支撑框架180和环形齿轮152被旋转地耦接。借助于夹在螺纹耦接到彼此的顶盖146与底盖147之间，使支撑框架180沿纵向轴线Y保持就位。支撑框架180的形状被设计为接合被耦接到阀本体18的支架89(见图1和图7)。支撑框架180与支架89的接合产生反作用力，该反作用力在操作员相对于环形齿轮152旋转杆部76时将环形齿轮152保持在静止位置。尽管支撑框架180被描述和例示为能够与支架89接合，但是在其它示例中，支撑框架180的形状可以被设计为接合致动器组件14或阀10的其它部分以提供相同的反作用力功能。

图7示出了与至少部分地设置在阀(诸如图1的阀10)中的传动轴72的第一部分88对齐的图3-6所示的手动致动组件86。手动致动组件86能够完全从阀10移除，并且手动致动组件86可以通过将传动机构68的第二端124的孔172与传动轴72的第一部分88对齐来能够旋转地耦接到设置在阀本体18中的致动器组件14的传动轴72。

在图8-10中，第一示例性阀系统200、第二示例性阀系统300和第三示例性阀系统400结合了图1-3的阀和致动器组件14的不同配置，并且根据本公开内容的教导进行构造。在图8中，第一示例性阀系统200是模块化系统，其具有单独的手柄210、传动机构220和控制阀230。每一个部件都被单独构造并且附接以便于操作。在这种情况下，传动机构220和手柄210二者都至少部分地设置在阀230的阀本体外部。在该示例中的阀230可以是轴流式阀，诸如图1的控制阀10。在图9中，第二示例性阀系统300包括手柄310和具有集成传动机构350的控制阀。在该示例中，手柄310可以被附接到集成阀以启动传动机构，其可以至少部分地设置在阀本体内。最后，图10示出了第三示例性阀系统400。在该配置中，手动致动组件460包括与传动机构集成的手柄。手动致动组件460能够与阀430分离。该示意系统400可以代表图1-7的手动致动组件86。

在本公开内容中，致动器组件14、传动机构68和止转棒轭机构60采用模块化设计，这易于安装和维护。标准化、通用化或串行化部件可以用在传动机构68和止转棒轭机构60中，这易于以较低的成本进行生产。此外，行星齿轮组件136提供轻质扭矩放大单元，该轻质扭矩放大单元提供高承载能力和整体紧凑结构。传动机构68有利地使得能够产生足够的扭矩以安全地复位阀10而无需增加杆部76的长度或者需要大量(并且可能不安全)的手动力。在替代实施例中，杆部76可以用手轮代替。尽管已经在其与紧急切断阀10关联使用的背景下描述了手动致动组件86，但是手动致动组件86可以用于在紧凑设计中提供用于流体控制设备(例如蝶阀、球阀等)的任何类型的旋转致动的扭矩放大。

另外，手动致动组件86有利地提供故障安全弹簧释放机构144以防止对操作员的伤害。例如，在已知阀的手动复位期间，手柄的反向力可能对操作员造成伤害并且还可能影响阀的功能。然而，在所公开的示例中，当操作员释放手动致动组件86时，弹簧释放机构144推动手柄64和传动机构68脱离与致动器组件14的其余部分的接合，从而保护操作员免受损坏并且保护阀10以免进一步发生故障。

本文提供的附图和描述仅出于说明的目的描绘和描述轴向调节器的优选实施例。本领域技术人员将从前述讨论中容易地认识到，可以采用本文所示部件的替代实施例而不脱离本文所述的原理。因此，在阅读本公开内容后，本领域技术人员将理解轴向调节器的其它替代结构和功能设计。因此，尽管已经说明和描述了特定实施例和应用，但是应当理解的是，所公开的实施例不限于本文公开的精确构造和部件。在不脱离所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可以在本文公开的方法和部件的布置、操作和细节中进行对本领域技术人员显而易见的各种修改、改变和变化。

Claims (20)

1.一种用于流体控制设备的手动致动组件，包括：

耦接件，所述耦合器被配置为接收所述流体控制设备的轴；

可旋转输入设备；以及

传动部分，所述传动部分被配置为能够操作地耦接所述可旋转输入设备和所述耦接件，使得所述可旋转输入设备的旋转引起所述轴的旋转，其中，所述传动部分包括：

太阳齿轮，所述太阳齿轮被配置为伴随所述可旋转输入设备的旋转一起旋转；以及

多个卫星齿轮，所述多个卫星齿轮各自被配置为围绕所述太阳齿轮公转，其中，所述耦接件能够操作地耦接到所述多个卫星齿轮。

2.根据权利要求1所述的手动致动组件，其特征在于，所述传动部分还包括行星齿轮架，所述行星齿轮架被耦接到所述卫星齿轮中的每一个卫星齿轮。

3.根据权利要求2所述的手动致动组件，其特征在于，所述行星齿轮架被耦接到所述耦接件。

4.根据权利要求1所述的手动致动组件，其特征在于，所述耦接件包括腔体，所述腔体被配置为接收所述轴。

5.根据权利要求4所述的手动致动组件，还包括偏置构件，所述偏置构件被定位在所述腔体内。

6.根据权利要求5所述的手动致动组件，其特征在于，所述偏置构件被配置为在没有施加外力以将所述轴保持在所述腔体内时使所述耦接件和所述轴解耦。

7.根据权利要求1所述的手动致动组件，还包括环形齿轮，其中，所述多个卫星齿轮中的每一个卫星齿轮都与所述太阳齿轮和所述环形齿轮接合。

8.根据权利要求7所述的手动致动组件，还包括支撑框架，所述支撑框架接合所述环形齿轮的外表面，其中，所述支撑框架被配置为允许所述输入构件在所述环形齿轮静止时旋转。

9.根据权利要求1所述的手动致动组件，还包括输入轴，所述输入轴被耦接到所述可旋转输入设备和所述太阳齿轮。

10.一种用于流体控制设备的手动致动组件，包括：

可旋转手柄，所述可旋转手柄能够操作地耦接到太阳齿轮；

多个卫星齿轮，所述多个卫星齿轮被配置为围绕所述太阳齿轮公转；

行星齿轮架，所述行星齿轮架被耦接到所述多个卫星齿轮中的每一卫星齿轮；

耦接件，所述耦接件被耦接到所述行星齿轮架，其中，所述耦接件包括腔体，所述腔体被配置为接收所述流体控制设备的轴，并且其中，偏置构件被定位在所述腔体内以在没有将所述轴保持在所述腔体内的力情况下将所述轴偏置到所述腔体的外部。

11.根据权利要求10所述的手动致动组件，还包括输入轴，所述输入轴被耦接到所述可旋转手柄和所述太阳齿轮。

12.根据权利要求11所述的手动致动组件，还包括环形齿轮，其中，所述多个卫星齿轮中的每一个卫星齿轮都被配置为接合所述太阳齿轮和所述环形齿轮。

13.根据权利要求10所述的手动致动组件，还包括支撑框架，所述支撑框架具有孔，所述孔被配置为接收所述环形齿轮的外表面，其中，所述支撑框架被配置为便于所述可旋转手柄相对于所述环形齿轮的旋转。

14.根据权利要求13所述的手动致动组件，其特征在于，在所述耦接件处传递的输出扭矩大于经由所述可旋转手柄的旋转来传递的输入扭矩。

15.一种致动器组件，包括：

传动机构，所述传动机构被配置为接收第一旋转速度并传递与所述第一旋转速度不同的第二旋转速度；

轴，所述轴具有耦接到所述传动机构的第一端和能够操作地耦接到阀杆的第二端；以及

止转棒轭机构，所述止转棒轭机构经由所述轴的第二端能够操作地耦接到所述阀杆和所述传动机构，所述止转棒轭机构被配置为接收所述第二旋转速度并引起所述阀杆和控制元件沿着第一轴线在平移方向上的移动。

16.根据权利要求15所述的流体控制设备，其特征在于，所述传动机构包括行星齿轮组件，所述行星齿轮组件包括太阳齿轮、多个卫星、多个卫星轴和环形齿轮，其中，所述太阳齿轮能够操作地耦接到所述轴并接收所述第一旋转速度并经由所述卫星将所述第二旋转速度传递给所述卫星轴。

17.根据权利要求16所述的致动器组件，其特征在于，所述传动机构包括耦接到所述多个卫星轴的行星齿轮架，所述行星齿轮架能够操作地耦接到所述轴。

18.根据权利要求16或17所述的致动器组件，还包括耦接件组件，所述耦接件组件包括耦接件，所述耦接件具有能够操作地耦接到所述多个卫星轴的第一端和容纳弹簧释放机构的第二端，所述弹簧释放机构能够移除地耦接到所述轴的第一端。

19.根据权利要求18所述的致动器组件，其特征在于，所述弹簧释放机构包括可膨胀衬套和弹簧，所述弹簧释放机构在所述轴被耦接到所述传动机构时接合所述轴，并且所述弹簧释放机构在所述轴与所述传动机构解耦时脱离所述轴。

20.一种包括根据权利要求15至19中任一项所述的致动器组件的流体控制设备，包括：

本体，所述本体具有入口、出口、以及所述入口与所述出口之间的流体流动路径；

阀座；以及

控制元件，所述控制元件被耦接到阀杆，其中，所述控制元件和所述阀杆能够沿第一轴线移动并朝向关闭位置偏置，在所述关闭位置，所述控制元件接合所述阀座。

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