專利名稱：溫度受控的壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開大體上涉及壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，更特別地涉及溫度受控的壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
很多過程控制系統(tǒng)使用壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器控制工藝流的壓強(qiáng)。減壓調(diào)節(jié)器被普遍地用來接收相對(duì)高壓的流體并輸出相對(duì)低的、經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出流體壓強(qiáng)。這樣，不論經(jīng)過調(diào)節(jié)器的壓降是多少，減壓調(diào)節(jié)器能夠?yàn)榇蠓秶妮敵鲐?fù)載(即流動(dòng)需求、容量等)提供相對(duì)恒定的輸出流體壓強(qiáng)。溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器是也控制工藝流的溫度(例如將該工藝流的溫度維持在一預(yù)定溫度)的減壓調(diào)節(jié)器。在工藝流的壓強(qiáng)在該調(diào)節(jié)器的入口和出口之間被降低時(shí)，控制工藝流的溫度避免了凝結(jié)，和/或促使通過調(diào)節(jié)器的工藝流的蒸發(fā)。 溫度受控調(diào)節(jié)器常常被用于流體采樣系統(tǒng)。溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器可以被用于預(yù)加熱液體、避免氣體凝結(jié)或在分析(例如色譜分析)之前蒸發(fā)液體。例如溫度受控調(diào)節(jié)器可以被用于(例如通過熱源)加熱包含待分析的液體的入口工藝流(例如，包含烴的液體)?；蛘邷囟仁芸卣{(diào)節(jié)器可以被用于氣化(例如通過熱源)包含待分析的蒸汽的入口工藝流(例如，包含烴的蒸汽)。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)例子中，一個(gè)示例的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器包括調(diào)節(jié)器主體，該主體具有經(jīng)由第一通道流體地耦接至出口的入口。加熱塊被置于該調(diào)節(jié)器主體內(nèi)且接納該第一通道的至少一部分。該加熱塊用于在工藝流經(jīng)由該第一通道流過該加熱塊時(shí)向該工藝流提供熱量，該第一通道將該工藝流與該加熱塊分離開。在另一個(gè)例子中，用于壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的加熱塊包括主體，至少部分地被置于該壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器內(nèi)。該主體包括第一多個(gè)孔以接納第一通道，該第一通道將工藝流與該主體分離。該主體適于接納熱源，在該工藝流經(jīng)由該第一通道流過該第一多個(gè)孔時(shí)，該熱源用于通過該主體向該工藝流提供熱量。在又一個(gè)例子中，一個(gè)溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器包括用于加熱流過壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的工藝流的裝置，和用于流體地將該工藝流耦接在該壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的入口和出口之間的裝置。該用于流體地耦接該工藝流的裝置將該工藝流和該加熱裝置分離開。該用于流體地耦接該工藝流的裝置在該入口和該出口之間至少部分地穿過該用于加熱的裝置。


圖I是已知的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的橫截面視圖；圖2示出了這里描述的示例的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器；圖3A是圖2中的示例的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的橫截面視圖；圖3B是圖2中的示例的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的、取沿線3B-3B的另一橫截面視圖；圖4A是圖2、3A和3B的示例的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的、示例的加熱塊的平面視圖；圖4B是圖4A的示例的加熱塊的側(cè)視圖；圖5是圖2、3A和3B的不例的調(diào)節(jié)器的另Iv視圖；圖6示出了這里描述的另一個(gè)示例的加熱塊，其可以被用于實(shí)現(xiàn)圖2、3A和3B的示例的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器；圖7示出了這里描述的又一個(gè)示例的加熱塊，其可以被用于實(shí)現(xiàn)圖2、3A和3B的示例的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器；
圖8示出了這里描述的另一個(gè)示例的溫控受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器。
具體實(shí)施例方式溫度受控減壓調(diào)節(jié)器典型地使用蒸汽或電加熱，以控制工藝流的溫度。因?yàn)樵摴に嚵髟诖┻^該調(diào)節(jié)器(例如跨過閥座)時(shí)經(jīng)歷實(shí)質(zhì)性的壓強(qiáng)減少或降低，該工藝流在該調(diào)節(jié)器中被加熱。依照焦耳-湯姆孫效應(yīng)，該壓強(qiáng)降低導(dǎo)致工藝流(例如氣體)的顯著熱量喪失(即降溫)。溫度受控調(diào)節(jié)器在壓強(qiáng)下降點(diǎn)處施以熱量，以增加或保持該工藝流的溫度，從而避免隨該工藝流的壓強(qiáng)經(jīng)過該調(diào)節(jié)器降低時(shí)的該工藝流的凝結(jié)。在其他情形中，例如，可以期望液體被蒸發(fā)。在該情形中，在該液體穿過該調(diào)節(jié)器時(shí)，該溫度受控調(diào)節(jié)器施以熱量來蒸發(fā)液體，以助于例如通過蒸汽樣品的該液體的分析。圖I示出了已知的、示例的溫度受控降壓調(diào)節(jié)器100，其用于控制流過該調(diào)節(jié)器100的工藝流的出口溫度(預(yù)定溫度)。該調(diào)節(jié)器100包括具有入口 104和出口 106的主體102。膜片108和流動(dòng)控制部件110 (例如閥塞)被置于該主體102中，以限定入口腔112和壓強(qiáng)腔114。該膜片108相對(duì)于閥座116移動(dòng)該流動(dòng)控制部件110，以控制出口 106處的工藝流的壓強(qiáng)。第一通道118流體地將該入口 104耦接至入口腔112，第二通道120流體地將出口 106耦接至壓強(qiáng)腔114。圓柱形的主體122被耦接(例如螺紋地耦接)至調(diào)節(jié)器100的主體102，以形成加熱腔124。該加熱腔124接納第一通道118和第二通道120的至少一部分。介質(zhì)126，諸如例如甘油(例如甘油浴)被通過端口 128置于加熱腔124中。加熱器130 (例如筒式加熱器)被置于該腔124中以加熱該甘油。控制單元132 (例如電子控制單元)常常被用于向加熱器130提供熱量，該加熱器130加熱該甘油以，例如，控制出口106處的工藝流的溫度。隨著甘油溫度升高，來自甘油的能量(例如熱能、熱量)通過被置于或浸沒于該甘油中的第一和第二通道118和120的部分被傳遞給該工藝流。因此，在一些情形中，熱量的升高使得該工藝流蒸發(fā)，或者在其他情形中例如若該工藝流處于氣態(tài)或蒸汽態(tài)時(shí)避免該工藝流凝結(jié)。但是，對(duì)于圖I中的該已知的示例調(diào)節(jié)器100，該介質(zhì)126(例如甘油)可能在其能夠傳遞給工藝流的熱量的量上受到限制。特別地，例如，甘油可能被受限在最大溫度(例如400 T )，該溫度在一些情況下可能不足以蒸發(fā)工藝流或避免工藝流的凝結(jié)。另外，甘油通常難以處理(例如處理起來很骯臟)，且在加熱時(shí)膨脹，并因此需要在腔124中的膨脹空間。因此，在加熱腔124中的介質(zhì)(例如甘油)的減少量通常導(dǎo)致降低的或低的熱傳遞率。并且,該被加熱介質(zhì)126與該圓柱型主體122的表面134 (例如內(nèi)壁)接觸，使得導(dǎo)致該主體122的外表面溫度升高。由于該主體122的外表面可能被要求保持低于某一溫度(例如低于275 T)以滿足工業(yè)認(rèn)證或標(biāo)準(zhǔn)(例如CSA國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、CE認(rèn)證等等)，這樣的配置限制了該介質(zhì)(例如甘油)的最大溫度。在其他已知的例子中，熱源(例如筒式加熱器)被置于該工藝流中。因此，在流過該調(diào)節(jié)器時(shí)，該工藝流直接地與該熱源接觸。但是，因?yàn)樵谠摴に嚵髁鬟^該調(diào)節(jié)器時(shí)，該熱源和該工藝流接觸一小段時(shí)間，這樣的配置通常提供了較低的熱傳遞率，因而提供了較低的工藝流出口溫度。并且，由于一些工藝流可能在操作中引起熱源上的堆積或沉積(例如焦化)，需要增多的維護(hù)和費(fèi)用以清潔或替換熱源，這樣的配置不是優(yōu)選的。在其他已知的例子中，網(wǎng)狀過濾被置于該熱源和該工藝流之間，以過濾該工藝流避免沉淀物堆積(例如碳沉積)在該熱源上。但是，這樣的配置可能導(dǎo)致過濾器變臟(例如由于沉淀物堆積)，因而需要額外的服務(wù)和維護(hù)(例如替換或清潔該過濾器)。在其他已知的例子中，熱源被耦接于靠近該工藝流的主體。該熱源為調(diào)節(jié)器主體提供熱量，該調(diào)節(jié)器主體繼而在工藝流在該調(diào)節(jié)器主體的入口和出口之間流動(dòng)時(shí)向其提供熱量。在該配置中，該熱源加熱包含工藝流流動(dòng)路徑的調(diào)節(jié)器主體。但是，這樣的配置可能導(dǎo)致差的熱傳遞(例 如，低熱傳遞率)，并且需要更多的能量來加熱或保持工藝流在所需的溫度上。在一些情形中，不足的熱傳遞可能導(dǎo)致該工藝流凝結(jié)。此外，加熱該調(diào)節(jié)器主體增加了該調(diào)節(jié)器主體的外表面溫度，這可能限制了為了滿足認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(例如各CSA國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))而能夠被提供來加熱該工藝流的最大溫度。這里描述的該示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器減少工藝流的壓強(qiáng)并且控制工藝流(例如腐蝕性流體、天然氣等)的溫度。例如，當(dāng)用于石化工業(yè)時(shí)，該示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器保持工藝流(例如，包含烴)的氣態(tài)樣本處于氣相用于分析。另外，這里描述的該示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器將該工藝流與加熱塊和/或熱源隔離、分離或物理地分隔開，以避免或?qū)嵸|(zhì)性地減少沉積物由于該工藝流的凝結(jié)(例如焦化)而堆積在該熱源和/或該加熱塊上。這里描述的示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器包括位于該調(diào)節(jié)器的主體中的加熱器或加熱塊，該加熱塊被配置為接納熱源(例如筒式加熱器)和輸送在該調(diào)節(jié)器的入口和出口之間流動(dòng)的工藝流的至少部分通道(例如管道)。進(jìn)一步地，該通道將該工藝流與加熱塊(及該熱源)隔離、分離或物理地分隔開。因此，這里描述的該示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器提供了相對(duì)較高的熱傳遞率，該熱傳遞率繼而導(dǎo)致了實(shí)質(zhì)上更高的流體出口溫度。另外，該筒式加熱器可以被熱隔離于該調(diào)節(jié)器主體以進(jìn)一步改善熱傳遞。例如，這里描述的示例的調(diào)節(jié)器可以在相對(duì)快的時(shí)間周期(例如650秒)內(nèi)提供出口溫度高達(dá)300 T的工藝流。相反，很多已知的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器通常能夠提供出口溫度僅達(dá)到200 °F的工藝流。因此，這里描述的示例的調(diào)節(jié)器可以提供具有顯著地高于很多已知的調(diào)節(jié)器的出口溫度的工藝流。附加地或替代地，這里描述的該示例的調(diào)節(jié)器將熱源保持在清潔的狀態(tài)中(例如，不受由于焦化導(dǎo)致的沉積物堆積)。另外，該加熱塊可以承受實(shí)質(zhì)上比例如甘油更大的最高溫度，因此允許該示例的調(diào)節(jié)器提供具有更大或更高出口溫度的工藝流(例如樣本)。進(jìn)一步地，這里描述的該示例的調(diào)節(jié)器能夠?qū)⑼獗砻?例如主體的外表面)溫度保持低于所需溫度(例如低于275 T )，以符合認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(例如CSA國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，CE認(rèn)證等)且在調(diào)節(jié)器出口提供顯著地更高的流體溫度(即出口溫度)。圖2示出了示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器200。該示例的調(diào)節(jié)器200包括耦接(例如螺紋地耦接)至加熱腔204的調(diào)節(jié)器主體202。在該例子中，該加熱腔204是螺紋地耦接于主體202的圓柱形主體。該調(diào)節(jié)器主體202被耦接于入口耦接件206，以將該調(diào)節(jié)器200流體地耦接于上游壓強(qiáng)源，且該調(diào)節(jié)器主體202被耦接于出口耦接件208，以將該調(diào)節(jié)器200流體地耦接于下游設(shè)備或系統(tǒng)。例如，該入口耦接件206將該調(diào)節(jié)器200耦接于例如向調(diào)節(jié)器200提供(例如含有烴的)處于相對(duì)高壓(例如，4500psi)的工藝流的過程控制系統(tǒng)。該出口耦接件208將該調(diào)節(jié)器200流體地耦接于例如下游系統(tǒng)，其諸如例如需要處于某(例如較低)壓強(qiáng)(例如0-500psi)的工藝流的采樣系統(tǒng)。該采樣系統(tǒng)可以包括分析器(例如氣體分析器)，該分析器要求工藝流處于相對(duì)低壓(例如0-500psi)且該工藝流(例如樣本)處于使該工藝流為蒸汽狀態(tài)的溫度(例如300 T )，以容許或助于該工藝流的分析(例如為了質(zhì)量控制)。該主體202還可以包括端口 210和211，其接納例如氣壓計(jì)(未示出)或者流量計(jì)(未示出)等?？刂茊卧?12被可操作地耦接于調(diào)節(jié)器主體202，并提供功率給被置于加熱腔204中的熱源或熱元件(未示出)。另外，該控制單元212可以包括溫度傳感器，諸如例如熱電 偶、熱敏電阻等，其可操作地耦接于調(diào)節(jié)器主體(例如臨近該入口和該出口間的流動(dòng)路徑，被置于該流動(dòng)路徑上，等)，以感測(cè)該工藝流的溫度。該溫度傳感器繼而向該控制單元212提供信號(hào)(例如電信號(hào))。該控制單元212可以被配置為比較該(例如由溫度傳感器提供的)工藝流的測(cè)量溫度與所需的或預(yù)定的溫度，并基于測(cè)量溫度(例如150 T )與該預(yù)定溫度(例如300 T )之間差異，提供電流給加熱元件。因此，例如，該控制單元212可以允許該熱源或熱元件(例如加熱元件)被恒溫地控制。在一些例子中，該控制單元212可以包括顯示器214 (例如IXD屏幕)以指示例如位于出口 208的工藝流的測(cè)量溫度、熱源的溫度、或任何其他工藝流特性(例如出口壓力等)。圖3A和圖3B是圖2的示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器200的橫截面視圖。在該例子中，該主體202包括上主體部分302，其(例如螺紋地耦接)耦接至下主體部分304。膜片306被固定在該上主體302和該下主體304之間。上主體302和膜片306的第一側(cè)308限定了第一腔310。偏置元件312(例如彈簧)被置于第一腔310中、在可調(diào)彈簧座314和膜片板316之間，該膜片板316支撐該膜片306。在該例子中，第一腔310通過端口 318流體地耦接于例如大氣。彈簧調(diào)整器320 (例如螺絲)接合該可調(diào)彈簧座314，以使得能夠調(diào)整該偏置元件312的長(zhǎng)度(例如壓縮或解壓縮該偏置元件312)，并且因此能夠?qū)ζ迷?12施加給膜片306的第一側(cè)308的預(yù)設(shè)力或負(fù)載的量進(jìn)行調(diào)整。下主體304和膜片306的第二側(cè)322至少部分地限定壓強(qiáng)腔324、入口 326 (例如接納入口耦接件206)和出口 328 (例如接納出口耦接件208)。閥塞330被置于位于下主體304中的縱向孔或入口腔332中。閥座334被置于入口腔332和壓強(qiáng)腔324之間，并且在入口 326和出口 328之間的流體流動(dòng)路徑上限定了孔336。在該例子中，閥座334接合通過例如埋頭孔形成的肩部338。該閥塞330通過該膜片板316和閥桿340可操作地耦接于該膜片306。在操作中，該膜片306朝著或離開閥座334移動(dòng)閥塞330，以阻止或允許在入口 326和出口 328之間的流體流動(dòng)。第二彈簧342被置于入口腔332中，以朝著閥座334偏置閥塞330。在該示出的例子中，該閥塞330能偶接合該閥座334以提供密閉的密封來阻止入口 326和出口 328之間的流體流動(dòng)。該第二彈簧342的彈簧剛度相對(duì)于偏置元件312的彈簧剛度典型地實(shí)質(zhì)上較小。如圖3A和3B所示，A 口 326通過第一通道344被流體地耦接于入口腔332，出口328通過第二通道346被流體地耦接于壓強(qiáng)腔324。在該例子中，第一通道344包括與調(diào)節(jié)器主體202整體形成的整體通路348和350，并包括可移除地被耦接的管狀通道352 (例如配管)，其在入口 326和入口腔332之間流體地耦接整體通路348和350。類似地，該第二通道346包括與調(diào)節(jié)器主體202整體形成的整體通路354和356，并包括可移除地被耦接的管狀通道358 (例如配管)，其流體地在壓強(qiáng)腔324和出口 328之間耦接整體通路354和356。該管狀通道352和358通過諸如例如壓縮配合等耦接件360被耦接于調(diào)節(jié)器主體202 (例如，各整體通路348、350、354和356)。但是，在其他例子中，入口 326和出口 328可以通過其他適合的通道和/或通路被流體地耦接。在該例子中，管狀通道352和358是由諸如例如不銹鋼等抗腐蝕的材料所制成的配管。但是，在其他例子中，該管狀通道352和/或358可以由其他適合的一種或多種材料制成。
加熱器或加熱塊362被至少部分地置于加熱腔204中。在該例子中，該第一通道344 (例如該管狀通道352)的至少一部分以及該第二通道346 (例如該管狀通道358)的至少一部分被置于該加熱塊362中。但是，在其他例子中，該第一通道344的至少一部分，或者替代地，該第二通道346的至少一部分可以被置于該加熱塊362中。加熱元件或熱源364 (例如筒式加熱器)被至少部分地耦接于該加熱塊362。該第一和第二通道344和346將該工藝流和該加熱塊362和/或加熱源364隔離、分離或物理地分隔開。因此，本示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器200消除了或?qū)嵸|(zhì)上減少了由于例如焦化在該加熱塊362和/或熱源364上的沉積物堆積，由此易于維護(hù)或保養(yǎng)(例如清潔)該調(diào)節(jié)器200。如上所示，該控制單元212 (圖2)供應(yīng)功率(例如電流)給該熱源364，該熱源向加熱塊362提供熱量。該加熱腔204包括端口 366來接納(例如螺紋地接納)耦接部件368，以將該控制單元和/或該熱源364耦接于該加熱腔204。該耦接部件368可以與該熱源364實(shí)質(zhì)上地?zé)岣艚^，以提高給加熱塊362的熱傳遞。另外，加熱塊362的尺寸適于或者被配置以使得間隔370(例如空氣空隙或氣囊)存在于加熱塊362的外表面372和加熱腔204的內(nèi)表面374之間。以這種方式，該間隔370(例如空氣空隙)可以作為隔絕器(例如提供低熱傳遞或高熱阻)作用，以實(shí)質(zhì)性地減少在加熱塊362與該調(diào)節(jié)器主體202和/或加熱腔204的表面374之間的熱傳遞。換句話說，該加熱塊362可以被實(shí)質(zhì)性地加熱(例如到300 600 0F )，而該加熱腔204和/或該調(diào)節(jié)器主體202可以相對(duì)于該加熱塊362保持實(shí)質(zhì)上涼的(例如200 T )。這樣的配置改善或符合用于不穩(wěn)定流體應(yīng)用(例如易燃和/或易爆環(huán)境等)的、該示例的調(diào)節(jié)器200的等級(jí)或認(rèn)證(例如CSA國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))。在其他例子中，避免或?qū)嵸|(zhì)性減少熱傳遞或增加熱阻的隔離或其他材料可以被放置于加熱塊362的外表面372和加熱腔204的表面374和/或調(diào)節(jié)器主體202之間。在另一其他例子中，該加熱腔204可以與該調(diào)節(jié)器主體202真空密封。參照?qǐng)D2、3A和3B，在操作中，溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器200典型地調(diào)節(jié)在入口 326處的工藝流的壓強(qiáng)(例如4500psi)，以在出口 328處提供或產(chǎn)生某壓強(qiáng)(例如0-500psi)。所需的壓強(qiáng)設(shè)置點(diǎn)(例如500psi)可以通過由彈簧調(diào)整器320對(duì)由偏置元件312在膜片306的第一側(cè)308上施加的力進(jìn)行調(diào)整來配置。為了獲得所需的出口壓強(qiáng)，該彈簧調(diào)整器320被圍繞軸376旋轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)動(dòng)(例如，在圖3A和圖3B的方位中順時(shí)針或逆時(shí)針方向)，以對(duì)由偏置元件312在膜片306的第一側(cè)308上施加的力進(jìn)行調(diào)整。繼而，由偏置元件312在膜片306的第一側(cè)308上施加的力相對(duì)于閥座334定位閥塞330 (例如，在圖3A和圖3B的方位中將閥塞330移動(dòng)離開閥座334)，以允許在入口 326和出口 328之間的流體流動(dòng)。因此，該出口或所需壓強(qiáng)取決于由偏置元件312所施加的、相對(duì)于閥座334定位膜片306及因此定位閥塞330的預(yù)設(shè)力的大小。壓強(qiáng)腔324通過第二通道346感測(cè)位于出口 328處的工藝流的壓強(qiáng)。當(dāng)壓強(qiáng)腔324中的工藝流的壓強(qiáng)增加，以使施加給膜片306的第二側(cè)322的力超過由偏置元件312施加在膜片306的第一側(cè)308上的力時(shí)，該膜片306克服由偏置元件312施加的力而朝著第一腔310移動(dòng)(例如在圖3A和3B的方向上朝上方向)。當(dāng)該膜片306朝著第一腔310移動(dòng)，該膜片306使得閥塞330朝著閥座334移動(dòng)，以限制通過孔336的流體流動(dòng)。第二彈簧342朝著閥座334偏置該閥塞330以密封地接合閥座334(例如在關(guān)閉位置)，以實(shí)質(zhì)地阻 止通過孔336 (即入口腔332和壓強(qiáng)腔324之間)的流體流動(dòng)。阻止或?qū)嵸|(zhì)地限制入口 326和出口 328之間的流體流動(dòng)使得出口 328處的工藝流的壓強(qiáng)降低。相反，出口 328處的降低的流體壓強(qiáng)通過第二通道346被指示在壓強(qiáng)腔324中。當(dāng)在壓強(qiáng)腔324中的工藝流的壓強(qiáng)降低至低于由偏置元件312施加在膜片306的第一側(cè)308上的力時(shí)，該偏置元件312使得膜片306在朝著壓強(qiáng)腔324的方向上(例如，在圖3A和3B的方位中朝下方向)移動(dòng)。當(dāng)該膜片306朝著壓強(qiáng)腔324移動(dòng)時(shí)，該閥塞330移動(dòng)離開閥座334，以允許流體流動(dòng)通過孔336 (例如打開位置)，由此使得出口 328處的壓強(qiáng)增加。當(dāng)該出口壓強(qiáng)實(shí)質(zhì)上地等于由偏置元件312施加的預(yù)設(shè)力時(shí)，該膜片306使得閥塞330取得維持了所需的出口壓強(qiáng)，并提供了所需的流體流動(dòng)的位置。隨著工藝流流過孔336，該工藝流的壓強(qiáng)顯著地降低。因此，該壓強(qiáng)的降低導(dǎo)致該工藝流顯著的溫度下降(例如，由于焦耳-湯姆孫效應(yīng))。為了最小化該焦耳-湯姆孫效應(yīng)，在該工藝流在該調(diào)節(jié)器200的入口 326和出口 328之間流動(dòng)時(shí)該工藝流被加熱。隨著該工藝流經(jīng)由第一通道344在入口 326和入口腔332之間流動(dòng)，該加熱源364 (例如通過控制單元212)向該加熱塊362提供熱量。在該例子中，該加熱塊362接收該第一通道344的一部分(例如該管狀通道352)。該加熱塊362可以被加熱到例如600 0F，該熱量被傳遞穿過加熱塊362和管狀通道352，以加熱處于管狀通道352之中的工藝流。這樣，例如，在流過孔336之前，在該工藝流流過第一通道344時(shí)，該工藝流可以被加熱。另外，在該例子中，管狀通道352和358的外直徑的尺寸適于(例如具有相對(duì)小的外直徑)使得流過管狀通道352和358的大量的工藝流靠近管狀通道352和358的內(nèi)表面(例如，內(nèi)直徑)流動(dòng)。這樣，當(dāng)工藝流靠近管狀通道352和358的內(nèi)表面流動(dòng)(即實(shí)質(zhì)性地接合或接觸該內(nèi)表面)時(shí)，熱傳遞率得以改善。該工藝流經(jīng)第二通道346在壓強(qiáng)腔324和出口 328之間流動(dòng)。如上所述的，加熱塊362被配置為接納第二通道346的一部分(例如管狀通道358)。熱量被傳遞經(jīng)過加熱塊362和管狀通道358，以加熱在壓強(qiáng)腔324和出口 328之間的管狀通道358中流動(dòng)的工藝流。這樣，例如，該工藝流可以在其流經(jīng)第二通道346時(shí)被再次加熱。這樣，包括例如飽和氣體的流體可以被維持在氣態(tài)。
因此，該示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器200向流經(jīng)第一和第二通道344和346的工藝流施加熱量(例如在壓強(qiáng)降低點(diǎn))，以增加工藝流的溫度或維持工藝流的溫度在所需要的溫度(例如300 T )?？刂瞥隹跍囟葹樗璧幕蝾A(yù)定的溫度，在工藝流的壓強(qiáng)通過調(diào)節(jié)器200降低時(shí)，防止凝結(jié)或引起工藝流的蒸發(fā)。另外，該調(diào)節(jié)器200將該工藝流與該加熱塊362和/或熱源364隔離、分離或物理地分隔開，以實(shí)質(zhì)上地減少或消除由例如焦化導(dǎo)致的碳堆積。另外，加熱塊362和加熱腔204之間間隔370保持調(diào)節(jié)器200的外表面溫度低于所需或所要求的溫度(例如低于275 T )，以滿足認(rèn)證要求(例如CSA國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))從而允許該示例的調(diào)節(jié)器200可以被用于不穩(wěn)定環(huán)境或應(yīng)用。圖4A是圖2、3A和3B中示例的加熱塊362的平面圖。圖4B是圖2、3A、3B和4A中示例的加熱塊362的側(cè)視圖。參照?qǐng)D4A和4B，該示例的加熱塊362包括實(shí)質(zhì)上圓柱的主體402。如圖所示，該圓柱主體402的部分404可以被移除，以減少該加熱塊362的總體包絡(luò)，助于加熱塊362與圖2、3A和3B中的調(diào)節(jié)器200的組裝。該加熱塊362包括多個(gè)孔406a-d，其尺寸適于接納例如第一通道344和/或第二通道346 (圖3A和3B)。在該例子中，該加熱塊362包括用于接納管狀通道352 (圖3A和3B)的第一多個(gè)孔406a和406b，并 包括接納管狀通道358 (圖3A和3B)的第二多個(gè)孔406c和406d。但是，在其他例子中，該加熱塊362可以僅包括第一多個(gè)孔406a-b或第二多個(gè)孔406c_d,以接納管狀通道352或管狀通道358，或任何其他合適的配置。在該例子中，該多個(gè)孔406a_d中的每一個(gè)的尺寸都被確定為具有實(shí)質(zhì)上類似或略大于(例如約0. 0625英寸直徑的)管狀通道352和358的外直徑的直徑，以提供小的或緊密的容差。這樣，該管狀通道352和358與該多個(gè)孔406a-d之間的緊密容差允許管狀通道352和358的外表面實(shí)質(zhì)上地接合或接觸該多個(gè)孔406a-d的內(nèi)表面408，由此增加接觸面積并因此增加在加熱塊362和管狀通道352和358之間的熱傳遞(即降低熱阻)。該主體402包括孔410，以接納諸如例如圖3A和3B中的熱源364等熱源。在其他例子中，孔410可以至少部分地具有螺紋以螺紋地接納熱源和/或耦接組件(例如圖3A和圖3B中的耦接組件368)。該加熱塊362可以由鋁制成，并且可以被機(jī)加工以提供緊密容差。在其他例子中，該加熱塊362可以由任何其他適合的材料和/或具有高熱導(dǎo)特性的抗腐蝕材料制成。在另一其他例子中，該管狀通道352和358可以被與加熱塊362現(xiàn)場(chǎng)澆筑，或者可以由任何其他合適的一種或多種制造過程制成。圖5是圖2、3A和3B中的示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器200的部分視圖。為了清晰，圖2、3A和3B中的加熱腔204被移除。在該例子中，該管狀通道352和358以U型的配置通過該加熱塊362。如圖所示，U型管狀通道352的第一端502被置于孔406a中，U型管狀通道352的第二端504被置于孔406b中。類似地，U型管狀通道358的第一端506被置于孔406c中，U型管狀通道358的第二端508被置于孔406d中。但是，在其他例子中，管狀通道352和/或管狀通道358可以被放置或通過(例如纏繞通過)加熱塊362的多個(gè)部分，以增加熱傳遞面積。例如，管狀通道352和/或358可以以W型配置或任何其他形狀的配置通過(例如曲折通過)加熱塊362。以這樣的方式將管狀通道352通過加熱塊(例如具有U型配置、W型配置等等)改善或增加了加熱塊362與流動(dòng)通過該管狀通道352和358的工藝流之間熱傳遞面積。增加熱傳遞面積在加熱塊362和管狀通道352和358之間提供了更大的或增加的熱傳遞率或更低的熱阻，并且因此在加熱該工藝流時(shí)提供了更大的熱傳遞和/或增加的效率(例如，該工藝流能夠被更快地加熱和/或該工藝流可以被加熱到更高的所需溫度)。如在圖3A和3B中更加清晰地示出的，在該例子中，該耦接組件360 (例如壓縮型配合)具有螺紋端378 (圖3A和3B)，以螺紋地耦接至該調(diào)節(jié)器主體202。第二端380 (圖3A和3B)(例如壓縮配合)將管狀通道352和358耦接到調(diào)節(jié)器主體202。這樣的壓縮型配合允許U型管狀通道352和358的各端502、504、506和508通過(例如滑入)加熱塊362的孔406a-d中相應(yīng)的一個(gè)中。環(huán)氧樹脂510 (例如熱導(dǎo)環(huán)氧樹脂)可以被置于第一和/或第二管狀通道352和358的外表面與相應(yīng)孔406a-d之間，其被耦接至加熱塊362，以密封在管狀通道352和358的外表面與加熱塊362的孔406a_d的相應(yīng)的內(nèi)表面之間的任何空隙(例如氣囊或空隙)。熱導(dǎo)環(huán)氧樹脂通過消除或?qū)嵸|(zhì)上地減少管狀通道352和358與相應(yīng)孔406a-d之間的任何空隙(例如空氣空隙)，例如在加熱塊362與流動(dòng)通過管狀通道352和358中的工藝流之間增加了熱傳遞(即減少了熱阻)。圖6示出了另一個(gè)示例的加熱塊600，其可以用于實(shí)現(xiàn)圖2、3A、3B、4A、4B和5的示 例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器200。在該例子中，該示例的加熱塊600包括多個(gè)孔602，該多個(gè)孔相對(duì)于圖4A和4B的多個(gè)孔406a_d分布在不同的位置和/或具有不同尺寸的直徑。另夕卜，該加熱塊600包括孔604，其具有大于圖4A和4B中的孔410的尺寸的直徑，以接納更大尺寸的熱源。圖7出了另一個(gè)示例的加熱塊700，其可以用于實(shí)現(xiàn)圖2、3A、3B、4A、4B和5的示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器200。該加熱塊700類似于圖2、3A、3B、4A、4B和5的示例的加熱塊362和圖6的示例的加熱塊600，除了加熱塊700包括槽開口 702和704以接納例如圖3A和3B的管狀通道352和358。但是，在其他例子中，該加熱塊700可以包括單個(gè)槽開口以接納管狀通道(例如圖3A和3B的管狀通道352或者替代地358)，或者包括任何數(shù)量的槽開口。附加地或替代地，該槽開口 702或704的尺寸適于接納U型管狀通道、W型管狀通道或任何其他形狀的管狀通道。該加熱塊700包括孔706以接納熱源(例如圖3A和3B中的熱源)。圖8示出了又一個(gè)示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器800。類似于圖2、3A、3B和圖5的示例的調(diào)節(jié)器200，該示例的溫度受控減壓調(diào)節(jié)器800降低流過調(diào)節(jié)器主體802的工藝流的壓強(qiáng)，并同時(shí)控制該工藝流(例如腐蝕性流體、天然氣等)的溫度，實(shí)質(zhì)性地類似于以上描述的示例的調(diào)節(jié)器200。該示例的調(diào)節(jié)器800的、實(shí)質(zhì)性地類似或一致于以上描述的示例的調(diào)節(jié)器200的部件且具有實(shí)質(zhì)性地類似或一致于這些部件的功能的部件將不會(huì)在下文中再次詳細(xì)描述。作為替代，感興趣的讀者可以參考以上結(jié)合圖2、3A、3B和5的相應(yīng)描述。例如，圖8的該示例的調(diào)節(jié)器800具有實(shí)質(zhì)上類似于調(diào)節(jié)器主體202 (圖2)的調(diào)節(jié)器主體802，還具有實(shí)質(zhì)性地類似于圖2、3A、3B和5的示例調(diào)節(jié)器200中示出加熱腔204 (圖2)的加熱腔804。作為加熱塊(例如圖3A、3B、4A、4B和5中的加熱塊362，圖6中的加熱塊600和圖7中的加熱塊700)的替代，該示例的調(diào)節(jié)器800被實(shí)現(xiàn)有纏繞或包裹管狀通道808和810 (例如實(shí)質(zhì)上地類似于圖3A和3B的管狀通道352和358的管狀通道)的加熱元件806。該加熱元件806包括隔離物(未示出)，以抵抗或防止在加熱元件806和管狀通道808和810之間的電導(dǎo)。該隔離物被放置在管狀通道808和810的外表面與該加熱元件806的外表面之間。以這種方式，該管狀通道808和810可以由例如不銹鋼或其他金屬的抗腐蝕材料制成。在操作中，該加熱元件806被通過控制器(例如圖2中的控制器212)加熱。該控制器提供能量(例如電流)給該加熱元件806。在流體在該調(diào)節(jié)器主體802的入口 812和出口 814之間流動(dòng)時(shí)，該加熱元件806繼而通過管狀通道808和810向該工藝流提供熱量。雖然以上描述了某些設(shè)備、方法和制品，但是本專利的覆蓋范圍并不受限于它們。 相反，本專利覆蓋以字面或以等同原則的方式完全地落入所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)的所有實(shí)施方式。
權(quán)利要求
1.一種溫度受控的壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，包括 調(diào)節(jié)器主體，具有經(jīng)由第一通道流體地耦接至出口的入口 ； 加熱塊，具有放置在所述調(diào)節(jié)器主體中的熱源，其中，所述加熱塊接納所述第一通道的至少一部分，其中，所述加熱塊用于在工藝流經(jīng)由所述第一通道流過所述加熱塊時(shí)向所述工藝流提供熱量，并且其中，所述第一通道將所述工藝流與所述加熱塊分離開。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括第二通道，其中，所述入口通過所述第一通道流體地耦接至所述調(diào)節(jié)器主體的入口腔，并且所述出口通過所述第二通道流體地耦接至所述調(diào)節(jié)器主體的壓強(qiáng)腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述加熱塊接納所述第二通道的至少一部分，其中，所述加熱塊用于在所述工藝流經(jīng)由所述第二通道流過所述加熱塊時(shí)向所述工藝流提供熱量，并且其中，所述第二通道將所述工藝流與所述加熱塊分離開。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括放置在所述調(diào)節(jié)器主體內(nèi)、所述入口腔和所述壓強(qiáng)腔之間的流動(dòng)控制部件，其中，所述流動(dòng)控制部件在第一位置和第二位置之間移動(dòng)，所述第一位置阻止流體在所述入口和所述出口之間流動(dòng)，第二位置允許流體在所述入口和所述出口之間流動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述加熱塊包括多個(gè)孔以接納所述第一通道或所述第二通道中的至少一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述第一通道或所述第二通道中的至少一個(gè)包括配管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述配管的直徑約是0. 0675 英寸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述配管至少部分地被放置于所述加熱塊的所述孔內(nèi)，從而所述配管的外表面的至少一部分與所述孔的內(nèi)表面接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述熱源與所述調(diào)節(jié)器主體實(shí)質(zhì)上熱隔離。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述加熱塊進(jìn)一步包括貫穿所述加熱塊的縱向軸的孔，其中，所述孔用于接納所述熱源。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，進(jìn)一步包括控制單元，其可操作地耦接至所述熱源并具有溫度傳感器以感測(cè)所述工藝流的溫度，其中所述控制單元基于所述工藝流的溫度使所述熱源向所述加熱塊施加熱量。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述熱源包括筒式加熱器。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述加熱器包括實(shí)質(zhì)上圓柱的主體。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述加熱塊被置于所述調(diào)節(jié)器主體中，以在所述加熱塊的外表面與所述調(diào)節(jié)器主體的內(nèi)表面之間形成空氣空隙。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述加熱塊是鋁。
16.一種用于壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的加熱塊，包括 主體，用于被至少部分地置于所述壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器內(nèi)，其中，所述主體包括第一多個(gè)孔以接納第一通道，其中，所述第一通道用于將工藝流與所述主體分離，并且其中，所述主體適于接納熱源，在所述工藝流經(jīng)由所述第一通道流過所述第一多個(gè)孔時(shí)，所述熱源用于通過所述主體向所述工藝流提供熱量。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的加熱塊，其特征在于，所述加熱塊進(jìn)一步包括第二多個(gè)孔以接納第二通道，其中，所述第二通道用于將所述工藝流與所述主體分離。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的加熱塊，其特征在于，所述第一或第二通道中的至少一個(gè)用于流體地耦接所述壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的入口和出口。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的加熱塊，其特征在于，所述加熱塊包括槽以接納所述第一或第二通道中的至少一個(gè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的加熱塊，其特征在于，所述第一或第二通道包括配管。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的加熱塊，其特征在于，所述配管包括金屬。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的加熱塊，其特征在于，所述主體進(jìn)一步包括貫穿所述主體的縱向軸的孔。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的加熱塊，其特征在于，所述熱源包括被放置在所述加熱塊的所述孔中的筒式加熱器。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的加熱塊，其特征在于，所述主體包括鋁。
25.一種溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，包括 用于加熱流過壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的工藝流的裝置，所述壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器包括具有加熱腔的調(diào)節(jié)器主體；以及 用于流體地將所述工藝流耦接在所述壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器的入口和出口之間的裝置，其中，所述用于流體地耦接所述工藝流的裝置將所述工藝流和所述用于加熱的裝置分離開，并且其中，所述用于流體地耦接所述工藝流的裝置在所述入口和所述出口之間至少部分地穿過所述用于加熱的裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述用于加熱的裝置包括主體，所述主體具有至少一個(gè)接納所述用于流體地耦接所述工藝流的裝置的至少一部分的孔，并具有貫穿所述主體的孔以接納熱源的至少一部分。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述用于流體地耦接所述工藝流的裝置包括至少一個(gè)金屬管，所述金屬管將所述工藝流流體地耦接在所述調(diào)節(jié)器的入口和出口之間，并且其中，所述金屬管將所述工藝流與所述用于加熱的裝置分隔開。
28.根據(jù)權(quán)利要求25所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述用于加熱的裝置包括纏繞在所述用于流體地耦接所述工藝流的裝置的周圍的加熱元件。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述用于加熱的裝置與所述加熱腔實(shí)質(zhì)上熱隔離。
全文摘要
描述了溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器。這里描述的示例的溫度受控壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器包括調(diào)節(jié)器主體，該主體具有經(jīng)由第一通道流體地耦接至出口的入口。加熱塊被置于該調(diào)節(jié)器主體內(nèi)且接納該第一通道的至少一部分。該加熱塊在工藝流經(jīng)由該第一通道流過該加熱塊時(shí)向該工藝流提供熱量，該第一通道將該工藝流與該加熱塊分離開。
文檔編號(hào)G05D23/19GK102782601SQ200980155097
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日
發(fā)明者D·D·帕特爾森, E·J·伯蓋特, J·E·伯格, K·D·蒙森, S·S·麥基 申請(qǐng)人:泰思康公司