用于改善容量特性的平衡接口感測外形的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及流體流動調(diào)節(jié)器領(lǐng)域，提供一種流體調(diào)節(jié)器，該流體調(diào)節(jié)器包括調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥具有入口、出口以及設置在入口和出口之間的閥口。致動器被耦接到調(diào)節(jié)閥并包括閥盤，閥盤沿著縱向軸線移動以打開和關(guān)閉流體調(diào)節(jié)器。閥盤包括與閥盤的徑向外端相鄰設置的密封表面，該密封表面適于在閉合位置密封地接合閥口。閥盤還包括由密封表面向內(nèi)設置的中間表面，在該中間表面上形成有凹槽。該凹槽沿著凹槽軸線延伸，該凹槽軸線沿著垂直于縱向軸線的中間表面延伸，并且該凹槽軸線在沿著縱向軸線看時至少部分是弧形的。本發(fā)明還涉及一種用于調(diào)試流體調(diào)節(jié)器的平衡穩(wěn)定組件的方法。
【專利說明】用于改善容量特性的平衡接口感測外形
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及流體流動調(diào)節(jié)器，諸如氣體調(diào)節(jié)器，特別涉及具有平衡穩(wěn)定組件的氣體調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]典型氣體輸配系統(tǒng)供給氣體所用壓強會根據(jù)置于該系統(tǒng)上的命令、氣候、供給源和/或其他因素而改變。然而，大多配備氣體用具的終端用戶設備，諸如火爐、爐灶等，需要氣體按照預定壓強進行輸送，并且處于或低于氣體調(diào)節(jié)器的最大容量。因此，氣體調(diào)節(jié)器被實施在這些輸配系統(tǒng)中，以確保被輸送的氣體滿足終端用戶設備的需求。傳統(tǒng)氣體調(diào)節(jié)器大致包括用于感測和控制被輸送氣體的壓強的閉環(huán)控制致動器。
[0003]除閉環(huán)控制外，一些傳統(tǒng)的氣體調(diào)節(jié)器包括平衡穩(wěn)定件來提高氣體調(diào)節(jié)器對下游壓強變化的反應力。平衡穩(wěn)定件適于減少上游壓強對氣體調(diào)節(jié)器性能的影響。在具有穩(wěn)定件的傳統(tǒng)調(diào)節(jié)器中，當閥盤密封表面從閥口的支持面縱向移動時，流體經(jīng)由閥口從入口流向出口。因為流體經(jīng)由閥口流動，流體作用到閥盤的平面端面。流體流經(jīng)閥口的部分會通過水道輸送，這些水道通過閥盤的平面端面設置并且穿過閥盤縱向延伸，并且這些水道通向平衡腔，該平衡腔至少部分地由平衡膈膜所限定。以這種設置，上游壓強處于與平衡膈膜流體連通的狀態(tài)，從而施加力到氣體調(diào)節(jié)器的閥盤上，該力與下游壓強的力(即“升壓”)方向相反。因此，正如下面將進一步描述的，上游壓強變化時，相應的力被施加以平衡上游壓強所產(chǎn)生的力，從而氣體調(diào)節(jié)器僅響應下游壓強而動作。這樣一種結(jié)構(gòu)在較低的入口壓強下提供較高的“升壓”，從而引起通過調(diào)節(jié)器的容量的不想要的減少。這種結(jié)構(gòu)還在較高的入口壓強下提供了較低的“升壓”，從而通過調(diào)節(jié)器導致了不想要的能力增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]流體調(diào)節(jié)器包括調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥具有入口、出口以及設置在入口和出口之間的閥口。致動器被耦接到調(diào)節(jié)閥并包括閥盤，閥盤設置在調(diào)節(jié)閥內(nèi)部，并適于沿著縱向軸線在閉合位置和開放位置之間移動，在該閉合位置，閥盤密封地接合閥口，在該開放位置，閥盤布置成遠離閥口。閥盤包括與閥盤的徑向外端相鄰設置的密封表面，該密封表面適于在閉合位置密封地接合閥口。閥盤還包括由密封表面向內(nèi)設置的中間表面。閥盤進一步包括形成于中間表面上的凹槽，該凹槽沿著凹槽軸線延伸，該凹槽軸線沿著垂直于縱向軸線的中間表面延伸，并且該凹槽軸線在沿著縱向軸線看時至少部分是弧形的。
[0005]在進一步的實施方式中，流體調(diào)節(jié)器包括調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥具有入口、出口以及設置在入口和出口之間的閥口。致動器被耦接到調(diào)節(jié)閥并包括閥盤，閥盤設置在調(diào)節(jié)閥內(nèi)部，并適于沿著縱向軸線在閉合位置和開放位置之間移動，在該閉合位置，閥盤密封地接合閥口，在該開放位置，閥盤布置成遠離閥口。閥盤包括與閥盤的徑向外端相鄰設置的密封表面，該密封表面適于在閉合位置密封地接合閥口。閥盤還包括由密封表面徑向向內(nèi)設置的中間表面，其中該中間表面沿著縱向軸線朝向閥口延伸。[0006]調(diào)節(jié)流體調(diào)節(jié)器的平衡穩(wěn)定組件的方法包括從多個平衡彈簧中選擇一個平衡彈簧，其中，多個平衡彈簧中的每一個具有唯一的彈簧力。該方法還包括將該平衡彈簧置于流體調(diào)節(jié)器中，從而該平衡彈簧將平衡穩(wěn)定組件的閥盤遠離閥口偏置并進入開放位置。該閥盤包括(I)形成于閥盤的中間表面上的凹槽，該中間表面由適于在閉合位置密封地接合閥口的密封表面向內(nèi)設置，該凹槽沿著凹槽軸線延伸，該凹槽軸線沿著垂直于穿過閥盤延伸的縱向軸線的中間表面延伸，該凹槽軸線在沿著縱向軸線看時至少部分是弧形的，或包括
(2)由密封表面徑向向內(nèi)設置的中間表面，該密封表面適于在閉合位置密封地接合閥口，其中該中間表面包括沿著穿過閥盤延伸的縱向軸線延伸的凸起。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是流體調(diào)節(jié)器的一個實施方式處于開放位置的側(cè)截面視圖；
[0008]圖2是圖1的流體調(diào)節(jié)器的閥盤和閥口的部分側(cè)截面視圖；
[0009]圖3A是閥盤的一種實施方式的側(cè)截面視圖；
[0010]圖3B是圖3A的閥盤實施方式的底視圖；
[0011]圖4是圖3A的閥盤實施方式的凹槽的部分側(cè)截面視圖；
[0012]圖5A是閥盤的另一個實施方式的部分側(cè)截面視圖；
[0013]圖5B是閥盤的又一個實施方式的部分側(cè)截面視圖。
【具體實施方式】
[0014]圖1和圖2示出了一種流體調(diào)節(jié)器10，其包括調(diào)節(jié)閥12，該調(diào)節(jié)閥12具有入口
14、出口 16以及設置在入口 14和出口 16之間的閥口 18。致動器20被耦接到調(diào)節(jié)閥12并包括閥盤22，閥盤22設置在調(diào)節(jié)閥12內(nèi)部，并適于沿著縱向軸線24在密封地接合閥口 18的閉合位置和設置成遠尚閥口 18的開放位置之間移動。如圖3A所不，閥盤22包括與閥盤22的徑向外端28相鄰設置的密封表面26，該密封表面26適于在閉合位置密封地接合閥口
18。閥盤22還包括由密封表面26向內(nèi)設置的中間表面30。
[0015]如圖3A、圖3B和圖4所示，閥盤22進一步包括形成于中間表面30上的凹槽32，該凹槽32沿著凹槽軸線34延伸，該凹槽軸線34沿著垂直于縱向軸線24的中間表面30延伸。當沿著縱向軸線24看時，凹槽軸線34至少部分是弧形的。以這樣一種設置，“升壓”能夠在較高入口壓強下得到增加，從而有利地降低通過調(diào)節(jié)閥的容量。
[0016]在圖5A和圖5B中使出的供選擇的實施方式中，中間表面30’由密封表面26徑向向內(nèi)設置，該中間表面30’包括沿著縱向軸線24朝向閥口 18延伸的凸起150。在該實施方式中，中間表面30’的截面包括第一邊緣164和第二邊緣166,第一邊緣164和第二邊緣166隨著中間表面30’朝向閥口 18延伸而交匯。由于這樣的構(gòu)造，“升壓“能夠在較低的入口壓強下降低，從而有利地提高通過調(diào)節(jié)器容量。
[0017]更具體地回到流體調(diào)節(jié)器10上來，流體調(diào)節(jié)器10包括致動器20和調(diào)節(jié)閥12，如圖1和2。調(diào)節(jié)閥12包括用于從例如氣體輸配系統(tǒng)接收氣體的入口 14，以及用于輸送氣體到例如具有一個或多個器具的設備的出口 16。致動器20被耦接到調(diào)節(jié)閥12上，并包括具有例如閥盤22的控制元件的控制組件36。在第一或正常操作模式中，控制組件36感測調(diào)節(jié)閥12出口 16處的壓強(即:出口壓強)，并控制閥盤22的位置，使得出口壓強近似等于預設點壓強或控制壓強。
[0018]參考圖1和圖2，調(diào)節(jié)閥12限定喉部38和閥嘴40。喉部38設置在入口 14和出口 16之間，并且具有設置在其中的閥口 18。流體必須經(jīng)由閥口 18輸送并且在調(diào)節(jié)閥12的入口 14和出口 16之間流動。閥口 18是可以從調(diào)節(jié)閥12移除的，從而其可以用具有不同直徑或構(gòu)造的孔的閥口來置換特定應用的調(diào)節(jié)閥12的調(diào)整操作和流動特性。在所披露地實施方式中，閥嘴40限定一開口，該開口設置成沿著調(diào)節(jié)閥12的入口 14和出16的大致平行于水平縱向軸線24 (即:沿著圖1中提供的參考坐標系的X軸)并且大致垂直于豎直縱向軸線(即:沿著或平行于圖1中參考坐標系的Y軸設置的軸線)的軸線。
[0019]參見圖1，致動器20包括殼體42和如上所述的控制組件36。殼體42包括用例如多個緊固件固定在一起的上殼體部件42a和下殼體部件42b。下殼體部件42b形成控制腔44和致動器嘴46。致動器嘴46被連接到調(diào)節(jié)閥12的閥嘴40，以在致動器209和調(diào)節(jié)閥12之間提供流體連通。上殼體部件42a形成減壓腔48和塔部分50，用于容納控制組件36的部分，正如將要描述的那樣。
[0020]控制組件36包括膈膜子組件52、盤形平衡子組件54，以及泄壓閥56。膈膜子組件52包括膈膜58、活塞60、控制彈簧62、減壓彈簧64、組合彈簧座68、減壓彈簧座72、控制彈簧座76和活塞導向件80。更具體地，膈膜58包括限定一個穿過其中心部分的開口的盤形膈膜。膈膜58由柔性的、基本氣密封的材料構(gòu)成，其外圍被密封地固定在殼體42的上殼體部件42a和下殼體部件42b之間。膈膜58因此將減壓腔48與控制腔44隔開。
[0021 ] 組合彈簧座68設置在膈膜58的頂部并且形成一個開口，該開口與膈膜58的開口共中心。如圖1所描述的，組合彈黃座68支持控制彈黃62和減壓彈黃64。
[0022]所披露實施方式中的活塞60包括大致細長桿形件，該桿形件具有密封杯部84、座架88、螺紋部92以及導向部96。密封杯部84是成凹形的，并且大致盤形且圍繞活塞60的中間部圓周延伸，并且剛好位于膈膜58的下面。座架88包括適于容納耦接器100的腔體，該耦接器100連接到盤形平衡子組件54的一部分上，以使得在膈膜子組件52和盤形平衡子組件54之間連接，正如將要描述的那樣。
[0023]活塞60的導向部96和螺紋部92被布置成分別穿過膈膜58和組合彈簧座68的開口?；钊?0的導向部96可滑動地設置在活塞導向件80的腔體中，這保持了活塞60相對于控制組件36的其它部分的軸向?qū)?。減壓彈簧64、減壓彈簧座72以及螺母104設置在活塞60的螺紋部92上。螺母104將減壓彈簧64保持在組合彈簧座68和減壓彈簧座72之間。正如所提到的，控制彈簧62設置在組合彈簧座68的頂部上，并且位于上殼體部件42a的塔部50內(nèi)。控制彈簧座74被旋入塔部50中并將控制彈簧62壓抵到組合彈簧座68上。在所披露的實施方式中，控制彈簧62和減壓彈簧64包括螺旋壓縮彈簧。因此，控制彈簧62接抵在上殼體部件42a上并且施加一個向下的力給組合彈簧座68和膈膜58。減壓彈簧64接抵在組合彈簧座68上并施加一個向上的力給減壓彈簧座72，這轉(zhuǎn)而被施加到活塞60上。在所披露的實施方式中，控制彈簧62產(chǎn)生的力通過塔部50中的控制彈簧座74的活塞是可調(diào)節(jié)的，因而調(diào)節(jié)器10的控制壓強也是可調(diào)節(jié)的。
[0024]控制彈簧62逆著控制腔44中的壓強起作用，這通過膈膜58感測。正如所述的，這一壓強與存在于調(diào)節(jié)閥12的出口 16處的壓強相同。因此，由控制彈簧62施加的力將出口壓強設定到用于調(diào)節(jié)器10的理想設定點壓強或控制壓強。如上所提及的，膈膜子組件52經(jīng)由活塞60的座架88和耦接器100以及通過控制臂108被可操作地耦接到閥盤22以及平衡子組件54上。
[0025]盤形平衡子組件54包括致動桿112，該致動桿112接合控制臂108，以當膈膜58由于下游壓強變化而彎曲時使閥盤22在開放位置和閉合位置之間移動。具體地，致動桿112是大致直線形桿，其具有與控制臂108接合的端面?？刂票?08是輕微弧形桿并包括支點端108a和自由端108b。支點端108a可樞轉(zhuǎn)地耦接到下殼體部件130b，并包括指狀物113，該指狀物113具有圓形端并接合致動桿112的端面。自由端108b接收在耦接器100的頂部和銷子之間，該耦接器100被連接至活塞60的座架88。這樣，耦接器100和控制臂108可操作地連接盤形平衡子組件54到膈膜子組件52上。
[0026]如圖2所示，盤形平衡子組件54的閥盤22有效地連接到致動桿112，并且包括與閥口 18的出口接合的密封表面26以切斷穿過調(diào)節(jié)閥12的流體流動。閥盤22可直接或通過平衡接口桿116 (其固定到閥盤22上)和平衡彈簧座120間接地連接至致動桿112，并且這些組合部件由桿導向件124、保持板128、平衡膈膜保持件132以及平衡接口殼體136支撐用于直線移動。桿導向件124構(gòu)成為適配在致動器嘴46中，并包括可滑動地保持該致動器桿112的大致圓柱形內(nèi)部。桿導向件124進一步包括水道140，穿過該水道140形成將出口 16置于與控制腔44流體連通狀態(tài)的路徑的一部分，這在下面將進一步討論。
[0027]參見圖2，桿導向件124接合設置在桿導向件124和平衡接口殼體136之間的保持板128，以將保持板128和平衡接口殼體136在閥嘴126內(nèi)保持就位。保持板128大致圓形并包括中心開口，平衡接口桿116穿過該中心開口。平衡接口殼體136大致圓柱形并中空，朝向閥口 18延伸，且具有尺寸定制為可滑動地接收閥盤22的內(nèi)部直徑。膈膜保持件132設置在平衡接口殼體136以及保持板128開口的內(nèi)部，并且在保持板128的表面和平衡接口殼體136的內(nèi)肩部之間保持就位。具有中心開口的盤形平衡膈膜144設置在平衡接口殼體136內(nèi)部。平衡膈膜144由柔性的、基本氣密封的材料構(gòu)成，并且其外圍固定在膈膜保持件132和平衡接口殼體136之間。平衡膈膜144中心開口處的內(nèi)邊緣密封地固定在閥盤22和平衡接口桿116之間。這樣構(gòu)造后，在閥盤22的第二端154、膈膜保持件132、和平衡膈膜144的表面之間形成第一腔體156。
[0028]閥盤22、固定到閥盤22的平衡接口桿116、以及致動器桿112，可憑借設置在平衡彈簧座120和膈膜保持件132的支持面之間的平衡彈簧148，朝向調(diào)節(jié)閥12的開放位置偏置。更具體地，膈膜保持件132的支持面可適于支撐平衡彈簧148的第一端，并且平衡彈簧148的第二端可適于接合平衡彈簧座120的一部分，如圖2所示。平衡彈簧148可以是任何適當?shù)膹椥约T如與縱向軸線24同軸對準的螺旋彈簧。因為膈膜保持件132的支持面是固定的，平衡彈簧148的第二端將平衡彈簧座120偏置到與致動器桿112接合。平衡彈簧148被給予預加應力以提供適當?shù)钠昧?，不管致動器桿112的位置在哪里。而且，平衡彈簧148可選自多個平衡彈簧，這些彈簧的每一個都具有獨特的彈簧特性(例如彈簧力)以調(diào)節(jié)盤形平衡子組件54來獲得想要的流動狀態(tài)。
[0029]如圖3A所示，閥盤的閥盤22包括設置在閥盤22的第一端152處的密封表面26，第一端152與閥盤22的第二端154縱向相對。密封表面26與閥盤22的徑向外端28相鄰設置，并且密封表面26適于在閉合位置密封地接合閥口 18。密封表面26可以是固定在形成于閥盤22中腔體的內(nèi)部的密封插件的一部分，或者可以是閥盤22本身上的一個表面。密封表面26可包括任何適當?shù)牟牧匣虿牧系慕M合，諸如彈性可壓縮的材料。中間表面30由密封表面26徑向向內(nèi)(即沿著朝向縱向軸線24的徑向方向)設置并朝向閥盤22的第一端152。中間表面30可以是固定到閥盤22的插件的一部分，或者可以是閥盤22本身上的一個表面。閥盤22可進一步包括一個或多個盤形通道155，這些盤形通道可穿過閥盤22從第一端152延伸至第二端154，從而第一腔體156與相鄰閥口 18的出口 125的區(qū)域流體連通。一個或多個盤形通道155可形成為穿過閥盤22延伸的一個或多個圓柱形通道以及一個或多個平面通道的組合。另外，一個或多個盤形通道155可至少部分地包括具有任何適當截面形狀(舉例來說，諸如圓形、卵形、多邊形)的細長的縱向通道。
[0030]在閥盤22處于開放位置時，流體通過一個或多個盤形通道155從閥口 18的出口125流向第一腔體156并與平衡膈膜144接觸。因此，一個或多個盤形通道155構(gòu)成為將平衡膈膜144的表面置于與閥口 18相對，以與作用于閥盤22上的上游壓強相流體連通的方式。因此，平衡膈膜144提供一個力沿閥口 18的方向作用在閥盤22上，以補償由于穿過閥口 18的流體的上游壓強而施加到閥盤22的力。盤形平衡子組件54的部件如此構(gòu)成，使得通過平衡膈膜144施加的力近似相對且等于作用在閥盤22上的上游壓強的力，以消除上游壓強對膈膜子組件52的任何影響，并由此允許通過流體調(diào)節(jié)器10對下游壓強進行更精確的控制。
[0031]參見圖3A和圖3B，閥盤22可包括形成于中間表面30中的凹槽32，該凹槽32可沿著凹槽軸線34延伸，該凹槽軸線34沿著(或鄰近)法向于縱向軸線24的中間表面30延伸。當沿著縱向軸線24看過去時，凹槽軸線34可以至少部分是弧形的。例如，如圖3B所示，當沿著縱向軸線24看過去時，凹槽軸線34可具有圓形形狀或部分圓形形狀。沿著凹槽軸線34看時，凹槽32可具有任何適當?shù)慕孛嫘螤罨蚨喾N形狀的組合。例如，如圖3A和圖4所示，凹槽32的截面形狀可具有頂壁156，當沿著凹槽軸線34看時，該頂壁156垂直于縱向軸線，該頂壁從中間表面130朝向閥盤22的第二端154縱向偏移。沿截面看時，頂壁156可以是直線狀，或弧形，或部分弧形。頂壁156可形成平坦表面158的截面部分，該平坦表面158沿著凹槽軸線34延伸并且可以垂直或基本垂直縱向軸線24.[0032]再次參見圖3A和圖4，凹槽32的截面形狀可具有第一側(cè)壁160a和第二側(cè)壁160b，隨著第一側(cè)壁160a和第二側(cè)壁160b的每一個遠離中間表面130朝向頂壁156延伸，它們每一個都向內(nèi)收縮。如此設置，當垂直于凹槽軸線34看過去時，凹槽32具有梯形截面形狀。梯形截面形狀可關(guān)于垂直于凹槽軸線34的軸線162對稱形成。作為梯形的替代，凹槽32的截面形狀可以是矩形的或基本矩形的，第一側(cè)壁160a和第二側(cè)壁160b是平行的。作為選擇，當垂直于凹槽軸線34看過去時，凹槽32可具有至少部分弧形的截面形狀。這就是說，凹槽32可具有一部分橢圓和/或一部分圓的截面形狀。又進一步，凹槽可具有三角形或任何其他多邊形的截面形狀。當以沿著凹槽軸線34的截面看時，頂壁156與第一側(cè)壁160a和第二側(cè)壁160b的交點可以是切成圓弧的、圓形的、倒角的，等等。作為選擇，頂壁156與第一側(cè)壁160a和第二側(cè)壁160b可以直接相交來形成一個棱邊edge。當沿著凹槽軸線34看時，凹槽32可沿著凹槽32的整個長度具有恒定的截面形狀。作為選擇，凹槽的截面形狀可沿著凹槽軸線34變化。
[0033]圖5A和圖5B不出了閥盤22’的供選擇實施方式。除從密封表面26徑向向內(nèi)設置的中間表面30’包括沿著縱向軸線24朝向閥口 18(并朝向閥盤22’的第二端154)延伸的凸起150外，這些實施方式可以與圖1至圖4所示的閥盤22的實施方式相同或基本相同。例如，垂直于縱向軸線24看過去的中間表面30’的截面包括第一邊緣164和第二邊緣166，第一邊緣164和第二邊緣166隨著中間表面30’朝向閥口 18延伸而交匯。
[0034]第一邊緣164和第二邊緣166可以是直線或部分直線，或是曲線或部分曲線。因此，中間表面30’在形狀上可至少部分是圓錐形。在圖5A所示的實施方式中，中間表面30’具有圓錐形狀，并且圓錐的末端可以是尖的或圓的。圓錐底部的徑向長度在三倍于圓錐的縱向高度和等于圓錐的縱向高度之間。如圖5B所示，作為選擇，中間表面30’可具有拋物線的截面形狀。拋物線的徑向長度可以在三倍于拋物線的縱向高度和等于拋物線的縱向高度之間。中間表面30’可關(guān)于縱向軸線24對稱形成或非對稱形成。
[0035]如圖1所示，流體調(diào)節(jié)器10可選擇性地包括過壓監(jiān)測器212形式的次設備，在致動器20失效后，該過壓監(jiān)測器運行，來切斷處于過壓狀態(tài)的流動穿過調(diào)節(jié)閥12的流體，直到下游壓強降低。在所示實施方式中的監(jiān)測器212和致動器20具有類似結(jié)構(gòu)，并且監(jiān)測器212也以與致動器20類似的方式運行。因為監(jiān)測器212只在下游壓強超過由膈膜248和控制彈簧252建立的切斷壓強的情況下反應，監(jiān)測器膈膜子組件242以及盤形平衡子組件244也因此被構(gòu)造。設置在彈簧座286和膈膜保持件292之間的平衡彈簧214將閥盤222偏置到正常開放位置。耦接器271和控制臂276如此構(gòu)造使得耦接器272只沿著朝向閉合位置移動閥盤222并使其進入與閥口 18的上游側(cè)接合的方向驅(qū)動控制臂276，來切斷通過調(diào)節(jié)閥12的流體流動。當膈膜248和活塞250由于下游壓強超出切斷壓強而向上移動時，耦接器272的銷子接合控制臂276的自由端276b，以旋轉(zhuǎn)控制臂276。反之，耦接器272的頂部272a設置成遠離控制臂276，從而由于下游壓強降低引起的膈膜248和活塞250的向下移動不會引起控制臂276的移動。當然，過壓監(jiān)測器的可供選擇的構(gòu)造對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是已知的(包括監(jiān)測器構(gòu)造成當下游壓強落到較低的切斷壓強以下時關(guān)閉)，并且在根據(jù)本發(fā)明的披露使用在氣體調(diào)節(jié)器中時是發(fā)明人可思考出的。
[0036]當將操縱指令置于氣體輸配系統(tǒng)，例如，用戶開始操作電器例如火爐、爐灶等，該電器從出口 16從而相應地從致動器20的控制腔44和監(jiān)測器212的控制腔232吸入氣體，由此，降低了膈膜58、248所感測到的壓強。隨著膈膜58所感測的壓強下降，在控制彈簧力和出口壓強的力之間的力的不平衡出現(xiàn)了，從而控制彈簧62使膈膜58和活塞60相對殼體42向下擴張并移動。這引起控制臂108沿順時針方向樞轉(zhuǎn)，這轉(zhuǎn)而使指狀物113相對致動器桿112的表面轉(zhuǎn)動。這允許致動器桿112和閥碟22因平衡彈簧148的力而遠離閥口 18的出口 125移動，以打開調(diào)節(jié)器閥12。同時，壓強下降也可引起在控制彈簧力和作用在膈膜248上的出口壓強的力之間出現(xiàn)力的不平衡，使得控制彈簧252使膈膜248和活塞250相對殼體230向下擴張并移動。然而，由于耦接器272的上部遠離控制臂276設置，監(jiān)測器212不會也隨著閥盤222的移動響應壓強降。
[0037]當從氣體輸配系統(tǒng)移除命令時，諸如當用戶關(guān)閉電器時，調(diào)節(jié)器10開始通過減少穿過調(diào)節(jié)閥12的流體流動而作出反應。當氣體持續(xù)流動通過閥口 18并到達系統(tǒng)的下游部分時，出口 16處的壓強增加，并且相應地，在致動器20的控制腔44和監(jiān)測器212的控制腔232處的壓強增加。因為膈膜58感測到的壓強增加并克服了控制彈簧力，膈膜58和活塞60被相對于殼體42向上推動。該向上的移動使得控制臂108沿逆時針方向樞轉(zhuǎn),這轉(zhuǎn)而朝向閥口 18驅(qū)動致動器桿112和閥盤22，以減少穿過調(diào)節(jié)閥12的流體流動。在常規(guī)操作狀態(tài)下，出口壓強將下降到接近致動器設定點壓強，并將壓強保持在那里，直到下游命令以通過致動器20引起響應的方式改變。
[0038]監(jiān)測器切斷壓強大于致動器設定點壓強，并且監(jiān)測器212不會典型地響應流體調(diào)節(jié)器10常規(guī)操作命令范圍之內(nèi)的壓強。在致動器20失效的情況下，舉例來說，諸如膈膜58破裂，閥盤22可保持開放，不管下游壓強增加到致動器設定點壓強之外。最后，皮氏管216感測點處的壓強達到監(jiān)測器212的切斷壓強。通過監(jiān)測器分支218與控制腔232連通的下游壓強導致在控制彈簧力和作用在膈膜248上的出口壓強的力之間出現(xiàn)力的不平衡，從而控制彈簧252使膈膜248和活塞250相對殼體230向上緊縮和移動。當活塞250移動時，耦接器272的銷子272a使控制臂276旋轉(zhuǎn)從而驅(qū)動致動器278并使閥盤222移動進入與閥口 18的接合中，從而切斷通過調(diào)節(jié)閥12的流體流動。監(jiān)測器212將持續(xù)阻止流體流動，直到皮氏管216的感測點處的壓強保持在監(jiān)測器切斷壓強之上。
[0039]在運行中，當閥盤22處于開放位置(即當閥盤22的密封表面156沒有密封地接合閥口 18時)，流體經(jīng)由閥口 18從入口 14流至出口 16。當在開放位置時，從入口 14流至出口 16的流體的一部分穿過一個或多個碟形通道155并進入第一腔156。第一腔156內(nèi)的流體接著與平衡膈膜144接觸，從而平衡膈膜144的表面和與作用在閥碟22上的上游壓強流體連通的閥口 18相對。在包括形成于中間表面30(如圖3A和圖3B所示)上的凹槽32的閥盤22的實施方式中，凹槽輪廓通過分配作用在閥碟22上的入口壓強而提高了較高入口壓強下的“升壓“，因此，改變了平衡接口入口壓強感測，并由此提高了流體調(diào)節(jié)器10的能力。而且，通過提供多個平衡彈簧148，每個彈簧具有獨特的彈簧特性(例如，彈簧力)，理想的閥盤22、22’能夠被裝有想要的平衡彈簧148，以提供調(diào)試盤形平衡子組件54的可定制設定系列，來獲得理想的流動狀態(tài)。
[0040]盡管為了說明本發(fā)明的目的示出了某些代表性的實施方式和細節(jié)，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下做出對本文所披露的方法和裝置的各種改變對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯然的。
【權(quán)利要求】
1.一種流體調(diào)節(jié)器，包括: 調(diào)節(jié)閥，其具有入口、出口以及設置在所述入口和所述出口之間的閥口； 致動器，其耦接至所述調(diào)節(jié)閥并包括閥盤，所述閥盤設置在所述調(diào)節(jié)閥內(nèi)部，并適于沿著縱向軸線在閉合位置和開放位置之間移動，在所述閉合位置，所述閥盤密封地接合所述閥口，在所述開放位置，所述閥盤布置成遠離所述閥口 ； 所述閥盤包括: 密封表面，其與所述閥盤的徑向外端相鄰設置，所述密封表面適于在所述閉合位置密封地接合所述閥口； 中間表面，其由所述密封表面徑向向內(nèi)設置；以及 凹槽，其形成于所述中間表面上，所述凹槽沿著凹槽軸線延伸，所述凹槽軸線沿著垂直于所述縱向軸線的所述中間表面延伸，所述凹槽軸線在沿著所述縱向軸線看時至少部分是弧形的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述凹槽軸線在沿著所述縱向軸線看時具有圓形的形狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述凹槽軸線在沿著所述縱向軸線看時具有部分圓形的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述凹槽在沿著所述凹槽軸線看時具有恒定的截面形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述·的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述凹槽具有垂直于所述縱向軸線的平坦的頂壁。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述凹槽在垂直于所述凹槽軸線看時具有梯形截面形狀，所述梯形截面形狀包括第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，在所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁遠離所述中間表面并朝向所述頂壁延伸時，所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁中每個都向內(nèi)收縮。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述梯形截面形狀關(guān)于垂直于所述凹槽軸線的軸線對稱形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述凹槽在垂直于所述凹槽軸線看時具有至少部分弧形的截面形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，還包括平衡彈簧，所述平衡彈簧作用在所述閥盤的一部分上以將所述閥盤偏置進入所述開放位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述平衡彈簧選自多個平衡彈簧，以獲得通過所述流體調(diào)節(jié)器的理想流動狀態(tài)。
11.一種流體調(diào)節(jié)器，包括: 調(diào)節(jié)閥，其具有入口、出口以及設置在所述入口和所述出口之間的閥口； 致動器，其耦接至所述調(diào)節(jié)閥并包括閥盤，所述閥盤設置在所述調(diào)節(jié)閥內(nèi)部，并適于沿著縱向軸線在閉合位置和開放位置之間移動，在所述閉合位置，所述閥盤密封地接合所述閥口，在所述開放位置，所述閥盤布置成遠離所述閥口 ； 所述閥盤包括: 密封表面，其與所述閥盤的徑向外端相鄰設置，所述密封表面適于在所述閉合位置密封地接合所述閥口 ；以及 中間表面，其由所述密封表面徑向向內(nèi)設置，其中，所述中間表面包括沿著所述縱向軸線朝向所述閥口延伸的凸起。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述中間表面的截面包括第一邊緣和第二邊緣，所述第一邊緣和所述第二邊緣隨著所述中間表面朝向所述閥口延伸而交匯。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一邊緣和所述第二邊緣是關(guān)于所述縱向軸線對稱的。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述中間表面在形狀上是至少部分圓錐形的。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述中間表面具有拋物線的截面形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一邊緣和所述第二邊緣是線形的。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一邊緣和所述第二邊緣是至少部分弧形的。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述中間表面具有圓錐形狀，所述圓錐的底部的徑向長度在三 倍于所述圓錐的縱向高度和等于所述圓錐的縱向高度之間。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述拋物線的徑向?qū)挾仍谌队谒鰭佄锞€的縱向高度和等于所述拋物線的縱向高度之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，還包括平衡彈簧，所述平衡彈簧作用在所述閥盤的一部分上以將所述閥盤偏置進入所述開放位置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述平衡彈簧選自多個平衡彈簧，以獲得通過所述流體調(diào)節(jié)器的理想流動狀態(tài)。
22.一種用于調(diào)試流體調(diào)節(jié)器的平衡穩(wěn)定組件的方法，所述方法包括如下步驟: 從多個平衡彈簧中選擇一個平衡彈簧，其中所述多個平衡彈簧的每一個具有獨有的彈簧力；以及 將所述平衡彈簧放置在流體調(diào)節(jié)器內(nèi)的適當位置，使得所述平衡彈簧偏置所述平衡穩(wěn)定組件的閥盤遠離閥口并進入開放位置， 其中所述閥盤包括(I)形成于所述閥盤的中間表面上的凹槽，所述中間表面由適于在閉合位置密封地接合所述閥口的密封表面向內(nèi)設置，所述凹槽沿著凹槽軸線延伸，所述凹槽軸線沿著垂直于穿過所述閥盤延伸的縱向軸線的所述中間表面延伸，所述該凹槽軸線在沿著所述縱向軸線看時至少部分是弧形的，或包括(2)由密封表面徑向向內(nèi)設置的中間表面，所述密封表面適于在閉合位置密封地接合所述閥口，其中所述中間表面包括沿著穿過所述閥盤延伸的縱向軸線延伸的凸起。
【文檔編號】F16K17/22GK103711963SQ201210377053
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】范國磊, 周彪, J·S·梅維宇斯 申請人:艾默生過程管理調(diào)節(jié)技術(shù)公司