包括文氏管的壓力調(diào)節(jié)器的制造方法
【專利摘要】公開了用于壓力調(diào)節(jié)器的三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)和方法。例如，所描述的一種壓力調(diào)節(jié)器包括：入流端口；主腔室，該主腔室通過主閥聯(lián)接到入流端口；出口腔室，該出口腔室通過一個或多個文氏管聯(lián)接到主腔室；以及控制腔室，該控制腔室通過一個或多個感測孔聯(lián)接到所述文氏管中的一個或多個，所述控制腔室包括可移動活塞，該可移動活塞被構(gòu)造成改變主閥的位置。
【專利說明】包括文氏管的壓力調(diào)節(jié)器
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2012年3月6日提交的發(fā)明名稱為“用于三腔室流量補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)和方法”的臨時專利申請N0.61/607262的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用的方式并入本申請中。

【背景技術(shù)】
[0003]單級自操作減壓調(diào)節(jié)器用于在靜態(tài)下游壓力控制系統(tǒng)和動態(tài)下游壓力控制系統(tǒng)兩者中提供壓力控制。這樣的壓力調(diào)節(jié)器可自動地定位其主閥以維持下游壓力。流量的變化可能會影響壓力調(diào)節(jié)器維持下游壓力的能力。精密壓力調(diào)節(jié)器可用于一些類型的裝置以計數(shù)離開壓力調(diào)節(jié)器的出口壓力的下降。在不需要外部能量源的系統(tǒng)中，這需要一些類型的來自系統(tǒng)的反饋。本發(fā)明提供了這個問題的解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明總體上涉及壓力調(diào)節(jié)器和流量補償網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明的一些實施例能夠改善壓力調(diào)節(jié)器和流量補償網(wǎng)絡(luò)的操作精度和效率。
[0005]本發(fā)明的一些實施例涉及一種壓力調(diào)節(jié)器，包括:入流端口 ；主腔室，該主腔室通過主閥聯(lián)接到入流端口 ；出口腔室，該出口腔室通過一個或多個文氏管聯(lián)接到主腔室；以及控制腔室，該控制腔室通過一個或多個感測孔聯(lián)接到所述文氏管中的一個或多個，所述控制腔室包括可移動活塞，該可移動活塞被構(gòu)造成改變主閥的位置。
[0006]本發(fā)明的一些實施例涉及組裝壓力調(diào)節(jié)器的方法，包括:將彈簧聯(lián)接到螺釘和板；將彈簧聯(lián)接到可移動活塞；將主閥聯(lián)接到可移動活塞；將主腔室聯(lián)接到主閥；通過使用一個或多個文氏管將出口腔室聯(lián)接到主腔室；以及通過使用一個或多個文氏管中的孔將控制腔室聯(lián)接到主腔室，所述控制腔室被構(gòu)造成向可移動活塞施加壓力。
[0007]所提到的這些說明性的實施例不非限制或限定本發(fā)明主題的范圍，而是提供實例以幫助對實施例的理解。在【具體實施方式】中討論了這些說明性的實施例，并給出了進(jìn)一步的描述。各個實施例提供的優(yōu)點可以進(jìn)一步通過查閱本說明書和/或通過實施所要求保護(hù)的技術(shù)主題的一個或多個實施例來理解。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是根據(jù)一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的簡化圖；
[0009]圖2是一個示圖，描繪了根據(jù)一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的視圖；
[0010]圖3A是另一個示圖，描繪了根據(jù)一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的視圖；
[0011]圖3B是另一個示圖，描繪了根據(jù)一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的視圖；
[0012]圖4是又一個示圖，描繪了根據(jù)一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的視圖；
[0013]圖5是又一個示圖，描繪了根據(jù)一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的視圖；并且
[0014]圖6是曲線圖，示出了根據(jù)一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的各個腔室內(nèi)的流量與腔室壓力的比較。

【具體實施方式】
[0015]為了本說明書的目的，除非另外指出，說明書中使用的所有數(shù)字都應(yīng)當(dāng)理解為在所有情形中都帶有前綴“約”。對應(yīng)地，除非有相反指示，否則。以下說明中提出的數(shù)值參數(shù)都是近似值，其可以根據(jù)本發(fā)明所要得到的期望性質(zhì)而變化。最低限度地，并且不作為對權(quán)利要求范圍的等價物的原則的應(yīng)用進(jìn)行限制的嘗試，每個數(shù)值參數(shù)都應(yīng)當(dāng)至少根據(jù)所報告的重要數(shù)字并通過應(yīng)用常用的舍入技術(shù)進(jìn)行解釋。
[0016]盡管闡明了本發(fā)明的較寬范圍的這些數(shù)值范圍和參數(shù)都是近似值，但具體實例中提出的數(shù)值都是盡可能精確報告的。然而，任何數(shù)值固有地都必然會包含其各自的測定方法中找到的標(biāo)準(zhǔn)偏差導(dǎo)致的某種誤差。此外，在此公開的所有范圍應(yīng)當(dāng)理解為包括任何和所有包含在其中的子區(qū)域。例如，所述的范圍“I到10”應(yīng)當(dāng)理解為包括在最小值I和最大值10之間(和包括在其之間)的任何和所有子區(qū)域；即，以最小值I或較大值開始例如，I到6.1并以最大值10或較小值結(jié)束，例如，5.5到10的所有的子區(qū)域。此外，任何提到的“在此并入”都應(yīng)當(dāng)理解為以其整體并入。
[0017]還應(yīng)當(dāng)注意，如說明書中使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”包括復(fù)數(shù)個所指對象，除非明確且不含糊地限制為一個所指對象。
[0018]現(xiàn)在將參照構(gòu)成本發(fā)明一部分的附圖來描述若干個說明性實施例。雖然下文描述了可實施本發(fā)明的一個或多個方面的特定實施例，但在不脫離本發(fā)明的范圍或所附權(quán)利要求的精神的情況下，可使用其他實施例且可進(jìn)行各種變型。
[0019]三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的說明性實施例
[0020]根據(jù)本發(fā)明的示例性三腔室補償網(wǎng)絡(luò)可操作成維持流經(jīng)壓力調(diào)節(jié)器的介質(zhì)的恒定的輸出壓力。盡管該系統(tǒng)的下游要求不同的輸入壓力或流量，但該說明性三腔室補償網(wǎng)絡(luò)能夠維持這種恒定壓力。在一些實施例中，這種介質(zhì)可以包括氣體，例如空氣、二氧化碳、氮氣、氧氣、氬氣、氖氣，碳?xì)浠衔?例如天然氣或甲烷)或其他可以在壓力下輸送的氣體。在其他實施例中，這種介質(zhì)可以包括液體，例如液化烴類(例如，液化天然氣或液化甲烷)或其他可以在壓力下輸送的液體。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的示例性的三腔室補償網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)力平衡機械原理工作。在這種流量補償網(wǎng)絡(luò)中，彈簧可在設(shè)定點提供力，以對抗可移動活塞。當(dāng)施加了壓力時，響應(yīng)于由彈簧的彈簧剛度、該可移動活塞的有效面積以及施加到該活塞的壓力限定的壓力變化，該可移動的活塞作出反應(yīng)并軸向移動。
[0022]當(dāng)示例性的壓力調(diào)節(jié)器處于運行中時，彈簧的自由端可通過位于彈簧軸線上的螺釘而定位到不同的工作高度。固定在該螺釘和彈簧之間的板允許該螺釘改變彈簧上的張力。彈簧給予活塞的力可由彈簧的壓縮距離和彈簧的彈簧剛度限定。
[0023]隨著彈簧向活塞施力，活塞移動而作出響應(yīng)。此外，與該可移動活塞附接的主閥抵靠著其閥座打開并允許位于該主閥上游的加壓介質(zhì)行進(jìn)通過現(xiàn)在已打開的主閥。
[0024]所述介質(zhì)行進(jìn)穿過主閥到達(dá)主腔室中，該主腔室經(jīng)由文氏管連接到出口腔室。該文氏管進(jìn)一步經(jīng)由感測孔連接到控制腔室。在一個實施例中，感測孔可以位于文氏管的最窄部分處，該最窄部分可具有文氏管中的最高速度/最小壓力點。所述控制腔室包括被構(gòu)造成經(jīng)由該活塞傳遞力以抵抗上述彈簧的腔室。因此，隨著經(jīng)過主閥進(jìn)入主腔室中的介質(zhì)的流量變化，進(jìn)入文氏管中的介質(zhì)的流量也變化了。隨著經(jīng)過文氏管的流量變化，當(dāng)介質(zhì)通過文氏管時，介質(zhì)的速度也變化了。在一些實施例中，在與控制腔室連接的感測孔處，介質(zhì)的高速度可能造成低壓力。因此，控制腔室中的壓力可隨著經(jīng)過文氏管的流量的變化而變化。因此，與所述活塞及彈簧對抗的力也變化了。該活塞響應(yīng)于控制腔室中的壓力以及由彈簧施加的力而移動。該移動改變了主閥的位置，由此改變了進(jìn)入三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的流速。
[0025]因此，所述控制腔室中的壓力與彈簧的力平衡控制了進(jìn)入下游系統(tǒng)中的介質(zhì)的壓力。這使得上述示例性的三腔室補償網(wǎng)絡(luò)能夠以基本恒定的壓力輸出介質(zhì)，而不管該系統(tǒng)上的外部影響的變化，例如供應(yīng)壓力的變化，或者所述三腔室補償網(wǎng)絡(luò)下游的流量要求的增加。
[0026]上述設(shè)計采用了具有包括感測孔的文氏管的三腔室網(wǎng)絡(luò)。該感測孔使得文氏管的狹窄的高速部分中形成的低壓能夠傳送到控制腔室。因此，感測孔用作到控制腔室的反饋管道，使得該感測孔能夠感測由流量調(diào)節(jié)的出口壓力。
[0027]三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的簡化圖
[0028]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1，圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的一個實施例的簡化圖，示出了系統(tǒng)100。如圖1所示，系統(tǒng)100包括入流端口 102，介質(zhì)(例如氣體或液體)通過該入流端口 102流入到所述三腔室補償網(wǎng)絡(luò)中。
[0029]介質(zhì)從該入流端口流過主閥106。主閥106構(gòu)造成限制進(jìn)入主腔室104中的介質(zhì)的流量。在圖1示出的實施例中，主閥106聯(lián)接到軸120，軸120在移動時將打開或關(guān)閉主閥106。因此，主閥106構(gòu)造成能夠移動并因此改變流入主腔室104中的介質(zhì)的量。
[0030]在圖1示出的實施例中，主腔室104包括到文氏管114中的開口。在一些實施例中，文氏管114可包括一個或多個具有如下橫截面的流動路徑，即，該橫截面例如是矩形形狀、正方形形狀或大致圓形形狀的。隨著介質(zhì)流過文氏管114，該介質(zhì)的膨脹或壓縮導(dǎo)致了文氏管114內(nèi)的壓力變化。
[0031]在圖1示出的實施例中，文氏管114包括兩個輸出，第一個是到出口腔室116中的出口(該出口腔室116聯(lián)接到出流端口 118)。第二個是，文氏管114包括感測孔112，該感測孔112允許介質(zhì)流到控制腔室108中。在一些實施例中，感測孔112可構(gòu)造成感測在文氏管112的狹窄的高速部分中形成的低壓。在一些實施例中，感測孔112可位于文氏管114中的最窄的點處。在一些實施例中，感測孔112用作到控制腔室的反饋管道，以感測由流量調(diào)節(jié)的出口壓力。
[0032]在圖1示出的實施例中，感測孔112連接到控制腔室108。在一些實施例中，控制腔室108的一側(cè)是基本固定的。此外，在一些實施例中，控制腔室108的另一側(cè)包括活塞110的通過軸120聯(lián)接到主閥106的一側(cè)。因此，隨著控制腔室108中的壓力增大，該壓力可推動活塞110，從而使主閥106向著關(guān)閉位置移動。
[0033]在圖1示出的實施例中，對抗活塞110的移動的是彈簧122。在圖1示出的實施例中，彈簧122還包括板126和螺釘124。在一些實施例中，隨著螺釘124被擰緊或松開，彈簧122施加給活塞110的力可發(fā)生變化。
[0034]因此，在一些實施例中，在通過控制腔室108中的壓力給予活塞110的合力與彈簧122之間存在力平衡。力平衡原理要求:在靜態(tài)系統(tǒng)中，力是相等的(F = F)。由于由施加到可移動活塞110的壓力產(chǎn)生的力等于該壓力乘以活塞面積(F = P*A)并且由彈簧122產(chǎn)生的力等于彈簧剛度乘以壓縮距離(F = k*(Xtl-X1)),這些因數(shù)必須相等(k*(X(l-Xl) =P*A)。在這個等式中，活塞110抵抗彈簧122移動的距離將等于壓力乘以活塞110的面積再除以彈簧122的彈簧剛度(Xtl-X1 = (P*A)/k)。這個等式中的變量是距離(Xtl-X1)和壓力(P)?；钊?10的面積和彈簧122的彈簧剛度是固定值。壓力的求解值表明壓力一定會隨著活塞110抵抗彈簧122移動而變化。
[0035]在一些實施例中，增大通過壓力調(diào)節(jié)器的流量需要彈簧122延伸以使主閥移動，從而在主閥106處產(chǎn)生較大的孔口。隨著彈簧122延伸，根據(jù)彈簧剛度，彈簧122施加給活塞110的力減小了，并且，根據(jù)力平衡等式(P = k*(X(l-Xl)/A)，出口壓力減小了，其中P為壓力，k為彈簧的彈簧剛度，A為活塞面積，Xtl為彈簧的初始位置，X1為彈簧的最終位置。因此，隨著通過該壓力調(diào)節(jié)器的流量的增大，輸出壓力減小了。通常，彈簧的彈簧剛度越大，壓力變化將越大，以適應(yīng)流量的變化。
[0036]此外，這種力平衡通過使軸120移動來控制主閥106所允許的流量，從而控制進(jìn)入壓力調(diào)節(jié)器中的介質(zhì)的流量。因此，在一些實施例中，三腔室補償網(wǎng)絡(luò)在出流端口 118處將具有基本恒定的輸出壓力。在一些實施例中，本發(fā)明的三腔室補償網(wǎng)絡(luò)能夠維持這種恒定壓力而不管外部影響如何。例如，在一些實施例中，根據(jù)本發(fā)明的三腔室補償網(wǎng)絡(luò)能夠維持恒定的輸出壓力，而不管輸入壓力的下降或下游流速的增加。
[0037]在本發(fā)明的一些實施例(圖1未示出)中，所述系統(tǒng)在主腔室104和出口腔室116之間包括多個文氏管114。此外，在一些實施例中，這些文氏管114中的一個或多個可包括感測孔112。例如，在一些實施例中，所有的文氏管114都包括感測孔112。而在其他實施例中，不是所有的文氏管114都包括感測孔112。
[0038]在一些實施例中，為了調(diào)節(jié)系統(tǒng)的輸出壓力，可以改變感測孔112的數(shù)量和/或尺寸。例如，較大直徑的感測孔112或較多數(shù)量的感測孔112可允許控制腔室108中的介質(zhì)的較大壓力。這可改變活塞110的移動，因而改變主閥106所允許流入該系統(tǒng)中的介質(zhì)的量。類似地，在一些實施例中，為了改變由彈簧122施加在活塞110上的壓力，用戶可以通過轉(zhuǎn)動所述螺釘124來調(diào)節(jié)該系統(tǒng)。
[0039]此外，在一些實施例中，用戶可改變文氏管114上的感測孔112的位置。通過改變所述感測孔的位置，可以改變所述感測孔112在文氏管114中檢測的壓力，例如，因為文氏管包括根據(jù)文氏管內(nèi)的具體位置處的直徑而變化的壓力和流速。因此，控制腔室108中的壓力可通過將感測孔112置于文氏管114中的不同位置而改變。在一個實施例中，感測孔112可位于文氏管114的最窄部分處，該最窄部分包括文氏管114中的最低壓力點。此外，在一個實施例中，所述感測孔的直徑可在0.020" -0.120"的范圍內(nèi)。
[0040]此外，在一些實施例(圖1未示出)中，可以利用主腔室104和出口腔室116之間的流量補償通道來改變通過文氏管114的速度，以獲得對控制腔室110的適當(dāng)?shù)膲毫πＵ?。在一些實施例中，壓力補償通道的數(shù)量和體積可用于調(diào)節(jié)出口腔室116處的輸出壓力。
[0041]用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)
[0042]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，圖2是一個示圖，示出了根據(jù)一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的視圖。圖2示出了上文結(jié)合圖1描述的類型的系統(tǒng)的示圖。如圖2所示，系統(tǒng)200包括入流端口 202，介質(zhì)(例如氣體或液體)可從該入流端口 202流入所述系統(tǒng)200中。該介質(zhì)從入流端口 202流過主閥204。
[0043]主閥204構(gòu)造成限制進(jìn)入主腔室206中的介質(zhì)的流量。在圖2示出的實施例中，主閥204聯(lián)接到可移動活塞208，該活塞208在移動時將打開或關(guān)閉主閥204。因此，主閥204構(gòu)造成改變流入到主腔室206中的介質(zhì)的量。
[0044]在圖2示出的實施例中，主腔室206包括進(jìn)入文氏管210中的開口。在一些實施例中，文氏管210可包括一個或多個流動路徑，它例如被成形為矩形、正方形或圓形截面的文氏管。隨著介質(zhì)流過文氏管210，介質(zhì)的速度導(dǎo)致文氏管210中的壓力變化。
[0045]在圖2的實施例中，文氏管210包括兩個輸出，一個是到出口腔室212中的出口(該出口腔室212聯(lián)接到出流端口 214)。第二個是，文氏管210包括感測孔216，該感測孔216允許介質(zhì)流到控制腔室218中。在一些實施例中，感測孔216可構(gòu)造成感測在文氏管210的狹窄的高速部分中形成的低壓。在本發(fā)明的一些實施例中，感測孔216用作到控制腔室的反饋管道，以感測由流量調(diào)節(jié)的出口壓力。
[0046]在圖2示出的實施例中，感測孔216連接到控制腔室218。在圖2示出的實施例中，控制腔室218的一側(cè)是基本固定的。但是，控制腔室218的另一側(cè)包括所述可移動活塞208的與主閥204聯(lián)接的一側(cè)。因此，隨著控制腔室218中的壓力增大，該壓力可推動活塞208，從而使主閥204向著關(guān)閉位置移動。
[0047]如圖2所示，系統(tǒng)200包括范圍彈簧(range spring) 220。該范圍彈簧220對抗在出口壓力和大氣基準(zhǔn)壓力之間產(chǎn)生的所述可移動活塞208上的壓差。在圖2示出的實施例中，采用了彈簧220控制主閥204的致動。在一些實施例中，由彈簧220提供壓力設(shè)定點的力。在這樣的實施例中，響應(yīng)于由范圍彈簧220的彈簧剛度(或彈簧常數(shù))、可移動活塞208的有效面積、以及施加給可移動活塞208的壓力限定的壓力變化，可移動活塞208作出反應(yīng)并軸向移動。隨著該范圍彈簧220延伸，根據(jù)彈簧剛度，由范圍彈簧220施加給可移動活塞208的力減小了，所以，根據(jù)力平衡等式(P = k*(X(l-Xl)/A)，出口壓力減小了。通常，范圍彈簧220的彈簧剛度越高，壓力的變化將越大。
[0048]在操作中，范圍彈簧220的自由端可通過位于彈簧220的軸線上的調(diào)節(jié)螺釘222的松開或擰緊而定位到不同的工作高度。固定在螺釘222和范圍彈簧220之間的板可壓縮該范圍彈簧220，使得范圍彈簧220的與可移動活塞208附接的、相反的另一端接收來自彈簧220的力，此力由彈簧220的壓縮距離和該范圍彈簧220的彈簧剛度限定。
[0049]在使用中，如圖2所示的所述系統(tǒng)的一些實施例利用入流端口 202處通過主閥204、主腔室206、文氏管210和感測孔216的流量，以產(chǎn)生該控制腔室218與彈簧222之間的力平衡。此外，這種力平衡通過使可移動活塞208移動來控制主閥204所允許的流量，從而控制進(jìn)入到所述系統(tǒng)中的介質(zhì)的流量。這種反饋引起了出口腔室212中的基本恒定的壓力。這種恒定的壓力轉(zhuǎn)換為出流端口 214處的基本恒定的壓力。在一些實施例中，可以維持這種基本恒定的出口壓力，而不管某些變化，例如下游流量的增加。
[0050]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3A，圖3A是另一個示圖，描繪了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的視圖。圖3A示出了系統(tǒng)300，該系統(tǒng)300包括主腔室302，該主腔室302經(jīng)由文氏管306聯(lián)接到出口腔室310。如圖3A所示，文氏管306包括感測孔304。如上所述，感測孔304可聯(lián)接到控制腔室(圖3A中未示出)。該控制腔室可包括活塞，該活塞被構(gòu)造成隨著控制腔室中壓力的變化而移動，由此改變主閥312的位置。
[0051]此外，如圖3A所示，所述系統(tǒng)300包括流量補償通道308。該流量補償通道為介質(zhì)(例如氣體或液體)提供了一種替代方案，以從主腔室302流入到出口腔室310中，而不是流經(jīng)文氏管306。因此，在一些實施例中，為了改變文氏管306中的流量，可改變流量補償通道308的尺寸，從而改變感測孔304和控制腔室中的壓力。這可以改變所述可移動活塞使主閥312移動的范圍。因此，系統(tǒng)的建立者可利用該流量補償通道308的尺寸和形狀，以改變操作并“調(diào)節(jié)”出口腔室310處的輸出壓力。
[0052]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖3B，圖3B是另一個示圖，描繪了根據(jù)一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的視圖。圖3B包括系統(tǒng)350的圖，系統(tǒng)350包括文氏管352、流量補償通道354和感測孔356。如圖3B可見，文氏管352和流量補償通道354都包括用于從主腔室流到出口腔室的介質(zhì)的路徑。此外，如圖3B所示，感測孔356構(gòu)造成感測文氏管352中的壓力。在一些實施例中，感測孔356可進(jìn)一步連接到控制腔室(圖3B中未示出)。在圖3B示出的實施例中，流量補償通道354可允許從主腔室流到出口腔室的介質(zhì)中的一部分旁通該文氏管352和感測孔356。在一些實施例中，這可改變由感測孔356檢測到的壓力，從而改變控制腔室中的壓力。在一些實施例中，所述系統(tǒng)可包括多個流量補償通道354。在一些實施例中，流量補償通道354的尺寸和/或數(shù)量可用調(diào)節(jié)三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的輸出壓力。
[0053]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，圖4是又一個示圖，描繪了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的視圖。圖4包括系統(tǒng)400，系統(tǒng)100包括三腔室補償通道402和文氏管404的視圖。在圖4示出的實施例中，該文氏管包括感測孔，該感測孔具有在0.02"至0.12"范圍內(nèi)的寬度。在一些實施例(圖4未示出)中，所述系統(tǒng)可包括更多或更少的流量補償通道402。例如，在一個實施例中，系統(tǒng)可包括5個流量補償通道；而在另一實施例中，系統(tǒng)可不包括流量補償通道。類似地，在一些實施例(圖4中未示出)中，所述系統(tǒng)包括更多或更少的文氏管。例如，在一個實施例中，所述系統(tǒng)可包括10個文氏管；而在另一實施例中，所述系統(tǒng)可包括2個文氏管。此外，在一些實施例中，并非所有的文氏管都包括感測孔。例如，在一個實施例中，多個文氏管中僅有一個可包括感測孔。
[0054]在一些實施例中，基于(但不限于)以下參數(shù)中的一個或多個來確定文氏管、流量補償通道和感測孔的尺寸和數(shù)量:所預(yù)期的輸入壓力；期望的輸出壓力；所預(yù)期的流速；彈簧的彈簧常數(shù)；由彈簧施加的力；所述可移動活塞的尺寸；主腔室、控制腔室和出口腔室中的一個或多個的尺寸；或整個系統(tǒng)的尺寸。
[0055]現(xiàn)在看圖5，圖5是又一個示圖，描繪了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的視圖。圖5包括系統(tǒng)500，其具有殼體的外部視圖，該系統(tǒng)500包括根據(jù)本發(fā)明一個實施例的三腔室補償網(wǎng)絡(luò)。在本發(fā)明的一些實施例中，所述系統(tǒng)包括被構(gòu)造成在如下應(yīng)用中使用的微型壓力調(diào)節(jié)器，所述應(yīng)用需要較小尺寸的部件，所述部件能夠處理200磅/平方英寸范圍內(nèi)的輸入壓力和150磅/平方英寸范圍內(nèi)的輸出壓力。
[0056]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，圖6是曲線圖，示出了根據(jù)一個實施例的用于三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)的各個腔室中的流速與腔室壓力的比較。如圖6所示，隨著主腔室中的流速增加，控制腔室中的壓力下降了。這導(dǎo)致所述可移動活塞移動，因而改變了主閥的位置，從而改變了允許進(jìn)入該系統(tǒng)的壓力。這平衡了允許從主腔室通過文氏管進(jìn)入出口腔室中的壓力，從而使出口腔室穩(wěn)定在基本固定的壓力下。
[0057]如上文在進(jìn)一步細(xì)節(jié)中討論的，為了調(diào)節(jié)各個設(shè)定點處的這種壓力，系統(tǒng)的用戶或設(shè)計者可以調(diào)節(jié)該三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的各種特征。例如，在一些實施例中，為了改變通過彈簧施加給可移動活塞的力，用戶可以轉(zhuǎn)動可調(diào)節(jié)螺釘。因此，這可以改變出口腔室中的固定壓力。類似地，用戶可改變流量補償通道、文氏管或感測孔的數(shù)量或尺寸，從而改變控制腔室中的壓力和進(jìn)入出口腔室中的流量。
[0058]本發(fā)明的一些實施例有利地提出了一種改進(jìn)的使用三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的壓力調(diào)節(jié)器。這種補償網(wǎng)絡(luò)的一些實施例比其他相對于壓力補償問題的潛在方案能夠更簡單且更便宜地實現(xiàn)。此外，在一些實施例中，所述三腔室補償網(wǎng)絡(luò)能夠穩(wěn)定，這是因為感測孔比其他在各個腔室之間傳送壓力的潛在系統(tǒng)更不容易堵塞。此外，在一些實施例中，文氏管的使用提供了更簡單的減小測量到的壓力的解決方案。
[0059]在一些實施例中，這樣的優(yōu)點能夠減少了構(gòu)造成本和三腔室補償網(wǎng)絡(luò)的操作成本。這可以使得更多的用戶采用，并在操作中用戶對系統(tǒng)更為滿意。
[0060]總體考慮
[0061]上述方法、系統(tǒng)和裝置都是實例。各構(gòu)造可以視情況省略、替代或添加各過程或部件。例如，在替代性構(gòu)造中，可以與所描述的次序不同的次序執(zhí)行這些方法，和/或可以添力口、省略和/或組合各個階段。并且，關(guān)于某些構(gòu)造描述的特征可以在各個其他實施例中組合。可以類似的方式將這些構(gòu)造的不同的方面和元件組合起來。并且，技術(shù)在發(fā)展，因此這些元件中的許多元件是實例并且不限制本發(fā)明或權(quán)利要求的范圍。
[0062]本說明書中給出了具體細(xì)節(jié)以提供對示例性構(gòu)造(包括實施方式)的透徹理解。然而，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下對構(gòu)造進(jìn)行實施。例如，示出眾所周知的電路、過程、算法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)而沒有不必要的細(xì)節(jié)，以便避免使構(gòu)造模糊。本說明書僅提供了示例性構(gòu)造，且不限制權(quán)利要求的范圍、適用性或構(gòu)造。相反，這些構(gòu)造的上述說明將為本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員提供用于實施所描述的技術(shù)的促成說明。在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對元件的功能和布置做出各種變化。
[0063]在已經(jīng)描述若干示例性構(gòu)造的情形中，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，可以使用各種變型、替代性構(gòu)造和等價物。例如，以上元件可以是更大系統(tǒng)的部件，其中，其他規(guī)則可以更為優(yōu)先或另外改進(jìn)本發(fā)明的應(yīng)用。并且，可以在考慮以上元件之前、過程中或之后，采取多個步驟。相應(yīng)地，上述描述不限制權(quán)利要求的范圍。
[0064]本文對“適于”或“構(gòu)造成”的使用應(yīng)當(dāng)意指開放式且包容性的語言，不排除適于或構(gòu)造成執(zhí)行附加任務(wù)或步驟的裝置。此外，“基于”的使用應(yīng)當(dāng)是開放式且包容性的，在于，“基于”一個或多個所記載的條件或值的過程、步驟、計算或其他動作實際上可以基于所記載的這些條件或值以外的附加條件或值。本文包括的標(biāo)題、列表和編號僅為了容易說明，并不意在限制。
[0065]盡管關(guān)于本發(fā)明主題的具體實施例詳細(xì)描述了本發(fā)明的主題內(nèi)容，但是將意識至IJ，本領(lǐng)域技術(shù)人員在得到對以上內(nèi)容的理解時可以容易地產(chǎn)生對這樣的實施例的更改、變型和等價物。相應(yīng)地，應(yīng)當(dāng)理解，出于示例而非限制的目的提出了本公開，并且如對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將顯而易見的是，本公開不排除包括對本發(fā)明主題內(nèi)容的這樣的變型、變型和/或添加。
【權(quán)利要求】
1.一種壓力調(diào)節(jié)器，包括: 入流端口 ； 主腔室，所述主腔室通過主閥聯(lián)接到所述入流端口； 出口腔室，所述出口腔室通過一個或多個文氏管聯(lián)接到主腔室；以及 控制腔室，所述控制腔室通過一個或多個感測孔聯(lián)接到所述文氏管中的一個或多個，所述控制腔室包括可移動活塞，所述可移動活塞被構(gòu)造成改變所述主閥的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)器，還包括: 彈簧，所述彈簧被構(gòu)造成向所述可移動活塞施加力，所述力克服所述控制腔室中的壓力；和 板，所述板利用可調(diào)節(jié)螺釘聯(lián)接到所述彈簧。
3.如權(quán)利要求2所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中，所述彈簧被構(gòu)造成提供壓力設(shè)定點。
4.如權(quán)利要求3所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中，通過以下項中的一個或多個來限定所述可移動活塞的移動:所述彈簧的彈簧剛度；所述可移動活塞的有效面積；和所述控制腔室中的壓力。
5.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)器，還包括一個或多個流量補償通道，所述一個或多個流量補償通道聯(lián)接到所述主腔室和所述出口腔室。
6.如權(quán)利要求5所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中，所述一個或多個流量補償通道被構(gòu)造成改變通過所述一個或多個文氏管的流量。
7.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中，所述一個或多個文氏管具有矩形橫截面。
8.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中，所述一個或多個文氏管具有大致圓形的橫截面。
9.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中，所述可移動活塞被構(gòu)造成響應(yīng)于流速來改變所述主閥的位置，使得所述控制腔室中的壓力隨著所述主閥中的流量增加而下降。
10.如權(quán)利要求2所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中，所述彈簧被構(gòu)造成通過以下方式來增加進(jìn)入所述主腔室中的流量:所述彈簧延伸以使所述主閥移動，從而形成較大的輸入孔口。
11.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中，所述可移動活塞被構(gòu)造成響應(yīng)于壓力的變化而沿軸向移動。
12.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)器，還包括凹陷，并且其中，所述孔與凹陷相關(guān)聯(lián)。
13.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中，所述一個或多個感測孔基本位于所述一個或多個文氏管的最窄部分處。
14.如權(quán)利要求1所述的壓力調(diào)節(jié)器，其中，所述一個或多個感測孔用作到所述控制腔室的反饋管道，以感測所述壓力調(diào)節(jié)器中的位置處的壓力。
15.一種組裝壓力調(diào)節(jié)器的方法，包括: 使用可調(diào)節(jié)螺釘將彈簧聯(lián)接到板； 將所述彈簧聯(lián)接到可移動活塞； 將主閥聯(lián)接到所述可移動活塞； 將主腔室聯(lián)接到所述主閥； 使用一個或多個文氏管將出口腔室聯(lián)接到所述主腔室；以及 使用所述一個或多個文氏管中的一個或多個感測孔將控制腔室聯(lián)接到所述一個或多個文氏管，所述控制腔室被構(gòu)造成向所述可移動活塞施加壓力。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述可移動活塞被構(gòu)造成響應(yīng)于壓力的變化而沿軸向移動。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括:使用一個或多個流量補償通道將所述主腔室聯(lián)接到所述出口腔室。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述一個或多個感測孔用作到所述控制腔室的反饋管道，以感測所述壓力調(diào)節(jié)器中的位置處的壓力。
19.一種壓力調(diào)節(jié)器，包括: 入流端口 ； 主腔室，所述主腔室通過主閥聯(lián)接到所述入流端口 ； 出口腔室，所述出口腔室通過文氏管聯(lián)接到所述主腔室； 一個或多個流量補償通道，所述一個或多個流量補償通道聯(lián)接在所述主腔室和所述出口腔室之間，所述流量補償通道被構(gòu)造成改變通過所述文氏管的流量； 控制腔室，所述控制腔室通過所述文氏管中的感測孔而聯(lián)接到所述文氏管，所述控制腔室包括可移動活塞，所述可移動活塞被構(gòu)造成改變所述主閥的位置； 彈簧，所述彈簧被構(gòu)造成向所述可移動活塞施加力，所述力克服由所述控制腔室中的壓力給予所述活塞的力；以及 板，所述板通過可調(diào)節(jié)螺釘聯(lián)接到所述彈簧。
【文檔編號】G05D16/10GK104246643SQ201380013110
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月6日
【發(fā)明者】安迪·R·艾斯丘 申請人:費爾查德工業(yè)產(chǎn)品公司