ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ С ГИДРАВЛИЧЕСКИМИ КЛАПАНАМИ Российский патент 2017 года по МПК F16K31/00 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящая заявка, в общем, относится к гидравлическим клапанам и, в частности, к предохранительным устройствам для использования с гидравлическими клапанами.

Уровень техники

[0002] Автоматизированные системы управления применяют разнообразные полевые устройства для управления и/или мониторинга рабочих параметров. Полевые устройства, такие как пневматические отсечные клапаны, используют управляющую среду для перемещения элемента регулирования расхода относительно отверстия между открытым положением, которое позволяет жидкости проходить через клапан, и закрытым положением, которое ограничивает или предотвращает течение среды через клапан. Однако такие пневматические отсечные клапаны не обладают достаточной точностью управления потоком среды через клапан.

[0003] Для того чтобы точно управлять потоком среды через клапан, этот клапан часто содержит электрический регулятор или привод для приведения в движение или смещения элемента управления потоком относительно отверстия. Однако в случае сбоя (например, в случае сбоя электропитания электрического регулятора, электрический регулятор обычно дает сбой (т.е. останавливается) в последнем положении регулятора. В результате клапаны, использующие электрические регуляторы или приводы. часто содержат предохранительную систему перед клапаном, которая активируется для предотвращения прохождения потока среды в случае сбоя. Однако такие предохранительные системы увеличивают сложность, стоимость и занимают дополнительное пространство.

Краткое описание чертежей

[0004] Фигура 1 иллюстрирует сечение известного гидравлического клапана.

[0005] Фигура 2 иллюстрирует сечение другого известного гидравлического клапана.

[0006] Фигура 3 иллюстрирует сечение примерного регулирующего клапана, описанного здесь в первом положении.

[0007] Фигура 4 иллюстрирует сечение примерного гидравлического клапана, изображенного на фигуре 3, во втором положении.

[0008] Фигура 5 иллюстрирует сечение примерного гидравлического клапана, изображенного на фигурах 3 и 4, в положении отказа.

[0009] Фигура 6 иллюстрирует еще одно сечение примерного гидравлического клапана, изображенного на фигурах 3-5, в положении отказа.

Осуществление изобретения

[0010] Примерное устройство или сборочные узлы клапана, которые описаны здесь, используют электрические регуляторы потока для точного управления потоком среды через устройство клапана. Кроме того, описанное здесь примерное устройство клапана содержит предохранительное устройство для обеспечения безотказного состояния в случае отсутствия питания электрического регулятора потока. В частности, примерное предохранительное устройство интегрировано с устройством клапана. В результате, в отличие от некоторых известных пневматических клапанов, примерное устройство клапана, которое описано здесь, не требует вспомогательного клапана перед устройством клапана для обеспечения безотказной работы в случае сбоя.

[0011] Описанное здесь предохранительное устройство использует соединитель или поршень в сборе, первая часть или поршень соединены со второй частью или поршнем с возможностью движения или скольжения. Кроме того, поршень в сборе образует камеру между первой и второй частью поршня в сборе. Первая часть поршня в сборе может быть функционально соединена с электрическим приводом, и вторая часть поршня в сборе может быть соединена с элементом управления потоком гидравлического клапана. Описанное здесь примерное устройство клапана использует управляющую среду (например, воздух, масло для гидравлических систем и т.д.) для функционального и/или избирательного соединения и отсоединения устройства управления потоком от регулятора или привода управления потоком.

[0012] В частности, управляющая среда функционально и/или избирательно соединяет первую и вторую части поршня в сборе. А именно когда камера находится под давлением управляющей среды, управляющая среда передает силу первой и второй частям для соединения первой и второй частей под действием трения. Однако когда хотя бы часть управляющей среды отводится или удаляется (например, в случае состояния отказа), первая часть поршня функционально отсоединяется от второй части поршня. В результате вторая часть поршня, функционально соединенная с элементом управления потоком, функционально отсоединяется от электрического регулятора потока. В свою очередь, предохранительное устройство, привод или смещающий элемент действует на вторую часть поршня в сборе независимо от первой части поршня в сборе. Другими словами, предохранительное устройство в случае состояния отказа действует на элемент управления потоком гидравлического клапана вместо электрического привода.

[0013] Перед обсуждением описанного здесь примерного устройства клапана вкратце рассмотрим описание известного гидравлического клапана 100, приведенного на фигуре 1. Во время работы управляющее давление или среда (например, воздух) обеспечивается в камере высокого давления 102 через входное отверстие 104. Управляющая среда передает силу поршню или приводу 106 с возможностью смещения поршня 106 к смещающему элементу 108. В свою очередь, стержень клапана 110, соединенный с поршнем 106, отходит от седла клапана 112 в полностью открытое положение или положение максимального потока, чтобы позволить среде проходить по каналу 114 между впускным отверстием 116 и выпускным отверстием 118. Когда управляющая среда отводится или удаляется из камеры высокого давления 102, смещающий элемент 108 смещает поршень 106 к камере высокого давления 102, чтобы стержень клапана 110 воздействовал на седло клапана 112 с возможностью ограничения или предотвращения прохождения потока среды по каналу 114 (например, закрытое положение). Таким образом, гидравлический клапан 100 на фигуре 1 обеспечивает контроль течения среды.

[0014] Для обеспечения точного или безошибочного управления потоком среды некоторые известные управляющие клапаны применяют электрические приводы или двигатели. Например, фигура 2 иллюстрирует примерный гидравлический клапан 200, выполненный с электрическим приводом 202. Электрический привод 202 функционально соединен с поршнем 204 с помощью штока 206, и поршень 204 соединен со стержнем клапана 208 с помощью штока 210. Во время работы электрический привод 202 смещает поршень 204 и, следовательно стержень клапана 208 относительно седла клапана 212 между полностью открытым положением, полностью закрытым положением и/или промежуточными положениями между полностью открытым и полностью закрытым положением. Однако в случае состояния отказа (например, когда электрическое питание не подводится к электрическому приводу 202) стержень клапана 208 остается в последнем регулируемом положении. Например, в случае состояния отказа гидравлический клапан 200 может оставаться в открытом положении или в промежуточном положении между полностью закрытым и полностью открытым положением. Для обеспечения безотказной работы в случае сбоя клапан 200 использует предохранительную систему 214. Предохранительная система 214 обычно содержит вспомогательный клапан 216, расположенный перед впускным отверстием 218 гидравлического клапана 200, для предотвращения потока среды в гидравлическом клапане 200 в случае сбоя. Однако такие примерные предохранительные системы 214 повышают стоимость (например, стоимость производства и монтажа), сложность и имеют большие габариты.

[0015] Фигура 3 иллюстрирует примерный управляющий клапан 300, который содержит сборочную единицу управления потоком или соединитель привода в сборе 302, выполненный с предохранительной системой 304 в соответствии с сущностью настоящего изобретения. Управляющий клапан 300 на фигуре 3 содержит электрический регулятор потока или электрический привод 306, функционально соединенный с гидравлическим клапаном 308 посредством колпака 310. Гидравлический клапан 308 содержит корпус клапана 312, который определяет канал потока среды 314 между впускным отверстием 316 и выпускным отверстием 318. Элемент управления потоком 320 (например, стержень клапана или тарельчатый клапан) расположен в канале потока среды 314 и имеет посадочную поверхность 322. Элемент управления потоком 320 перемещается относительно седла клапана 324 между полностью открытым положением 326, полностью закрытым положением и/или промежуточным положением между полностью закрытым и полностью открытым положением (как показано на фигуре 3) с возможностью регулирования потока среды через отверстие 328, расположенное между впускным отверстием 316 и выпускным отверстием 318.

[0016] Электрический привод 306 из описанного примера функционально соединен с элементом управления потоком 320 посредством ведущего вала или штока 330. Электрический привод 306 из описанного примера содержит двигатель 332, который приводит в движение 330 посредством приводной системы или приводного механизма 334. Двигатель 332 может быть любым, например, таким как двигатель переменного тока (АС), двигатель постоянного тока (DC), двигатель переменной частоты, шаговый двигатель, серводвигатель или любой другой подходящий двигатель или приводной элемент. Приводная система 334 может содержать множество зубчатых колес (например, прямозубых колес), планетарных зубчатых передач или любых других зубчатых механизмов и/или передач с возможностью преобразования вращательного движения двигателя 332 в прямолинейное движение штока 330.

[0017] На проиллюстрированном примере соединитель привода в сборе 302 функционально и/или избирательно соединяет электрический привод 306 (например, шток 330) с элементом управления потоком 320. Как показано на фигуре 3, соединитель привода в сборе 302 расположен в полости 336 колпака 310. Примерный соединитель привода в сборе 302 на фигуре 3 содержит поршень в сборе 340. В частности, поршень в сборе 340 на проиллюстрированном примере содержит первую часть или поршень 342, соединенный со второй частью и/или поршнем 344 с возможностью движения и/или скольжения. В частности, первый поршень 342 может быть функционально и/или избирательно соединен со вторым поршнем 344 с возможностью предотвращения движения второго поршня 344 относительно первого поршня 342. Для функционального и/или избирательного соединения первого и второго поршней 342 и 344 гидравлическая камера 346 формируется или обеспечивается между первым и вторым поршнями 342 и 344. Более подробно, объемная пропускная способность гидравлической камеры 346 между первым и вторым поршнями 342 и 344 варьирует (например, увеличивается или уменьшается), когда второй поршень 344 скользит относительно первого поршня 342. Первый поршень 342 содержит первое уплотнение 348а (например, уплотнительное кольцо), и второй поршень 344 содержит второе уплотнение 348b (например, уплотнительное кольцо) с возможностью обеспечения герметичного уплотнения между гидравлической камерой 346 и полостью 336 колпака 310. Колпак 310 из проиллюстрированного примера содержит отверстие для среды 350, соединенное потоком с гидравлической камерой 346. В частности, центральная ось 350а отверстия для среды 350 перпендикулярна продольной или центральной оси 352 первого поршня 342 и/или второго поршня 344. В других примерах отверстие для среды 350 может быть не перпендикулярно продольной оси 352 и/или любому другому положению или ориентации. Отверстие для среды 350 и отверстие 350b в колпаке 310 обеспечивают канал потока среды в гидравлической камере 346.

[0018] Первый поршень 342 из проиллюстрированного примера содержит отверстие или канал 354, образованный в первой поверхности или торце 356 первого поршня 342, и шток 358, проходящий от второй поверхности или торца 360 первого поршня 342. В проиллюстрированном примере первая поверхность 356 расположена напротив второй поверхности 360. В частности, первая поверхность 356 первого поршня 342 направлена к торцу штока 330, и вторая поверхность 360 первого поршня 342 соединена потоком с гидравлической камерой 346. Отверстие 354 первого поршня 342 принимает или соединяет шток 330 электрического привода 306 и поршня в сборе 340. Как видно на фигуре 3, отверстие 354 образует буртик, фланец или выступ 362 с возможностью взаимодействия (например, с помощью трения) фланцевой или ступенчатой части 364 штока 330. В частности, буртик 362 отверстия 354 проходит вдоль части периметра отверстия 354. Далее, фланцевая часть 364 и/или кольцевая канавка, или канал 368 могут проходить вдоль части периметра штока 330. Чтобы позволить соединение штока 330 с отверстием 354 первого поршня 342, первая поверхность 356 первого поршня 342 содержит паз или шпонку 366, которая позволяет фланцевой части 364 штока 330 располагаться в отверстии 354 без контакта с буртиком 362.

[0019] Шток 330 содержит канавку или кольцевой канал 368 с возможностью приема буртика 362 отверстия 354 с возможностью присоединения штока 330 с первым поршнем 342. Другими словами, кольцевая канавка 368 охватывает буртик 362 отверстия 354 с относительно плотной посадкой с возможностью уменьшения или устранения осевого биения между первым поршнем 342 и штоком 330 в направлении вдоль оси 352. В других примерах шток 330 может соединяться с первым поршнем 342 с помощью резьбовых, крепежных соединений, шпилек и/или любых других подходящих крепежных механизмов. При сборке шток 330 может сначала размещаться в шпонке 366 и скользить по направлению, перпендикулярному оси 352 первого поршня 342, до тех пор, пока буртик 362 не войдет в кольцевую канавку 368.

[0020] Второй поршень 344 из проиллюстрированного примера содержит отверстие или канал 370, образованный в первой поверхности или торце 372 второго поршня 344, и шток 374, проходящий от второй поверхности или торца 376 второго поршня 344. В проиллюстрированном примере первая поверхность 372 второго поршня 344 находится напротив второй поверхности 376, так что первая поверхность 372 второго поршня 344 соединена потоком с гидравлической камерой 346, и вторая поверхность 376 второго поршня 344 ориентирована в направлении элемента управления потоком 320. Шток 358 первого поршня 342 соединен со вторым поршнем 344 посредством отверстия 370. В частности, шток 358 первого поршня 342 содержит фланец, упорный выступ или выступающий элемент 378, взаимодействующий с упорным выступом или буртиком 380, образованном в отверстии 370 второго поршня 344, когда первый поршень 342 соединяется со вторым поршнем 344. Первая поверхность 372 второго поршня 344 содержит паз или шпонку 382, которая позволяет фланцу 378 штока 358 первого поршня 342 располагаться в отверстии 370 второго поршня 344 без контакта с буртиком 380 отверстия 370. Паз или шпонка 382 может проходить вдоль части первой поверхности 372, и/или буртик может проходить вдоль части окружности отверстия 370.

[0021] Шток 358 первого поршня 342 содержит канавку или кольцевой канал 384 (например, вытянутую канавку или канал) с возможностью приема или взаимодействия со скольжением буртика 380 отверстия 370 второго поршня 344. В частности, буртик 380 отверстия 370 второго поршня 344 движется вдоль кольцевого канала 384, чтобы позволить движение второго поршня 344 относительно первого поршня 342 по направлению, параллельному оси 352, когда второй поршень 344 функционально отсоединен от первого поршня 342, как более подробно описано ниже. В проиллюстрированном примере длина или высота кольцевого канала 384 и/или глубина отверстия 370 второго поршня 344 по меньшей мере равна полной длине хода электрического привода 306, чтобы позволить второму поршню 344 двигаться относительно первого поршня 342 от полностью открытого положения до полностью закрытого положения, когда второй поршень 344 функционально отсоединен от первого поршня 342.

[0022] Шток 374 второго поршня 344 присоединен (например, резьбовым соединением) к элементу управления потоком 320. Таким образом, как показано на фигуре 3, первый поршень 342 соединен с электрическим приводом 306 с помощью штока 330, и второй поршень 344 соединен с элементом управления потоком 320 с помощью штока 386. Соединитель привода в сборе 302 содержит смещающий элемент 388, который смещает второй поршень 344 независимо относительно первого поршня 342, когда первый поршень 342 функционально отсоединен от второго поршня 344 (например, в случае состояния сбоя). Смещающий элемент 388 расположен между второй поверхностью 376 второго поршня 344 и седлом пружины 390 (например, направляющей или вкладышем клапана). Смещающий элемент 388 смещает второй поршень 344 к первому поршню 342, но не вмешивается в работу электрического привода 306, когда первый поршень 342 функционально соединен со вторым поршнем 344.

[0023] Другими словами, когда гидравлическая камера 346 принимает управляющую среду под давлением, сила, приложенная к торцу 376 второго поршня 344 смещающим элементом 388, меньше, чем сила, приложенная управляющей средой к первому торцу 372 второго поршня 344, и, следовательно, является недостаточной для преодоления силы, приложенной к торцу 372 второго поршня 344 управляющей средой. В результате второй поршень 344 не двигается относительно первого поршня 342. В результате, когда электрический привод 306 преодолевает силу, оказанную смещающим элементом 388, двигатель 332 может приводить (например, тянуть) к движению первого и второго поршней 342 и 344 как единого целого или структуры.

[0024] Для функционального и/или избирательного соединения первого поршня 342 со вторым поршнем 344 управляющая среда (например, сжатый воздух, масло для гидравлических систем и т.д.) обеспечивается в гидравлическую камеру 346 посредством отверстия для среды 350 и отверстия 350b. Сжатая управляющая среда прикладывает силу ко второй поверхности 360 первого поршня 342 и к первой поверхности 372 второго поршня 344 (например, противодействует перпендикулярно или вертикально направленным силам вдоль оси 352). В частности, сила, переданная управляющей средой, приводит к тому, что первый поршень 342 двигается в направлении, обратном второму поршню 344. Как показано на фигуре 3, управляющая среда приводит к движению первого поршня 342 по направлению к электрическому приводу 306 и движению второго поршня 344 по направлению к элементу управления потоком 320 в ориентации на фигуре 3. В результате сжатая управляющая среда приводит к взаимодействию фланца 378 штока 358 под действием трения с буртиком 380 отверстия 370. Таким образом, сжатая управляющая среда эффективно обеспечивает механическую связь, соединение с трением и/или соединение первого и второго поршней 342 и 344. Другими словами, управляющая среда приводит к взаимодействию фланца 378 первого поршня 342 под действием трения с буртиком 380 второго поршня 344 с возможностью функционального и/или избирательного соединения с первым и вторым поршням 342 и 344.

[0025] Дополнительно в проиллюстрированном примере вторая поверхность 360 первого поршня 342 имеет площадь поверхности, похожую или равную площади поверхности первой поверхности 372 второго поршня 344, так что управляющая среда обеспечивает равную силу первого и второго поршней 342 и 344. Однако в других примерах площадь поверхности первого поршня 342 может отличаться от площади поверхности второго поршня 344, чтобы позволить управляющей среде прикладывать силу к первому поршню 342, которая отличается от силы, прикладываемой ко второму поршню 344.

[0026] Фигура 3 иллюстрирует управляющий клапан 300 в полностью открытом положении 326 при безаварийной или нормальной работе. Безаварийная работа обеспечивается, когда электропитание электрического привода 306 не прерывается. На фигуре 3 электрический привод 306 находится в частично открытом положении хода 392, чтобы поток среды мог проходить по каналу 314 между впускным отверстием 316 и выпускным отверстием 318. Вал 330 электрического привода 306 содержит буртик, выступ или ограничение рабочего хода 394 с возможностью ограничения прямолинейного движения штока 330 в направлении оси 352, когда шток 330 двигается к седлу клапана 324. Другими словами, ограничение рабочего хода 394 ограничивает и/или определяет полностью открытое положение хода электрического привода 306, когда буртик 394 штока 330 взаимодействует с поверхностью 396 колпака 310 (например, как показано на фигуре 5).

[0027] Фигура 4 иллюстрирует управляющий клапан 300 в полностью закрытом положении 400 при безаварийном состоянии. На фигуре 4 электрический привод 306 находится в полностью закрытом положении хода 402 с возможностью предотвращения потока среды через канал 314 между впускным отверстием 316 и выпускным отверстием 318. На фигуре 4 гидравлическая камера 346 обеспечивается управляющей средой, которая соединяет первый и второй поршни 342 и 344.

[0028] Рассмотрим фигуры 3 и 4, на которых во время работы гидравлической камере 346 сообщается энергия (например, обеспечивается сжатой управляющей средой) с возможностью функционального и/или избирательного соединения первого и второго поршней 342 и 344. Когда управляющая среда присутствует в гидравлической камере 346, второй поршень 344 двигается вместе с первым поршнем 342, когда электрический привод 306 перемещается между полностью открытым, частично открытым положением хода 392 на фигуре 3 и полностью закрытым положением хода 402 на фигуре 4, потому что управляющая среда приводит к взаимодействию фланца 378 первого поршня 342 под действием трения с буртиком 380 второго поршня 344 с силой, направленной параллельно оси 352. Другими словами, при безаварийной ситуации и/или когда управляющая среда подается в гидравлическую камеру 346, движение второго поршня 344 не зависит от движения первого поршня 342, так что первый поршень 342 и второй поршень 344 двигается вместе как один поршень, когда электрический привод 306 активируется. В результате, когда гидравлической камере 346 сообщается энергия, фланец 378 штока 358 остается во взаимодействии с буртиком 380 отверстия 370, когда электрический привод 306 перемещается между открытым положением хода (например, полностью открытым положением хода) с возможностью перемещения элемента управления потоком 320 от седла клапана 324, чтобы позволить потоку среды проходить по каналу 314, и закрытым положением хода 402 (например, полностью закрытым положением хода) с возможностью перемещения элемента управления потоком 320 к седлу клапана 324 с возможностью ограничения или предотвращения потока среды по каналу 314. Другими словами, когда гидравлической камере 346 сообщается энергия, второй поршень 344 не двигается относительно первого поршня 342 или независимо от него. Управляющая среда обеспечивает давление или силу с возможностью функционального и/или избирательного соединения первого поршня 342 со вторым поршнем 344, так что движение первого поршня 342 под действием электрического привода 306 вызывает движение элемента управления потоком 320 посредством второго поршня 344.

[0029] Как указано выше, примерный управляющий клапан 100 на фигурах 3 и 4 содержит предохранительную систему 304. Предохранительная система 304 обеспечивает защиту системы управления процессом, вызывая перемещение элемента управления потоком 320 в желаемое положение (например, в закрытое положение) при аварийных ситуациях (например, в случае сбоя электропитания электрического привода). В этом примере предохранительная система 304 является пневматической предохранительной системой.

[0030] Фигура 5 иллюстрирует управляющий клапан 300 в закрытом положении 500, когда предохранительная система 304 активирована в состоянии отказа. Состояние отказа может произойти, когда не подводится электропитание (например, прервано) к электрическому приводу 306. На фигуре 5 электрический привод 306 находится в полностью открытом положении хода 502. Однако элемент управления потоком 320 взаимодействует (например, герметично) с седлом клапана 324 с возможностью ограничения или предотвращения потока среды через канал 314.

[0031] В частности, на фигуре 5 первый поршень 342 функционально отсоединен от второго поршня 344. В частности, управляющая среда отводится или удаляется из гидравлической камеры 346, вызывая механическую связь между первым поршнем 342, вторым поршнем 344 и смещающим элементом 388 с возможностью отсоединения. Другими словами, сила, оказанная первым и вторым поршнями 342 и 344, удаляется, чтобы позволить смещающему элементу 388 обеспечить смещающую силу к торцу 376, которая будет больше, чем сила, приложенная к торцу 372. При функциональном отсоединении второй поршень 344 может перемещаться относительно первого поршня 342 или независимо от него. В частности, второй поршень 344 может перемещаться относительно первого поршня 342 на расстояние, определяемое верхней поверхностью 504 фланца 378 штока 358 и второй поверхностью 360 первого поршня 342 (например, расстояние, определяемое высотой кольцевого канала 384). Более подробно, расстояние, достаточное, чтобы позволить ограничение рабочего хода 394, определяемое штоком 330 с возможностью взаимодействия с верхней поверхностью 396 колпака 310, и позволить герметичное взаимодействие элемента управления потоком 320 с седлом клапана 324. Таким образом, независимо от положения электрического привода 306, второй поршень 344 находится в нулевом положении хода 506 (например, в исходном положении), чтобы вызвать взаимодействие элемента управления потоком 320 с седлом клапана 324. Смещающий элемент 388 смещает второй поршень 344 и, следовательно, элемент управления потоком 320 в закрытое положение 500. Таким образом, в случае состояния отказа и/или когда управляющая среда удаляется из гидравлической камеры 346, электрический привод 306 отсоединяется от элемента управления потоком 320, и смещающий элемент 388 перемещает элемент управления потоком 320 с возможностью взаимодействия с седлом клапана 324.

[0032] Для функционального отсоединения первого и второго поршней 342 и 344 в случае состояния отказа управляющая среда отводится из гидравлической камеры 346. Например, как показано, управляющий клапан 300 может использовать трехходовой электромагнитный клапан 508, который содержит первое отверстие 510 для приема управляющей среды от источника управляющей среды, второе отверстие 512 с возможностью обеспечения управляющей среды в гидравлической камере 346 и третье отверстие 514 для отведения среды из гидравлической камеры 346. В состоянии отказа электропитание электромагнитного клапана 508 прерывается или отводится, вызывая таким образом отведение управляющей среды из гидравлической камеры 346 электромагнитного клапана 508 через третье отверстие 514, как показано на фигуре 5.

[0033] Таким образом, сила, приложенная управляющей средой, удаляется из гидравлической камеры 346 с возможностью функционального отсоединения первого и второго поршней 342 и 344, когда питание не подается на электрический привод 306 и/или электромагнитный клапан 508. Когда первый и второй клапаны 342 и 344 отсоединяются, буртик 380 отверстия 370 перемещается от фланца 378 штока 358, и второй поршень 344 скользит вдоль штока 358 через отверстие 370. В результате второй поршень 344 перемещается или скользит независимо от первого поршня 342 в состоянии отказа.

[0034] Например, фигура 6 иллюстрирует управляющий клапан 300 в закрытом положении 500, когда управляющая среда удаляется или отводится из гидравлической камеры 346, и электрический привод 306 находится в частично открытом положении хода 602. Несмотря на то, что электрический привод 306 находится в частично открытом положении хода 602, управляющий клапан 300 остается в закрытом положении 500, потому что первый поршень 342 функционально отсоединен от второго поршня 344, и, следовательно, электрический привод 306 не влияет на положение элемента управления потоком 320 относительно седла клапана 324.

[0035] Примерный управляющий клапан 300 на фигурах 3-6 является клапаном, который закрывается при отказе (например, нажми, чтобы открыть). В других примерах управляющий клапан 300 может быть клапаном, который открывается при отказе (например, нажми, чтобы закрыть), так что в случае отказа предохранительная система 304 перемещает клапан в открытое положение (например, полностью открытое положение).

[0036] Хотя здесь были описаны некоторые примерные способы, устройства и конструктивные элементы, область распространения настоящего патента ими не ограничена. Напротив, патент охватывает все способы, устройства и конструктивные элементы, которые входят в область распространения пунктов приложенной формулы изобретения либо буквально, либо в эквивалентных вариантах.

Группа изобретений относится к гидравлическим клапанам. Устройство для использования с гидравлическими клапанами содержит: электрический регулятор потока, содержащий ведущий шток; первый поршень. Первое отверстие образовано в первой поверхности первого поршня. Причем первое отверстие выполнено с возможностью приема ведущего штока электрического регулятора потока и содержит первый буртик с возможностью взаимодействия с первой фланцевой частью ведущего штока. Второй поршень, соединенный с возможностью движения относительно первого поршня. Гидравлическая камера находится между первым и вторым поршнями с возможностью приема управляющей среды, которая функционально соединяет первый и второй поршни, когда управляющая среда обеспечена в гидравлической камере. При этом первый поршень функционально отсоединен от второго поршня, когда хотя бы часть управляющей среды удаляется из гидравлической камеры. Группа изобретений направлена на повышение точности управления потоком среды через клапан. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Устройство для использования с гидравлическими клапанами, которое содержит:

электрический регулятор потока, содержащий ведущий шток;

первый поршень;

первое отверстие, образованное в первой поверхности первого поршня, причем первое отверстие выполнено с возможностью приема ведущего штока электрического регулятора потока и содержит первый буртик с возможностью взаимодействия с первой фланцевой частью ведущего штока;

второй поршень, соединенный с возможностью движения относительно первого поршня; и

гидравлическую камеру, определенную между первым и вторым поршнями с возможностью приема управляющей среды, которая функционально соединяет первый и второй поршни, когда управляющая среда обеспечена в гидравлической камере, при этом первый поршень функционально отсоединен от второго поршня, когда хотя бы часть управляющей среды удаляется из гидравлической камеры.

2. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит первый шток, проходящий от второй поверхности первого поршня, причем первая поверхность расположена напротив второй поверхности.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что второй поршень содержит второе отверстие, образованное в третьей поверхности второго поршня.

4. Устройство по п. 3, которое дополнительно содержит второй шток, проходящий от четвертой поверхности второго поршня, при этом третья поверхность расположена напротив четвертой поверхности.

5. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что гидравлическая камера образована между второй и третьей поверхностями соответствующих первого и второго поршней.

6. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что первый шток первого поршня соединен со вторым поршнем с помощью второго отверстия.

7. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что первый шток первого поршня содержит вторую фланцевую часть с возможностью взаимодействия со вторым буртиком, образованным во втором отверстии второго поршня, когда первый поршень присоединен ко второму поршню.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что первый поршень присоединен к электрическому регулятору потока, и второй поршень присоединен к элементу управления потоком.

9. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит смещающий элемент с возможностью перемещения второго поршня независимо от первого поршня, когда хотя бы часть управляющей среды удаляется из камеры.

10. Устройство по п. 1, которое дополнительно содержит отверстие для среды, имеющее сообщение с камерой.

11. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что отверстие для среды содержит ось, перпендикулярную продольной оси первого поршня.

12. Устройство по п. 10, отличающееся тем, что отверстие для среды образовано в колпаке гидравлического клапана.

13. Устройство для использования с гидравлическим клапаном, которое содержит:

поршень в сборе, располагаемый в колпаке гидравлического клапана с возможностью избирательного присоединения электрического регулятора с элементом управления потоком, с возможностью управления потоком среды через гидравлический клапан, когда электропитание подводится к электрическому регулятору, и с возможностью функционального отсоединения электрического регулятора и элемента управления потоком, когда электропитание не подводится к электрическому регулятору, который содержит:

первый поршень;

второй поршень, соединенный с первый поршнем с возможностью скольжения, причем первый поршень и второй поршень двигаются вместе как один поршень, когда электропитание подводится к электрическому регулятору, и второй поршень двигается к первому поршню, когда электропитание электрического регулятора не обеспечивается; и

гидравлическую камеру, образованную между первым поршнем и вторым поршнем, которая используется с возможностью приема управляющей среды с возможностью функционального присоединения первого и второго поршней, когда обеспечивается электропитание электрического регулятора, управляющая среда удаляется из камеры для функционального отсоединения первого и второго поршней с возможностью позволить движение первого поршня относительно второго поршня, когда электропитание электрического регулятора не обеспечивается.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что первый поршень содержит шток с возможностью соединения первого и второго поршней с возможностью скольжения.

15. Устройство для использования с гидравлическим клапаном, которое содержит:

первое средство с возможностью перемещения элемента управления потоком гидравлического клапана для соединения элемента управления потоком с электрическим регулятором;

второе средство с возможностью перемещения элемента управления потоком гидравлического клапана независимо от первого средства для перемещения элемента управления потоком;

средство для избирательного соединения первого средства с возможностью перемещения элемента управления потоком и электрического регулятора, когда обеспечивается электропитание электрического регулятора, и средство с возможностью избирательного отсоединения первого средства с возможностью перемещения элемента управления потоком и электрического регулятора, когда электропитание электрического регулятора не подается, при этом второе средство для перемещения элемента управления потоком применяет элемент управления потоком, когда первое средство с возможностью перемещения функционально отсоединено от электрического регулятора; и

первый поршень, соединенный с электрическим регулятором, и второй поршень, соединенный с элементом управления потоком;

причем второе средство выполнено с возможностью приложения силы ко второму поршню, не прилагая при этом силы к первому поршню.

16. Устройство по п. 15, которое дополнительно содержит средство с возможностью смещения второго средства для перемещения элемента управления потоком, когда первое средство для перемещения функционально отсоединено от второго средства для перемещения.