环密封膜制造技术

一种用于流体过程控制设备的膜致动器（１０）包括：外壳（２６）、膜（５６）、杆（２２）以及板组件。板组件包括凹板（５４）和凸板（５２），凹板（５４）和凸板（５２）均具有内部径向部分和外部径向部分。外部径向部分压缩地接合并保持膜。内部径向部分在杆的肩（７２）和螺纹连接到杆上的螺母（４８）之间一起压缩到杆上。因此，凹板强迫地接合杆的肩并提供直接与杆的肩的不透流体的密封，而不需要Ｏ形圈或任何其他额外的密封部件。此外，凹板和凸板在结构上是等同的，使得致动器可容易在偏置打开构造和偏置关闭构造之间转换。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容一般涉及用于流体过程控制设备的致动器，并且更具体地，涉及用于 流体过程控制设备的包括膜组件的致动器。
技术介绍
一般知道，诸如精炼厂、化工厂或纸浆造纸厂的制炼厂由许多过程控制环组成，这 些过程控制环连接在一起，以生产各种消费品。这些过程控制环中的每一个被设计成将一 些重要的过程变量，诸如压力、流量、水平或温度保持在期望的操作范围内，以确保终端产 品的质量。这些环中的每一个环接收并在内部产生载荷扰动，这些载荷扰动影响过程变量 以及工厂内的过程控制环的控制。为了降低这些载荷扰动的影响，过程变量由感测器或发 射器来检测，并被传递到过程控制器。过程控制器处理该信息，并对过程环提供改变或修 改，以使过程变量在发生载荷扰动之后回到它应是的值。典型地，这些修改通过改变通过一 些类型的最终控制元件诸如控制阀的流量来进行。控制阀操纵流动的流体，诸如气体、蒸 汽、水或化学化合物，以补偿载荷扰动，并将所调节的过程变量维持在尽可能接近于期望的 控制点或设置点。一般地，应理解，各种控制阀构造可特定地适用于某些应用。例如，当具有窄控制 范围的快速开启阀为合适时，可使用旋转控制阀，诸如蝶阀。可选地，当需要在大控制范围 上的精确控制时，可使用滑动杆控制阀。在任何构造中，这种控制阀一般耦合到诸如致动器 的控制设备，该控制设备响应于控制信号而控制控制阀的确切打开量。因此，当设计一种过 程时，过程工程师必须考虑很多设计要求和设计限制。例如，设计工程师必须确定所使用的 阀的种类、阀的尺寸、致动器的类型等。在一些系统中，尤其是在气动控制的流体过程系统中，用于任何给定的流体过程 控制设备的致动器可包括膜致动器。典型的膜致动器包括外壳，该外壳容纳弹簧偏置的膜 组件。膜组件经由杆或其他致动器杆操作性地耦合，以控制流体过程控制设备的打开量。一种已知的膜组件包括膜和一个或多个膜板。膜包括由不透流体的纤维、聚合物 或其他合适的材料构成的柔性盘形构件。板邻近膜设置，并适合于由设置在外壳内的一个 或多个弹簧来接合。另外，板提供一种与杆的刚性机械连接。弹簧用于将膜组件偏置在预 定位置，使得致动器可将控制设备偏置在打开构造或关闭构造。在一种已知的组件中，膜用 粘合剂固定到膜板。在另一种已知的组件中，膜板包括中凹部分(dished portion)，膜用 标准蜗轮软管夹(standard worm gear hose-clamp)密封抵靠该中凹部分。在一些已知的 组件中，膜根本不固定到板。然而，一个或多个膜板，如所提到的，被刚性地固定到致动器的 杆。这种固定一般通过螺纹连接来实现。例如，在一种形式中，杆包括带螺纹的端部部分， 该带螺纹的端部部分通过中心孔设置在一个或多个板中。螺母随后被螺纹连接到杆的带螺 纹的端部部分，以将杆连接到板。然而，另外，在外壳内以及膜组件的相对侧之间必须提供 不透流体的密封，以使得能够精确控制气动致动器。在一种根据刚刚描述的内容的已知的 膜致动器中，在杆和板之间设置有一个或多个0形圈。4这些已知的膜组件中的每个膜组件需要附加的零件，诸如0形圈和/或软管夹，并 因此需要附加的组装步骤。此外，这些附加的零件易于失效，由此降低了总体设备的可靠 性。此外，这些已知的膜致动器一般被构造成以单一方式进行操作，例如，以偏置打开构造 或偏置关闭构造进行操作。因此，如果且当需要改变致动器的偏置构造时，必须安装完全不 同的致动器。
技术实现思路
本专利技术的一个实施方式包括一种用于流体过程控制设备的致动器。致动器包括外 壳、杆、凹板、凸板、膜和螺母。外壳包括第一外壳部件和第二外壳部件。杆可滑动地设置在 外壳内，并包括肩。凹板包括内部径向部分和外部径向部分。内部径向部分设置在杆上并界 定中心孔。凸板也包括内部径向部分和外部径向部分。凸板的内部径向部分设置在杆上， 邻近凹板的内部径向部分。在所公开的实施方式中，膜也包括外部径向部分和内部径向部分。膜的外部径向 部分被压缩在第一外壳部件和第二外壳部件之间，且内部径向部分被压缩在板的外部径向 部分之间。螺母被设置成与杆螺纹接合，以便将凹板和凸板的内部径向部分压缩在一起，使 得凹板直接密封接合杆的肩。如此构造之后，所公开的实施方式的致动器有利地压缩和密封膜，同时，同时地提 供与致动器的杆的直接密封接合，并可帮助减少与这些部件相关的零件和组装成本。此外，在一个优选实施方式中，杆的肩包括截头圆锥形表面，且凹板的中心孔包括 与杆的肩密封接合的截头圆锥形表面。在另一个优选实施方式中，杆包括带螺纹的端部部分，所述带螺纹的端部部分设 置成从肩与凹板和凸板相对，其中螺母被螺纹连接到杆的带螺纹的端部部分。然而，在可选的实施方式中，凸板的内部径向部分可界定与杆的带螺纹的端部部 分直接螺纹接合的螺纹孔，由此消除螺母的需要。在另一个优选实施方式中，膜包括界定内部开口并具有圆周压条 (circumferential bead)的内部径向边缘，该圆周压条设置在凹板和凸板之间界定的腔 内，以辅助板之间的膜的保持。附图说明图1是根据本专利技术的原理的致动器的侧视图，该致动器操作性地耦合到流体过程 控制设备；图2是通过图1的线II-II截取的图1致动器的横截面侧视图；图3是图1和图2的致动器的分解的横截面侧视图；图4是根据本专利技术的一个实施方式构建并从图3的线IV-IV的透视取得的膜板和 膜的俯视图；图5是根据本专利技术的可选实施方式构建并从图3的线IV-IV的透视取得的膜板和 膜的俯视图；图6是与根据本专利技术的原理构建的致动器结合使用的膜的可选实施方式的横截 面侧视图；以及图7是根据本专利技术的原理构建的致动器的杆和膜板的可选实施方式的部分侧视 图。具体实施例方式图1图解了根据本专利技术的原理构建并连接到流体过程控制设备12的致动器10。 在图1中所描绘的例子中，控制设备12包括球形阀，该球形阀界定入口 14、出口 16、喉部18 以及流动路径20。流动路径20设置在入口 14和出口 16之间。控制设备12适合于设置在 包括例如诸如精炼厂或化工厂、纸浆厂或造纸厂的制炼厂的流体过程控制系统内。控制设 备12根据一个或多个操作参数来控制通过系统的流体的流量。致动器10包括杆22，该杆22包括阀塞24，该阀塞24被设置成在控制设备12的 喉部18内滑动移位。因此，在操作过程中，致动器12相对于放置在控制设备12的喉部18 内的阀座19移动杆22并从而移动塞24。塞24相对于阀座19的定位控制行进通过流动路 径20的流体的量，如任何给定的过程应用可能期望的。现在参照图2和3，将描述根据本专利技术的原理构建的致动器10的一个实施方式。 具体地，致动器10包括外壳26、膜组件28以及多个弹簧30。外壳26界定内腔27。膜组 件28放置在外壳26内，以便将内腔27划分为上部腔27a和下部腔27b。膜组件28提供 外壳26的上部腔27a和下部腔27b之间的不透流体的密封。在所公开的实施方式中，弹簧 30相对于图2中所描绘的致动器10的方位向下偏置膜组件28。该向下偏置将塞24(图1 所示)抵靠阀座19定位，以关闭流体通过流动路径20的流动，从而定义偏置关闭的致动器 10。然而，压力可被引入到外壳26的下部腔27b中，以迫使膜组件28向上抵抗弹簧30的 偏置，从而将塞24本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于流体过程控制设备的致动器，包括：外壳，其包括第一外壳部件和第二外壳部件；膜，其包括外部径向部分和内部径向部分，所述膜的所述外部径向部分被承载在所述第一外壳部件和所述第二外壳部件之间；杆，其操作性地耦合到所述膜，以便控制所述流体过程控制设备；以及板组件，其连接所述杆和所述膜，所述板组件对所述膜的所述内部径向部分施加压缩载荷，并提供与所述杆的接触线，以在所述板组件和所述杆之间提供不透流体的密封。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2007-12-7 11/952,753一种用于流体过程控制设备的致动器，包括外壳，其包括第一外壳部件和第二外壳部件；膜，其包括外部径向部分和内部径向部分，所述膜的所述外部径向部分被承载在所述第一外壳部件和所述第二外壳部件之间；杆，其操作性地耦合到所述膜，以便控制所述流体过程控制设备；以及板组件，其连接所述杆和所述膜，所述板组件对所述膜的所述内部径向部分施加压缩载荷，并提供与所述杆的接触线，以在所述板组件和所述杆之间提供不透流体的密封。2.如权利要求1所述的致动器，其中，所述板组件包括第一板和第二板，所述第一板和 所述第二板压缩位于其间的所述膜。3.如权利要求2所述的致动器，其中，所述第一板包括凹板，且所述第二板包括凸板。4.如权利要求3所述的致动器，其中，所述凹板和所述凸板中的至少一个的变形在所 述凹板和所述凸板之间的位置处产生施加到所述杆的拉伸载荷。5.如权利要求2所述的致动器，其中，所述杆包括肩表面，所述肩表面与所述板组件的 所述第一板和所述第二板中的一个密封接合。6.如权利要求5所述的致动器，其中，所述肩表面包括截头圆锥形表面，且所述第一板 界定中心孔，所述中心孔包括接合所述肩的所述截头圆锥形表面的截头圆锥形表面。7.如权利要求5所述的致动器，其中，所述第一板界定中心孔，且所述中心孔和所述杆 的所述肩表面中的至少一个包括公牛鼻表面。8.如权利要求5所述的致动器，其中，所述杆还包括带螺纹的端部部分。9.如权利要求7所述的致动器，还包括螺母，所述螺母螺纹连接到所述杆的所述带螺 纹的端部部分，由此在所述肩和所述螺母之间将所述第一板和所述第二板的所述内部径向 部分压缩在一起。10.如权利要求8所述的致动器，其中，所述第二板界定与所述杆的所述带螺纹的端部 部分螺纹接合的螺纹孔。11.如权利要求2所述的致动器，其中，所述膜包括界定内部开口的内部径向边缘。12.如权利要求11所述的致动器，其中，所述膜的所述内部径向边缘包括圆周压条。13.如权利要求12所述的致动器，其中，所述膜的所述内部径向边缘包括过压成型的 内部加强环。14.如权利要求12所述的致动器，其中，所述压条包括为圆形、三角形、矩形以及菱形 形状中的一个的横截面。15.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：道格拉斯保罗盖斯曼，罗丝A谢德，大卫A阿诺德，
申请(专利权)人：费希尔控制产品国际有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]