具有集成的快速加壓旁路閥的流體調(diào)節(jié)器的制造方法
【專利摘要】流體流動(dòng)控制裝置包括用于在高壓下工作的調(diào)節(jié)器和集成的旁路閥。調(diào)節(jié)器和旁路閥分別包括在打開位置和閉合位置之間可移動(dòng)的控制組件。調(diào)節(jié)器和旁路閥被偏置到打開位置并在工作壓強(qiáng)升高到各自的調(diào)節(jié)器和旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)以上時(shí)適于移動(dòng)到閉合位置。旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)低于調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)，以使得當(dāng)工作壓強(qiáng)升高到旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)以上時(shí)，旁路閥自動(dòng)地關(guān)閉并允許調(diào)節(jié)器在正常工作條件下工作。這樣配置，旁路閥被設(shè)置成容許至少一部分流體流動(dòng)通過系統(tǒng)，直到工作壓強(qiáng)達(dá)到正常工作壓強(qiáng)，該正常工作壓強(qiáng)位于旁路和調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)之間。
【專利說明】具有集成的快速加壓旁路閥的流體調(diào)節(jié)器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及流體調(diào)節(jié)器，更具體地，涉及在需要快速加壓的系統(tǒng)中使用的流體調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如流體調(diào)節(jié)器等流體流動(dòng)控制裝置通常用在多種應(yīng)用中來確保流體從一源頭輸送到目的地，而不會超出預(yù)定的控制壓強(qiáng)。即，典型的壓強(qiáng)調(diào)節(jié)器將來自源頭的流體的壓強(qiáng)減小到適于目的應(yīng)用的控制壓強(qiáng)。
[0003]一般來說，調(diào)節(jié)器用在持續(xù)加壓的系統(tǒng)中。例如，在離岸石油和天然氣工業(yè)中，液壓調(diào)節(jié)器被結(jié)合到將高壓液壓液體供給到數(shù)英里遠(yuǎn)的海底設(shè)備的集成管路。在正常操作中，集成管路被填滿流體并被預(yù)加壓，使得調(diào)節(jié)器簡單地運(yùn)行來確保集成管路中的壓強(qiáng)不會超出控制壓強(qiáng)。
[0004]然而，開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，集成管路通常在接通到調(diào)節(jié)器時(shí)被填滿流體，但是流體不需要被加壓。因此，一旦連接，必須加壓管道，這需要將調(diào)節(jié)器暴露于高壓/高流動(dòng)入口和低壓出口條件。典型的調(diào)節(jié)器沒有被設(shè)計(jì)成處理這些流動(dòng)，而且，加壓比需要花費(fèi)更長時(shí)間。為了適應(yīng)這些情況，流體系統(tǒng)可以配備有通過管道從調(diào)節(jié)器輸送的旁路回路。典型地，旁路回路包括在從調(diào)節(jié)器抽取流體的入口管道和將流體送回調(diào)節(jié)器下游的流體系統(tǒng)的回流管道之間通過管道輸送的手動(dòng)閥。一旦集成管路或位于調(diào)節(jié)器下游的其它管路被充分加壓，操作人員在正常操作中手動(dòng)地關(guān)閉旁路回路以改變通過調(diào)節(jié)器的所有流體流動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的一個(gè)方面涉及流體流動(dòng)控制裝置，其包括閥體、調(diào)節(jié)器流路、旁路流路、旁路裝置以及調(diào)節(jié)器。所述閥體限定入口、出口、布置在所述入口和所述出口之間的通道、布置在所述通道和所述出口之間的調(diào)節(jié)器腔室以及布置在所述通道和所述出口之間的旁路腔室。所述調(diào)節(jié)器流路經(jīng)由所述通道和所述調(diào)節(jié)器腔室在所述閥體的入口和出口之間延伸，并具有第一有效橫截面積。所述旁路流路經(jīng)由所述通道和所述旁路腔室在所述閥體的入口和出口之間延伸，并具有大于所述第一有效橫截面積的第二有效橫截面積。
[0006]所述旁路閥被連接到所述閥體并包括旁路控制組件。所述旁路控制組件包括旁路控制元件和旁路偏置裝置。所述旁路控制元件能夠相對于所述閥體的所述旁路腔室在允許流體通過所述旁路流路流動(dòng)的打開位置和阻止流體通過所述旁路流路流動(dòng)的閉合位置之間移動(dòng)。所述旁路偏置裝置朝著打開位置推動(dòng)所述旁路控制元件，以使得當(dāng)所述旁路腔室中的流體壓強(qiáng)等于或大于旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，所述旁路控制元件僅處于閉合位置。
[0007]所述調(diào)節(jié)器被連接到所述閥體并包括調(diào)節(jié)器控制組件。所述調(diào)節(jié)器控制組件包括調(diào)節(jié)器控制元件和調(diào)節(jié)器偏置裝置。所述調(diào)節(jié)器控制元件能夠相對于所述閥體的所述調(diào)節(jié)器腔室在不阻止流體通過所述調(diào)節(jié)器流路流動(dòng)的打開位置和阻止流體通過所述調(diào)節(jié)器流路流動(dòng)的閉合位置之間移動(dòng)。所述調(diào)節(jié)器偏置裝置朝著打開位置推動(dòng)所述調(diào)節(jié)器控制元件，以使得所述調(diào)節(jié)器控制元件處于打開位置，直到所述閥體的所述調(diào)節(jié)器腔室中的流體壓強(qiáng)等于或大于調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)。所述調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)大于所述旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的包括調(diào)節(jié)器和集成的旁路閥的流體流動(dòng)控制裝置的一種形式的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了旁路閥處于打開位置。
[0009]圖2是圖1的流體流動(dòng)控制裝置的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了旁路閥處于閉合位置。
[0010]圖3是圖1和圖2的流體流動(dòng)控制裝置的調(diào)節(jié)器的部分細(xì)節(jié)圖，示出了調(diào)節(jié)器處于打開位置。
[0011]圖4是圖1和圖2的流體流動(dòng)控制裝置的調(diào)節(jié)器的部分細(xì)節(jié)圖，示出了調(diào)節(jié)器執(zhí)行過壓釋放功能。
[0012]圖5是本公開的流體流動(dòng)控制裝置的另一種形式的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了旁路閥處于打開位置。
[0013]圖6是圖5的流體流動(dòng)控制裝置的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了旁路閥處于閉合位置。
[0014]圖7是本公開的流體流動(dòng)控制裝置的又一種形式的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了旁路閥處于打開位置。
[0015]圖8是圖7的流體流動(dòng)控制裝置的橫截面?zhèn)纫晥D，示出了旁路閥處于閉合位置。
[0016]圖9是圖1和圖2的流體流動(dòng)控制裝置的旁路閥的部分細(xì)節(jié)圖，示出了適用于結(jié)合圖1到圖8中所公開的任一流體流動(dòng)控制裝置的改進(jìn)的閥座孔。
[0017]圖10是本公開的可替換的旁路閥的部分細(xì)節(jié)圖，其包括適用于本公開的任一流體流動(dòng)控制裝置的過載鎖定件，示出了過載鎖定件處于鎖定位置。
[0018]圖11是圖10的可替換的旁路閥的部分細(xì)節(jié)圖，示出了過載鎖定件處于未鎖定位置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本公開涉及流體流動(dòng)控制裝置，其包括具有集成的旁路閥的調(diào)節(jié)器，所述旁路閥用于保護(hù)調(diào)節(jié)器避免暴露于在特定操作條件下的高速度和高壓強(qiáng)流體流動(dòng)。所述調(diào)節(jié)器和所述旁路閥通過限定入口和出口的共同閥體連接。所述調(diào)節(jié)器和所述旁路閥分別包括用來控制流體沿著在閥體的入口和出口之間連通的各自的調(diào)節(jié)器流路和旁路流路的流動(dòng)。每個(gè)控制組件被自然地偏置到打開位置，從而不阻止流體流過所述流路。而且，當(dāng)閥體中的流體壓強(qiáng)升高到相關(guān)的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)以上時(shí)，控制組件才移動(dòng)離開打開位置并進(jìn)入閉合位置。例如，在一種情形中，彈簧將旁路控制組件偏置打開，直到閥體中的壓強(qiáng)達(dá)到旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)，而另一彈簧將調(diào)節(jié)器控制組件偏置打開，直到閥體中的壓強(qiáng)達(dá)到調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)。這樣，當(dāng)調(diào)節(jié)器和旁路閥都打開時(shí)，在入口和出口之間流動(dòng)的流體沿著調(diào)節(jié)器流路和旁路流路流動(dòng)。在大多情形下，旁路流路的最小有效橫截面積將遠(yuǎn)大于調(diào)節(jié)器流路的最小有效橫截面積，從而大部分流體穿過旁路閥。由于旁路閥被指定為僅在特定操作條件下工作，而調(diào)節(jié)器被指定為在正常流動(dòng)條件下工作，所以兩個(gè)裝置的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)不同。更具體地，旁路閥的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)低于調(diào)節(jié)器的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)。這樣，當(dāng)旁路閥打開時(shí)，調(diào)節(jié)器保持打開并用作專用機(jī)構(gòu)來在正常條件下控制出口壓強(qiáng)。[0020]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1描繪了根據(jù)本公開的原理構(gòu)造的流體流動(dòng)控制裝置10的一種形式。流體流動(dòng)控制裝置10包括共用閥體16的調(diào)節(jié)器12和旁路閥14。在該形式中，閥體16包括一體的閥體，該閥體由單件材料構(gòu)成并限定入口 18、出口 20、通道22、調(diào)節(jié)器腔室24和旁路腔室26。
[0021]通道22是大體圓柱形的空間，其形成在閥體16的中心、入口 18和出口 20之間并與入口 18和出口 20連通。調(diào)節(jié)器腔室24也設(shè)置在閥體16的入口 18和出口 20之間，并且，在公開的形式中，包括三部分:閥部分24a、控制部分24b和排出部分24c。同樣地，旁路腔室26布置在閥體16的入口 18和出口 20之間，并也包括三部分:閥部分26a、控制部分26b和排出部分26c。調(diào)節(jié)器腔室24和旁路腔室26的閥部分24a、26a從通道22延伸到各自的控制部分24b、26b，排出部分24c、26c從各自的控制部分24b、26b延伸到閥體16的出Π 20。
[0022]因此，流體流動(dòng)控制裝置10的公開形式的閥體12限定兩個(gè)流體流路:經(jīng)由通道22和調(diào)節(jié)器腔室24在閥體16的入口 18和出口 20之間延伸的調(diào)節(jié)器流路FPl和經(jīng)由通道22和旁路腔室26在閥體16的入口 18和出口 20之間延伸的旁路流路FP2。如圖1中所示，調(diào)節(jié)器腔室24和旁路腔室26彼此分離。因此，調(diào)節(jié)器流路FPl和旁路流路FP2延伸穿過各自的腔室24、26的部分也彼此分離。調(diào)節(jié)器流路FPl和旁路流路FP2位于閥體16的入口 18、出口 20和通道22中的剩余部分可被認(rèn)為是例如共有的或重疊部分。
[0023]仍參見圖1，所示的流體流動(dòng)控制裝置10的調(diào)節(jié)器12僅是根據(jù)本公開實(shí)施的調(diào)節(jié)器的類型的一個(gè)示例，并可包括例如TESC0M50-2000系列調(diào)節(jié)器等液壓調(diào)節(jié)器。然而，本公開的流體流動(dòng)控制裝置10還可包括其它類型的調(diào)節(jié)器，例如，包括下列任一 TESCOM液壓控制系列調(diào)節(jié)器:50-2200，54-2000，54-2200，54-2800，或者下列任一 TESCOM氣動(dòng)控制系列調(diào)節(jié)器:44-1100，26-1000，26-2000，44-1300和44-4000。當(dāng)然，其它沒有特別提到的適當(dāng)調(diào)節(jié)器也可以結(jié)合到流體流動(dòng)控制裝置10。
[0024]在圖1中，公開的調(diào)節(jié)器12包括閥蓋28、調(diào)節(jié)器控制組件30、備用傳感器32和隔片組件33。如圖所示，閥蓋28包括限定閥蓋腔室34的中空圓柱形部件，并螺紋固定到閥體
16。更具體地，閥蓋28包括多個(gè)外螺紋36，其與在閥體16的調(diào)節(jié)器腔室24的內(nèi)部側(cè)壁上形成的多個(gè)內(nèi)螺紋38螺紋接合。備用傳感器32和隔片組件33通過閥蓋28的連接被固定在閥體16的調(diào)節(jié)器腔室24中。如此配置，并如圖所示，備用傳感器32和隔片組件33適合于幫助調(diào)節(jié)器12的正常操作以及過壓釋放功能，這將在下面進(jìn)行描述。
[0025]仍參見圖1，調(diào)節(jié)器12的調(diào)節(jié)器控制組件30包括加載裝置40和閥門裝置42。加載裝置40包括中心桿44、第一彈簧座46、第二彈簧座48以及調(diào)節(jié)器偏置裝置50，調(diào)節(jié)器偏置裝置50為控制彈簧形式，用于向閥門裝置42施加偏置力，這將在下面進(jìn)行描述。如圖所示，公開的控制組件30的中心桿44安裝在閥蓋腔室34中并從與閥體16相對的閥蓋28 —端延伸。第一彈簧座46安裝在中心桿44上。調(diào)節(jié)器偏置裝置50位于第一彈簧座46和第二彈簧座48之間，并朝著備用傳感器32遠(yuǎn)離第一彈簧座46偏置第二彈簧座48，這限制了第二彈簧座48遠(yuǎn)離第一彈簧座46的軸向移位。在流體流動(dòng)控制裝置10的公開形式中，第一彈簧座46被螺接到中心桿44，使得經(jīng)由外部調(diào)節(jié)旋鈕52旋轉(zhuǎn)中心桿44來調(diào)整第一彈簧座46在閥蓋腔室34中的軸向位置。因而，調(diào)節(jié)第一彈簧座46的位置能夠調(diào)整通過調(diào)節(jié)器偏置裝置50施加到第二彈簧座48的力的大小，這轉(zhuǎn)而調(diào)節(jié)了通過加載裝置40施加到閥門裝置42上的力的大小。
[0026]參見圖3，在公開的形式中，閥門裝置42 —般包括彼此相互同軸對準(zhǔn)的感測元件54、連接器56和控制元件58，用來打開和閉合調(diào)節(jié)器12以響應(yīng)于閥體16中的壓強(qiáng)變化。如圖所示，感測元件54可滑動(dòng)地設(shè)置在形成于備用傳感器32內(nèi)的通孔60中并包括鄰近加載裝置40的第二彈簧座48設(shè)置的第一端54a和遠(yuǎn)離第二彈簧座48的第二端54b。多個(gè)密封件55(例如，O形環(huán))和/或引導(dǎo)環(huán)57可位于感測元件54中以提供感測元件54和備用傳感器33之間的密封。球部件59布置在感測兀件54的第一端54a和第二彈簧座48之間，以確保即使由調(diào)節(jié)器偏置裝置50施加到第二彈簧座48的力沒有與這些組件對準(zhǔn)，感測元件54也保持相對于連接器56和控制元件58對準(zhǔn)。感測元件54的第二端54b包括變寬的感測表面62和軸向延伸的盲孔64，分別在圖3中示出。盲孔64包括從感測表面62稍微內(nèi)縮的臺肩表面64a并終止于橫向延伸穿過感測元件54的徑向孔67。當(dāng)執(zhí)行過壓釋放功能時(shí)，感測元件54的盲孔64和徑向孔67用于將過多的流體壓強(qiáng)排放出調(diào)節(jié)器12，這將在下面進(jìn)行描述。
[0027]繼續(xù)參見圖3，閥門裝置42的連接器56還包括第一端56a和第二端56b。第一端56a適于設(shè)置在感測元件54的盲孔64中，并在調(diào)節(jié)器12處于打開位置時(shí)緊靠臺肩表面64a，如圖1-3中所示。連接器56的第二端56b包括可滑動(dòng)地設(shè)置在閥座68的閥座孔70中的減小直徑部分66。在公開的形式中，閥座68可包括中空圓柱形部件，其螺紋緊固到第一保持元件72中，并轉(zhuǎn)而緊固到閥體16的調(diào)節(jié)器腔室24中。這樣，閥座68在閥體16中固定就位，以使得連接器56可滑動(dòng)地設(shè)置在其中，以用來打開和閉合控制元件58。
[0028]S卩，本形式的控制元件56可被描述為閥桿，并包括具有錐形鼻部分74的第一端58a和限定徑向延伸的耳部分76的第二端58b。如圖所示，閥桿58可滑動(dòng)地設(shè)置在固定到閥體16的調(diào)節(jié)器腔室24中的第二保持元件78中，并使用彈簧80朝著閥座58偏置。彈簧80被支撐在第二保持元件78的端壁82和閥桿58的耳部分76之間。
[0029]如所述，本公開的調(diào)節(jié)器12被偏置到打開位置，以使得調(diào)節(jié)器控制組件30自然不會阻止流體流動(dòng)通過調(diào)節(jié)器流路FPl。這樣，在沒有任何其它阻礙的情形下，調(diào)節(jié)器控制組件30在處于打開位置時(shí)允許流體流動(dòng)通過調(diào)節(jié)器流路FP1。更具體地，如圖1-3中所示，在打開位置上，調(diào)節(jié)器偏置裝置50偏置加載裝置40的第二彈簧座48，使其遠(yuǎn)離第一彈簧座46并接觸備用傳感器32。這將感測元件54、連接器56和閥桿58放置到它們各自的最左位置，相對于圖1-3中的定向。因此，如圖1-3中所示，連接器56的減小直徑部分66延伸穿過閥座68的閥座孔70并接觸鄰接閥桿58的錐形鼻部分74的末端74a，由此遠(yuǎn)離閥座孔70 —定間隔距離放置錐形鼻部分74。
[0030]如此配置，流體沿著調(diào)節(jié)器流路FPl從閥體12的入口 18經(jīng)過通道22和調(diào)節(jié)器腔室24流入出口 20，如圖3中箭頭所示。更具體地，從通道22，流體經(jīng)由第二保持元件78的末端中形成的孔84流動(dòng)通過調(diào)節(jié)器腔室24的閥部分24a。從那里，流體穿過閥座68的敞開的閥座孔70朝著感測元件54在閥桿58周圍流動(dòng)。退出閥座68時(shí)，流體經(jīng)由形成在隔片組件33中的一個(gè)或多個(gè)徑向孔86從調(diào)節(jié)器腔室24的控制部分24b流出到排出部分24c。從調(diào)節(jié)器腔室24的排出部分24c，流體直接流到閥體16的出口 20。
[0031]當(dāng)流體沿著調(diào)節(jié)器流路FPl流動(dòng)時(shí)，調(diào)節(jié)器腔室24的控制部分24b中的流體的壓強(qiáng)通過感測元件54的感測表面62來持續(xù)地檢測。這通過結(jié)合在感測表面62附近形成在隔片組件33上的一個(gè)或多個(gè)軸向通孔88來幫助。這樣，當(dāng)調(diào)節(jié)器12打開時(shí)，感測元件54持續(xù)地感測位于感測表面62上的流體的壓強(qiáng)，用來控制連接器56和閥桿54的精確位置。
[0032]因此，如果在入口 18處的壓強(qiáng)并由此在通道22中的壓強(qiáng)最終升高到預(yù)定的調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)以上時(shí)，感測元件54將開始向右移動(dòng)，相對于圖1-3中的定向，抵抗著調(diào)節(jié)器偏置裝置50的偏壓。感測元件54向右的任何運(yùn)動(dòng)必然減小感測元件54施加到連接器56和閥桿58上的力的大小。這樣，當(dāng)感測元件54向右移動(dòng)時(shí)，閥桿58和連接器56在第二保持元件78內(nèi)設(shè)置的彈簧80的推動(dòng)下也向右移動(dòng)。當(dāng)閥桿58向右移動(dòng)時(shí)，錐形鼻部分74逐漸移動(dòng)靠近閥座68的閥座孔70并進(jìn)一步限制通過調(diào)節(jié)器流路FPl流動(dòng)的流體的量。當(dāng)然，在調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)以下的入口壓強(qiáng)的任何減小都將允許調(diào)節(jié)器偏置裝置50自動(dòng)地向左重新放置感測元件54、連接器56和閥桿58，并到達(dá)如圖1-3中所示的打開位置。
[0033]如所述，流體流動(dòng)控制裝置10的本公開形式的調(diào)節(jié)器12還被配備來在閥體16的出口 20處的壓強(qiáng)變得過分高的情形下執(zhí)行過壓釋放功能。參見圖4，在這些情形下，出口20處的壓強(qiáng)被通向排放部分24c并進(jìn)入調(diào)節(jié)器腔室24的控制部分24b，如圖4中的箭頭所示。從那里，高出口壓強(qiáng)經(jīng)由穿過隔片組件33形成的徑向孔86和軸向孔88通過感測元件54的感測表面62感測到。在該高壓強(qiáng)下，通過克服由調(diào)節(jié)器偏置裝置50產(chǎn)生的力，感測元件54被推動(dòng)到其最右位置，相對于圖4中的定向。如此配置，在連接器54的末端54b處的盲孔64的臺肩表面64a脫離與連接器56的第一端56b的接合并遠(yuǎn)離連接器56的第一端56b。該移動(dòng)打開了盲孔64，這打開了釋放流路FP3，將過高的出口壓強(qiáng)排放到系統(tǒng)以外。
[0034]如圖4中所示，感測元件54中的盲孔64和徑向孔67結(jié)合備用傳感器32中形成的橫向孔90以及閥體16的側(cè)壁中形成一個(gè)或多個(gè)排放口 92限定了釋放流路FP3。盡管圖4中示出了排放口 92大致平行于入口 18和出口 20從閥體16退出，但是還可以優(yōu)選排放口 92垂直于入口 18和出口 20設(shè)置，這取決于最終使用的應(yīng)用。
[0035]引起打開釋放流路FP3的感測元件54的運(yùn)動(dòng)所需的壓強(qiáng)的量取決于通過調(diào)節(jié)器偏置裝置50施加到感測元件54的力。此外，由于感測元件54不再施加朝向圖4中左側(cè)偏置連接器56的力，閥元件58和連接器56通過設(shè)置在第二保持元件78中的彈簧80被推動(dòng)到它們相對于圖4中定向的最右位置。因此，彈簧80相對于閥座68的閥座孔70來推動(dòng)閥桿58的錐形鼻部分74，以關(guān)閉調(diào)節(jié)器流路FPl。這有利地阻止了到閥體16的入口 18的回流，并還可能幫助實(shí)現(xiàn)過壓釋放功能。
[0036]現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1-3，可以看出公開的流體流動(dòng)控制裝置10的調(diào)節(jié)器流路FPl是相當(dāng)彎曲和受限的。因此，本公開的流體流動(dòng)控制裝置10還包括一體的旁路裝置14。如圖1中所示，本公開的旁路裝置14包括旁路圓蓋94、旁路間隔件96和旁路控制組件98。旁路圓蓋94包括在旁路腔室26附近，更具體地，在旁路腔室26的控制部分26b附近可移除地連接到閥體16的中空圓柱形部件。在公開的形式中，旁路腔室26的控制部分26b包括限定第一肩部100、第二肩部102的臺階輪廓和與旁路圓蓋94的外螺紋側(cè)壁106可移除地螺紋接合的內(nèi)螺紋側(cè)壁104。
[0037]旁路間隔件96包括限定通孔108的環(huán)形本體和與旁路腔室26的控制部分26b的臺階輪廓互補(bǔ)的臺階輪廓。更具體地，旁路間隔件96包括軸向接合旁路腔室26的第一肩部100的外臺階肩部110。此外，如圖所示，旁路圓蓋94接合旁路間隔件96的端部，該端部與旁路腔室26的第一肩部100相對。如此配置，旁路間隔件96被夾設(shè)在旁路圓蓋94和旁路腔室26的第一肩部100之間。換句話說，旁路圓蓋94保持旁路間隔件96的外臺階肩部110與旁路腔室26的第一肩部100接觸鄰接。
[0038]同時(shí)，旁路圓蓋94和旁路間隔件96限定控制腔室112，控制腔室112位于旁路腔室26的控制部分26b中，旁路控制組件98最初位于控制腔室112中。該公開形式中的控制腔室112還可以通過設(shè)置在旁路間隔件96和旁路圓蓋94之間的排放口 115以及穿過閥體16的側(cè)部形成的相應(yīng)的通孔117排出。
[0039]該排出有利于旁路控制組件98的正當(dāng)操作。該旁路控制組件98包括控制元件114和旁路偏置裝置116?？刂圃?14包括具有第一端114a和第二端114b的圓柱形閥部件。該公開形式的第一端114a包括第一直徑Dl和具有例如錐形或圓形輪廓的閥座表面120。閥座表面120適于在旁路腔室26的閥部分26a和控制部分26b之間的分界處選擇性地接合由閥體16限定的閥座孔118，以選擇性地關(guān)閉旁路閥14并阻止流體流動(dòng)通過旁路流路 FP2。
[0040]仍參見旁路閥14的控制元件114，第二端114b包括大于第一端114a的第一直徑Dl的第二直徑D2并且也包括徑向法蘭122。偏置裝置116包括軸向設(shè)置在控制腔室112中、控制元件114的徑向法蘭116和旁路間隔件96之間的螺旋彈簧。如此放置，偏置裝置116偏置控制元件114的第一端114a的閥座表面120，使其遠(yuǎn)離閥座孔118并進(jìn)入如圖1中所示的打開位置。在所示的形式中，當(dāng)處于打開位置時(shí)，徑向法蘭122接觸旁路圓蓋94的內(nèi)部臺階肩部表面124來限制控制元件114遠(yuǎn)離閥座孔118的軸向移位。
[0041]為了便于旁路閥14的自動(dòng)操作，控制元件114還包括穿過控制元件114在第一端114a和第二端114b之間延伸的感測孔126。如此布置，在閥體16中鄰近控制元件114的第一端114a的任何流體壓強(qiáng)自動(dòng)地通過感測孔126傳送到控制元件114的第二端114b。另外，相同的流體壓強(qiáng)還被傳送到設(shè)置在控制元件114的第二端114b和旁路圓蓋94的鄰近內(nèi)壁130之間的感測腔室128。在這一點(diǎn)上，控制元件114的第二端114b限定了與圓蓋94的內(nèi)壁130相對的感測表面132。還如圖1中所示，第一密封部件134，可包括例如O形環(huán)，其在控制元件114和旁路圓蓋94之間圍繞控制元件114的第二端114b設(shè)置，使得感測腔室128基本上流體密封。另外，第二密封部件135也圍繞控制元件114的第一端114a，提供第一端114a和旁路間隔件96中的通孔108之間的流體緊密密封。第三密封部件137可設(shè)置旁路間隔件96和旁路圓蓋94的內(nèi)壁之間，如圖所示。如此配置，第二密封部件135和第三密封部件137用來減小或阻止從通道22和旁路腔室26的閥部分26a穿過旁路間隔件96的流體泄漏。在圖1中所示的形式中，第一密封部件134支撐在形成于旁路圓蓋94中的環(huán)形凹槽中，而第二和第三密封部件135、137支撐在旁路間隔件96中的環(huán)形凹槽中。
[0042]如此配置，在控制元件114的密封表面120上的任何壓強(qiáng)增加將自動(dòng)地傳送到控制元件114的相對端上的感測表面132。此外，由于控制元件114的第二端114b的直徑D2并由此感測表面132的直徑大于閥座表面120的直徑D1，感測腔室128中的流體力朝著與閥體16的閥座孔118相接合的閉合位置偏置控制元件114，如圖2中所示。移動(dòng)控制元件114遠(yuǎn)離圖1中所示的打開位置所需的壓強(qiáng)的量取決于通過旁路偏置裝置116施加到控制元件114的力的大小，并一般被稱作旁路裝置14的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)。
[0043]為了在高流速條件下使用這里公開的流體流動(dòng)控制裝置10來執(zhí)行旁路操作，如上所述，例如旁路裝置14的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)優(yōu)選小于調(diào)節(jié)器12的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)。如此配置，在任何流體被提供到裝置10的入口 18之前，調(diào)節(jié)器控制組件30和旁路控制組件98都位于圖1中所示的打開位置。即，調(diào)節(jié)器控制組件30不會阻止流體流動(dòng)通過調(diào)節(jié)器流路FPl，并且旁路控制組件98不會阻止流體流動(dòng)通過旁路流路FP2。因此，被提供到裝置10的任何流體自由地流動(dòng)通過調(diào)節(jié)器流路FPl和旁路流路FP2。
[0044]當(dāng)閥體16的入口 18處的壓強(qiáng)開始增加時(shí)，通道22、旁路腔室26和調(diào)節(jié)器腔室24中的壓強(qiáng)也開始增加。旁路腔室26中的壓強(qiáng)通過旁路裝置14的控制元件114的第二端114b支撐的感測表面132經(jīng)由感測孔126來連續(xù)地感測。同樣地，調(diào)節(jié)器腔室24中的壓強(qiáng)通過調(diào)節(jié)器12的感測元件54的感測表面62來連續(xù)地感測。如所述，旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)優(yōu)選小于調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)，這樣，閥體16中的壓強(qiáng)超過旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)，流體作用于控制元件114的感測表面132并迫使控制元件114克服旁路偏置裝置112的彈簧力，移動(dòng)遠(yuǎn)離圖1中所示的打開位置并最終進(jìn)入閉合位置。
[0045]如圖2中所示，當(dāng)處于閉合位置時(shí)，控制元件114的閥座表面120接合閥體16的閥座孔118并關(guān)閉旁路裝置14，由此阻止流體流動(dòng)通過旁路流路FP2。再次，這里公開的控制裝置10的旁路裝置14的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)低于調(diào)節(jié)器12的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)，因此，如圖2中所示，調(diào)節(jié)器12的調(diào)節(jié)器控制裝置30處于打開位置。例如，當(dāng)任何下游輸送管道被加壓理想的量并且調(diào)節(jié)器12在理想的壓強(qiáng)下維持將來的供給時(shí)，旁路裝置14和調(diào)節(jié)器12的這種狀態(tài)類似于正常操作條件。
[0046]如上面結(jié)合圖1中所述，當(dāng)調(diào)節(jié)器12和旁路裝置14都打開時(shí)，來自入口 18的流體沿著調(diào)節(jié)器流路FPl和旁路流路FP2流動(dòng)。在本公開實(shí)施例的一種形式中，控制裝置10可這樣工作，使得在這種情形中不均勻量的流體自然地流動(dòng)通過旁路裝置14。具體地，在一種形式中，打開時(shí)的旁路流路FP2的有效橫截面積可大于打開時(shí)調(diào)節(jié)器流路FPl的有效橫截面積，使得當(dāng)兩個(gè)流路打開時(shí)大多流體實(shí)際上通過旁路裝置14。在一些形式中，旁路流路FP2與調(diào)節(jié)器流路FPl的有效橫截面積之比在大約10:1到大約500:1的范圍內(nèi)，在大約25:1到大約500:1的范圍內(nèi)，在大約50:1到大約500:1的范圍內(nèi)，在大約50:1到大約400:1的范圍內(nèi)，在大約50:1到大約300:1的范圍內(nèi)，在大約50:1到大約200:1的范圍內(nèi)，在大約50:1到大約100:1的范圍內(nèi)，在大約100:1到大約500:1的范圍內(nèi)，在大約200:1到大約500:1的范圍內(nèi)，在大約300:1到大約500:1的范圍內(nèi)，在大約400:1到大約500:1的范圍內(nèi)，或者在適于目的應(yīng)用的任何其它比率。當(dāng)旁路裝置14和調(diào)節(jié)器12都打開時(shí)，比率越大，越多的流體將通過旁路流路FP2轉(zhuǎn)移。在一些其它形式中，對于給定的應(yīng)用，理想地，比率可小于上面列出的這些，包括1:1。
[0047]因此，本公開的流體流動(dòng)控制裝置10已經(jīng)被描述為這樣設(shè)置，使得當(dāng)相關(guān)的調(diào)節(jié)器控制組件30和旁路控制組件98處于各自的打開位置時(shí)，調(diào)節(jié)器流路FPl和旁路流路FP2都保持打開。如上所述，這種布置還允許流體流動(dòng)通過控制裝置10，以至少部分經(jīng)過調(diào)節(jié)器12。但是，在圖5和圖6中所示的流體流動(dòng)控制裝置10的改進(jìn)形式中，流體流動(dòng)控制裝置10可被配置成不管旁路裝置14何時(shí)打開，通過結(jié)合附加的偏置閥部件200，調(diào)節(jié)器流路FPl自動(dòng)地關(guān)閉。
[0048]如圖5和圖6中所示，該形式的流體流動(dòng)控制裝置10大體上類似于結(jié)合圖1-4所述的流體流動(dòng)控制裝置10，具有以下區(qū)別。例如，圖5和圖6中所示的閥體16還在通道22和調(diào)節(jié)器腔室24之間的交界處的位置限定了孔隙202。偏置閥部件200可滑動(dòng)地設(shè)置在孔隙202中，并根據(jù)旁路裝置14的位置在圖5中所示的閉合位置和圖6中所示的打開位置之間移動(dòng)。此外，如圖所示，裝置10包括設(shè)置在調(diào)節(jié)器腔室24中偏置閥部件200和第二保持部件78之間的附加偏置裝置204，用于將偏置閥部件200偏置到閉合位置。
[0049]偏置閥部件200 —般包括具有第一端200a和第二端200b的細(xì)長本體。第一端200a包括用于選擇性地接合孔隙202的錐形閥座部206和用作彈簧座的徑向法蘭208。第二端200b包括從錐形閥座部206經(jīng)過孔隙202延伸到閥體16的通道22的針狀部分210。針狀部分210比孔隙202窄以避免干擾。如圖5中所示，當(dāng)偏置裝置204將偏置閥部件200推動(dòng)到閉合位置時(shí)，錐形閥座部206接合閥體16中的孔隙202，由此基本阻塞了通道22和調(diào)節(jié)器腔室24之間的連通。然而，如圖6中所示，當(dāng)入口 18處的壓強(qiáng)超過旁路裝置14的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，控制元件114從打開位置移走并進(jìn)入閉合位置(例如，如上面結(jié)合圖1-3所述)，使得閥座表面120接合閥座孔118來閉合旁路裝置14。
[0050]在圖5和圖6中所示的形式中，控制元件114的第一端114a還接合偏置閥部件200的第二端200b的遠(yuǎn)端表面212，并相對偏置裝置204的力來自動(dòng)地推動(dòng)偏置閥部件200的錐形閥座部206遠(yuǎn)離孔隙202。這在孔隙202和錐形閥座部206之間形成了間隙，有效地打開了孔隙202，如圖6中所示，允許流體壓強(qiáng)進(jìn)入調(diào)節(jié)器腔室24并在正常操作中連通調(diào)節(jié)器12。
[0051]因此，在圖5和圖6中所示的形式的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于偏置閥部件200基本上完全地將調(diào)節(jié)器12與操作分離，同時(shí)旁路裝置14執(zhí)行旁路功能。調(diào)節(jié)器12的分離能夠進(jìn)一步延長調(diào)節(jié)器12的使用壽命。與現(xiàn)有形式相比，對于圖5和圖6中所示的形式的一種附加改進(jìn)是控制元件114中感測孔126的設(shè)計(jì)?？梢钥闯?，該形式的感測孔126包括剛好鄰近控制元件114的第一端114a的傾斜管道部分214(如圖6中標(biāo)識)。該傾斜管道部分214相對于感測孔126的縱向軸線傾斜角度α。角度α可以是足以將控制元件114的第一端114a中的開口從閥部件200移走的任何角度，例如，大約135°。如此配置，即使在接觸偏置閥部件200的遠(yuǎn)端表面212時(shí)，如圖6中所示，傾斜管道部分214可以幫助確保有效地且沒有阻礙地將壓強(qiáng)從通道22連通到控制元件114的相對第二端114b上的感測表面132。
[0052]圖7和圖9示出了圖5和圖6中形式的另一種改進(jìn)。在圖7和9中，傾斜管道部分214的角度α為大約90°。如此配置，當(dāng)旁路裝置14處于閉合位置時(shí)，鄰近控制元件114的第一端114a的感測孔126的開口連通閥體16的出口 20。這種配置在例如用于探測下游壓強(qiáng)損失的氣動(dòng)應(yīng)用中是有利的，其可能需要或希望旁路裝置14的再次打開。
[0053]盡管上面沒有明確描述，但是應(yīng)該理解的是當(dāng)圖1-6中任一圖的旁路裝置處于閉合位置時(shí)，控制元件114中的感測孔126繼續(xù)探測閥體16的入口 18和通道22處的壓強(qiáng)。這即使在入口 18和通道22處的壓強(qiáng)升高到旁路裝置14的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)以上時(shí)也發(fā)生。因此，當(dāng)入口 18和通道22處的壓強(qiáng)升高時(shí)，作用于控制元件114的第二端114b處的感測表面132上的感測腔128中的壓強(qiáng)也升高。感測表面132上的壓強(qiáng)的升高施加另一力，推動(dòng)控制元件114的閥座表面120更強(qiáng)地接合閥體16的閥座孔118。根據(jù)使用的力和持續(xù)時(shí)間，這種接合可能磨損閥座孔118。因此，如圖9中所示，本公開的流體流動(dòng)控制裝置10的旁路裝置14的一種形式還包括支撐在形成于閥座孔118中的環(huán)形凹槽302中的硬化插入件300。硬化插入件300可由硬化鋼、陶瓷或任何其它適當(dāng)材料形成。在一些形式中，控制元件114的閥座表面120同樣地或者替換地包括相似的硬化插入件。在其它形式中，插入件300可以不是硬化的插入件，而是由例如橡膠或塑料等構(gòu)成的軟化插入件。這種軟化插入件在這些情形中是有利的，其中旁路裝置14和調(diào)節(jié)器12的設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)并不是不同的，或者其中例如裝置10被用于氣動(dòng)系統(tǒng)中來提供更緊密的流體密封。
[0054]最后，圖10和圖11中示出了本公開的流體流動(dòng)控制裝置10的旁路裝置14的又一種改進(jìn)形式。在圖10和圖11中，旁路裝置14與結(jié)合前面附圖表示和描述的旁路裝置14基本相同，但是還包括用于選擇性地將控制元件114鎖定到閉合位置的過載鎖定件400。如圖所示，圖10和11中所示的過載鎖定件400包括可移動(dòng)地設(shè)置在形成于旁路圓蓋94中的螺紋孔404中的螺紋軸402。螺紋軸402可在其不會干擾控制元件114的未鎖定位置(圖11)和其將控制元件114限制在閉合位置的鎖定位置(圖10)之間移動(dòng)。
[0055]仍參考圖10和11，該形式的螺紋孔404包括螺紋部406和非螺紋部408。非螺紋部408具有比螺紋部406更大的直徑，并還包括容納一個(gè)或多個(gè)密封元件412的環(huán)形凹槽410。螺紋軸402包括螺紋部414、非螺紋部416和頭部418。螺紋軸402的螺紋部414與旁路圓蓋94中的螺紋孔404的螺紋部406螺紋接合，并從非螺紋部416離開，延伸到位于旁路圓蓋64的感測腔室128中的圓錐形遠(yuǎn)端420。遠(yuǎn)端420還容納卡環(huán)422，當(dāng)它接近圖11中所示的未鎖定位置時(shí)，卡環(huán)422通過接合旁路圓蓋94的內(nèi)壁130來限制螺紋軸402的運(yùn)動(dòng)。
[0056]如所示，螺紋軸402的非螺紋部416具有比螺紋部414大的直徑，使得螺紋軸402的橫截面輪廓大體上對應(yīng)于螺紋孔404的橫截面輪廓。這樣，由圓蓋94支撐的一個(gè)或多個(gè)密封元件412徑向地接合非螺紋部416以提供其間的流體緊密密封。該密封避免流體從感測腔128泄露出螺紋孔404。
[0057]螺紋軸402的頭部418設(shè)置在圓蓋94以外并且尺寸大于非螺紋部416。頭部418可包括凸表面，用來幫助通過手、例如通過使用工具來操作的六角形頭部或者適于目的應(yīng)用的任何其它結(jié)構(gòu)進(jìn)行的手動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0058]最后，為了確保過載鎖定件400不會干擾感測孔126有效地將閥體16中的操作壓強(qiáng)連通到感測腔室128中的能力，在圖10和圖11中所示的形式中的感測孔126包括鄰近控制元件114的第二端114b的傾斜管道部分424。傾斜管道部分424相對于控制元件114的縱向軸線成角度B設(shè)置，其中角度B充分尖銳，其將控制元件114的感測表面132中的開口遠(yuǎn)離例如螺紋軸402與控制元件114的接觸處布置，如圖10中所示。在一些形式中，角度B可以是大約135°或任何其它適當(dāng)角度。
[0059]通過如上所述構(gòu)造的過載鎖定件400，應(yīng)該理解的是通過頭部418的簡單旋轉(zhuǎn)，螺紋軸402能夠輕易地在鎖定位置(圖10)和非鎖定位置(圖11)之間移動(dòng)，使得螺紋軸402響應(yīng)于螺紋部406、414的相對運(yùn)動(dòng)而軸向地移位。
[0060]能夠選擇性地將控制元件114鎖定到閉合位置(圖10)有利地允許流體流動(dòng)控制裝置10用于低壓應(yīng)用(即，壓強(qiáng)低于旁路裝置14的旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng))。即，通過鎖定關(guān)閉的旁路裝置14，即使當(dāng)閥體16的入口 18處的壓強(qiáng)低于旁路裝置14的旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，流體流動(dòng)控制裝置10的調(diào)節(jié)器12也被允許將流體正常地輸送到閥體16的出口 20。能夠?qū)⒖刂圃?14鎖定到閉合位置的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它能夠幫助例如在調(diào)節(jié)器12上進(jìn)行泄漏測試。通過鎖定關(guān)閉的旁路裝置14，基本上供給到閥體16的入口 18的所有流體都經(jīng)由調(diào)節(jié)器流路FPl流動(dòng)通過調(diào)節(jié)器12。[0061]基于示例的流體流動(dòng)控制裝置10的前面描述，本公開還涉及使用流體流動(dòng)控制裝置10對流體流動(dòng)控制裝置10下游的流體管道進(jìn)行加壓的方法。即，根據(jù)該方法，這里公開的流體流動(dòng)控制裝置10有利地提供了自動(dòng)打開和關(guān)閉旁路閥14和自動(dòng)操作調(diào)節(jié)器12。
[0062]根據(jù)該方法，最初，流體將在一般低壓但是可能高流速下供給到流體流動(dòng)控制裝置10的閥體16的入口 18。在這種條件下，旁路偏置裝置116自動(dòng)地將旁路裝置14的旁路控制組件98偏置到打開位置，如圖1中所示。此外，調(diào)節(jié)器偏置裝置50自動(dòng)地將調(diào)節(jié)器12的調(diào)節(jié)器控制組件30偏置到如圖1中所示的打開位置。如此配置，旁路控制組件98和調(diào)節(jié)器控制組件30不會阻止流體流動(dòng)通過旁路流路FP2和調(diào)節(jié)器流路FPl。
[0063]在這里公開的流體流動(dòng)控制裝置10的形式中，旁路控制組件98經(jīng)由旁路偏置裝置116的推動(dòng)被偏置到打開位置，旁路偏置裝置116可包括例如螺旋彈簧。該螺旋彈簧偏置旁路控制組件98的控制元件114離開閥體16的閥座孔118。同樣，調(diào)節(jié)器控制組件98經(jīng)由調(diào)節(jié)器偏置組件50的推動(dòng)被偏置到打開位置，調(diào)節(jié)器偏置組件50也包括螺旋彈簧。調(diào)節(jié)器偏置組件50將調(diào)節(jié)器控制組件30的調(diào)節(jié)器控制元件58(即，閥桿58)偏置離開閥座68的閥座孔70。
[0064]此外，在上述條件下，當(dāng)旁路裝置14和調(diào)節(jié)器12都處于打開位置時(shí)，經(jīng)由感測孔126通過旁路控制組件98的控制元件114的第二端114b上的感測表面132，旁路裝置14持續(xù)地感測閥體16的通道22中的流體的壓強(qiáng)，該壓強(qiáng)與閥體16的入口 18處的壓強(qiáng)相關(guān)。同時(shí)，通過調(diào)節(jié)器控制組件30的感測元件54的第二端54a上的感測表面62，調(diào)節(jié)器12持續(xù)地感測閥體16中的相同壓強(qiáng)。
[0065]一旦閥體16的入口 18處并且由此閥體16的通道22中的壓強(qiáng)達(dá)到或超過預(yù)定設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)，這由旁路裝置14的控制元件114的感測表面132感測到，并且旁路控制組件98自動(dòng)地移動(dòng)到例如圖2中所示的閉合位置。更具體地，閥體16中的壓強(qiáng)經(jīng)由感測孔126被連通到感測腔室128，并相對旁路偏置裝置116的偏置作用于感測表面132來推動(dòng)控制元件114，直到第一端114a上的閥座表面120接合并抵接閥座孔118。在這種結(jié)構(gòu)中，旁路裝置14阻止流體通過旁路流路FP2流動(dòng)。
[0066]只要閥體16中的壓強(qiáng)高于旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)并低于調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)，調(diào)節(jié)器12就保持打開以允許流體流動(dòng)經(jīng)過流體流動(dòng)控制裝置10。因此，該公開的方法還包括當(dāng)由調(diào)節(jié)器控制組件30的感測元件54的感測表面62感測的壓強(qiáng)等于或大于旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，將調(diào)節(jié)器控制組件30保持在其打開位置，如圖1-3中所示。此外，該方法還包括當(dāng)由感測元件54的感測表面62感測的壓強(qiáng)等于或大于調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，自動(dòng)地將調(diào)節(jié)器控制組件30移動(dòng)到閉合位置。在閉合位置上，通過使調(diào)節(jié)器控制元件58接合并抵接閥座68的閥座孔70，調(diào)節(jié)器控制組件38有效地阻止流體流動(dòng)通過調(diào)節(jié)器流路FPl。
[0067]前面描述了通過本公開的流體流動(dòng)控制裝置10實(shí)施的基本方法。相對于例如圖5和6公開的改進(jìn)，本公開還包括當(dāng)旁路流路FP2打開時(shí)，自動(dòng)地關(guān)閉調(diào)節(jié)器流路FP1。而且，本公開還包括當(dāng)旁路流路FP2關(guān)閉時(shí)，自動(dòng)地打開調(diào)節(jié)器流路FPl。在一個(gè)示例中，是這樣實(shí)現(xiàn)的:通過在旁路控制組件98處于打開位置時(shí)，自動(dòng)將圖5和圖6的偏置閥部件200布置到閉合位置(圖5)以阻止流體流入調(diào)節(jié)器流路FP1，并通過在旁路控制組件98處于閉合位置時(shí)，自動(dòng)將偏置閥部件200布置到打開位置(圖6)，以允許流體流入調(diào)節(jié)器流路FP1。自動(dòng)將偏置閥部件200布置到閉合位置可包括使用彈簧204將閥部件200偏置到接合通道22和調(diào)節(jié)器腔室24之間由閥體16形成的孔隙202。因此，為了將閥部件200自動(dòng)布置到打開位置，當(dāng)旁路控制元件114移動(dòng)到閉合位置時(shí),如圖6中所示，閥部件200通過旁路控制元件114被推離孔隙202。
[0068]在又一種形式中，該方法還可包括當(dāng)旁路閥14關(guān)閉時(shí)，感測閥體16的出口 20處的壓強(qiáng)，從而如果出口 20的下游壓強(qiáng)減小，那么旁路閥14將感測到該減小并自動(dòng)再次打開。如所述，這可通過上面結(jié)合圖7和圖8描述的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，用于加壓的方法還包括當(dāng)旁路控制組件98處于閉合位置時(shí)，通過旁路控制組件98的控制元件114的相同感測表面132來感測出口 20處的壓強(qiáng)。
[0069]鑒于上述內(nèi)容，應(yīng)該理解本公開的范圍和內(nèi)容僅用作說明，本發(fā)明并不限于任何特定實(shí)施例，相反，本發(fā)明由包括其任何等同特征的下列權(quán)利要求的范圍來限定。此外，盡管不同附圖中示出了本公開的不同形式，但是任何形式或形式的任何方面可以組合。這樣，每個(gè)不同的形式并不是獨(dú)立的并區(qū)別于其它形式。相反，所有的形式在本【技術(shù)領(lǐng)域】的可能的范圍內(nèi)相互互補(bǔ)。
【權(quán)利要求】
1.流體流動(dòng)控制裝置，包括: 閥體，其限定入口、出口、布置在所述入口和所述出口之間的通道、布置在所述通道和所述出口之間的調(diào)節(jié)器腔室以及布置在所述通道和所述出口之間的旁路腔室； 調(diào)節(jié)器流路，其經(jīng)由所述通道和所述調(diào)節(jié)器腔室在所述閥體的入口和出口之間延伸，所述調(diào)節(jié)器流路具有第一有效橫截面積； 旁路流路，其經(jīng)由所述通道和所述旁路腔室在所述閥體的入口和出口之間延伸，所述旁路流路具有大于所述第一有效橫截面積的第二有效橫截面積； 旁路閥，其連接到所述閥體并包括旁路控制組件，所述旁路控制組件包括旁路控制元件和旁路偏置裝置，所述旁路控制元件能夠相對于所述閥體的所述旁路腔室在允許流體流動(dòng)通過所述旁路流路的打開位置和阻止流體流動(dòng)通過所述旁路流路的閉合位置之間移動(dòng)，所述旁路偏置裝置朝著所述打開位置推動(dòng)所述旁路控制元件，以使得當(dāng)所述旁路腔室中的流體壓強(qiáng)等于或大于旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，所述旁路控制元件僅處于所述閉合位置，以及 調(diào)節(jié)器，其連接到所述閥體并包括調(diào)節(jié)器控制組件，所述調(diào)節(jié)器控制組件包括調(diào)節(jié)器控制元件和調(diào)節(jié)器偏置裝置，所述調(diào)節(jié)器控制元件能夠相對于所述閥體的所述調(diào)節(jié)器腔室在不阻止流體流動(dòng)通過所述調(diào)節(jié)器流路的打開位置和阻止流體流動(dòng)通過所述調(diào)節(jié)器流路的閉合位置之間移動(dòng)，所述調(diào)節(jié)器偏置裝置朝著所述打開位置推動(dòng)所述調(diào)節(jié)器控制元件，以使得所述調(diào)節(jié)器控制元件處于所述打開位置，直到所述閥體的所述調(diào)節(jié)器腔室中的流體壓強(qiáng)等于或大于調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)， 其中，所述調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)大于所述旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述閥體包括限定所述入口、所述出口、所述通道、所述調(diào)節(jié)器腔室和所述旁路腔室的單個(gè)材料構(gòu)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述閥體還限定鄰近所述旁路腔室的閥座孔，當(dāng)所述旁路控制元件處于所述閉合位置時(shí)，所述閥座孔適于由所述旁路控制元件接口 ο
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述旁路閥還包括鄰近所述旁路腔室可移除地連接到所述閥體的旁路圓蓋，以使得所述旁路控制元件和所述旁路偏置裝置布置在所述旁路圓蓋和所述閥體的所述閥座孔之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述旁路控制元件還包括鄰近所述旁路圓蓋布置的感測表面和延伸穿過所述旁路控制元件的感測孔，所述感測孔至少在所述旁路控制元件處于所述打開位置時(shí)提供在所述閥體的通道和所述感測表面之間的流體連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述旁路偏置裝置包括螺旋彈簧，所述螺旋彈簧遠(yuǎn)離所述閥座孔并朝著所述旁路圓蓋偏置所述旁路控制元件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二有效橫截面積與所述第一有效橫截面積之比在大致10:1到大致500:1的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述第二有效橫截面積與所述第一有效橫截面積之比在大致50:1到大致300:1的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述旁路閥還包括過載鎖定件，所述過載鎖定件能夠在將所述旁路控制元件接合并限制在所述閉合位置的鎖定位置和允許所述旁路控制元件在所述打開位置和所述閉合位置之間自由移動(dòng)的非鎖定位置之間移動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述閥體還限定了布置在所述通道和所述調(diào)節(jié)器腔室之間的孔隙，并且所述裝置還包括布置在所述調(diào)節(jié)器腔室和所述通道中至少一個(gè)中的偏置閥部件，當(dāng)所述旁路控制元件處于所述打開位置時(shí)，所述偏置閥部件處于與所述孔隙接合并阻止流體流動(dòng)通過所述調(diào)節(jié)器流路的閉合位置，并且當(dāng)所述旁路控制元件處于所述閉合位置時(shí)，所述偏置閥部件處于脫離與所述孔隙的接合的打開位置。
11.流體流動(dòng)控制裝置，包括: 閥體，其限定入口、出口、布置在所述入口和所述出口之間的通道、布置在所述通道和所述出口之間的調(diào)節(jié)器腔室、布置在所述通道和所述出口之間的旁路腔室以及布置在所述旁路腔室中的閥座孔； 調(diào)節(jié)器流路，其經(jīng)由所述通道和所述調(diào)節(jié)器腔室在所述閥體的所述入口和所述出口之間延伸； 旁路流路，其經(jīng)由所述通道和所述旁路腔室在所述閥體的所述入口和所述出口之間延伸； 調(diào)節(jié)器，其連接到所述閥體，用于控制流體沿所述調(diào)節(jié)器流路的流動(dòng)，所述調(diào)節(jié)器包括調(diào)節(jié)器控制組件，所述調(diào)節(jié)器控制組件被配置成處于不阻止流體流動(dòng)通過所述調(diào)節(jié)器流路的打開位置和阻止流體流動(dòng)通過所述調(diào)節(jié)器流路的閉合位置，所述調(diào)節(jié)器控制組件還被偏置到所述打開位置，以使得所述調(diào)節(jié)器控制組件處于所述打開位置，直到由所述調(diào)節(jié)器感測的所述通道中的流體壓強(qiáng)等于或大于調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)；以及 旁路閥，其連接到所述閥體并包括旁路圓蓋、旁路控制元件和旁路偏置裝置，所述旁路圓蓋鄰近所述旁路腔室可移除地連接到所述閥體，所述旁路控制元件可滑動(dòng)地布置在所述旁路腔室中，并包括限定鄰近所述閥座孔布置的閥座表面的第一端和限定鄰近所述旁路圓蓋布置的感測表面的第二端，所述旁路偏置裝置布置在所述旁路控制元件和所述閥座孔之間， 所述旁路控制元件能夠在所述閥座表面遠(yuǎn)離所述閥座孔的打開位置和所述閥座表面接合所述閥座孔的閉合位置之間移動(dòng)，所述旁路偏置裝置朝著所述打開位置推動(dòng)所述旁路控制元件，以使得所述旁路控制元件處于打開位置，直到由所述旁路控制元件的所述感測表面感測的所述通道中的流體壓強(qiáng)等于或大于旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)， 其中，所述旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)小于所述調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)器流路具有第一有效橫截面積，并且所述旁路流路具有大于所述第一有效橫截面積的第二有效橫截面積。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述閥體包括限定所述入口、所述出口、所述通道、所述調(diào)節(jié)器腔室、所述旁路腔室和所述閥座孔的單個(gè)材料構(gòu)件。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述旁路控制元件還包括穿過所述旁路控制元件從所述第一端延伸到所述第二端的感測孔，當(dāng)所述旁路控制元件處于所述打開位置時(shí)，所述感測孔提供所述閥體的所述通道和所述旁路控制元件的所述感測表面之間的流體連通。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，還包括間隔件，其固定在所述旁路腔室中在所述旁路偏置裝置和所述閥座孔之間并限定引導(dǎo)孔，所述旁路控制元件被可滑動(dòng)地布置成穿過所述引導(dǎo)孔。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述旁路偏置裝置包括螺旋彈簧。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第二有效橫截面積與所述第一有效橫截面積之比在大致10:1到大致500:1的范圍內(nèi)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第二有效橫截面積與所述第一有效橫截面積之比在大致50:1到大致300:1的范圍內(nèi)。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述旁路閥還包括過載鎖定件，所述過載鎖定件能夠在將所述旁路控制元件接合并限制在所述閉合位置的鎖定位置和允許所述旁路控制元件在所述打開位置和所述閉合位置之間自由移動(dòng)的非鎖定位置之間移動(dòng)。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述閥體還限定布置在所述通道和所述調(diào)節(jié)器腔室之間的孔隙，并且所述調(diào)節(jié)器還包括布置在所述調(diào)節(jié)器腔室和所述通道中至少一個(gè)中的偏置閥部件，當(dāng)所述旁路控制元件處于所述打開位置時(shí)，所述偏置閥部件處于與所述孔隙接合并阻止流體流動(dòng)通過所述調(diào)節(jié)器流路的閉合位置，并且當(dāng)所述旁路控制元件處于所述閉合位置時(shí)，所述偏置閥部件處于脫離與所述孔隙的接合的打開位置。
21.一種通過具有自動(dòng)旁路功能的調(diào)節(jié)器加壓流體管道的方法，其特征在于，所述方法包括步驟: 將流體供給到閥體的入口，所述閥體還限定出口、布置在所述入口和所述出口之間的通道、與所述通道連通的調(diào)節(jié)器腔室以及與所述通道連通的旁路腔室； 將連接到所述閥體的所述旁路腔室的旁路控制裝置的旁路控制組件偏置到打開位置，由此打開經(jīng)由所述通道和所述旁路腔室在所述閥體的所述入口和所述出口之間延伸的旁路流路； 將連接到所述閥體的所述調(diào)節(jié)器腔室的調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)器控制組件偏置到打開位置，以使得所述調(diào)節(jié)器控制組件不阻止流體流動(dòng)通過經(jīng)由所述通道和所述調(diào)節(jié)器腔室在所述閥體的所述入口和所述出口之間延伸的調(diào)節(jié)器流路； 通過所述旁路控制組件的感測表面來感測所述閥體的所述通道中的流體的壓強(qiáng)； 通過所述調(diào)節(jié)器控制組件的感測表面來感測所述閥體的所述通道中的流體的壓強(qiáng)； 當(dāng)通過所述旁路控制組件的感測表面感測的壓強(qiáng)等于或大于旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，將所述旁路控制組件自動(dòng)移動(dòng)到閉合位置，由此阻止流體流動(dòng)通過所述旁路流路；以及 當(dāng)通過所述調(diào)節(jié)器控制組件的感測表面感測的壓強(qiáng)等于或大于所述旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，將所述調(diào)節(jié)器控制組件保持在其打開位置。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)通過所述調(diào)節(jié)器控制組件的感測表面感測的壓強(qiáng)等于或大于調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)時(shí)，將所述調(diào)節(jié)器控制組件自動(dòng)移動(dòng)到閉合位置，由此阻止流體流動(dòng)通過所述調(diào)節(jié)器流路，其中，所述調(diào)節(jié)器設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)大于所述旁路設(shè)定點(diǎn)壓強(qiáng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，將所述旁路控制組件偏置到打開位置包括使用彈簧推動(dòng)所述旁路控制組件的旁路控制元件遠(yuǎn)離所述閥體的閥座孔。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，將所述調(diào)節(jié)器控制組件偏置到打開位置包括使用彈簧推動(dòng)所述調(diào)節(jié)器控制組件的調(diào)節(jié)器控制元件遠(yuǎn)離所述調(diào)節(jié)器的閥座孔。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述旁路控制組件處于所述打開位置時(shí)，將布置在所述通道和所述調(diào)節(jié)器腔室之間的閥部件自動(dòng)定位于閉合位置，由此阻止流體流入所述調(diào)節(jié)器流路，以及當(dāng)所述旁路控制組件處于所述閉合位置時(shí)，將所述閥部件自動(dòng)定位于打開位置，由于允許流體流入所述調(diào)節(jié)器流路。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，將所述閥部件自動(dòng)定位于閉合位置包括使用彈簧將所述閥部件偏置到在所述通道和所述調(diào)節(jié)器腔室之間的位置處與由所述閥體形成的孔隙接合。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，將所述閥部件自動(dòng)定位于打開位置包括當(dāng)所述旁路控制元件移動(dòng)到所述閉合位置時(shí)使用所述旁路控制元件推動(dòng)所述閥部件遠(yuǎn)離所述孔隙。
28.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)所述旁路控制組件處于所述閉合位置時(shí)，通 過所述旁路控制組件的感測表面來感測在所述閥體的出口處的壓強(qiáng)。
【文檔編號】F16K37/00GK103968117SQ201410025383
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月28日
【發(fā)明者】T·W·拉森, C·R·柯克納, G·C·繆爾 申請人:泰思康公司