KR101697957B1

KR101697957B1 - 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치

Info

Publication number: KR101697957B1
Application number: KR1020157002817A
Authority: KR
Inventors: 마이클 더블유 맥카티
Original assignee: 피셔콘트롤스인터내쇼날엘엘씨
Priority date: 2012-07-12
Filing date: 2013-07-10
Publication date: 2017-01-19
Also published as: JP2015522147A; CA2877934A1; CA2877934C; RU2015103118A; BR112014033009A2; WO2014011721A1; MX2015000530A; AR091743A1; EP2872805B1; JP6289458B2; CN103574137B; NO20150051A1; KR20150036337A; CN203670984U; CN103574137A; EP2872805A1; MX354785B; US20140014859A1; RU2644436C2; US9291280B2

Abstract

내부 통로를 갖는 액추에이터 장치가 개시되어 있다. 예시적 장치는 상부 압력 챔버와 하부 압력 챔버를 형성하기 위해 로드 장치를 갖는 액추에이터 케이싱을 포함한다. 상부 압력 챔버는 하부 압력 챔버에 대향한다. 요크가 액추에이터 케이싱을 유체 밸브에 결합시킨다. 내부 통로는 제어 유체를 적어도 하나의 제1 또는 하부 압력 챔버에 유동적으로 결합시키기 위해 요크의 본체 내에 형성된다. 유체 커넥터 조립체는 내부 통로를 상부 압력 챔버에 유동적으로 결합시키기 위해 액추에이터 케이싱 내에 위치된다. 로드 장치는 요크의 내부 통로와 상부 압력 챔버 사이에 있다.

Description

내부 통로를 갖는 액추에이터 장치 {ACTUATOR APPARATUS HAVING INTERNAL PASSAGEWAYS}

본 개시는 일반적으로 액추에이터에 관한 것으로, 특히, 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치에 관한 것이다.

제어 밸브는 일반적으로 처리 유체의 유동을 제어하기 위해 처리 제어 시스템에서 사용된다. 제어 밸브는 통상적으로 제어 밸브를 자동화하도록 유체 밸브의 유동 제어 부재에 작동식으로 결합된 액추에이터(예를 들어, 공압 액추에이터, 유압 액추에이터 등)를 포함한다. 동작시, 제어기(예를 들어, 포지셔너)가 종종 사용되어 액추에이터에 제어 유체(예를 들어, 공기)를 공급하고, 액추에이터는 이에 따라 유동 제어 부재(예를 들어, 밸브 게이트, 플러그, 폐쇄 부재 등)를 밸브 좌대에 대해 원하는 위치에 위치시킴으로써 밸브를 통한 유체 유동을 제어 또는 조절한다.

일부 예에서, 유체 밸브에 액추에이터를 결합시키기 위해 요크가 사용될 수 있다. 추가적으로, 일부 예에서, 제어기가 요크에 장착될 수 있다. 일부 예에서, 외부 배관이 사용되어 액추에이터의 챔버(예를 들어, 압력 챔버)와 제어기 사이에 제어 유체를 유동적으로 결합시킨다. 그러나, 외부 배관은 손상 또는 분리될 수 있고 그에 의해 액추에이터의 정확도와, 이에 따라, 밸브를 통한 원하는 유체 유동에 영향을 줄 수 있다. 다른 예에서, 제어기와 액추에이터의 하부 압력 챔버 사이에 제어 유체를 유동적으로 결합시키기 위해 요크 내에 내부 통로가 형성될 수 있다. 그러나, 이들 예에서, 액추에이터의 상부 압력 챔버와 제어기 사이에 제어 유체를 유동적으로 결합시키기 위해 외부 배관이 필요하다.

예시적 장치는 상부 압력 챔버와 하부 압력 챔버를 형성하도록 로드 장치를 갖는 액추에이터 케이싱을 포함한다. 상부 압력 챔버는 하부 압력 챔버에 대향한다. 요크는 요크가 액추에이터 케이싱을 유체 밸브에 결합시킨다. 하부 압력 챔버 또는 상부 압력 챔버 중 적어도 하나에 제어 유체를 유동적으로 결합시키기 위해 요크의 본체 내에 내부 통로가 형성된다. 유체 커넥터 조립체가 액추에이터 케이싱 내에 배치되어 내부 통로를 상부 압력 챔버에 유동적으로 결합시킨다. 로드 장치는 상부 압력 챔버와 요크의 내부 통로 사이에 배치된다.

액추에이터 장치는 액추에이터의 케이싱에 결합되는 제1 단부와 유체 밸브에 결합되는 제2 단부를 포함한다. 제1 단부와 제2 단부 사이의 요크 내에 제1 유체 경로가 형성된다. 제1 유체 경로는 요크의 제1 단부에 인접하게 위치된 제1 출구와 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치된 제1 입구를 갖는다. 제1 유체 경로는 액추에이터의 상부 압력 챔버에 유동적으로 결합된다. 제2 유체 경로는 제1 단부와 제2 단부 사이에서 요크에 형성된다. 제2 유체 경로는 요크의 제1 단부에 인접하게 위치된 제2 출구와 제1 단부와 제2 단부 사이에 위치된 제2 입구를 갖는다. 제2 유체 경로는 액추에이터의 하부 압력 챔버에 유동적으로 결합된다.

다른 예시적 장치는 유체 밸브를 작동시키기 위한 수단과 유체 밸브에 작동 수단을 부착하기 위한 수단을 포함한다. 예시적 장치는 액추에이터 케이싱의 제1 유체 챔버에 제어 유체를 유동적으로 결합시키기 위한 제1 수단을 포함한다. 유동적 결합을 위한 제1 수단은 부착을 위한 수단과 일체로 형성되고, 외부 배관을 사용하지 않고 제1 유체 챔버에 제어 유체를 제공한다. 예시적 장치는 액추에이터 케이싱의 제2 유체 챔버에 대해 제어 유체를 유동적으로 결합시키기 위한 제2 수단을 포함한다. 유동적 결합을 위한 제2 수단은 적어도 부분적으로 제1 유체 챔버에 배치된다.

도 1a 및 도 1b는 외부 배관을 갖는 공지된 제어 밸브를 예시한다.
도 2는 본 명세서에 개시된 교시에 따른 내부 통로를 갖는 본 명세서에 개시된 예시적 액추에이터 조립체를 예시한다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 예시적 액추에이터 조립체의 예시적 요크를 예시한다.
도 4a 및 도 4b는 내부 통로를 갖는 본 명세서에 개시된 다른 예시적 요크를 예시한다.
도 5는 내부 통로를 갖는 본 명세서에 개시된 다른 예시적 액추에이터 조립체를 예시한다.
도 6은 내부 통로를 갖는 본 명세서에 개시된 다른 예시적 액추에이터 조립체를 예시한다.
도 7은 내부 통로를 갖는 본 명세서에 개시된 다른 예시적 액추에이터를 예시한다.

본 명세서에 개시된 예시적 액추에이터 조립체는 액추에이터의 챔버(예를 들어, 압력 챔버)와 제어기 또는 포지셔너 사이에 제어 유체를 유동적으로 결합시키기 위해 외부 배관을 사용할 필요성을 제거한다. 특히, 본 명세서에 개시된 예시적 액추에이터는 액추에이터의 챔버(예를 들어, 압력 챔버)와 포지셔너 사이에 공급 또는 제어 유체를 유동적으로 결합시키기 위해 요크를 사용한다.

더 구체적으로, 본 명세서에 개시된 예시적 요크 장치는 액추에이터의 하부 압력 챔버와 상부 압력 챔버 중 적어도 하나와 포지셔너 사이에 제어 유체(예를 들어, 공압 공기)를 유동적으로 결합시키기 위해 요크의 본체 내에 형성된 하나 이상의 내부 통로를 사용한다. 추가적으로, 본 명세서에 개시된 예시적 액추에이터 조립체는 상부 및 하부 압력 챔버 중 나머지 하나에 하나 이상의 내부 통로를 유동적으로 결합시키기 위해 유체 커넥터 조립체를 사용한다. 이 방식으로, 포지셔너는 외부 배관을 사용하지 않고 액추에이터의 상부 및 하부 압력 챔버에 유동적으로 결합될 수 있다. 달리 말하면, 본 명세서에 개시된 액추에이터 조립체는 액추에이터와 포지셔너 사이에서 요크 및/또는 액추에이터 케이싱의 표면에 대해 외부적인 배관을 사용하지 않는다. 상부 및 하부 압력 챔버에 포지셔너를 유동적으로 결합시키기 위해, 포지셔너는 예로서, 브래킷을 통해 요크(예를 들어, 요크의 외부 표면)에 결합 또는 장착될 수 있다. 순차적으로, 요크의 본체 내에 형성된 하나 이상의 내부 통로는 액추에이터 조립체의 하나 이상의 압력 챔버에 포지셔너의 외부 포트를 유동적으로 결합시킨다. 외부 배관의 제거는 다른 방식에서 발생할 수 있는 외부 배관에 대한 손상을 현저히 감소 또는 제거함으로써 본 명세서에 개시된 예시적 액추에이터 조립체의 정확성 및 신뢰성을 증가시킨다.

예시적 액추에이터를 상세히 설명하기 이전에, 공지된 제어 밸브 조립체(100)의 간단 설명이 도 1a 및 도 1b와 연계하여 제공된다. 도 1a 및 도 1b를 참조하면, 제어 밸브 조립체(100)는 요크(106)를 통해 유체 밸브(104)에 결합된 액추에이터(102)를 포함한다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 다이어프램(108)이 액추에이터 케이싱(110)에 배치되어 상부 압력 챔버(112)와 제2 압력 챔버(114)를 형성한다. 포지셔너(116)(도 1a)는 상부 및 하부 압력 챔버(112, 및 114)에 제어 유체(예를 들어, 공압 공기)를 제공한다. 더 구체적으로, 외부 배관(118a, 및 118b)이 사용되어 포지셔너(116)와 압력 챔버(112, 및 114) 각각 사이에 제어 유체를 유동적으로 결합시킨다.

동작시, 포지셔너(116)는 압력원(120)으로부터 상부 압력 챔버(112) 및/또는 제2 압력 챔버(114)로 제어 유체를 제공하여 다이어프램(108)을 가로질러 압력차를 제공한다. 이런 압력차는 유체 밸브(104)를 통한 유체 유동을 제어하기 위해 다이어프램(108)이 밸브 좌대(미도시)에 대한 직선형 경로로 다이어프램(108)에 작동식으로 결합된 밸브 플러그를 이동시키게 한다.

그러나, 외부 배관(118a, 및 118b)은 손상 또는 분리될 수 있고, 그에 의해, 상부 및 하부 압력 챔버(112, 및 114) 및/또는 포지셔너(116) 사이에서 제어 유체가 유동하는 것을 규제 또는 방지할 수 있다. 외부 배관(118a 및/또는 118b)에 대한 이런 손상 또는 분리는 차량 같은 대상물과의 접촉에 의해 유발될 수 있다. 일부 예에서, 유체 밸브(104)를 통해 유동하는 처리 유체는 제어 밸브 조립체(100) 및/또는 액추에이터(102)의 공진 주파수와 실질적으로 같은 주파수를 제어 밸브 조립체(100)에 부여함으로써 액추에이터(102) 및/또는 제어 밸브 조립체(100), 그리고, 이에 따라, 배관(118a 및/또는 118b)이 진동하게 할 수 있다. 예로서, 일부 이런 경우에, 유도된 진동은 외부 배관(118a,및 118b)이 분리 또는 손상되게 할 수 있으며, 그에 의해, 액추에이터(102)의 동작, 그리고, 이에 따라, 밸브 좌대에 대한 유동 제어 부재의 위치 정확도에 영향을 줄 수 있다.

도 2는 본 명세서에 개시된 교지에 따른 내부 통로(202)를 갖는 예시적 액추에이터 조립체(200)를 예시한다. 도 2의 예시적 액추에이터 조립체(200)는 액추에이터 케이싱(206)을 유체 밸브(예를 들어, 도 1a의 유체 밸브(104)에 결합시키기 위한 요크(204)를 포함한다. 액추에이터 조립체(200)는 액추에이터 케이싱(206) 내에 위치된 로드 장치 또는 다이어프램(208)을 사용하여 상부 압력 챔버(212)와 하부 압력 챔버(214)를 형성하며, 상부 압력 챔버(212)는 제2 압력 챔버(214)에 대향한다.

더 구체적으로, 그리고, 후술된 바와 같이, 액추에이터 조립체(200)는 상부 및 하부 압력 챔버(212, 및 214) 중 어느 하나 및/또는 양자 모두에 내부 통로(202)가 유동적으로 결합될 수 있게 하기 위해 유체 커넥터 조립체(215)를 사용한다. 이 방식으로, 내부 통로(202)와 유체 커넥터 조립체(215)는 액추에이터 조립체(200) 및/또는 요크(204)에 대해 외부적으로 위치된 배관(예를 들어, 액추에이터 조립체(200)의 요크(204)의 외부 표면에 인접한 통로)을 사용하지 않고 액추에이터 케이싱(206)에 대한 유체 연결을 제공한다.

본 예에서, 다이어프램(208)은 다이어프램 판(210)을 통해 액추에이터 스템(216)에 결합된다. 예로서, 다이어프램(208)은 다이어프램 판(210)에 (예를 들어, 클램프 및/또는 체결구를 통해) 고정 부착, 클램핑, 체결 또는 다른 방식으로 결합된다. 순차적으로, 액추에이터 스템(216)은 다이어프램(208)과 유체 밸브의 유동 제어 부재를 작동식으로 결합시킨다. 추가적으로, 상부 압력 챔버(212)는 다이어프램(208)의 제1 측부(218)와 유체 연통하고, 하부 압력 챔버(214)는 다이어프램(208)의 제2 측부(220)와 유체 연통한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 포지셔너(222)는 요크(204)에 결합 또는 장착된다. 예로서, 포지셔너(222)는 브래킷 조립체(미도시)를 통해 요크(204)에 장착될 수 있다. 브래킷 조립체는 예로서, 체결구를 수용하기 위한 다수의 어퍼처를 갖는 브래킷 또는 판을 포함할 수 있다. 예로서, 적어도 하나의 체결구가 요크(204)에 대한 결합을 위해 브래킷의 어퍼처 중 하나를 통해 연장한다.

예시된 예의 요크(204)는 액추에이터 케이싱(206)에 결합되는 제1 단부(224)와 예로서, 유체 밸브의 보닛에 결합되는 제2 단부(226)를 갖는다. 추가적으로, 내부 통로(202)는 포지셔너(222)와 액추에이터 조립체(200) 및/또는 케이싱(206)을 유동적으로 결합시킨다. 달리 말해서, 내부 통로(202)는 제어 유체를 상부 압력 챔버(212) 또는 하부 압력 챔버(214)(예를 들어, 액추에이터 조립체(200)의 요크(204)의 외부 표면에 인접한)에 유동적으로 결합시킨다. 더 구체적으로, 내부 통로(202)는 요크(204)와 일체로 형성된다. 예시된 실시예에서, 내부 통로(202)는 제1 유체 경로(228)와 제2 유체 경로(230)를 형성한다. 특히, 제1 유체 경로(228)는 포지셔너(222)(예를 들어, 포지셔너(222)의 제1 출구 포트) 또는 제어 유체를 상부 압력 챔버(212)와 유동적으로 결합시키고, 제2 유체 경로(230)는 포지셔너(222)(예를 들어, 포지셔너(222)의 제2 출구 포트) 또는 제어 유체를 하부 압력 챔버(214)와 유동적으로 결합시킨다.

추가적으로, 유체 커넥터 조립체(215)는 제1 유체 경로(228)와 상부 압력 챔버(212)를 유동적으로 결합시키기 위해 제1 유체 통로(232)를 사용한다. 제1 유체 통로(232)는 액추에이터 케이싱(206)의 하부 압력 챔버(214)에 위치된다. 제1 유체 통로(232)와 상부 압력 챔버(212)를 유동적으로 결합시키기 위해, 상부 다이어프램 판(210) 및/또는 다이어프램(208) 내에 개구가 형성되어, 압력 챔버(212)와 제1 유체 통로(232) 사이에 유체 연통을 형성한다. 특히, 예시된 실시예의 제1 유체 통로(232)는 커넥터(236)(예를 들어, 호스 피팅 또는 클램프)를 통해 개구(234)에 결합된다.

또한, 다이어프램(208)의 이동을 수용하기 위해, 예시된 실시예의 제1 유체 통로(232)는 가요성 배관으로 형성되고, 액추에이터 조립체(200)가 밸브를 통한 유체 유동을 허용하는 제1 위치(예를 들어, 밸브의 개방 위치)와 밸브를 통한 유체 유동을 규제하는 제2 위치(얘를 들어, 밸브의 폐쇄 위치) 사이에서 이동할 때 다이어프램(208) 및/또는 액추에이터 조립체(200)의 동작의 간섭을 방지하도록 충분한 길이를 갖는다. 결과적으로, 제1 유체 통로(232)와 제1 유체 경로(228)의 조합은 포지셔너(222)와 상부 압력 챔버(212) 사이에서 외부 배관(예를 들어, 도 1a의 외부 배관(118a)을 사용할 필요성을 제거한다.

추가적으로, 제2 유체 경로(230)는 커넥터(238)(예를 들어, 호스 피팅 또는 클램프)를 통해 하부 압력 챔버(214)에 유동적으로 결합됨으로써 포지셔너(222)와 하부 압력 챔버(214) 사이에서 외부 배관(예를 들어, 도 1a의 외부 배관(118b))을 사용할 필요성을 제거한다. 결과적으로, 예시적 요크(204)와 유체 커넥터 조립체(215)는 다른 방식에서 외부 배관이 사용되는 경우 발생할 수 있는 손상을 현저히 감소 또는 제거함으로써 액추에이터 조립체(200)의 신뢰성을 현저히 증가시킨다.

도 3a는 도 2의 예시적 요크(204)의 정면도이다. 도 3b는 도 2의 예시적 요크(204)의 평면도이다. 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 예시된 실시예의 요크(204)는 제1 다리부(302)와 제2 다리부(304)를 형성하는 본체(300)(예를 들어, U-형 본체)를 갖는다. 제1 유체 경로(228)는 제1 입구(306)(도 3a) 및 제1 출구(308)(도 3b)를 가지고, 제2 유체 경로(230)는 제2 입구(310)(도 3a) 및 제2 출구(312)(도 3b)를 갖는다. 특히, 예시된 실시예에서, 제1 유체 경로(228)의 입구(306)는 요크(204)의 제2 단부(226)와 요크(204)의 제1 단부(224) 사이에 위치되고, 제1 유체 경로(228)의 출구(308)는 요크(204)의 제1 단부(224)에 인접하게 위치된다. 더 구체적으로, 제1 출구(308)는 요크(204)의 제1 다리부(302)의 표면(314)(예를 들어, 상단 또는 상부 표면)에 대해 위치되고, 입구(306)는 요크(204)의 제1 다리부(302)의 표면(316)(예를 들어, 측부 표면)에 대해 위치된다. 달리 말하면, 표면(314)은 요크(204)의 표면(316)에 대해 실질적으로 수직이다. 결과적으로, 제1 유체 경로(228)의 제1 부분(318)은 제1 축(320)을 형성하고, 제1 유체 경로(228)의 제2 부분(322)은 제1 축(320)이 제2 축(324)에 대해 평행하지 않도록 제2 축(324)을 형성한다. 이러한 방식으로, 제1 유체 경로(228)의 제1 부분(318)은 제1 유체 경로(228)의 제2 부분(322)과 교차한다.

또한, 제2 유체 경로(230)의 입구(310)는 요크(204)의 제1 단부(224)와 요크(204)의 제2 단부(226) 사이에 위치되고, 제2 유체 경로(230)의 출구(312)는 제1 단부(224)에 인접하게 위치된다. 더 구체적으로, 제2 출구(312)는 요크(204)의 표면(314) 상에 위치되고, 제2 입구(310)는 표면(316) 상에 위치된다. 결과적으로, 제2 유체 경로(230)의 제1 부분(326)은 제1 축(328)을 형성하고, 제2 부분(330)은 제2 유체 경로(230)의 제1 축(328)이 제2 유체 경로(230)의 제2 축(332)에 대해 평행하지 않도록 제2 축(332)을 형성한다. 이러한 방식으로, 제2 유체 경로(230)의 제1 부분(326)은 제2 유체 경로(230)의 제2 부분(330)과 교차한다.

예시된 예에서, 제1 다리부(302)는 제1 및 제2 유체 경로(228, 및 230)를 형성한다. 특히, 제1 유체 경로(228)는 제2 유체 경로(230)에 인접한다. 그러나, 비록 제1 유체 경로(228)가 제2 유체 경로(230)에 인접하지만, 제1 유체 경로(228)는 제2 유체 경로(230)에 대해 유동적으로 격리된다. 따라서, 제1 유체 경로(228) 내의 제어 유체는 제2 유체 경로(230) 내의 제어 유체와 연통(예를 들어, 혼합)될 수 없다.

후술된 바와 같은 다른 예에서, 제1 유체 경로(228)는 요크(204)의 제1 다리부(302)에 형성될 수 있고, 제2 유체 경로(230)는 요크의 제2 다리부(304)에 형성될 수 있다. 추가적으로, 일부 예에서, 요크(204)는 단일 유체 경로(228 또는 230)만을 사용할 수 있다. 또 다른 예에서, 요크(204)는 두 개보다 많은 유체 경로를 사용할 수 있다. 예로서, 응답 시간을 증가시키기 위해, 제1 및 제2 다리부(302, 및 304) 각각이 제1 및 제2 유체 경로(228, 및 230)를 포함할 수 있다.

예시된 실시예의 요크(204)는 예로서, 주조나 임의의 다른 제조 공정을 통해 형성될 수 있다. 또한, 제1 유체 경로(228) 및/또는 제2 유체 경로(230)는 예로서, 보어형성, 천공 및/또는 임의의 다른 적절한 제조 공정(들) 같은 이차 제조 작업을 통해 형성될 수 있다.

동작시, 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 포지셔너(222)는 공급원(예를 들어, 도 1a의 공급원(120))으로부터 제어 유체를 수용한다. 포지셔너(222)는 제어 유체를 조절하고, 제어 유체를 상부 압력 챔버(212) 및/또는 하부 압력 챔버(214) 중 적어도 하나에 제공한다. 특히, 포지셔너(222)의 제1 출구 또는 포트는 제1 유체 경로(228)의 제1 입구(306)에 결합되고, 포지셔너(222)의 제2 출구 또는 포트는 제2 유체 경로(230)의 제2 입구(310)에 결합된다. 제1 유체 경로(228)는 상부 압력 챔버(212)에 유동적으로 결합되고, 제2 유체 경로(230)는 하부 압력 챔버(214)에 유동적으로 결합된다.

특히, 포지셔너(222)는 상부 압력 챔버(212) 및/또는 하부 압력 챔버(214) 중 적어도 하나에 제어 유체를 제공하여 다이어프램(208)을 가로지른 압력차를 생성함으로써 밸브를 통한 유체 유동을 제어한다. 예로서, 하부 압력 챔버(214) 내의 제어 유체의 압력보다 큰 상부 압력 챔버(212) 내의 제어 유체의 압력은 다이어프램(208)이 제1 직선형 경로(예를 들어, 도 2의 배향에서 하방 방향)로 이동하게 하는 압력차를 제공한다. 유사하게, 하부 압력 챔버(214) 내의 제어 유체의 압력보다 작은 상부 압력 챔버(212) 내의 제어 유체의 압력은 제1 직선형 경로에 대향한 제2 직선형 경로(예를 들어, 도 2의 배향에서 상방 방향)로 다이어프램(208)이 이동하게 하는 압력차를 제공한다. 다이어프램(208)의 이런 직선형 이동은 밸브 좌대에 대해 밸브(예를 들어, 도 1a의 유체 밸브(106))의 유동 제어 부재를 위치설정함으로써 밸브를 통한 유체 유동을 조절한다.

도 4a 및 도 4b는 본 명세서에 개시된 내부 통로(402)를 갖는 다른 예시적 요크(400)를 예시한다. 더 구체적으로, 내부 통로(402)는 제1 유체 경로(404)와 제2 유체 경로(406)를 형성한다. 제1 유체 경로(404)는 제2 유체 경로(406)에 대해 유동적으로 격리된다. 예시된 실시예의 요크(400)는 제1 다리부(410)와 제2 다리부(412)를 형성하는 본체(408)(예를 들어, U-형 본체)를 갖는다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 제1 유체 경로(404)는 제1 다리부(410)에 형성되고 제2 유체 경로(406)는 제2 다리부(412)에 형성된다. 제1 및 제2 유체 경로(404, 및 406)는 도 3a 및 도 3b와 연계하여 상술한 예시적 유체 경로(228, 및 230)와 유사하게 구성된다.

도 5 내지 도 7은 도 2, 도 3a 및 도 3b의 예시적 요크(204)와 유사한 예시적 요크를 갖는 본 명세서에 개시된 다른 예시적 액추에이터(500, 600, 및 700)를 예시한다. 상술한 예시적 요크(204) 또는 액추에이터 조립체(200)의 구성요소와 실질적으로 유사하거나 동일하고, 이러한 구성요소와 실질적으로 유사하거나 동일한 기능을 가지는 예시적 액추에이터(500, 600, 및 700)의 구성요소는 다시 상세히 후술하지 않는다. 대신, 관심있는 독자는 상술한 대응 설명을 참조할 것이다. 이러한 참조를 용이하게 하기 위해, 유사 구조에 대해 동일한 참조 번호를 사용한다.

도 5의 예시적 액추에이터(500)는 유체 밸브(예를 들어, 도 1a의 유체 밸브(106))에 액추에이터 케이싱(206)을 결합시키기 위해 요크(204)를 사용한다. 액추에이터(500)는 하부 압력 챔버 또는 유체 챔버(502)와 상부 압력 챔버 또는 스프링 챔버(504)를 형성하기 위해 액추에이터 케이싱(206) 내에 배치된 로드 장치 또는 다이어프램(208)을 갖는다. 스프링(506)은 스프링 챔버(504) 내에 배치되며 다이어프램(208)의 제1 측부(218)에 편의 또는 힘을 부여한다. 추가적으로, 유체 챔버(502)는 다이어프램(208)의 제2 측부(220)와 유체 연통한다.

예시된 예에서, 요크(204)의 제2 유체 경로(230)는 유체 챔버(502)에 유동적으로 결합된다. 도시된 바와 같이, 예시적 액추에이터(500)는 다이어프램(208) 및/또는 다이어프램 판(210)의 개구(234)를 통한 스프링 챔버(504)와 압력 챔버(502) 사이의 유체 유동을 차단 또는 방지하기 위해 플러그 캡 또는 삽입체(508)를 사용한다. 추가적으로, 도시된 바와 같이, 제거가능한 플러그, 캡 또는 삽입체(510)가 제1 유체 경로(228)의 제1 입구(306)에 결합되어 제1 입구(306)를 통한 스프링 챔버(504)로의 유체 연통을 방지 또는 규제할 수 있다. 일부 예에서, 삽입체(510)는 포지셔너(222)의 출구 포트가 제1 유체 경로(228)에 결합되어 있지 않을 때 스프링 챔버(504)를 대기와 유동적으로 결합(예를 들어, 통기)하도록 제1 입구(306)로부터 제거될 수 있다.

동작시, 포지셔너(예를 들어, 도 2의 포지셔너(222))는 제2 유체 경로(230)를 통해 유체 챔버(502)에 제어 유체를 공급하여 다이어프램(208)을 가로지른 압력차를 생성함으로써 유체 밸브(예를 들어, 도 1a의 유체 밸브(106))를 통한 유체 유동을 제어한다. 예로서, 스프링(506)에 의해 제1 측부(218)에 부여되는 힘보다 큰 다이어프램(208)의 제2 측부(220) 상에 힘을 부여하는 유체 챔버(502) 내에 제공된 제어 유체의 압력은 다이어프램(208)이 제1 직선형 경로로 이동하게 한다. 유사하게, 스프링(506)에 의해 제1 측부(218)에 부여되는 힘보다 작은 다이어프램(208)의 제2 측부(220)에 대한 힘을 부여하는 유체 챔버(502)에 제공되는 압력은 다이어프램(208)이 제1 경로에 대향하는 제2 직선형 경로로 이동하게 한다.

도 6은 본 명세서에 개시된 예시적 요크(204)를 사용하는 다른 예시적 액추에이터(600)를 예시한다. 본 예에서, 요크(204)의 제1 유체 경로(228)는 포지셔너(예를 들어, 도 2의 포지셔너(222))로부터의 제어 유체를 액추에이터(600)의 상부 압력 챔버 또는 유체 챔버(602)에 유동적으로 결합시킨다. 유체 챔버(602)는 다이어프램(208)의 제1 측부(218)와 유체 연통한다. 스프링(604)은 액추에이터(600)의 하부 압력 챔버 또는 스프링 챔버(606) 내에 배치되고, 다이어프램(208)의 제2 측부(220)에 힘을 부여한다. 추가적으로, 유체 커넥터 조립체(215)의 제1 유체 통로(232)가 스프링 챔버(606) 내에 위치된다. 제1 유체 통로(232)는 커넥터(236)를 통해 다이어프램 판(210)과 다이어프램(208)의 개구(234)에 결합되어 제1 유체 경로(228)와 유체 챔버(602)를 유동적으로 결합시킨다. 제1 유체 통로(232)는 배관을 사용하여 구현될 수 있으며, 동작시, 스프링(604)를 간섭하지 않는다. 특히, 제1 유체 통로(232)는 스프링(604)에 의해 형성된 중심 개구(608) 내에 배치된다. 본 예에서, 제2 유체 경로(230)는 예로서, 제거가능한 플러그, 캡 또는 삽입체(510)에 의해 폐쇄될 수 있다. 대안적으로, 삽입체(510)는 스프링 챔버(606)를 대기에 유동적으로 결합(예를 들어, 통기)시키도록 제거될 수 있다.

도 7은 액추에이터 케이싱(206)을 유체 밸브에 결합시키기 위해 요크(204)를 사용하는 또 다른 예시적 액추에이터(700)를 예시한다. 본 예에서, 로드 장치는 상부 압력 챔버(704)와 하부 압력 챔버(706)를 형성하도록 액추에이터 케이싱(206) 내에 배치되는 피스톤(702)이다. 상부 압력 챔버(704)는 피스톤(702)의 제1 측부(708)와 연통하고, 제2 압력 챔버(706)는 피스톤(702)의 제2 측부(710)와 연통한다. 추가적으로, 제1 유체 경로(228)는 포지셔너로부터 상부 압력 챔버(704)로 제어 유체를 유동적으로 결합시키며, 제2 유체 경로(230)는 제어 유체를 제2 압력 챔버(708)에 유동적으로 결합시킨다. 제1 유체 경로(228)는 제1 유체 통로(232)에 유동적으로 결합된다. 피스톤(702)은 제1 유체 통로(232)와 상부 압력 챔버(704)를 유동적으로 결합시키기 위해 개구(712)를 포함한다.

비록, 특정 예시적 방법, 장치 및 제조품이 본 명세서에 설명되어 있지만, 본 특허의 포함 범주는 이에 한정되지 않는다. 반면, 본 특허는 문헌적으로 또는 균등론 하에 첨부 청구범위의 범주 내에 공정하게 포함되는 모든 방법, 장치 및 제조품을 포함한다.

Claims

상부 압력 챔버와 하부 압력 챔버를 정의하기 위한 로드 장치를 갖는 액추에이터(actuator) 케이싱으로서, 상기 상부 압력 챔버는 상기 하부 압력 챔버에 대향하는 액추에이터 케이싱,
상기 액추에이터 케이싱을 유체 밸브에 결합시키기 위한 요크,
상기 상부 압력 챔버 또는 상기 하부 압력 챔버 중 적어도 하나에 제어 유체를 유동적으로(fluidly) 결합시키기 위해 상기 요크의 본체에 형성된 내부 통로, 및
상기 상부 압력 챔버에 상기 내부 통로를 유동적으로 결합시키기 위해 상기 액추에이터 케이싱의 하부 압력 챔버 내에 위치된 유체 커넥터 조립체를 포함하되,
상기 로드 장치(load apparatus)는 상기 상부 압력 챔버와 상기 요크의 상기 내부 통로 사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 요크에 장착될 수 있는 포지셔너(positioner)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 포지셔너는 상기 제어 유체를 상기 내부 통로에 공급할 수 있고, 상기 포지셔너의 출구는 상기 포지셔너가 상기 요크에 장착될 때 상기 내부 통로의 입구에 결합되는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 유체 커넥터 조립체는 상기 상부 압력 챔버와 상기 내부 통로의 제1 출구를 유동적으로 결합시키기 위해 상기 액추에이터 케이싱 내에 배치되는 제1 유체 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 4항에 있어서,
상기 제1 유체 통로는 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 5항에 있어서,
상기 유체 커넥터 조립체는 상기 배관을 상기 로드 장치에 결합시키기 위한 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 4항에 있어서,
상기 로드 장치는 상기 상부 압력 챔버와 상기 내부 통로의 상기 제1 출구를 유동적으로 결합시키기 위한 개구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 로드 장치는 피스톤 또는 다이어프램(diaphragm)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 1항에 있어서,
상기 상부 압력 챔버는 상기 로드 장치의 제1 측부와 연통하고, 상기 하부 압력 챔버는 상기 로드 장치의 제2 측부와 연통하며, 상기 제1 측부는 상기 제2 측부에 대향하는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
삭제
청구항 9항에 있어서,
상기 액추에이터 케이싱은 상기 로드 장치의 상기 제2 측부에 스프링에 의하여 인가된 힘보다 작은 힘을 상기 제어 유체가 상기 로드 장치의 상기 제1 측부에 인가할 때 상기 로드 장치를 사전결정된 위치로 편의시키기 위해 상기 하부 압력 챔버 내에 배치되어 상기 로드 장치의 상기 제 2 측부에 힘을 인가하는 상기 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
액추에이터 장치에 있어서,
액추에이터의 케이싱에 결합되는 제1 단부 및 유체 밸브에 결합되는 제2 단부를 구비하는 요크, 및
상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 상기 요크 내에 형성된 제1 유체 경로로서, 상기 제1 유체 경로는 상기 요크의 상기 제1 단부에 인접하게 위치된 제1 출구와, 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 위치된 제1 입구를 갖고, 상기 제1 유체 경로는 상기 액추에이터의 상부 압력 챔버에 유동적으로 결합되는, 제1 유체 경로, 및
상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에서 상기 요크 내에 형성된 제2 유체 경로로서, 상기 제2 유체 경로는 상기 요크의 상기 제1 단부에 인접하게 위치된 제2 출구와 상기 제1 단부와 상기 제2 단부 사이에 위치된 제2 입구를 가지고, 상기 제2 유체 경로는 상기 액추에이터의 하부 압력 챔버에 유동적으로 결합되는, 제2 유체 경로를 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 12에 있어서,
상기 제1 유체 경로와 상기 상부 압력 챔버를 유동적으로 결합시키기 위한 커넥터 조립체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 13항에 있어서,
상기 커넥터 조립체는 적어도 부분적으로 상기 하부 압력 챔버 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 12항에 있어서,
상기 제1 유체 경로의 제1 부분은 제1 축을 정의하고, 상기 제1 유체 경로의 제2 부분은 제2 축을 정의하며, 상기 제1 유체 경로의 상기 제1 축은 상기 제1 유체 경로의 상기 제2 축과 평행하지 않은 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 12항에 있어서,
상기 제2 유체 경로의 제1 부분은 제1 축을 정의하고, 상기 제2 유체 경로의 제2 부분은 제2 축을 정의하며, 상기 제2 유체 경로의 상기 제1 축은 상기 제2 유체 경로의 상기 제2 축에 평행하지 않은 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 12항에 있어서,
상기 요크는 제1 다리부와 제2 다리부를 형성하는 U-형 프레임을 갖는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 17항에 있어서,
상기 제1 유체 경로는 상기 U-형 프레임의 상기 제1 다리부에 형성되고, 상기 제2 유체 경로는 상기 제1 유체 경로에 인접하게 상기 U-형 프레임의 상기 제1 다리부에 형성되며, 상기 제1 유체 경로는 상기 제2 유체 경로로부터 유동적으로 격리되는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
청구항 17항에 있어서,
상기 제1 유체 경로는 상기 U-형 프레임의 상기 제1 다리부에 형성되고, 상기 제2 유체 경로는 상기 U-형 프레임의 상기 제2 다리부에 형성되며, 상기 제1 유체 경로는 상기 제2 유체 경로로부터 유동적으로 격리되는 것을 특징으로 하는 내부 통로를 갖는 액추에이터 장치.
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