NO329156B1

NO329156B1 - Elektrisk ventilaktuator med virvelstromskopling

Info

Publication number: NO329156B1
Application number: NO20043668A
Authority: NO
Inventors: Lane P Mccaskill
Original assignee: Cooper Cameron Corp
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2010-08-30
Also published as: NO20043668L; WO2003064905A1; NO20043668D0; GB2401417A; GB2401417B; US6585228B1; GB0418734D0

Description

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Oppfinnelsesområdet

Denne oppfinnelse vedrører en ventilaktuator som drives elektrisk og anvendes for selektivt å bevege et ventillegeme i en sluseventil 18 mellom åpen og lukket stilling og derved styre strømningen gjennom ventilen. Aktuatoren anvendes i nødsi-tuasjoner for hurtig å lukke ventilen ved å utløse en frigivelsesanordning som tillater at en viklet fjær som virker i kombinasjon med resttrykket i ventilen virker på spindelen for hurtig å bevege ventillegemet fra en første, typisk åpen posisjon til en andre, typisk lukket posisjon.

Ventilaktuatorer som drives hydraulisk, pneumatisk eller elektrisk er vel kjent og ofte anvendt innenfor olje- og gassindustrien. For disse ventilaktuatorer kreves det at de er i stand til å åpne ventilen og holde ventilen åpen mot det fulle arbeidstrykk for ventilen. Dette indre ventiltrykk kan utøve en vesentlig kraft mot aktuatoren og forsøke å overvinne åpningskraften som genereres av aktuatoren. Samtidig må aktuatoren være i stand til å reagere i en nødsituasjon og lukke ventilen i løpet av sekunder.

Denne lukkeoperasjon gjennomføres typisk ved å anvende en viklefjær med stor diameter som virker i kombinasjon med resttrykket i ventilen som virker på spindelen for å tilveiebringe bevegelseskraften for å presse ventilen til sin lukkede eller sviktsikre posisjon i løpet av noen få sekunder. Denne fjær må være dimensjonert til å ha tilstrekkelig kraft til å lukke ventilen ved ventilens nominelle arbeidstrykk. I det tilfelle hvor det er nødvendig å lukke ventilen når trykket i ventilen er en forholdsvis liten prosentandel av ventilens nominelle trykk er fjæren nå noe overdimensjonert og bevirker at ventilen hurtiglukkes «igjenslemming» til lukket stilling under en stor akse-lererende kraft slik at det bevirkes økt slitasje på ventilaktuatorens komponenter. Det er således ønskelig å være i stand til å kontrollere den hurtighet hvormed ventilen lukkes og derved minimere aktuatorkomponentslitasje.

Tidligere forsøk på å kontrollere denne lukkekraft har fokusert på å styre den hastighet hvormed aktuatoren lukkes. Forskjellige anordninger som for eksempel vis-køse rotasjonsdempere, sentrifugalkoplinger og sentrifugalpumper med doserings-ventiler har vært anvendt. Disse anordninger lider av forskjellige mangler inklusive høyt løsnedreiemoment, stor dreiemomentvariasjon med temperaturendringer og lek-kasje av fluidet anvendt som dempemiddel.

Det er derfor ønskelig å ha en koplingsmekanisme eller lignende apparat som har et lavt løsnedreiemoment, påvirkes minimalt av temperaturendringer og ikke krever noen fluider for drift.

2. Beskrivelse av beslektet teknikk

US patent nr 5.261.446 (Gerald S. Baker) viser en komplett sammenstilling av nødavstengningsventil og aktuator med et hydraulisk pilottrykk-kontrollsystem for å bestemme når en nødavstengning av ventilen kreves. Bevegelse av ventilspindelen gjøres ved bruk av et resirkulerende kulemutter-akslingsarrangement.

US patent nr 6.152.167 (Gerald S. Baker) viser en ventilaktuator med et nød-avstengningstrekk som inkluderer en viklingsfjærkopling for å styre bevegelsen av aktuatoren i en retning men ikke i den andre retning med mindre den påvirkes av ut-løsningssystemet.

US patentsøknad nr 09/915.796 (Johnny Newport og Todd Mosley), inngitt 26. juli 2001 og overdratt til den samme søker som den foreliggende søknad, viser en rulleskrueaktuator for bruk med undervannsstrupeventiler som anvender en planetrulleholder for å drive en strupeventil.

OPPSUMMERING AV OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en ventilaktuator med en sylindrisk husdel med et deksel festet til en ende av aktuatorhusdelen. Dekslet har en spindelboring derigjennom og en spindel posisjonert deri som er konfigurert for å festes til et ventillegeme i en sluseventil, slik at bevegelse av spindelen beveger ventillegemet i sluseventilen mellom åpen og lukket posisjon tilsvarende arbeids- og sviktsikker posisjon av sluseventilen. En forspenningsmodul, posisjonert i aktuatorhusdelen, er forbundet til spindelen og har en viklefjær for å presse spindelen og ventillegemet til en lukket, d.v.s. sviktsikker posisjon. En transmisjonsmodul som inkluderer en planetrulleholder med lav friksjon ligger inntil forspenningsmodulen og beveger spindelen og ventilen mellom den åpne og den lukkede posisjon. Bevegelse av transmisjonsmodulen motvirkes av fjæren og trykket i ventilboringen. En drivmodul driver transmisjonsmodulen. En virvelstrømskopling er forbundet til transmisjonsmodulen for å kontrollere bevegelsen av spindelen med en forut valgt, lineær hastighet når spindelen beveges av fjæren til den sviktsikre posisjon. Et par viklefjærkoplinger anvendes for å holde tilbake og kontrollere bevegelse av planetrulleholderen. En kontrollmodul er anordnet for å tillate selektiv frigivelse av viklefjærkoplingen og derved tillate at fjæren beveger spindelen og ventillegemet til deres sviktsikre posisjon.

Et første formål for den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en elektrisk drevet sammenstilling av ventil- og aktuator med et koplingsapparat som har et ho-vedsakelig lineært forhold mellom dreiemoment og hastighet.

Et ytterligere formål for den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en elektrisk drevet sammenstilling av ventil og aktuator med et koplingsapparat med et lavt løsnedreiemoment.

Et ytterligere formål for den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en elektrisk drevet sammenstilling av ventil og aktuator med et koplingsapparat som påvirkes minimalt av temperaturendringer.

Endelig er et formål for den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en elektrisk drevet sammenstilling av ventil og aktuator med et clutchapparat som ikke krever noen fluider for drift.

Disse sammen med andre formål og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse er spesifikt påpekt i de etterfølgende patentkrav og danner en del av denne fremstilling. En full og fullstendig forståelse av oppfinnelsen kan erholdes med henvisning til de vedføyde tegninger og beskrivelsen av de foretrukne utførelsesformer.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Disse og andre formål og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse er angitt i det følgende og klargjort med henvisning til tegningene, hvori: Fig. 1A-1D er samlet et snittriss av utførelsesformen av sammenstillingen av ventil og ventilaktuator ifølge den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er et delsnittriss, tatt langs linjen 2-2 i fig. 1, og viser en del av kontrollmodulen. Fig. 3 er et oppriss, tatt langs linjene 3-3 i fig. 2, og viser detaljer av frigivelsesanordningen.

Fig. 4 er et oppriss, delvis i snitt, og viser detaljer av drivmodulen.

Fig. 5A og 5B er snittriss av transmisjonsmodulen.

Fig. 6 er et oppriss som viser detaljer av forspenningsmodulen.

BESKRIVELSE AV DE FORETRUKNE UTFØRELSESFORMER

Med henvisning til tegningene, og spesielt fig. 1A-1D vises der ventilaktuatorsammenstillingen 10 som omfatter prinsippene ifølge den foreliggende oppfinnelse. Ventilakatuorsammenstillingen 10 inkluderer aktuatorhusdelen 12 festet til ventildekslet 14 ved hjelp av et gjenget inngrep 16. Ventildekslet 14 er tettende festet til sluseventilen 18 (vist i delsnitt) ved hjelp av egnede festeanordninger som pinneskruer 20 og muttere 22. Sluseventilen 18 har en konvensjonell konfigurasjon som vil være vel-kjent for de fagkyndige, med ventilstengeelement i form av ventillegeme 24 som er bevegelig deri mellom åpen og lukket posisjon ved hjelp av ventilaktuatorsammenstillingen 10 for å kontrollere fluidstrømning gjennom boringen 26 (ikke vist). Ventillegemet 24 er typisk et motsattvirkende ventillegeme, d.v.s. når aktuatoren beveger ventillegemet, typisk oppover, bort fra ventilboringen til den lukkede posisjon, beveger boringen i ventillegemet seg ut av innretting på linje med innløps- og utløpspassasjene og strømningen stanses. Denne posisjon refereres til som den sviktsikre posisjon, mens når boringen i ventillegemet 24 er innrettet på linje med boringen 26 i ventilen er denne posisjon den åpne eller arbeidsposisjon. En slik ventil refereres til som en motsattvirkende sluseventil eller en sviktstengt sluseventil. En ventil konstruert til å svikte åpen etableres med et ventillegeme med boring beveget innover eller tettere til enden av ventillegemet, og refereres til som en direktevirkende sluseventil. Hvilken som helst konfigurasjon kan anvendes med aktuatoren ifølge den foreliggende oppfinnelse uten å gå utenfor rammen for oppfinnelsen.

Ventilaktuatorsammenstillingen 10 inkluderer også forspenningsmodul 28, transmisjonsmodul 30, drivmodul 32 og kontrollmodul 34. Ventildekslet 14 har en spindelboring 36 som strekker seg derigjennom med spindelen 38 sentralt lokalisert deri. Den indre ende av spindelen 38, d.v.s. enden lokalisert nærmest sluseventil 18, har en forstørret diameterseksjon 40 tildannet derpå og som ligger an mot skulderen 42 på dekslet 14 når spindelen 38 er ført til den viste posisjon. Kontakten mellom den forstørrede diameterseksjon 40 og skulderen 42 bestemmer opp-slaglengden av spindelen 38. Leppetetningen 44 er anordnet i spindelboringen 36 og tetter på utsi-den av spindelen 38.

Den motsatte ende av aktuatorhusdelen 12 har drivmodulen 32 festet dertil ved hjelp av hodeskruer 46. Med henvisning til fig. 4 er drivmodulen 32 vist mer detaljert og inkluderer den elektriske motor 48 festet til motorholderhusdelen 50 ved hjelp av hodeskruer 52. Anvendelsen av en elektrisk motor som drivkraft for å drive aktuatoren i drivmodulen 32 er bare ansett som illustrerende og ikke begrensende. Det er tatt i betraktning at drivmodulen 32 kunne anvende andre drivkrefter som for eksempel hydraulikk eller pneumatikk uten å gå utenfor rammen for den foreliggende oppfinnelse og slike modifikasjoner er betraktet som å ligge innenfor rammen for den foreliggende oppfinnelse. Koplingsboksen 54 er montert på siden av den elektriske motor 48 og elektriske ledninger (ikke vist) er tilknyttet for tilførsel av elektrisk energi. Motorholderhusdelen 50 er et sylindrisk koppformet element med ringflens 56 tildannet på sin ende. Den elektriske motor 48 har en palclutch 58 og clutchkopling 60 posisjonert på sin utgangsaksling for å forbinde motoren 48 til hastighetsreduksjonsgirkassen 62. Hastighetsreduksjonsgirkassen 62 anvendes for å kontrollere hastigheten av den elektriske motor 48 når denne driver transmisjonsmodulen 30, på en måte som skal beskrives i det følgende. Dreiemomentkoplingen 64 er montert på utgangs-siden av hastighetsreduksjonsgirkassen 62 og har koplingen 66 dannet på sin innside for å sammenpasses med transmisjonsmodulen 30.

Hodeskruer 46 fester drivmodulen 32 til aktuatorhusdelen 12 som best sett i fig. 1C hvor drivmodulen 32 er koplet til transmisjonsmodulen 30. Fig. 5A og 5B tilveiebringer et forstørret riss av detaljene i transmisjonsmodulen 30. Transmisjonsmodulen 30 inkluderer øvre endedeksel 68 hvortil viklefjærkapselen 70 er festet ved hjelp av hodeskruer 72. Gjengede hull 74 er tildannet i enden av den øvre endekapsel 68 for å motta hodeskrue 46 og sikre drivmodulen 32 til transmisjonsmodulen 30. Den øvre endekapsel 68 er et generelt koppformet element med gjenger 76 tildannet på den motsatte ende for inngrep med gjenger 78 på aktuatorhusdelen 12 for å sikre transmisjonsmodulen inne i aktuatorhusdelen 12. Montert til den øvre endekapsel 68 ved hjelp av hodeskruer 80 er den øvre stator 82, den nedre stator 84 og demperholderen 86 og disse kan derfor ikke rotere i forhold til aktuatorhusdelen 12.

En spindel 88 med flat ende 90 tildannet på sin ende for inngrep med koplingen 66 i drivmodulen 32 strekker seg gjennom viklingsfjærkapselen 70. Rotasjon av den elektrisk motor overføres således gjennom hastighetsreduksjonsgirkassen 62 for å rotere spindelen 88 i transmisjonsmodulen 30. Posisjonert på spindelen 88 inntil den flate ende 90 er clutchrotoren 92 som holdes på spindelen 88 ved hjelp av en sneppertring 94. Clutchrotoren 92 har drivkiler 96 på sin innside og som er i inngrep med spindelen 88, slik at rotasjon av spindelen 88 bevirker rotasjon av clutchrotoren 92. Posisjonert på clutchrotoren 92 og den øvre stator 82 er en viklingsfjærkopling 98. Viklingsfjærkoplingen 98 er av den type som er vist i US patent nr 5.261.446 og er dimensjonert til å passe tett på clutchrotoren 92 og den øvre stator 82. Viklingsfjærkoplingen 98 er viklet for å la drivmodulen 32 rotere spindelen 88 og bevege ventillegemet 24 mot sluseventilen 18 og til sin operasjonsposisjon. Av grunner som skal forklares i det følgende motstår viklingsfjærkoplingen 98 bevegelse av spindelen 88 i en retning motsatt den som nettopp er beskrevet for å hindre spindelen 88 «fra å ta igjen» fra å dreie i den motsatte retning etter at motoren 48 er slått av. Viklingsfjærkoplingen 98 motstår denne bevegelse ved at den er viklet på den øvre stator 82 som er hindret fra å rotere ved å være forbundet til aktuatorhusdelen 12 gjennom den øvre endekapsel 68.

Spindelen 88 understøttes ved hjelp av aksiale og radiale aksialrullelagere 100 og rullelagere 102 i den øvre stator 82 og den nedre stator 84. Motboringen 104 er tildannet på den indre ende av spindelen 88 og har transmisjonsanordninger med lav friksjon i form av planetrulleholderen 106 posisjonert deri. Planetrulleholderen 106 er av den type som fås i handelen fra forskjellige leverandører som for eksempel INA Bearing og anvendes også i US patentsøknad nr 09/915.796 (Johnny Newport og Todd Mosley), inngitt 26. juli 2001 og overdratt til den samme søker som den foreliggende søknad og er innlemmet heri som referanse. Planetrulleholderen 106 inkluderer en rulleholder 108, drivruller 110 og rulleaksling 112. Drivkilen 114 passer inn i motboringen 104 og overfører rotasjon av spindelen 88 til rulleholderen 108, drivrul-lene 110 og rulleakslingen 112.

Rulleakslingen 112 roterer imidlertid ikke etter som den er hindret fra å rotere

ved hjelp av kiler 116 posisjonert i slissen 118 i den nedre rotor 120. Den nedre rotor 120 er et generelt sylindrisk element med avtrinnet skulder på sin innside. Den nedre rotor understøttes aksialt og lateralt ved hjelp av aksiale rullelagere 122 og rullelagere 124 og 126 inne i den nedre stator 84 og demperholderen 86.

Posisjonert på den nedre rotor 120 og den nedre stator 84 er en viklingsfjærkopling 128. Viklingsfjærkoplingen 128 er den samme som for viklingsfjærkoplingen 98 bortsett fra at den er viklet slik at når spindelen 88 driver planetrulleholderen 106 for å bevege ventillegemet 124 mot ventilen 18 hindrer viklingsfjærkoplingen 128 den nedre rotor 120 fra å rotere i forhold til den nedre stator 84 og bringer derved rulleakslingen 112 til å forskyves, d.v.s. bevege seg lineært mot ventilen 18, etter som kiler 116 hindrer rotasjon av rulleakslingen 112 i forhold til den nedre rotor 120. Denne lineære bevegelse bringer rulleakslingen 112 til å skyve på forspenningsmodulen 28 og presse ventillegemet 24 til sin virksomme posisjon. Når det er ønsket hurtig å lukke ventilen 18 er det anordnet en frigivelsesanordning som beveger tangen 130 på viklingsfjærkoplingen 128 for å frigi koplingen på en måte som skal beskrives i det følgende.

Demperholderen 86 har en clutchsammenstilling i form av virvelstrømkopling-en 132 montert på sin ende. Virvelstrømskoplingen 132 er av den type som fås i handelen fra Magnetic Technologies Ltd., Oxford, Massachusetts. Slike clutcher har et lineært forhold mellom dreiemoment og hastighet. Det indre av virvelstrømkopling-en 132 har kilen 134 anordnet deri og som forbinder til det nedre rotor 120 for å kontrollere dens rotasjonshastighet som skal beskrives i det følgende. Støvskjermen 136 forbinder mellom den øvre endekapsel 68 og demperholderen 86.

Kontrollmodulen 34 er vist i fig. 5 og mer detaljert i fig. 2 og 3. Kontrollmodulen 34 inkluderer en frigivelsesanordning 138 omfattende solenoid 140, plungerstempel 142 og leddarm 144. Når solenoid 140 opereres ligger plungerstemplet 142 an mot enden av leddarmen 144 og bevirker at leddarmen 144 til å svinge på skruen 146 som fester leddarmen 144 til den nedre stator 84. Overflaten 148 er utspart på siden av den nedre stator 84 for å tillate klaring for bevegelse av leddarmen 144.

Forspenningsmodulen 28 er vist mer detaljert i fig. 6 og inkluderer fjærholderkapselen 150 med lagerplaten 152 festet dertil. Fjærholderkapselen 150 inkluderer ringflensen 154 tildannet på en ende som er i kontakt med et forspenningselement i form av fjæren 156 som best sett i fig. 1. Lagerplaten 152 inkluderer aksialrullelagere og rullelagere 158 og 160 som understøtter rulleplaten 162. Lagerplaten 152 er festet til endeplaten 164 ved hjelp av hodeskruer 166. Sekskanthodeskruen 168 sikrer forspenningsmodulen 28 til spindelen 38 mens holderskrue 170 sikrer forspenningsmodulen 28 til husdelendeplaten 172. Husdelendeplaten 172 er festet til aktuatorhusdelen 12 ved hjelp av gjengeinngrep 174. Med henvisning til fig. 1 vises der en andre del av kontrollmodulen 34 i form av grensebrytere 176 som påviser posisjonen av ringflensen 154 på fjærholderkapselen 150 når aktuatoren beveger ventillegemet 24 mellom sin operative og sviktsikre posisjon.

En typisk sekvens av operasjoner vil være som følger. Ventillegemet 24 vil være i posisjonen vist i fig. 1, d.v.s. sin sviktsikre posisjon med boringen i sluseventilen 18 lukket. Viklingsfjærkoplingen 128 er i sin låste posisjon, d.v.s. at den nedre rotor 120 ikke kan rotere i forhold til den nedre stator 84. Elektrisk kraft tilføres motoren 48 som så driver spindelen 88 gjennom hastighetsreduksjonsgirkassen 62 og dreiemomentkoplingen 64. Spindelen 88 roterer og dreier rulleholderen 108 gjennom drivkilen 114. Viklingsfjærkoplingen 98 er orientert for å tillate rotasjon i denne retning. Rotasjon av rulleholderen 108 overføres til rulleakslingen 112 gjennom drivval-ser 110. Rulleakslingen 112 kan ikke rotere etter som kilene 116 i slissen 118 i den nedre rotor 120 hindrer rotasjon på grunn av at viklingsfjærkoplingen 128 hindrer rotasjon av den nedre rotor 120 i forhold til den nedre stator 84 og demperholderen 86. Dette bringer rulleakslingen 112 til å bevege seg lineært mot sluseventilen 18 og ligge an mot rulleplaten 162 i forspenningsmodulen 28. Fortsatt bevegelse av rulleakslingen 112 presser spindelen 38 og ventillegemet 24 inn i sluseventilen 18 og åpner derved sluseventilen 18 til sin operative posisjon. Samtidig sammentrykkes fjæren 156 og motvirker den ovennevnte lineære bevegelse av spindelen 38. Ved dette punkt kan grensebrytere 176 påvise posisjonen av forspenningsmodulen 28 og fastslå om sluseventilen 18 er åpen. Krafttilførselen til den elektriske motor 48 kan da slås av. Trykk i sluseventilen 18 som virker over diameteren avgrenset av leppetetningen 46 på spindelen 38 vil forsøke å bakdrive eller «ta igjen» den elektriske motor 48. Dette hindres av viklingsfjærkoplingen 98 som hindrer motsatt rotasjon av rulleakslingen 112 som tidligere beskrevet.

Når det er ønskelig å stenge sluseventilen, d.v.s. å bevege den fra sin operative til sin sviktsikre posisjon aktiveres frigivelsesanordningen 138 ved å kople ut den elektriske kraft fra solenoiden 140 og sende ut plungerstemplet 142 og bevege leddarmen 144 som i sin tur beveger tangen 130 for å frigi viklingsfjærkoplingen 128. Dette tillater at fjæren 156 og trykkendebelastningen som virker på spindelen 38 til presse spindelen 38 utover, d.v.s. bort fra sluseventilen 18. Dette bevirker en hurtig bevegelse av spindelen 38 og rulleplaten 162 som ligger an mot rulleakslingen 112. Etter som rulleakslingen 112 beveger seg oppover og roterer på drivruller 110 forsø-ker rulleholderen 108 også å rotere. Kilen 114 mellom rulleholderen 108 og spindelen 88 forhindrer imidlertid rotasjon av rulleholderen 108 etter som spindelen 88 er låst mot rotasjon ved hjelp av viklingsfjærkoplingen 98 som hindrer bakdrift av spindelen 88 som tidligere beskrevet. Rulleakslingen 112 roterer således oppover inn i spindelen 88 for å returnere til posisjonen i fig. 1. Denne rotasjon av rulleakslingen 112 overføres til den nedre rotor 120 og gjennom kilen 134 til virvelstrømkoplingen 132. Ettersom den ytre del av virvelstrømkoplingen 102 er holdt tilbake fra bevegelse ved å være naglet til demperholderen 86, styres rotasjonshastigheten av rulleakslingen 112 av virvelstrømkoplingen 132. Bevegelsesmotstanden frembrakt på denne måte kontrollerer den hastighet hvormed fjæren 156 kan presse spindelen 38 og ventillegemet 24 utover til den sviktsikre posisjon. Denne bevegelsesmotstand av virvel-strømkoplingen tillater at sluseventilen derved lukkes med en redusert hastighet uten hurtiglukking «igjensmelling» til lukket stilling.

Konstruksjonen av denne elektriske ventilaktuator med virvelstrømkopling vil lett forstås fra den foregående beskrivelse og det vil ses at det er tilveiebrakt en elektrisk drevet sammenstilling av ventil og aktuator med et clutchapparat med et hoved-sakelig lineært forhold mellom dreiemoment og hastighet. Mens oppfinnelsen er blitt vist og beskrevet i forbindelse med visse foretrukne utførelsesformer, er det klart at ekvivalente endringer og modifikasjoner vil innses for de fagkyndige etter å ha lest og forstått denne fremstilling. Den foreliggende oppfinnelse inkluderer alle slike ekvivalente endringer og modifikasjoner og er bare begrenset av rammen av de etterføl-gende patentkrav.

Claims

1. Ventilaktuator (10), omfattende: en aktuatorhusdel (12); et deksel (14) festet til aktuatorhusdelen (12) og som har en spindelboring (36) derigjennom; en spindel (38) posisjonert inne i spindelboringen (36) i det nevnte deksel (14), idet spindelen (38) er konfigurert for å festes til et ventillegeme (24) inne i en sluseventil (18) hvori bevegelse av den nevnte spindel (38) beveger ventillegemet (24) i sluseventilen (18) mellom åpen og lukket posisjon tilsvarende operativ og sviktsikker posisjon av sluseventilen (18); en forspenningsmodul (28) posisjonert inne i den nevnte aktuatorhusdel (12), forbundet til spindelen (38) og som har et forspenningselement for å presse spindelen (38) til en sviktsikker posisjon; en transmisjonsmodul (30) som beveger spindelen (38) mellom den nevnte sviktsikre og operative posisjon, idet den nevnte bevegelse motvirkes av nevnte forspenningselement (28); en drivmodul (32) som driver transmisjonsmodulen (30); en kontrollmodul (34) for selektivt å frigi den nevnte spindel (38) fra sin operative posisjon og tillate at det nevnte forspenningselement beveger den nevnte spindel (38) til sin sviktsikre posisjon; og en clutchkopling (60) forbundet til den nevnte transmisjonsmodul (34) for å kontrollere bevegelsen av den nevnte spindel til en forut valgt, lineær hastighet etter som spindelen (38) beveges av det nevnte forspenningselement til den nevnte sviktsikre posisjon.

2. Ventilaktuator (10) ifølge krav 1, karakterisert ved at clutchkoplingen (60) er en virvelstrømkopling.

3. Ventilaktuator (10) ifølge krav 2, karakterisert ved at transmisjonsmodulen (30) inkluderer: en transmisjonsanordning med lav friksjon; første og andre viklingsfjærkoplinger (98, 128); idet den første viklingsfjærkopling (98) som er posisjonert på enden av den nevnte transmisjonsanordning med lav friksjon inntil den nevnte drivmodul (32) og forhindrer at trykk inne i den nevnte sluseventil (18) fra å bevege ventillegemet (24) fra sin operative til sviktsikre posisjon; og den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) er posisjonert på enden av den nevnte transmisjonsanordning med lav friksjon inntil den nevnte forspenningsmodul (28) og forhindrer at forspenningselementet (24) beveger ventillegemet fra sin operative til sin sviktsikre posisjon inntil den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) selektivt frigis ved hjelp av en frigivelsesanordning (138).

4. Ventilaktuator (10) ifølge krav 3, karakterisert ved at: den nevnte transmisjonsanordning med lav friksjon er en planetrulleholder (106).

5. Ventilaktuator (10) ifølge krav 4, karakterisert ved at frigivelsesanordningene (138) inkluderer: en leddarm (144); og en solenoid (140) som beveger et plungerstempel (142), idet plungerstemplet (142) er i kontakt med den nevnte leddarm (144) når solenoiden (140) aktiveres for å bevege en frigivelsestange posisjonert på den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) og frigir den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) og derved tillater at det nevnte forspenningselement kan bevege spindelen (38) til sin sviktsikre posisjon.

6. Ventilaktuator (10) ifølge krav 5, karakterisert ved at: den nevnte drivmodul (32) inkluderer en hastighetsgirkasse (62) for å begrense rotasjonshastighet av nevnte planetrulleholder (106).

7. Ventilaktuator (10) ifølge krav 6, karakterisert ved at: den nevnte forspenningsmodul (28) inkluderer en lagerplate (152), hvor lagerplaten (152) er i kontakt med den nevnte planetrulleholder (106) og tillater lineær bevegelse av spindelen (38) for å bevirke samtidig lineær bevegelse og rotasjon av den nevnte planetrulleholder (106).

8. Ventilaktuator (10) ifølge krav 7, karakterisert ved at den nevnte kontrollmodul (34) inkluderer: et flertall posisjonsfølere for å påvise posisjonen av det nevnte forspenningselement når spindelen (38) er i sin operative stilling og i sin sviktsikre stilling.

9. Ventilaktuator (10) ifølge krav 8, karakterisert ved at: det nevnte forspenningselement er en fjær (156).

10. Sammenstilling av ventil- (18) og ventilaktuator (10), omfattende: et ventilhus (12) med en boring derigjennom; et ventillegeme (24) bevegelig posisjonert inne i ventilhuset for å kontrollere strømning gjennom ventilhusets boring; et deksel (14) tettende festet til ventilhuset (12) og som har en spindelboring (36) derigjennom; en spindel (38) posisjonert inne i spindelboringen i dekslet (14), idet spindelen (38) er konfigurert for å festes til nevnte ventillegeme (24) hvori bevegelse av spindelen (38) beveger ventillegemet (24) mellom åpen og lukket posisjon tilsvarende operativ henholdsvis sviktsikker posisjon av sluseventilen (18); en aktuatorhusdel (12) som tettende er festet til dekslet (14); en forspenningsmodul (28) posisjonert inne i den nevnte aktuatorhusdel (12) og som er forbundet til den nevnte spindel (38) og har et forspenningselement (28) for å presse den nevnte spindel (38) til en sviktsikker posisjon; en transmisjonsmodul (30) som beveger spindelen (38) mellom nevnte sviktsikre og operative posisjon, idet denne bevegelse motvirkes av nevnte forspenningselement; en drivmodul (32) som driver transmisjonsmodulen (30); en clutchkopling (60) forbundet til transmisjonsmodulen (34) for å kontrollere bevegelsen av den nevnte spindel (38) i en forutvalgt lineær hastighet når spindelen (38) beveges av nevnte forspenningselement (28) til nevnte sviktsikre posisjon; en kontrollmodul (34) for selektivt å frigi spindelen (38) fra sin operative posisjon og tillate det nevnte forspenningselement (28) å bevege den nevnte spindel (38) til sin sviktsikre posisjon; og en clutchkopling (60) forbundet til den nevnte transmisjonsmodul (34) for å kontrollere bevegelsen av den nevnte spindel (38) i en forutvalgt, lineær hastighet når den nevnte spindel (38) beveges av det nevnte forspenningselement (28) til den nevnte sviktsikre posisjon.

11. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 10, karakterisert ved at: den nevnte clutchkopling (60) er en virvelstrømkopling.

12. Sammenstilling av ventil- (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 11, karakterisert ved at transmisjonsmodulen (30) inkluderer: en transmisjonsanordning med lav friksjon; første og andre viklingsfjærkoplinger (98,128); idet den nevnte første viklingsfjærkopling (98) er posisjonert på enden av nevnte transmisjonsanordning med lav friksjon inntil den nevnte drivmodul (32) og hindrer at trykk inne i sluseventilen (18) fra å bevege ventillegemet (24) fra sin operative til sin sviktsikre posisjon; og den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) er posisjonert på enden av nevnte transmisjonsanordning med lav friksjon inntil nevnte forspenningsmodul (28) og hindrer at nevnte forspenningselement (28) beveger ventillegemet (24) fra sin operative-til sin sviktsikre posisjon inntil den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) er selektivt frigitt av en frigivelsesanordning (138).

13. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 12, karakterisert ved at: nevnte transmisjonsanordning med lav friksjon er en planetrulleholder (106).

14. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 13, karakterisert ved at frigivelsesanordningen (138) inkluderer: en leddarm (144); og en solenoid (140) som beveger et plungerstempel (142), idet plungerstemplet (142) er i kontakt med den nevnte leddarm (144) når solenoiden (140) aktiveres til å bevege en frigivelsestange (130) posisjonert på den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) og frigir den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) og tillater derved at det nevnte forspenningselement kan bevege den nevnte spindel (38) til sin sviktsikre posisjon.

15. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 14, karakterisert ved at: den nevnte drivmodul (32) inkluderer en hastighetsreduserende girkasse (62) for å begrense rotasjonshastigheten av nevnte planetrulleholder (106).

16. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 15, karakterisert ved at: den nevnte forspenningsmodul (28) inkluderer en lagerplate (152) hvor lagerplaten (152) er i kontakt med planetrulleholderen (106) og tillater lineær bevegelse av den nevnte spindel (38) for å bevirke samtidig lineær bevegelse og rotasjon av nevnte planetrulleholder (106).

17. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 16, karakterisert ved at kontrollmodulen (34) inkluderer: et flertall av posisjonssensorer for å påvise posisjonen av nevnte forspenningselement når den nevnte spindel (38) er i sine operative og sviktsikre posisjoner.

18. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 17, karakterisert ved at nevnte forspenningselement er en fjær (156).

19. Ventilaktuator (10) ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte transmisjonsmodul (30) inkluderer: en transmisjonsanordning med lav friksjon; første og andre viklingsfjærkoplinger (98, 128); idet den nevnte første viklingsfjærkopling (98) er posisjonert på enden av nevnte transmisjonsanordning med lav friksjon inntil den nevnte drivmodul (32) og hindrer at trykk inne i nevnte sluseventil (18) beveger ventillegemet fra sin operative til sin sviktsikre posisjon; og den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) er posisjonert på enden av nevnte transmisjonsanordning med lav friksjon inntil nevnte forspenningsmodul (28) og forhindrer at nevnte forspenningselement beveger det nevnte ventillegeme (24) fra sin operative til sin sviktsikre posisjon inntil nevnte andre viklingsfjærkopling (128) selektivt frigis av en frigivelsesanordning (138).

20. Ventilaktuator (10) ifølge krav 19, karakterisert ved at: transmisjonsanordningen med lav friksjon er en planetrulleholder (106).

21. Ventilaktuator (10) ifølge krav 19, karakterisert ved at frigivelsesanordningene (138) inkluderer: en leddarm (144); og en solenoid (140) som aktiverer et plungerstempel (142), idet plungerstemplet (142) er i kontakt med leddarmen (144) når solenoiden (140) aktiveres for å bevege en frigivelsestange posisjonert på den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) og frigi den nevnte andre viklingsfjærkopling og derved tillate at det nevnte forspenningselement beveger spindelen (38) til sin sviktsikre posisjon.

22. Ventilaktuator (10) ifølge krav 1, karakterisert ved at: drivmodulen (32) inkluderer en hastighetsreduserende girkasse (62) for å begrense rotasjonshastigheten av nevnte planetrulleholder (106).

23. Ventilaktuator (10) ifølge krav 1, karakterisert ved at: den nevnte forspenningsmodul (28) inkluderer en lagerplate (152), hvor lagerplaten (152) er i kontakt med planetrulleholderen (106) og tillater lineær bevegelse av den nevnte spindel (38) for å bevirke samtidig lineær bevegelse og rotasjon av planetrulleholderen (106).

24. Ventilaktuator (10) ifølge krav 1, karakterisert ved at kontrollmodulen (34) inkluderer: et flertall posisjonsfølere for å påvise posisjonen av nevnte forspenningselement når spindelen (38) er i sine operative og sviktsikre posisjoner.

25. Ventilaktuator (10) ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte forspenningselement er en fjær (156).

26. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 10, karakterisert ved at transmisjonsmodulen (30) inkluderer: en transmisjonsanordning med lav friksjon; første og andre viklingsfjærkoplinger (98, 128); idet den nevnte første viklingsfjærkopling (98) er posisjonert på enden av nevnte transmisjonsanordning med lav friksjon inntil nevnte drivmodul (32) og forhindrer at trykk inne i sluseventilen (18) beveger det nevnte ventilelement fra sin operative til sin sviktsikre posisjon; og den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) er posisjonert på enden av nevnte transmisjonsinnretning med lav friksjon inntil nevnte forspenningsmodul (28) og forhindrer at nevnte forspenningselement (28) beveger ventilelementet fra sin operative til sin sviktsikre posisjon inntil den andre viklingsfjærkopling (128) er selektivt frigitt av en frigivelsesanordning (138).

27. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 26, karakterisert ved at nevnte transmisjonsanordning med lav friksjon er en planetrulleholder (106).

28. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 26, karakterisert ved at frigivelsesanordningen (138) inkluderer: en leddarm (144); og en solenoid (140) som aktiverer et plungerstempel (142), hvor plungerstemplet (142) er i kontakt med den nevnte leddarm (140) når solenoiden aktiveres for å bevege en frigivelsestange (130) posisjonert på nevnte andre viklingsfjærkopling (128) og frigi den nevnte andre viklingsfjærkopling (128) og derved tillate at det nevnte forspenningselement beveger den nevnte spindel (38) til sin sviktsikre posisjon.

29. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 10, karakterisert ved at den nevnte drivmodul (32) inkluderer en hastighetsreduserende girkasse (62) for å begrense rotasjonshastigheten av nevnte planetrulleholder (106).

30. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 10, karakterisert ved at den nevnte forspenningsmodul (28) inkluderer en lagerplate (152), hvor lagerplaten (152) er i kontakt med planetrulleholderen (106) og tillater lineær bevegelse av den nevnte spindel (38) for å bevirke samtidig lineær bevegelse og rotasjon av nevnte planetrulleholder (106).

31. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 10, karakterisert ved at kontrollmodulen (34) inkluderer: et flertall posisjonsfølere for å påvise posisjonen av nevnte forspenningselement når den nevnte spindel (38) er i sine operative og sviktsikre posisjoner.

32. Sammenstilling av ventil (18) og ventilaktuator (10) ifølge krav 10, karakterisert ved at: nevnte forspenningselementet er en fjær (156).