CN202927203U - 用于线性致动器故障保护装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了用于线性致动器的故障保护装置。一种用于线性致动器的故障保护装置包括：弹簧，用于朝着故障保护装置推进将由线性致动器操作的设备的第一杆；以及离合器，用于将线性致动器的第二杆可操作地耦合到第一杆。离合器包括耦合到第一杆或者第二杆中的一个杆的框架和可移动地耦合到框架的多个钳夹。该些钳夹用于接合第一杆或者第二杆中的另一杆以使线性致动器能够操作设备，并且用于脱离第一杆或者第二杆中的另一杆以使弹簧能够朝着故障保护位置移动第一杆。

Description

用于线性致动器故障保护装置
技术领域
本公开内容大体上涉及线性致动器，并且更具体地，涉及用于线性致动器的故障保护装置。
背景技术
电气线性致动器经常用来操作设备，诸如阀中的流动控制构件。通常，线性致动器的杆耦合到设备(诸如阀)的杆。如果线性致动器失去电源，则线性致动器可能维持它的最后位置并且将设备的杆保持在非合乎需要的位置。备用电源系统可以用来驱动线性致动器的马达以将设备的杆移向故障保护位置。然而这些备用电源系统可能出故障而未被察觉、具有温度限制并且引起点燃危险。
实用新型内容
有时候，电气线性致动器面临失去电源。在无电源时，致动器中的马达抓住或者维持它的最后位置，这阻止致动器杆的移动并且可能使流动控制构件悬置于非合乎需要的位置。因此，备用电源(例如电池、电容器等)经常耦合到线性致动器的电马达。备份电源通常向电马达提供暂时电源(例如以将致动器杆移向故障保护位置)直至解决停电。然而这些备用电源经常出故障而未被察觉、具有温度限制并且引起点燃危险。
一种用于线性致动器的示例故障保护装置包括：框架，其耦合到将由线性致动器操作的设备的第一杆或者线性致动器的第二杆中的一个杆。示例故障保护装置还包括第一钳夹和第二钳夹。每个钳夹可移动地耦合到框架，并且该些钳夹用于接合或者脱离第一杆或者第二杆中的另一杆。弹簧用于朝着故障保护位置推进第一杆。弹簧在该些钳夹脱离第一杆或者第二杆中的另一杆时朝着故障保护位置移动第一杆。
用于线性致动器的另一示例故障保护装置包括：弹簧，用于朝着故障保护位置推进将由线性致动器操作的设备的第一杆；以及离合器，用于将线性致动器的第二杆操作地耦合到第一杆。离合器包括耦合到第一杆或者第二杆中的一个杆的框架和可移动地耦合到框架的多个钳夹。该些钳夹用于接合第一杆或者第二杆中的另一杆以使线性致动器能够操作设备，并且用于脱离第一杆或者第二杆中的另一杆以使弹簧能够朝着故障保护位置移动第一杆。
用于线性致动器的另一示例故障保护装置包括：用于朝着故障保护位置推进将由线性致动器操作的设备的第一杆的装置。示例故障保护装置包括用于将线性致动器的第二杆操作地耦合到第一杆的装置。用于操作地耦合的装置包括用于支撑用于接合的装置的装置。用于支撑的装置耦合到第一杆或者第二杆中的一个杆。用于接合的装置用于接合第一杆或者第二杆中的另一杆以使线性致动器能够操作设备，并且用于脱离第一杆或者第二杆中的另一杆以使用于推进的装置能够朝着故障保护位置移动第一杆。
这里描述的用于线性致动器的示例故障保护装置将线性致动器操作的设备的杆移向故障保护位置(例如全开、全闭等)而无需向线性致动器的马达提供电源。
附图说明
图1示出了将设备的杆操作地耦合到线性致动器的杆的示例故障保护装置。
图2示出了图1的示例故障保护装置的放大图。
图3示出了处于故障保护位置的图1的示例故障保护装置。
图4示出了另一示例故障保护装置。
图5示出了处于故障保护位置的图4的示例故障保护装置。
具体实施方式
尽管结合电气线性致动器和阀描述用于线性致动器的以下示例故障保护装置，但是示例故障保护装置也可以用于任何其它线性致动器和任何其它设备(例如阻尼器)。电气线性致动器经常用来操作设备。例如电气线性致动器可以用来在第一位置(例如打开位置)与第二位置(例如闭合位置)之间移动阀的流动控制构件。电气线性致动器可以包括电马达、传动装置(例如齿轮链)和致动器杆(例如驱动轴杆)。致动器杆通常刚性地耦合(例如经由螺母)到阀杆，该阀杆耦合到流动控制构件。
有时候，电气线性致动器面临失去电源。在无电源时，致动器中的马达抓住或者维持它的最后位置，这阻止致动器杆的移动并且可能使流动控制构件悬置于非合乎需要的位置。因此，备用电源(例如电池、电容器等)经常耦合到线性致动器的电马达。备份电源通常向电马达提供暂时电源(例如以将致动器杆移向故障保护位置)直至解决停电。然而这些备用电源经常出故障而未被察觉、具有温度限制并且引起点燃危险。
这里描述的用于线性致动器的示例故障保护装置将线性致动器操作的设备的杆移向故障保护位置(例如全开、全闭等)而无需向线性致动器的马达提供电源。这里描述的示例故障保护装置包括用于朝着故障保护位置推进由线性致动器操作的设备的第一杆的弹簧和用于将线性致动器的第二杆操作地耦合到第一杆的离合器。离合器包括框架，并且第一钳夹和第二钳夹可移动地耦合(例如枢轴地耦合、可滑动地耦合等)到框架。框架耦合到第一杆或者第二杆中的一个杆。该些钳夹接合第一杆或者第二杆中的另一杆以使线性致动器能够操作设备，并且脱离第一杆或者第二杆中的另一杆以使弹簧能够将第一杆移向故障保护位置。致动器(例如螺线管)定位于该些钳夹的相应末端之间以推进该些钳夹以与第一杆或者第二杆中的另一杆接合。离合器也可以包括用于推进该些钳夹以脱离第一杆或者第二杆中的另一杆的第二弹簧。当致动器停止推进该些钳夹以接合第一杆或者第二杆中的另一杆时，第二弹簧移动该些钳夹以从第一杆或者第二杆中的另一杆脱离钳夹，并且弹簧向故障保护位置推进第一杆。
图1示出了用于线性致动器102的示例故障保护装置100。示例故障保护装置100包括用于将由线性致动器102操作的设备108的第一杆106操作地耦合到线性致动器102的第二杆110的离合器104。线性致动器102可以是包括电马达(未示出)和传动装置(例如齿轮链)(未示出)的电气线性致动器。离合器104包括框架112。在图1中描绘的例子中，框架112耦合到设备108的第一杆106。然而如下文更具体描述的那样，在示例故障保护装置100的一些实施方式中，框架112可以耦合到线性致动器102的第二杆110。在图1的所示例子中，设备108是阀108。然而示例故障保护装置100可以用于其它设备而不脱离本公开内容的范围。在图1中，第一杆106耦合到阀108中的流动控制构件(例如阀塞)(未示出)。第一钳夹114和第二钳夹116可移动地耦合(例如枢轴地耦合、可滑动地耦合等)到框架112。致动器(例如螺线管)118定位于第一钳夹114和第二钳夹116的相应末端120与122之间。在图1中所示的示例故障保护装置100中的钳夹114和116接合线性致动器102的第二杆110。如下文更具体描述的那样，在示例故障保护装置100的一些实施方式中，钳夹112可以接合第一杆110。在图1中所示例子中，在线性致动器102的壳126与框架112之间压缩弹簧124以向故障保护位置推进第一杆106，并且所示的示例的故障保护位置是全闭位置。空心圆柱形壳128耦合到线性致动器102的壳126和阀108以至少部分地围绕故障保护装置100。
故障保护位置可以替代地是全开位置。在该情况下，示例故障保护装置100可以通过配置弹簧124以处于拉伸状态并且耦合到框架112和线性致动器102的壳126来将设备108的第一杆106移向打开的故障保护位置。替代地，可以在设备108与框架112之间压缩弹簧124以提供全开故障保护位置。如下文更具体描述的那样，在图1的例子中，钳夹114和116接合第二杆110以使线性致动器102能够操作设备108，并且脱离第二杆110以使弹簧124朝着故障保护位置移动第一杆106。
图2描绘图1的示例故障保护装置100的放大图。然而在图2中，未示出弹簧124。框架112在框架112的基部202的中点200耦合到第一杆106。框架112限定基本上方形或者矩形孔204，该孔在与第一杆106的纵轴垂直的方向上延伸穿过框架112。间隙206等分框架112的与基部202相对的部分以提供第一支点部分208和第二支点部分210。每个支点部分208和210包括与间隙206相邻的通道212和213。框架112的上述形状仅为例子，因此不脱离本公开内容的范围可以使用其它形状。
第一钳夹114和第二钳夹116各自部分地设置于通道212和213之一中并且可移动地耦合到一对相对的壁214和215。图2中描绘的钳夹114和116各自枢轴地耦合到一对相对的壁214和215。在一些例子中，钳夹114和116各自可滑动地耦合到一对对的壁214和215。钳夹114和116包括相应杠杆部分216和218。杠杆部分216和218与支撑部分220和222相邻。支撑部分220和222在图2的定向中朝着彼此弯曲并且在框架112的支点部分208和210上支撑钳夹114和116。另外，钳夹114和116包括与支撑部分220和222相邻的握持部分224和226。握持部分224和226的纵轴与钳夹114和116的相应杠杆部分216和218的纵轴基本上平行。每个钳夹114和116的上述形状仅为一个例子，因此不脱离本公开内容的范围可以使用其它形状。如下文更具体描述的那样，定位于钳夹114和116的杠杆部分216和218的末端120与122之间的致动器118推进钳夹114和116以与第一或者第二杆110接合。
钳夹114和116的杠杆部分216和218设置于孔204内，并且钳夹114和116的握持部分224和226至少部分地设置于框架112外以接合第二杆110。每个钳夹114和116可以经由穿过支点部分208和210的相应枢轴销232和234耦合到框架112。枢轴销232和234在钳夹114和116上的位置可能影响钳夹114和116的机械优点。例如，如果枢轴销232和234比图2中所示更近于钳夹114和116的末端120和122而定位于钳夹114和116上，则为了推进钳夹114和116以与第二杆110接合而需要的力可能增加。
钳夹114和116的握持部分224和226的面236和238彼此相向，以在定位于杠杆部分216和218的末端120与122之间的致动器118向外推进杠杆部分216和218并且向内推进面236和238以与第二杆110接合时使钳夹114和116能够握持第二杆110。面236和238凹入或者弯曲以基本上对应于第二杆110的外弯曲表面242。面236和238可以包括用于握持第二杆110的锯齿240和241和/或摩擦材料(未示出)。第二杆110的外弯曲表面242也可以包括用于接合面236和238的锯齿240和241的锯齿244和/或用于握持钳夹114和116的摩擦材料。摩擦材料可以使第二杆110能够如需要的那样在钳夹114和116的抓握内滑移以抑制设备108的振动。
在图2中所示的示例故障保护装置100中定位于钳夹114和116的杠杆部分216和218的末端120与122之间的致动器118是电气线性螺线管246。然而其它示例故障保护装置100可以包括气动供能的致动器。螺旋管246包括铁芯248和250，并且每个铁芯248和250枢轴地耦合到钳夹114和116之一。在钳夹114与116之间压缩第二弹簧252以偏置或者推进钳夹114和116离开第二杆110。如下文更具体描述的那样，当向螺旋管246提供电源时，铁芯248和250从螺线管246的中心移开以推进钳夹114和116以与第二杆110接合。
图2示出了示例故障保护装置100的钳夹114和116与第二杆110接合。在设备108的运行期间，向螺线管246提供电源以使螺线管246的铁芯248和250从螺线管246的中心移开。因而铁芯248和250推进每个钳夹114和116的杠杆部分216和218离开螺线管246，以使钳夹114和116中的每个钳夹绕着相应的枢轴销232和234轴枢转动并且接合第二杆110。当钳夹114和116接合第二杆110时，每个面236和238的锯齿240和241接合第二杆110的锯齿244。一旦钳夹114和116接合第二杆110，线性致动器102可以操作设备108。
图3示出了图1和图2的示例故障保护装置100的钳夹114和116从第二杆110脱离。在图3中未示出用于向故障保护位置推进第一杆106的弹簧124。当去除供给线性致动器102的电源时，线性致动器102中的电马达可以将第二杆110保持于它的最后位置。在基本上相同时间，去除供给螺线管246的电源以使螺线管246的铁芯248和250停止推进钳夹114和116离开螺线管246并且与第二杆110接合。第二弹簧252然后使钳夹114和116脱离第二杆110。一旦钳夹114和116脱离第二杆110，弹簧124将第一杆106移向故障保护位置(例如全闭位置)。在图3中，第一杆106在全闭故障保护位置。
示例故障保护装置100也可以响应于电源减少朝着故障保护位置移动第一杆106。传感器(未示出)可以耦合到电源(未示出)以检测电源向线性致动器102提供的功率的值。传感器可以向连接到螺线管246的控制器(未示出)传达功率值。如果电源向线性致动器102供应的功率降至阈值水平以下，则控制器向螺线管246发送信号，该信号通知螺线管246停止推进钳夹114和116以与第二杆110接合。因而第二弹簧252使钳夹114和116脱离第二杆110并且弹簧124将第一杆106移向故障保护位置。
当向线性致动器102恢复足够电源时，可以移动第二杆110以对应于故障保护位置(例如全开、全闭等)以对准第二杆110的锯齿244与钳夹114和116的锯齿240和241。一旦第二杆110的位置对应于故障保护位置，向螺线管246恢复电源以推进钳夹114和116以与第二杆110接合。线性致动器102然后可以操作设备108。
图4和图5示出了示例故障保护装置100的另一实施方式。在图4中描绘的示例故障保护装置100中，框架112耦合到线性致动器402的第二杆400，并且螺线管246用于推进钳夹114和116以与设备406的第一杆404接合。第一杆404包括用于握持钳夹114和116的锯齿240和241的锯齿410。第一杆404也包括底座408。示例底座408可以是板、销或者用于弹簧124的任何适当支撑。在图4的例子中，在框架112与底座408之间压缩弹簧124以朝着全闭故障保护位置推进第一杆404。在一些例子中，壳128的内壁可以包括用于支撑弹簧124的突起，并且可以在突起与底座408之间压缩弹簧124以朝着全闭故障保护位置推进第一杆404。在一些例子中，弹簧124可以在底座408与设备406之间处于拉伸状态以朝着全闭故障保护位置推进第一杆404。
图5示出了示例故障保护装置100的钳夹114和116从第一杆404脱离。因而弹簧124(未示出)在图5的定向中下移第一杆404。因此，图5的例子中的第一杆404在全闭故障保护位置。
图4和图5中描绘的故障保护装置也可以朝着全开故障保护位置移动第一杆404。在这样的例子中，在设备406与底座408之间压缩弹簧124以推进底座408、并且因此朝着全开故障保护位置推进第一杆404。在一些其它例子中，弹簧124在框架112与底座408之间处于拉伸状态以朝着全开故障保护位置推进第一杆404。
虽然这里已经描述某些示例装置，但是本专利的覆盖范围不限于此。恰好相反，本专利覆盖合理地落入本专利的权利要求范围内的所有装置。

Claims (20)

1.一种用于线性致动器的故障保护装置，其特征在于，包括：
框架，其耦合到将由所述线性致动器操作的设备的第一杆或者所述线性致动器的第二杆中的一个杆；
第一钳夹和第二钳夹，每个钳夹可移动地耦合到所述框架，该些钳夹用于接合或者脱离所述第一杆或者所述第二杆中的另一杆；以及
弹簧，用于朝着故障保护位置推进所述第一杆，其特征在于，所述弹簧在该些钳夹脱离所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆时朝着所述故障保护位置移动所述第一杆。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：致动器，其定位于该些钳夹的相应末端之间以推进该些钳夹以与所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆接合。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述致动器是螺线管。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：第二弹簧，用于推进该些钳夹以脱离所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该些钳夹包括用于握持所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆的锯齿。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆包括用于接合该些钳夹的所述锯齿的锯齿。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该些钳夹包括用于握持所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆的摩擦材料。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述故障保护位置是所述设备的全闭位置或者全开位置。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述线性致动器是电气线性致动器并且所述设备是阀。
10.一种用于线性致动器的故障保护装置，其特征在于，包括：
弹簧，用于朝着故障保护位置推进将由所述线性致动器操作的设备的第一杆；以及
离合器，用于将所述线性致动器的第二杆操作地耦合到所述第一杆，其中所述离合器包括耦合到所述第一杆或者所述第二杆中的一个杆的框架和可移动地耦合到所述框架的多个钳夹，该些钳夹用于接合所述第一杆或者所述第二杆中的另一杆以使所述线性致动器能够操作所述设备，并且用于脱离所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆以使所述弹簧能够朝着所述故障保护位置移动所述第一杆。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：致动器，其定位于该些钳夹的相应末端之间以推进该些钳夹以与所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆接合。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述致动器是螺线管。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，该些钳夹包括用于握持所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆的锯齿。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆包括用于接合该些钳夹的所述锯齿的锯齿。
15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，该些钳夹包括用于握持所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆的摩擦材料。
16.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括：第二弹簧，用于推进该些钳夹以脱离所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆。
17.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述故障保护位置是所述设备的全闭位置或者全开位置。
18.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述线性致动器是电气线性致动器并且所述设备是阀。
19.一种用于线性致动器的故障保护装置，其特征在于，包括：
用于朝着故障保护位置推进将由所述线性致动器操作的设备的第一杆的装置；以及
用于将所述线性致动器的第二杆操作地耦合到所述第一杆的装置，其中所述用于操作地耦合的装置包括用于支撑用于接合的装置的装置，所述用于支撑的装置耦合到所述第一杆或者所述第二杆中的一个杆，所述用于接合的装置用于接合所述第一杆或者所述第二杆中的另一杆以使所述线性致动器能够操作所述设备，并且用于脱离所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆以使所述用于推进的装置能够朝着所述故障保护位置移动所述第一杆。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括：用于推进的第二装置，其定位于所述用于接合的装置的相应末端之间用于推进所述用于接合的装置以与所述第一杆或者所述第二杆中的所述另一杆接合。
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