專利名稱:平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器和用于平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的平衡閥塞組件的制作方法
【專利摘要】一種平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器和用于平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的平衡閥塞組件。該平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器包括閥體，閥體具有通過流體通路連接的流體入口和流體出口。閥座設(shè)置在所述流體通路中。平衡閥塞組件設(shè)置在所述流體通路中，所述平衡閥塞組件包括與所述閥座配合來選擇性地打開或閉合所述流體通路的閥塞、將所述閥塞可操作地連接到閥桿的保持器、將空腔與所述流體通路分隔開的隔膜、將所述流體通路流體連接到所述空腔的中間平衡通道以及將所述流體通路流體連接到所述空腔的外圍平衡通道，所述外圍平衡通道位于所述保持器和所述閥塞之間。
【專利說明】平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器和用于平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的平衡閥塞組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開大體上涉及平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，更具體地，涉及一種具有包括可變壓強(qiáng)感應(yīng)區(qū)域的平衡閥內(nèi)件的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器。

【背景技術(shù)】
[0002]壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥被用于多種工業(yè)和住宅應(yīng)用，以控制流體的下游壓強(qiáng)。例如，在化學(xué)加工廠或煉油廠中，壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥被用于操作流動(dòng)的流體以補(bǔ)償需求的增加或減少，或補(bǔ)償其他負(fù)荷擾動(dòng)，這樣使該流體壓強(qiáng)被調(diào)節(jié)。同樣，壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥可被用于水管裝置，以維持預(yù)定的流體壓強(qiáng)，該流體壓強(qiáng)根據(jù)需求的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，例如在淋浴頭或水龍頭中的防燙閥。通過控制下游壓強(qiáng)，壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥補(bǔ)償下游需求的變化。例如，當(dāng)下游需求增加時(shí)，壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥打開以允許更多的流體流經(jīng)該壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥，因此維持了一個(gè)相對恒定的下游壓強(qiáng)。另一方面，當(dāng)下游需求減少時(shí)，壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥關(guān)閉以減少流經(jīng)該壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥的流體的量，再次維持了一個(gè)相對恒定的下游壓強(qiáng)。
[0003]壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥可被歸類為平衡型或非平衡型。非平衡閥典型地在閥塞的一側(cè)具有高壓強(qiáng)的入口流體，并在該閥塞的另一例具有低壓強(qiáng)的出口流體。非平衡閥受到一種被稱為衰減入口特性的不良效果的影響。該衰減入口特性是一種現(xiàn)象，其中當(dāng)上游壓強(qiáng)減少時(shí)，非平衡閥經(jīng)歷了一種并不期望的下游壓強(qiáng)的增加。由于多數(shù)壓強(qiáng)調(diào)節(jié)閥試圖維持恒定的下游壓強(qiáng)，因此這種影響是不理想的。衰減入口特性是由該閥塞的高壓強(qiáng)側(cè)的流體壓力引起的，該流體壓力試圖移動(dòng)該閥塞到關(guān)閉位置。因此，該閥必須具有某種機(jī)構(gòu)以抵制在該閥塞上的這種流體壓力。因?yàn)榈种圃摿黧w壓力的機(jī)構(gòu)典型地具有一個(gè)設(shè)定點(diǎn)，盡管該閥塞的入口側(cè)上的流體壓力可能變化(例如，由于入口流體的供給減少，或由于閥上游的壓強(qiáng)變化)，由這種機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的壓力是恒定的。衰減入口特性對有限壓縮流體源的應(yīng)用尤其重要，比如氣瓶、長管拖車、或防噴器(hydril)，因?yàn)樵谶@些應(yīng)用中，有一個(gè)固定的入口流體供給，并且因此當(dāng)該入口流體供給減少時(shí)該入口流體壓強(qiáng)降低。
[0004]非平衡閥還受到對閥座產(chǎn)生的損害的影響。在具有高入口壓強(qiáng)的非平衡閥中，作用在大閥孔上的流體壓強(qiáng)能夠壓壞該閥座。因此，非平衡閥對于高壓強(qiáng)、大孔的應(yīng)用是不理想的。
[0005]為了處理在更高流動(dòng)應(yīng)用中的該衰減入口特性，平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器被開發(fā)出來。在平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器中，上游壓強(qiáng)的一部分被轉(zhuǎn)移作用在閥塞的下游部分。這樣，該閥塞“被平衡”，相同的流體壓強(qiáng)作用在該閥塞的上游和下游部分。以這種方式，該衰減入口特性被消除(或極大減少)，因?yàn)樽饔迷谠撻y座的上游和下游的閥塞表面上的流體壓強(qiáng)沒有差異，該差異會(huì)迫使該閥塞朝向關(guān)閉位置。換言之，該閥塞自身由于流體壓強(qiáng)產(chǎn)生了非常小或沒有產(chǎn)生打開/關(guān)閉的壓力。
[0006]在隔膜型壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器中，與上面所述的平衡調(diào)節(jié)器類似，來自閥塞的上游或入口側(cè)的高壓強(qiáng)流體可通過該閥塞被泄放到該隔膜的相對側(cè)以平衡該閥塞上的壓力。典型地，這種流體壓力的平衡通過結(jié)合一個(gè)或多個(gè)排放通路或端口而實(shí)現(xiàn)，該排放通路或端口通過該閥塞從入口側(cè)延伸到該隔膜的致動(dòng)器側(cè)。
[0007]圖1示出了一個(gè)典型的邊緣感應(yīng)隔膜型壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器。壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器10包括閥體20，該閥體帶有由通道26流體地連接的流體入口 22和流體出口 24。通道26包括管頸28，閥座30被置于該管頸中。閥帽32裝有負(fù)載彈簧34，負(fù)載彈簧34被連接到閥桿36。閥桿36被可操作地連接到閥塞38。閥塞38與閥座30相互作用，以控制流體從入口 22流經(jīng)閥體20到出口 24。
[0008]隔膜39被連接到閥帽32和閥塞38。隔膜39將通道26與容納負(fù)載彈簧34的閥帽32中的腔室40分隔開。隔膜39響應(yīng)于在通道26和腔室40之間的壓強(qiáng)差。
[0009]保持器42被連接到閥桿36，并將閥塞38保持在閥桿36上。該保持器可包括連接到閥桿36上的一個(gè)或多個(gè)緊固件44。一個(gè)或多個(gè)平衡通道或通路46流體地連接通道26和置于閥塞38和腔室40之間的空腔48。在閥塞38上的流體壓力通過流經(jīng)平衡通路46的流體來平衡。在圖1中所示的邊緣感應(yīng)隔膜型壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器10中，平衡通路46從保持器42的中心向外徑向地布置。該平衡通路46可以是一系列分散的通路或者單個(gè)環(huán)形通路。該邊緣感應(yīng)隔膜型調(diào)節(jié)器在高入口壓強(qiáng)下承受高增壓(boost)，這引起在高入口壓強(qiáng)下流量的不理想的減少。
[0010]圖2中示出了典型的中間感應(yīng)隔膜型壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器。該壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器110包括閥體120，該閥體120具有由通道126流體地連接的流體入口 122和流體出口 124。通道126包括管頸128，閥座130被置于該管頸128中。閥帽132容納連接到閥桿136的負(fù)載彈簧134。閥桿136可操作地連接到閥塞138。閥塞138與閥座130相互作用，以控制流體從入口 122流經(jīng)閥體120到出口 124。
[0011]隔膜139被連接到閥帽132和閥塞138。隔膜139將通道126與容納負(fù)載彈簧134的閥帽132中的腔室140分隔開。隔膜139響應(yīng)于通道126和腔室140之間的壓強(qiáng)差。
[0012]保持器142被連接到閥桿136，并將閥塞138保持在閥桿136上。該保持器可包括連接到閥桿136上的一個(gè)或多個(gè)緊固件144。中間平衡通道或通路146流體地連接通道126和置于閥塞138和腔室140之間的空腔148。在閥塞138上的流體壓力通過流經(jīng)平衡通路146的流體來平衡。平衡通路146與圖1中的平衡通路46不同，中間感應(yīng)平衡通路146幾乎位于保持器142的中心并僅包括一個(gè)主平衡通路146。中間感應(yīng)隔膜型平衡調(diào)節(jié)器在低入口壓強(qiáng)下承受高降壓(droop)，這引起在低入口壓強(qiáng)下的流量損耗。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0013]因此，邊緣感應(yīng)隔膜型調(diào)節(jié)器在高入口壓強(qiáng)下承受高增壓，而中間感應(yīng)隔膜型平衡調(diào)節(jié)器在低入口壓強(qiáng)下承受高降壓，這都導(dǎo)致了過程流體的流量損耗。為此，本發(fā)明提供一種具有包括可變壓強(qiáng)感應(yīng)區(qū)域的平衡閥內(nèi)件的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)示例性方面，平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器包括閥體，閥體具有通過流體通路連接的流體入口和流體出口。閥座設(shè)置在所述流體通路中。平衡閥塞組件設(shè)置在所述流體通路中，所述平衡閥塞組件包括與所述閥座配合來選擇性地打開或閉合所述流體通路的閥塞、將所述閥塞可操作地連接到閥桿的保持器、將空腔與所述流體通路分隔開的隔膜、將所述流體通路與所述空腔流體連接的中間平衡通道以及將所述流體通路與所述空腔流體連接的外圍平衡通道，所述外圍平衡通道位于所述保持器和所述閥塞之間。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)示例性方面，平衡閥塞組件包括:閥塞，其與所述閥座配合來選擇性地打開或閉合所述流體通路；保持器，其將閥塞可操作地連接到閥桿；隔膜，其將空腔與流體通路分隔開；中間平衡通道，其將所述流體通路與所述空腔流體連接；以及外圍平衡通道，其將所述流體通路與所述空腔流體連接，所述外圍平衡通道位于所述保持器和所述閥塞之間。
[0016]進(jìn)一步根據(jù)任一個(gè)或多個(gè)前述的方面，所述平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器和/或平衡閥塞組件還可包括任一個(gè)或多個(gè)下述的優(yōu)選形式。
[0017]在一些優(yōu)選形式中，所述平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器和/或平衡閥塞組件可包括能夠沿著所述閥桿的縱向軸線相對于所述閥塞移動(dòng)的保持器。
[0018]在其它優(yōu)選形式中，所述保持器可通過緊固件連接到所述閥桿。
[0019]在其它優(yōu)選形式中，所述平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器和/或平衡閥塞組件可包括延伸穿過所述緊固件的中間平衡通道。
[0020]在其它優(yōu)選形式中，所述平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器和/或平衡閥塞組件可包括設(shè)置在所述保持器和所述閥塞之間的壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧。
[0021]在其它優(yōu)選形式中，所述壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧偏置所述保持器遠(yuǎn)離所述閥塞。
[0022]在其它優(yōu)選形式中，所述平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器和/或平衡閥塞組件可包括設(shè)置在所述保持器和所述閥塞之間的閥塞彈簧座。
[0023]在其它優(yōu)選形式中，所述閥塞彈簧座可包括平衡通路。
[0024]在其它優(yōu)選形式中，所述保持器可包括向外延伸的法蘭。
[0025]在其它優(yōu)選形式中，所述向外延伸的法蘭可包括斜面。
[0026]在其它優(yōu)選形式中，所述閥塞可包括中間孔，所述中間孔包括具有第一直徑的第一部分和具有第二直徑的第二部分，所述第一直徑大于所述第二直徑。
[0027]這里公開的平衡調(diào)節(jié)器或平衡閥塞組件的任一實(shí)施例都可用于有利地提供低入口壓強(qiáng)下的低降壓和高入口壓強(qiáng)下的低增壓，由此導(dǎo)致了在從低到高的入口壓強(qiáng)范圍內(nèi)的增加的流量。

【附圖說明】

[0028]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的邊緣感應(yīng)平衡調(diào)節(jié)器的橫截面視圖；
[0029]圖2是現(xiàn)有技術(shù)的中間感應(yīng)平衡調(diào)節(jié)器的橫截面視圖；
[0030]圖3是根據(jù)本公開的教導(dǎo)構(gòu)造的具有可變壓強(qiáng)感應(yīng)區(qū)域的平衡調(diào)節(jié)器的橫截面視圖；
[0031]圖4是圖3的平衡調(diào)節(jié)器的閥塞和保持器的透視圖；
[0032]圖5A是根據(jù)本公開的教導(dǎo)構(gòu)造的具有可變壓強(qiáng)感應(yīng)區(qū)域的平衡調(diào)節(jié)器的替換實(shí)施例的橫截面視圖；
[0033]圖5B是圖5A的替換實(shí)施例的橫截面視圖，其中中間平衡通道被阻塞；以及
[0034]圖6是圖5A的平衡調(diào)節(jié)器的閥塞和保持器的透視圖；
[0035]雖然本公開易受到各種修改和替代構(gòu)造，它們中的某些說明性的實(shí)施例已在附圖中示出，并將在下面詳細(xì)描述。但是，應(yīng)該理解的是，并沒有意圖去將本公開限制到這些所披露的特定形式，相反地，意圖是在于覆蓋落入本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)的所有修改、替代的構(gòu)造和等同物。

【具體實(shí)施方式】
[0036]現(xiàn)在參見附圖，具體參見圖3-6，平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器組件大體被標(biāo)記為數(shù)字211、311。圖3-6中所示的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器組件211、311可被用于同圖1和圖2中所示相似的具有閥體和閥帽的調(diào)節(jié)器閥。當(dāng)圖3-6中的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器組件包括與圖1或圖2中的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的部件相對應(yīng)的部件時(shí)，這些部件將被相似地標(biāo)記，區(qū)別僅在于圖3-6中的附圖標(biāo)記比圖1中的部件增加200或300，比圖2中的相似部件增加100或200。例如，圖3和圖4中的相應(yīng)部件的標(biāo)記比圖2中所示的相應(yīng)部件增加100。相似地，圖5和圖6中的相應(yīng)部件的標(biāo)記比圖2中所示的相應(yīng)部件增加200。
[0037]現(xiàn)在參見圖3和圖4，平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器組件211包括可操作地連接到閥塞238的閥桿236。閥塞238與閥座相互作用來控制流體流動(dòng)通過閥體。
[0038]平衡閥塞組件211包括套筒254。閥塞238通過保持器242可操作地固定到閥桿236。套筒254具有中間孔253，當(dāng)閥塞238往復(fù)運(yùn)動(dòng)來控制流體流動(dòng)時(shí)，中間孔253保持并引導(dǎo)閥塞238。套筒254可具有傾斜的外表面256，用以增加閥體內(nèi)的間隙和/或增強(qiáng)平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的裝配。套筒254還可包括一個(gè)或多個(gè)外環(huán)形肩部258，其夾緊在閥帽和閥體之間以將套筒254布置并保持在閥體內(nèi)。
[0039]隔膜239被連接到套筒254和閥塞238。隔膜239將閥體內(nèi)的通道與平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器組件211和容納負(fù)載彈簧234的閥帽之間的腔室240分隔開。隔膜239響應(yīng)于閥體內(nèi)的通道和腔室240之間的壓強(qiáng)差。
[0040]保持器242被連接到閥桿236，并將閥塞238可操作地連接到閥桿236。保持器242可包括一個(gè)或多個(gè)緊固件244，例如，螺母，這些緊固件可操作地連接到閥桿236。中間平衡通道246a延伸穿過至少一個(gè)緊固件244和保持器242，以將流體通路流體連接到位于閥塞238和腔室240之間的空腔248。一個(gè)或多個(gè)外圍平衡通道246b位于保持器242和閥塞238之間，以將流體通路流體連接到空腔248。外圍平衡通道246b根據(jù)入口壓強(qiáng)來改變大小，這將在下面進(jìn)一步討論。閥塞238上的流體壓力通過經(jīng)過平衡通道246a、246b從較高壓強(qiáng)區(qū)域移動(dòng)到較低壓強(qiáng)區(qū)域的流體來平衡。
[0041]保持器242可滑動(dòng)地連接到緊固件244，使得保持器242能夠在閥塞238內(nèi)縱向滑動(dòng)。緊固件244包括環(huán)形法蘭252，用以阻止保持器242從緊固件244滑落。保持器242包括中間孔255，中間孔255的大小和形狀適于容納緊固件244的外表面。閥塞彈簧座257位于保持器242和閥塞238之間形成在保持器242和閥塞238之間的空腔259中?？涨?59包括第一部分260和第二部分262，第一部分260具有第一直徑，第二部分262具有與第一直徑不同的第二直徑。在一些實(shí)施例中，第一直徑大于第二直徑。閥塞彈簧座257設(shè)置在第二部分262內(nèi)。盡管閥塞彈簧座257被圖示為與閥塞238分離的部件，但是在其它實(shí)施例中，閥塞彈簧座257可以與閥塞238 —體地形成。
[0042]保持器242包括形成在其外表面上的保持器彈簧座264。保持器彈簧座264可由遠(yuǎn)離中間孔255向外徑向延伸的座肩部266形成。壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧270設(shè)置在閥塞彈簧座257和保持器彈簧座264之間。壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧270偏置保持器242遠(yuǎn)離閥塞彈簧座257。外圍環(huán)形法蘭272遠(yuǎn)離保持器242向外徑向地延伸。在一些實(shí)施例中，外圍環(huán)形法蘭272包括斜面274，其具有遠(yuǎn)離閥塞彈簧座257的最大直徑，以及靠近閥塞彈簧座257的最小直徑。外圍環(huán)形法蘭272的最大直徑基本等于空腔259的第一部分260的第一直徑，使得當(dāng)外圍環(huán)形法蘭272位于第一部分260中時(shí)，阻止流體在保持器242和閥塞238之間流動(dòng)。另一方面，當(dāng)外圍環(huán)形法蘭272位于第一部分260以外時(shí)(例如，當(dāng)壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧270推動(dòng)保持器242離開閥塞238時(shí))，外圍環(huán)形法蘭272和閥塞238之間存在間隙，該間隙允許流體流動(dòng)通過外圍平衡通道246b并流入空腔259。
[0043]壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧270可被設(shè)置成使得保持器242被偏置到打開位置，這時(shí)外圍環(huán)形法蘭272在最小或低入口壓強(qiáng)下完全位于空腔259以外。該位置對應(yīng)于允許流體流動(dòng)通過中間平衡通道246a和外圍平衡通道246b的完全打開位置，導(dǎo)致了在低入口壓強(qiáng)下的低降壓。因此，公開的平衡閥塞組件211相對于已知的中間感應(yīng)平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器在低入口壓強(qiáng)下具有增加的流體容量。
[0044]當(dāng)入口處的流體壓強(qiáng)增加時(shí)，閉合力將由按壓在保持器242的外表面上的流體壓強(qiáng)來產(chǎn)生。當(dāng)閉合力開始克服由壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧270產(chǎn)生的彈簧力時(shí)，保持器242將開始朝著閥塞彈簧座257移動(dòng)。隨著保持器242朝著閥塞彈簧座257移動(dòng)，外圍環(huán)形法蘭272將進(jìn)入空腔259并最終抵靠閥塞238。當(dāng)外圍環(huán)形法蘭272進(jìn)入空腔259時(shí)，流動(dòng)通過外圍平衡通道246b的流體將減小，并在外圍環(huán)形法蘭272抵靠閥塞238時(shí)停止流動(dòng)。當(dāng)保持器242朝著閉合位置移動(dòng)時(shí)，外圍環(huán)形法蘭272的斜面提供了外圍平衡通道246b的逐漸減小的尺寸。在一個(gè)實(shí)施例中，斜面274可相對于閥桿236傾斜30°到60°。在完全閉合位置上，其中外圍環(huán)形法蘭272完全位于空腔259中，流體被阻止流動(dòng)通過外圍平衡通道246b，這將平衡閥塞組件211轉(zhuǎn)變成僅中間感應(yīng)組件。因此，公開的平衡閥塞組件211在高入口壓強(qiáng)下具有低增壓，相對于已知的邊緣感應(yīng)平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器在高入口壓強(qiáng)下提供了增加的流體流量。
[0045]在一些實(shí)施例中，閥塞彈簧座257可包括一個(gè)或多個(gè)平衡通路280，其允許流體從空腔259流入空腔248。相似地，中間平衡通道246a可流體連接到空腔248，以允許流體流入空腔248。大體來說，中間平衡通道246a總是打開，由此允許流體在閥體中的通路和空腔248之間流動(dòng)，在這些區(qū)域中平衡了流體壓強(qiáng)。另一方面，外圍平衡通道246b可以根據(jù)入口壓強(qiáng)和壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧270來打開或閉合。
[0046]現(xiàn)在參見圖5A、5B和圖6，平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器組件311的另一個(gè)實(shí)施例包括可操作地連接到閥塞338的閥桿336。閥塞338與閥座相互作用來控制流體流動(dòng)通過閥體。
[0047]平衡閥塞組件311包括套筒354。閥塞338通過保持器342可操作地固定到閥桿336。套筒354具有中間孔353，當(dāng)閥塞338往復(fù)運(yùn)動(dòng)來控制流體流動(dòng)時(shí)，中間孔353保持并引導(dǎo)閥塞338。套筒354可具有傾斜的外表面356，用以增加閥體內(nèi)的間隙和/或加強(qiáng)平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的裝配。套筒354還可包括一個(gè)或多個(gè)外環(huán)形肩部358，其夾緊在閥帽和閥體之間以將套筒354布置并保持在閥體內(nèi)。
[0048]隔膜339被連接到套筒354和閥塞338。隔膜339將閥體內(nèi)的通道與平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器組件311和容納負(fù)載彈簧334的閥帽之間的腔室340分隔開。隔膜339響應(yīng)于閥體內(nèi)的通道和腔室340之間的壓強(qiáng)差。
[0049]保持器342被連接到閥桿336，并將閥塞338可操作地連接到閥桿336。保持器342可包括一個(gè)或多個(gè)緊固件344，例如，螺母，這些緊固件可操作地連接到閥桿336。中間平衡通道346a延伸穿過至少一個(gè)緊固件344和保持器342，以將流體通路流體連接到位于閥塞338和腔室340之間的空腔348。一個(gè)或多個(gè)外圍平衡通道346b位于保持器342和閥塞338之間，以將流體通路流體連接到空腔348。外圍平衡通道346b根據(jù)入口壓強(qiáng)來改變大小，這將在下面進(jìn)一步討論。閥塞338上的流體壓力通過經(jīng)過平衡通道346a、346b從較高壓強(qiáng)區(qū)域移動(dòng)到較低壓強(qiáng)區(qū)域的流體來平衡。
[0050]保持器342可滑動(dòng)地連接到緊固件344，使得保持器342能夠在閥塞338內(nèi)縱向滑動(dòng)。緊固件344包括環(huán)形法蘭352，用以阻止保持器342從緊固件344滑落。保持器342包括中間孔355，中間孔355的大小和形狀適于容納緊固件344的外表面。閥塞彈簧座357位于保持器342和閥塞338之間形成在保持器342和閥塞338之間的空腔359中?？涨?59包括第一部分360和第二部分362，第一部分360具有第一直徑，第二部分362具有與第一直徑不同的第二直徑。在一些實(shí)施例中，第一直徑大于第二直徑。盡管閥塞彈簧座357被圖示為與閥塞338分離的部件，但是在其它實(shí)施例中，閥塞彈簧座357可以與閥塞338 —體地形成。
[0051 ] 保持器342包括形成在其外表面上的保持器彈簧座364。保持器彈簧座364可由遠(yuǎn)離中間孔355向外徑向延伸的座肩部366形成。壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧370設(shè)置在閥塞彈簧座357和保持器彈簧座364之間。壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧370偏置保持器342遠(yuǎn)離閥塞彈簧座357。外圍環(huán)形法蘭372遠(yuǎn)離保持器342向外徑向地延伸。在一些實(shí)施例中，外圍環(huán)形法蘭372包括斜面374。外圍環(huán)形法蘭372的外直徑基本等于空腔359的第一部分360的第一直徑，使得當(dāng)外圍環(huán)形法蘭372位于第一部分360中時(shí)，阻止流體在保持器342和閥塞338之間流動(dòng)。另一方面，當(dāng)外圍環(huán)形法蘭372位于第一部分360以外時(shí)(例如，當(dāng)壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧370推動(dòng)保持器342離開閥塞338時(shí))，外圍環(huán)形法蘭372和閥塞338之間存在間隙，該間隙允許流體在其間流動(dòng)并流入空腔359。
[0052]壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧370可被設(shè)置成使得保持器342被偏置到打開位置，這時(shí)外圍環(huán)形法蘭372在最小或低入口壓強(qiáng)下完全位于空腔359以外。該位置對應(yīng)于允許流體流動(dòng)通過中間平衡通道346a和外圍平衡通道346b的完全打開位置，這導(dǎo)致了在低入口壓強(qiáng)下的低降壓。因此，公開的平衡閥塞組件311相對于已知的中間感應(yīng)平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器在低入口壓強(qiáng)下具有增加的流體容量。
[0053]當(dāng)入口處的流體壓強(qiáng)增加時(shí)，閉合力將由按壓在保持器342的外表面上的流體壓強(qiáng)來產(chǎn)生。當(dāng)閉合力開始克服由壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧370產(chǎn)生的彈簧力時(shí)，保持器342將開始朝著閥塞彈簧座357移動(dòng)。隨著保持器342朝著閥塞彈簧座357移動(dòng)，外圍環(huán)形法蘭372將進(jìn)入空腔359。當(dāng)外圍環(huán)形法蘭372進(jìn)入空腔359時(shí)，隨著外圍環(huán)形法蘭372變得完全位于空腔359中，流動(dòng)通過外圍平衡通道346b的流體將減小。在完全閉合位置上，其中外圍環(huán)形法蘭372完全位于空腔359中，基本減小了流動(dòng)通過外圍平衡通道346b的流體流動(dòng)。因此，公開的平衡閥塞組件311在高入口壓強(qiáng)下具有低增壓，相對于已知的邊緣感應(yīng)平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器在高入口壓強(qiáng)下提供了增加的流體流量。盡管流動(dòng)通過外圍平衡通道346b的流體在高入口壓強(qiáng)下被最小化，但是流體繼續(xù)流動(dòng)通過外圍平衡通道346b和中間平衡通道346a，使得只要外圍平衡通道346b和中間平衡通道346a保持未被阻塞，則平衡閥塞組件311雙重感應(yīng)。
[0054]如果中間平衡通道346a被阻塞或者被堵塞，如圖5B中所示，通過允許流體流動(dòng)通過外圍平衡通道346b，平衡閥塞組件311繼續(xù)在邊緣感應(yīng)模式下操作。因此，如果中間平衡通道346a被阻塞或者被堵塞，那么圖5A-6的平衡閥塞組件311包括故障-安全操作模式。
[0055]這里公開的平衡調(diào)節(jié)器或平衡閥塞組件的任一實(shí)施例都可用于有利地提供低入口壓強(qiáng)下的低降壓和高入口壓強(qiáng)下的低增壓，由此導(dǎo)致了在從低到高的入口壓強(qiáng)范圍內(nèi)的增加的流量。
[0056]盡管這里已經(jīng)根據(jù)本公開的教導(dǎo)描述了某些平衡調(diào)節(jié)器和平衡閥塞組件，但是本專利的覆蓋范圍并不限于此。相反地，盡管根據(jù)各種優(yōu)選實(shí)例已經(jīng)圖示和描述了本實(shí)用新型，但是，很明顯，除了上面提到的之外，還可以進(jìn)行某些改變和修改。本專利覆蓋了落入可允許的等同物的范圍內(nèi)的本公開教導(dǎo)的所有實(shí)例。因此，本公開的意圖是為了保護(hù)本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員所想到的所有的變化和修改。
【權(quán)利要求】
1.平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括: 閥體，其具有通過流體通路連接的流體入口和流體出口； 閥座，其設(shè)置在所述流體通路中； 平衡閥塞組件，其設(shè)置在所述流體通路中，所述平衡閥塞組件包括: 閥塞，其與所述閥座配合來選擇性地打開或閉合所述流體通路； 保持器，其將所述閥塞可操作地連接到閥桿； 隔膜，其將空腔與所述流體通路分隔開； 中間平衡通道，其將所述流體通路流體連接到所述空腔；以及外圍平衡通道，其將所述流體通路流體連接到所述空腔，所述外圍平衡通道位于所述保持器和所述閥塞之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述保持器能夠沿著所述閥桿的縱向軸線相對于所述閥塞移動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述保持器通過緊固件連接到所述閥桿。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述中間平衡通道延伸穿過所述緊固件。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括設(shè)置在所述保持器和所述閥塞之間的壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧偏置所述保持器遠(yuǎn)離所述閥塞。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括設(shè)置在所述保持器和所述閥塞之間的閥塞彈簧座。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述閥塞彈簧座包括平衡通路。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述保持器包括向外延伸的法蘭。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述向外延伸的法蘭包括斜面。11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述閥塞包括中間孔，所述中間孔包括具有第一直徑的第一部分和具有第二直徑的第二部分，所述第一直徑大于所述第二直徑。12.用于平衡壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的平衡閥塞組件，其特征在于，所述平衡閥塞組件包括: 保持器，其將閥塞可操作地連接到閥桿； 隔膜，其將空腔與流體通路分隔開； 中間平衡通道，其將所述流體通路流體連接到所述空腔；以及外圍平衡通道，其將所述流體通路流體連接到所述空腔，所述外圍平衡通道位于所述保持器和所述閥塞之間。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的平衡閥塞組件，其特征在于，所述保持器能夠沿著所述閥桿的縱向軸線相對于所述閥塞移動(dòng)。14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的平衡閥塞組件，其特征在于，所述保持器通過緊固件連接到所述閥桿。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的平衡閥塞組件，其特征在于，所述中間平衡通道延伸穿過所述緊固件。16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的平衡閥塞組件，其特征在于，還包括設(shè)置在所述保持器和所述閥塞之間的壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的平衡閥塞組件，其特征在于，所述壓強(qiáng)感應(yīng)彈簧偏置所述保持器遠(yuǎn)離所述閥塞。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的平衡閥塞組件，其特征在于，還包括設(shè)置在所述保持器和所述閥塞之間的閥塞彈簧座。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的平衡閥塞組件，其特征在于，所述閥塞彈簧座包括平衡通路。20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的平衡閥塞組件，其特征在于，所述保持器包括向外延伸的法蘭。
【文檔編號(hào)】F16K17-22GK204267818SQ201420075971
【發(fā)明者】范國磊, 周彪, 劉念春, 張京, 賀楊, T·K·阮 [申請人]艾默生過程管理調(diào)節(jié)技術(shù)公司