流體調(diào)節(jié)器、致動(dòng)器以及改善流體調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種流體調(diào)節(jié)器、致動(dòng)器以及用于改善流體調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性的方法。用于流體調(diào)節(jié)器的致動(dòng)器包括可操作地連接至隔膜的兩個(gè)或多個(gè)控制彈簧，以便控制彈簧中的至少兩個(gè)平行地獨(dú)立地偏置該隔膜，并且具有不同的固有頻率。還公開(kāi)了一種用于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的致動(dòng)器以包括第二控制彈簧的方法。
【專利說(shuō)明】流體調(diào)節(jié)器、致動(dòng)器以及改善流體調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及一種用于流體調(diào)節(jié)器的致動(dòng)器，其中所述致動(dòng)器具有可操作地耦接至隔膜的多個(gè)彈簧。
【背景技術(shù)】
[0002]在通常的氣體分配系統(tǒng)中供應(yīng)氣體的壓強(qiáng)可根據(jù)對(duì)系統(tǒng)的要求、氣候、供應(yīng)源和/或其它因素而改變。然而，大多數(shù)裝備了諸如熔爐、烤爐等氣體裝置的終端用戶設(shè)施需要將氣體根據(jù)預(yù)定的壓強(qiáng)輸送，并且以處于或低于終端用戶設(shè)施的最大容量進(jìn)行輸送。因此，過(guò)程流體調(diào)節(jié)器在這些分配系統(tǒng)中被實(shí)施，用以確保所輸送的氣體滿足終端用戶設(shè)施的需求。
[0003]典型地用于這些氣體分配系統(tǒng)的過(guò)程流體調(diào)節(jié)器在現(xiàn)有技術(shù)中通常是熟知的。圖1示出了常用的過(guò)程流體調(diào)節(jié)器10。流體調(diào)節(jié)器包括調(diào)節(jié)器主體12、控制元件14以及致動(dòng)器16。調(diào)節(jié)器主體12限定流體流動(dòng)路徑18，其從流體入口 20延伸至流體出口 22，并且通過(guò)可操作地安置在流體入口 20與流體出口 22之間的孔眼24。諸如閥盤或閥塞的控制元件14移位，以調(diào)節(jié)沿著流體流動(dòng)路徑18通過(guò)孔眼24的流體的流動(dòng)。致動(dòng)器16被可操作地連接至調(diào)節(jié)器主體12，以控制控制元件14相對(duì)于孔眼24的位置。致動(dòng)器包括殼體26、安置在殼體26內(nèi)的隔膜28、以及連接件，該連接件可操作地將隔膜28連接至控制元件14。隔膜28將殼體26分隔成液壓地連接至流體出口的第一腔30和液壓地連接至大氣的第二腔31。該連接件包括杠桿32，其具有可操作地連接至隔膜28的第一端和可操作地連接至閥桿34的第二端，閥桿34被可操作地連接至控制元件14。響應(yīng)于出口 22處的壓強(qiáng)變化的隔膜28的移動(dòng)引起連接件以如下方式移位控制元件14，即在流體出口 22處將過(guò)程流體壓強(qiáng)維持在預(yù)選范圍內(nèi)。
[0004]致動(dòng)器16包括單個(gè)控制彈簧36，其可操作地連接至隔膜28。彈簧36被設(shè)置為以所選的力來(lái)偏置隔膜28以抗衡流體壓強(qiáng)，以便在流體出口 22處維持預(yù)選壓強(qiáng)范圍。典型地，能夠使用調(diào)節(jié)螺絲38來(lái)調(diào)節(jié)由控制彈簧36施加的力。調(diào)節(jié)螺絲38的調(diào)節(jié)引起了在出口 22處維持的預(yù)選范圍的調(diào)節(jié)。該具有單個(gè)控制彈簧36的設(shè)置具有易于組裝和維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，并且已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用了多年。然而，單個(gè)控制彈簧36的使用能夠固有地在某些諧振頻率上易于產(chǎn)生穩(wěn)定性限制，這可能在一些運(yùn)行條件下導(dǎo)致不期望的閥的振顫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)本公開(kāi)的一些方面，一種用于流體調(diào)節(jié)器的致動(dòng)器包括可操作地耦接至隔膜和一個(gè)或多個(gè)彈簧座面的兩個(gè)或多個(gè)控制彈簧，該一個(gè)或多個(gè)彈簧座面可操作地連接至致動(dòng)器殼體，從而該些彈簧中的至少兩個(gè)獨(dú)立地平行地偏置該隔膜。優(yōu)選地，該些控制彈簧中的至少兩個(gè)具有不同的彈簧常數(shù)和/或固有頻率，并且抑制調(diào)節(jié)器的不穩(wěn)定性。
[0006]根據(jù)一個(gè)示例性方面，一種流體調(diào)節(jié)器包括:調(diào)節(jié)器主體、控制元件以及致動(dòng)器。所述調(diào)節(jié)器主體限定流體入口、流體出口以及流體流動(dòng)路徑，該流動(dòng)路徑將所述流體入口連接至所述流體出口?？刂圃仓迷谒隽黧w流動(dòng)路徑中并且被設(shè)置為在至少第一位置與第二位置之間移位，以控制通過(guò)所述流體流動(dòng)路徑從所述流體入口至所述流體出口的流體的流動(dòng)。所述致動(dòng)器包括:殼體、隔膜、第一彈簧座、第一控制彈簧以及第二控制彈簧。所述殼體可操作地連接至所述調(diào)節(jié)器主體并且形成第一腔和第二腔。所述隔膜將所述第一腔與所述第二腔隔開(kāi)。連接件可操作地將所述控制元件連接至所述隔膜。所述隔膜與所述流體出口流體連通，并且被可操作地設(shè)置為響應(yīng)于所述流體出口處的流體壓強(qiáng)來(lái)移動(dòng)所述控制元件。該第一控制彈簧可操作地連接至所述隔膜和所述第一彈簧座并且朝第一方向偏置所述隔膜。該第二控制彈簧可操作地連接至所述隔膜和所述第一彈簧座，并且朝所述第一方向偏置所述隔膜。所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧獨(dú)立于另一控制彈簧地偏置所述隔膜。該第一和第二控制彈簧具有不同的固有頻率。
[0007]根據(jù)本公開(kāi)的另一示例性方面，用于流體調(diào)節(jié)器的致動(dòng)器包括殼體、隔膜、連接件、彈簧座以及第一和第二控制彈簧，該第一和第二控制彈簧用于控制該隔膜的移動(dòng)。所述殼體限定第一腔和第二腔。所述隔膜將所述第一腔與所述第二腔隔開(kāi)。所述隔膜由不透氣的柔性材料形成，并且形成在所述第一腔與所述第二腔之間的可移動(dòng)的壓強(qiáng)屏障。所述連接件適于可操作地將所述隔膜連接至閥桿。所述彈簧座安置在所述第二腔中并且可操作地連接至所述殼體。第一控制彈簧和第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧安置在第二腔中，并且可操作地連接至該隔膜和該彈簧座。所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧獨(dú)立于另一控制彈簧地偏置所述隔膜。
[0008]根據(jù)另一示例性方面，公開(kāi)了一種用于改善流體調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性的方法。該方法包括如下步驟:提供流體調(diào)節(jié)器，其具有調(diào)節(jié)器主體、控制元件以及致動(dòng)器，所述致動(dòng)器被設(shè)置為控制通過(guò)所述調(diào)節(jié)器主體的流體的流動(dòng)，所述致動(dòng)器包括殼體、隔膜以及彈簧座，所述隔膜安置在所述殼體中并且被可操作地設(shè)置為感測(cè)所述調(diào)節(jié)器主體內(nèi)的流體壓強(qiáng)，所述彈簧座可操作地連接至所述殼體。該方法還包括如下步驟:提供第一控制彈簧，其中所述第一控制彈簧被選擇為具有第一固有頻率，以及提供第二控制彈簧，其中所述第二控制彈簧被選擇為具有第二固有頻率，并且其中所述第二固有頻率不同于所述第一固有頻率。該方法還包括如下步驟:將所述第一控制彈簧可操作地耦接至所述隔膜和所述彈簧座；將所述第二控制彈簧可操作地耦接至所述隔膜和所述彈簧座，以便所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧獨(dú)立地平行地偏置所述隔膜。
[0009]此外，根據(jù)上述任一個(gè)或任多個(gè)示例性方面，流體調(diào)節(jié)器可選地可以包括下述優(yōu)選方式中的任一個(gè)或任多個(gè)。
[0010]在一些優(yōu)選的方式中，所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧包括螺旋彈簧。第一和第二控制彈簧可以可操作地相互平行。第二控制彈簧可以嵌套在第一控制彈簧內(nèi)。第一控制彈簧可以具有第一直徑，第二控制彈簧可以具有第二直徑，并且第二直徑可以小于第一直徑。第一和第二控制彈簧可以是同軸的。第一和第二控制彈簧可以具有相同的長(zhǎng)度或不同的長(zhǎng)度。
[0011 ] 在一些優(yōu)選的方式中，所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧可以安置在第一彈簧座與第二彈簧座之間，并且可操作地抵靠第一彈簧座和第二彈簧座。第一彈簧座可以是單一部件，其可操作地連接至殼體，或者第一彈簧座可以由可操作地連接至殼體的分離的部件形成。第二彈簧座可以是與隔膜連接的剛性隔膜板。隔膜板可以安置在隔膜的第二側(cè)上。在一些優(yōu)選的形式中，所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧具有不同的彈簧常數(shù)。
[0012]在一些優(yōu)選的方式中，第一和第二控制彈簧被設(shè)置為阻止相互接觸。一個(gè)或多個(gè)隔離件可以安置在第一控制彈簧與第二控制彈簧之間。閥座和/或隔膜板可以包括用于第一和第二控制彈簧的分離的彈簧座面，和/或可以包括在第一控制彈簧與第二控制彈簧之間延伸的一個(gè)或多個(gè)凸部。
[0013]在一些優(yōu)選的方式中，一個(gè)或多個(gè)調(diào)節(jié)器可操作地連接至第一和第二控制彈簧中的一個(gè)或每個(gè)，并且被設(shè)置為調(diào)節(jié)第一和第二控制彈簧中的一個(gè)或每個(gè)中的壓縮和/或張緊。所述調(diào)節(jié)器可以包括調(diào)節(jié)螺絲，其可操作地連接至包圍第一和第二控制彈簧的彈簧盒。調(diào)節(jié)器可以可操作地連接至第一彈簧座，以移動(dòng)第二彈簧座。
[0014]在一些優(yōu)選的方式中，杠桿連接件將控制元件可操作地連接至隔膜。流體調(diào)節(jié)器可以是杠桿型的直接作用式(direct-operated)的流體調(diào)節(jié)器。
[0015]在一些優(yōu)選的方式中，閥桿將控制元件可操作地直接連接至隔膜，而無(wú)需杠桿連接件。流體調(diào)節(jié)器可以是直桿型(straight stem style)的直接作用式的流體調(diào)節(jié)器。
[0016]在一些優(yōu)選的方式中，流體調(diào)節(jié)器適于控制諸如天然氣等氣體和/或諸如水等液體的流動(dòng)。
[0017]公開(kāi)了附加的可選的方面和特征?？梢砸耘c本公開(kāi)的教導(dǎo)一致的任何功能上合適的方式設(shè)置這些附加的可選的方面和特征，既可以單獨(dú)地設(shè)置也可以以任何功能上可行的組合地設(shè)置。當(dāng)考慮了下面的【具體實(shí)施方式】時(shí)，其他方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更明顯。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的流體調(diào)節(jié)器的橫截面視圖；
[0019]圖2示出了根據(jù)本公開(kāi)的示例性布置的流體調(diào)節(jié)器的橫截面視圖；以及
[0020]圖3示出了根據(jù)本公開(kāi)的另一示例性布置的流體調(diào)節(jié)器的橫截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在圖2的示例性布置中，流體調(diào)節(jié)器40包括調(diào)節(jié)器主體52、安置在調(diào)節(jié)器主體內(nèi)的閥內(nèi)件54、以及致動(dòng)器44，其可操作地連接至調(diào)節(jié)器主體42和閥內(nèi)件54。致動(dòng)器44包括可操作地連接至隔膜50的第一和第二控制彈簧46和48，以獨(dú)立地相反于調(diào)節(jié)器主體42中的流體壓強(qiáng)的方向偏置隔膜50。
[0022]調(diào)節(jié)器主體52限定流體入口 56、流體出口 58、在流體入口 56與流體出口 58之間的孔眼60、以及從流體入口 56延伸通過(guò)孔眼60至流體出口 58的流體通道62。閥內(nèi)件54包括控制元件64和閥桿66，閥桿66可操作地連接至控制元件64。閥桿66可操作地連接至控制元件64來(lái)將控制元件64在第一位置與第二位置之間移位，以控制通過(guò)孔眼60的流體，諸如液體和/或氣體的流動(dòng)。在一些布置中，第一位置是完全關(guān)閉位置，其中控制元件64完全地關(guān)閉孔眼60。第二位置是完全打開(kāi)位置，其中控制元件64允許通過(guò)孔眼60的最大流體流動(dòng)。在其他的布置中，第一和第二位置可以僅僅部分地打開(kāi)和/或關(guān)閉孔眼60。示例性流體調(diào)節(jié)器40具有滑動(dòng)閥；然而，在根據(jù)本公開(kāi)的其他布置中，流體調(diào)節(jié)器40可以具有旋轉(zhuǎn)閥。閥內(nèi)件54包括附加的部件和特征，這些部件和特征在現(xiàn)有技術(shù)中熟知，在此不再詳述。
[0023]致動(dòng)器44包括殼體68，其包括連接至閥體62的第一或隔膜盒70，以及連接至隔膜盒70的第二或彈簧盒72、以及在殼體68內(nèi)將第一腔74與第二腔76隔開(kāi)的隔膜50、由隔膜50承載的隔膜頭或板78、可操作地將隔膜50連接至閥桿66的連接件80、第一和第二控制彈簧46和48、彈簧座82以及調(diào)節(jié)螺絲84。隔膜盒70形成第一腔74，彈簧盒72形成第二腔76，并且隔膜50形成在第一腔74與第二腔76之間的可移動(dòng)的壓強(qiáng)屏障(pressurebarrier)。隔膜50被固定在隔膜盒70與彈簧盒72之間，例如被分別夾緊在隔膜盒70與彈簧盒72的相對(duì)的法蘭86、88之間。隔膜50優(yōu)選地由不透氣的柔性材料，諸如橡膠和/或與不透氣的覆蓋物相層疊的織物而形成。隔膜板78優(yōu)選地由剛性材料，諸如鋼或硬塑料形成。第一腔74與閥體52的流體出口 58流體連通，諸如經(jīng)由從第一腔76延伸至流動(dòng)通道62的出口側(cè)和/或?qū)⒌谝磺?6連接至流動(dòng)通道62的出口側(cè)的一個(gè)或多個(gè)通道90，由此，第一腔76和流體出口 58被維持在大約相同的壓強(qiáng)。在這個(gè)布置中，隔膜50以朝第二腔76移動(dòng)來(lái)響應(yīng)流體出口 58處的增加的流體壓強(qiáng)。
[0024]第一和第二控制彈簧46、48和彈簧座82安置在第二腔76中。第一控制彈簧46優(yōu)選地具有不同于第二控制彈簧48的固有頻率。在一些布置中，第一控制彈簧46具有第一彈簧常數(shù)，而第二控制彈簧48具有不同于第一彈簧常數(shù)的第二彈簧常數(shù)?？刂茝椈?6和48平行地設(shè)置，由此每個(gè)控制彈簧46、48朝第一腔74獨(dú)立地偏置隔膜50。優(yōu)選地，控制彈簧46、48中的每個(gè)彈簧是螺旋彈簧。在示例性的布置中，控制彈簧46、48是嵌套的平行的布置。優(yōu)選地，第一控制彈簧46與第二控制彈簧48同軸。第一控制彈簧46具有第一端46a和第二端46b。第二控制彈簧48具有第一端48a和第二端48b。第一控制彈簧46具有第一直徑，第二控制彈簧48具有大于第一直徑的第二直徑，并且第一控制彈簧46嵌套在第二控制彈簧48內(nèi)。第一控制彈簧46布置在第二控制彈簧48內(nèi)并且徑向地朝內(nèi)與第二控制彈簧48隔開(kāi)。
[0025]每個(gè)控制彈簧46、48的第一端46a、48a可操作地耦接至隔膜50，以便于和隔膜50一起移動(dòng)，由此隔膜50或控制彈簧46、48的第一端46a、48a的中任一個(gè)的移動(dòng)將直接關(guān)聯(lián)至第一端46a、48a和隔膜50中的其他的移動(dòng)。例如，第一端46a、46b中的每個(gè)抵靠由隔膜板78形成或可操作地承載的彈簧座。替代地，第一端46a、48a中的一個(gè)或兩個(gè)可以直接連接至隔膜50，或者第一端46a、48a中的一個(gè)或兩個(gè)可被連接至另一結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)位于第一端與隔膜50和/或隔膜板78之間。
[0026]每個(gè)控制彈簧46、48的第二端46b、48b可操作地耦接至彈簧座，該彈簧座可操作地耦接至殼體68。例如，每個(gè)第二端46b和48b直接地抵靠在彈簧座82的第一側(cè)82a，并且通過(guò)例如如圖2所示地接合彈簧座82的第二側(cè)82b的調(diào)節(jié)螺絲106，將彈簧座82可操作地耦接至彈簧殼體72，或通過(guò)螺紋連接(未示出)可以將彈簧座82直接地耦接至彈簧殼體72。此外，如圖2所示，彈簧座82可以是與彈簧盒72分離的，或彈簧座82可以與彈簧盒72一體地形成。雖然彈簧座82被示出為單一的杯形體，然而在一些布置中，彈簧座82可以由兩個(gè)或更多個(gè)限定不同的彈簧座面的分離的部分形成，其中每個(gè)分離部分或相互獨(dú)立地或相互結(jié)合地被可操作地連接至殼體68。
[0027]控制彈簧46、48在第一端46a、48a與第二端46b、48b之間可以具有相同的長(zhǎng)度。替代地，第一控制彈簧46可以具有第一長(zhǎng)度，而第二控制彈簧48可以具有不同于第一長(zhǎng)度的第二長(zhǎng)度。彈簧座82和/或隔膜板78可以具有一個(gè)或多個(gè)支持面，其或是如示例性布置中所示的共面的，或被設(shè)置在不同的平面上，例如為了容納不同長(zhǎng)度的控制彈簧。
[0028]可選地，一個(gè)或多個(gè)附加的控制彈簧(未示出)可以被設(shè)置為平行于第一和第二控制彈簧46、48，以將隔膜50朝第一腔74偏置?？梢灾圃旄郊拥膹椈勺?2，或?qū)椈勺?2進(jìn)行改進(jìn)，來(lái)容納任何附加的控制彈簧。
[0029]控制彈簧46和48優(yōu)選地被維持為以一個(gè)徑向的間隔或間隙92，例如被放置在第一控制彈簧46的外直徑與第二控制彈簧48的內(nèi)直徑之間的一個(gè)或多個(gè)隔離件94而相互隔開(kāi)，以允許控制彈簧46、48獨(dú)立地作用于隔膜板78。隔離件94可以采用一個(gè)或多個(gè)凸部的形式，該凸部是由隔膜板78和/或彈簧座82限定且延伸至在第一控制彈簧46與第二控制彈簧48之間的間隙92，可以采用第一和第二間隔開(kāi)的彈簧座面的形式，該彈簧座面例如是支持槽96、98，它們被限定在隔膜板78和/或彈簧座82的表面中以分離地接收第一和第二彈簧46、48，和/或由放置在在控制彈簧46、48之間的徑向空間92中的一個(gè)或多個(gè)其他的結(jié)構(gòu)來(lái)限定。
[0030]可選地，已知的泄放閥(未示出)還可以由隔膜50承載。如在現(xiàn)有技術(shù)中熟知的，泄放閥可以包括:泄放閥座，其可分離地覆蓋通過(guò)隔膜50的孔口的第一側(cè)；泄放閥彈簧座，其可分離地覆蓋通過(guò)隔膜50的孔口的第二側(cè)；閥桿，其通過(guò)推進(jìn)桿(pusher post)連接至泄放閥；上彈簧座，其由閥桿承載；以及泄放閥彈簧，其被偏置朝彈簧座和泄放閥彈簧座。泄放閥可以被同軸地嵌套在第一和第二控制彈簧46、48內(nèi)，例如閥桿、上彈簧座以及泄放閥彈簧被隔開(kāi)地同軸設(shè)置在控制彈簧46的內(nèi)直徑內(nèi)。
[0031]連接件80被可操作地設(shè)置，以便隔膜50響應(yīng)于在流體出口 58處的增加的流體壓強(qiáng)朝第二腔76的移動(dòng)將控制元件64朝關(guān)閉位置移位，并且以便由控制彈簧46、48實(shí)施的隔膜50響應(yīng)于在出口 58處的減少的流體壓強(qiáng)朝第一腔74的移動(dòng)將控制元件64朝打開(kāi)位置移位。因此，致動(dòng)器44被設(shè)置為將流體出口 58處的壓強(qiáng)維持在預(yù)選的壓強(qiáng)處或預(yù)選的壓強(qiáng)范圍內(nèi)，其也被稱為設(shè)定壓強(qiáng)。在圖2的示例性布置中，流體調(diào)節(jié)器40是杠桿型的直接作用式的流體調(diào)節(jié)器。隔膜盒70被成形為使得隔膜50的移動(dòng)有角度地偏置于閥桿66的移動(dòng)，諸如沿著垂直軸。連接件80包括第一支架或桿，諸如推進(jìn)桿100，其可操作地連接至隔膜50和/或隔膜板76以和隔膜50 —起移動(dòng)，并且還包括杠桿104，其將推進(jìn)桿100可操作地連接至閥桿66，以將推進(jìn)桿100沿著第一方向的移動(dòng)轉(zhuǎn)化成閥桿66沿著第二方向的移動(dòng)。然而，連接件80還可以采取其他布置，該些布置適于將隔膜50可操作地耦接至閥桿66，以允許隔膜50的移動(dòng)引起控制元件64在第一與第二位置之間的移動(dòng)，如下文結(jié)合圖3所述的。
[0032]在圖3的示例性布置中，流體調(diào)節(jié)器40被示出為具有不同的示例性連接件80’，其將隔膜50可操作地連接至閥桿66。在這個(gè)布置中，流體調(diào)節(jié)器40是直桿型的直接作用式的流體調(diào)節(jié)器。隔膜盒70’被成形為使得隔膜50的移動(dòng)沿著與閥桿66的移動(dòng)相同的軸。因此，在這個(gè)布置中，連接件80’不包括杠桿104。相反，閥桿66被直接地連接至推進(jìn)桿100。圖3中的示例性布置的其他剩余部分與圖2中的示例性布置的被相同標(biāo)號(hào)的部分基本上相同，在此為了簡(jiǎn)要目的不再重復(fù)論述。
[0033]調(diào)節(jié)螺絲84延伸通過(guò)彈簧盒72中的孔106并且具有抵靠彈簧座82的第二側(cè)的末端108。調(diào)節(jié)螺絲84被設(shè)置來(lái)調(diào)節(jié)控制彈簧46、48中的至少一個(gè)，優(yōu)選地調(diào)節(jié)兩者的張緊，例如通過(guò)與孔106的螺紋接合，以便順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲84能夠朝著控制彈簧46、48推進(jìn)或縮回彈簧座82。在這個(gè)布置中，可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺絲84以朝著控制彈簧46和/或48推進(jìn)或縮回彈簧座82，來(lái)調(diào)節(jié)用于流體調(diào)節(jié)器40的設(shè)定壓強(qiáng)。
[0034]在一些布置中，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的致動(dòng)器可以被改進(jìn)為包括根據(jù)本公開(kāi)的第二控制彈簧。例如，通過(guò)改進(jìn)僅具有固定地可操作地連接至隔膜的單個(gè)控制彈簧的流體調(diào)節(jié)器，諸如流體調(diào)節(jié)器10，來(lái)實(shí)施這種改進(jìn)，以添加固定地可操作地連接至隔膜的第二控制彈簧來(lái)獲得本公開(kāi)的致動(dòng)器40的功能。為了改進(jìn)現(xiàn)有的致動(dòng)器10，提供了第二控制彈簧，諸如第二控制彈簧46。第二控制彈簧46被選擇為具有不同于原有的控制彈簧36的固有頻率。例如，第二控制彈簧46可以具有不同的形狀，諸如不同的尺寸、直徑、長(zhǎng)度和/或厚度，由不同的材料制成，和/或具有不同的彈簧常數(shù)。在原有的控制彈簧36和第二控制彈簧46都是螺旋彈簧的情況下，第二控制彈簧46可以被選擇為具有不同于原有的控制彈簧36的直徑，并且較小直徑的控制彈簧可以被嵌套在較大直徑的控制彈簧的內(nèi)直徑的內(nèi)部。例如，第二控制彈簧46可以被插入嵌套在原有的控制彈簧36內(nèi)部并且平行于原有的控制彈簧36。第二彈簧可以附著或簡(jiǎn)單地安置抵靠在由隔膜28承載的隔膜板。在一種方法中，可以將隔膜板調(diào)換為不同的隔膜板，該不同的隔膜板包括在控制彈簧36、46之間的凸部94、與支持槽96、98中的任一或兩者?？刂茝椈?6和46的一端可以分別位于支持槽98和96中。彈簧座82可以被設(shè)置為抵靠控制彈簧36和46的相對(duì)端。以這種方式，現(xiàn)有的流體調(diào)節(jié)器的致動(dòng)器可以被轉(zhuǎn)換為根據(jù)本公開(kāi)的致動(dòng)器。
[0035]可以以足以提供由在此所述的說(shuō)明書所啟示的一個(gè)或多個(gè)功能的任意組合的任何組合或變化來(lái)設(shè)置在此所述可選的每個(gè)布置。此外，應(yīng)當(dāng)理解，可以以任意的功能組合來(lái)組合根據(jù)每個(gè)示例性布置而公開(kāi)的每個(gè)特征，以便提供本領(lǐng)域的技術(shù)人員在縱覽全文之后應(yīng)當(dāng)理解的任何有利的功能的組合。
[0036]包括設(shè)置為平行地作用于隔膜50的至少第一和第二控制彈簧46、48的致動(dòng)器44的一個(gè)可行的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)具有兩個(gè)不同的固有頻率以減少諧振不穩(wěn)定性和/或減少閥的振顫來(lái)減少調(diào)節(jié)器的不穩(wěn)定性。另一可行的優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)將第一和第二控制彈簧46、48平行地布置，在比單一彈簧小的空間中來(lái)實(shí)現(xiàn)較高的彈簧剛度。
[0037]本領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀完上述說(shuō)明書之后應(yīng)當(dāng)理解對(duì)于在此公開(kāi)的流體調(diào)節(jié)器的各種其他的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。因此，該說(shuō)明書應(yīng)當(dāng)僅被理解為說(shuō)明性的，并且僅為了使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造和使用該流體調(diào)節(jié)器并且能夠教導(dǎo)具有相同原理的優(yōu)選的方式的目的而呈現(xiàn)。保留在本公開(kāi)和所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有改進(jìn)的專有權(quán)。
【權(quán)利要求】
1.一種流體調(diào)節(jié)器，包括: 調(diào)節(jié)器主體，其限定流體入口、流體出口以及將所述流體入口連接至所述流體出口的流體流動(dòng)路徑；以及 控制元件，其安置在所述流體流動(dòng)路徑中，所述控制元件被設(shè)置為在至少第一位置與第二位置之間移位，以控制通過(guò)所述流體流動(dòng)路徑從所述流體入口至所述流體出口的流體的流動(dòng)；以及 致動(dòng)器，其包括: 殼體，其可操作地連接至所述調(diào)節(jié)器主體，所述殼體形成第一腔和第二腔； 隔膜，其將所述第一腔與所述第二腔隔開(kāi)； 第一彈簧座，其可操作地耦接至所述殼體； 第一控制彈簧，其可操作地耦接至所述隔膜和所述第一彈簧座，其中所述第一控制彈簧朝第一方向偏置所述隔膜； 第二控制彈簧，其可操作地耦接至所述隔膜和所述第一彈簧座，其中所述第二控制彈簧平行于并且獨(dú)立于所述第一彈簧來(lái)朝所述第一方向偏置所述隔膜；以及連接件，其可操作地將所述控制元件連接至所述隔膜； 其中，所述隔膜與所述流體出口流體連通，并且被可操作地設(shè)置為響應(yīng)于所述流體出口處的壓強(qiáng)來(lái)移動(dòng)所述控制元件；以及 其中，所述第一控制彈簧具有第一固有頻率，并且所述第二控制彈簧具有不同于所述第一固有頻率的第二固有頻率。`
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，還包括: 第二彈簧座，其由所述隔膜承載； 其中，所述第一彈簧座安置在所述第二腔中，并且其中所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧抵靠所述第一彈簧座和所述第二彈簧座。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第二彈簧座包括可操作地連接至所述隔膜的隔膜板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一控制彈簧具有第一彈簧常數(shù)，并且所述第二控制彈簧具有不同于所述第一彈簧常數(shù)的第二彈簧常數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一控制彈簧具有第一長(zhǎng)度，并且所述第二控制彈簧具有不同于所述第一長(zhǎng)度的第二長(zhǎng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述連接件安置在所述第一腔中，并且所述第一控制彈簧和第二控制彈簧安置在所述第二腔中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧是螺旋彈簧，并且其中所述第一控制彈簧平行地嵌套在所述第二控制彈簧內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述連接件包括杠桿。
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: 調(diào)節(jié)螺絲，其可操作地連接至所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)，其中調(diào)節(jié)所述調(diào)節(jié)螺絲來(lái)調(diào)節(jié)所述流體調(diào)節(jié)器的設(shè)定壓強(qiáng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述調(diào)節(jié)器主體、所述控制元件以及所述致動(dòng)器適于控制天然氣的流動(dòng)。
11.一種用于流體調(diào)節(jié)器的致動(dòng)器，包括: 殼體，其限定第一腔和第二腔； 隔膜，其將所述第一腔與所述第二腔隔開(kāi)，所述隔膜由不透氣的柔性材料所形成，并且形成在所述第一腔與所述第二腔之間的可移動(dòng)的壓強(qiáng)屏障； 連接件，其適于可操作地將所述隔膜連接至閥桿； 彈簧座，其安置在所述第二腔中并且可操作地耦接至所述殼體； 第一控制彈簧，其安置在所述第二腔中，所述第一控制彈簧可操作地連接至所述隔膜和所述彈簧座； 第二控制彈簧，其安置在所述第二腔中，所述第二控制彈簧可操作地連接至所述隔膜和所述彈簧座； 其中，所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧獨(dú)立于另一控制彈簧來(lái)偏置所述隔膜。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的致動(dòng)器，其中，所述第一控制彈簧具有不同于所述第二控制彈簧的固有頻率。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的致動(dòng)器，其中，所述第一控制彈簧具有不同于所述第二控制彈簧的彈簧常數(shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的致動(dòng)器，其中，還包括: 隔膜板，其由所述隔膜承載，` 其中所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧抵靠所述隔膜板與所述彈簧座。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的致動(dòng)器，其中，所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧是螺旋彈簧，并且其中所述第一控制彈簧平行地嵌套在所述第二控制彈簧內(nèi)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的致動(dòng)器，其中，所述第一控制彈簧朝內(nèi)與所述第二控制彈簧隔開(kāi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的致動(dòng)器，其中，還包括隔離件，其安置在所述第一控制彈簧與所述第二彈簧之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的致動(dòng)器，其中，所述連接件安置在所述第一腔中。
19.一種用于改善流體調(diào)節(jié)器的穩(wěn)定性的方法，所述方法包括如下步驟: 提供流體調(diào)節(jié)器，其具有調(diào)節(jié)器主體、控制元件以及致動(dòng)器，所述致動(dòng)器被設(shè)置為控制通過(guò)所述調(diào)節(jié)器主體的流體的流動(dòng)，所述致動(dòng)器包括殼體、隔膜以及彈簧座，所述隔膜安置在所述殼體中并且被可操作地設(shè)置為感測(cè)所述調(diào)節(jié)器主體內(nèi)的流體壓強(qiáng)，所述彈簧座可操作地連接至所述殼體； 提供第一控制彈簧，其中所述第一控制彈簧被選擇為具有第一固有頻率； 提供第二控制彈簧，其中所述第二控制彈簧被選擇為具有第二固有頻率，并且其中所述第二固有頻率不同于所述第一固有頻率； 將所述第一控制彈簧可操作地耦接至所述隔膜和所述彈簧座； 將所述第二控制彈簧可操作地耦接至所述隔膜和所述彈簧座，以便所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧平行地獨(dú)立地偏置所述隔膜。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述第一控制彈簧和所述第二控制彈簧中的每個(gè)控制彈簧接合由所 述隔膜承載的隔膜板。
【文檔編號(hào)】F16K31/126GK103672078SQ201210353618
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月21日
【發(fā)明者】范國(guó)磊, 周彪 申請(qǐng)人:艾默生過(guò)程管理調(diào)節(jié)技術(shù)公司