平衡壓強調(diào)節(jié)器和用于平衡壓強調(diào)節(jié)器的平衡閥塞組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開大體上涉及平衡壓強調(diào)節(jié)器，更具體地，涉及一種具有包括可變壓強感應(yīng)區(qū)域的平衡閥內(nèi)件的平衡壓強調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]壓強調(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。例如，在化學(xué)加工廠或煉油廠中，壓強調(diào)節(jié)閥被用于操作流動的流體以補償需求的增加或減少，或補償其他負(fù)荷擾動，這樣使該流體壓強被調(diào)節(jié)。同樣，壓強調(diào)節(jié)閥可被用于水管裝置，以維持預(yù)定的流體壓強，該流體壓強根據(jù)需求的變化自動調(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，壓強調(diào)節(jié)閥補償下游需求的變化。例如，當(dāng)下游需求增加時，壓強調(diào)節(jié)閥打開以允許更多的流體流經(jīng)該壓強調(diào)節(jié)閥，因此維持了一個相對恒定的下游壓強。另一方面，當(dāng)下游需求減少時，壓強調(diào)節(jié)閥關(guān)閉以減少流經(jīng)該壓強調(diào)節(jié)閥的流體的量，再次維持了一個相對恒定的下游壓強。
[0003]壓強調(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)具有高壓強的入口流體，并在該閥塞的另一例具有低壓強的出口流體。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)上游壓強減少時，非平衡閥經(jīng)歷了一種并不期望的下游壓強的增加。由于多數(shù)壓強調(diào)節(jié)閥試圖維持恒定的下游壓強，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側(cè)的流體壓力引起的，該流體壓力試圖移動該閥塞到關(guān)閉位置。因此，該閥必須具有某種機構(gòu)以抵制在該閥塞上的這種流體壓力。因為抵制該流體壓力的機構(gòu)典型地具有一個設(shè)定點，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變化)，由這種機構(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)，因為在這些應(yīng)用中，有一個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該入口流體壓強降低。
[0004]非平衡閥還受到對閥座產(chǎn)生的損害的影響。在具有高入口壓強的非平衡閥中，作用在大閥孔上的流體壓強能夠壓壞該閥座。因此，非平衡閥對于高壓強、大孔的應(yīng)用是不理想的。
[0005]為了處理在更高流動應(yīng)用中的該衰減入口特性，平衡壓強調(diào)節(jié)器被開發(fā)出來。在平衡壓強調(diào)節(jié)器中，上游壓強的一部分被轉(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)，因為作用在該閥座的上游和下游的閥塞表面上的流體壓強沒有差異，該差異會迫使該閥塞朝向關(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)合一個或多個排放通路或端口而實現(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器側(cè)。
[0007]圖1示出了一個典型的邊緣感應(yīng)隔膜型壓強調(diào)節(jié)器。壓強調(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上的一個或多個緊固件44。一個或多個平衡通道或通路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)器在高入口壓強下承受高增壓(boost)，這引起在高入口壓強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)隔膜型壓強調(diào)節(jié)器。該壓強調(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上的一個或多個緊固件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)器在低入口壓強下承受高降壓(droop)，這引起在低入口壓強下的流量損耗。
【實用新型內(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感應(yīng)區(qū)域的平衡閥內(nèi)件的平衡壓強調(diào)節(jié)器。
[0014]根據(jù)本實用新型的一個示例性方面，平衡壓強調(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)本實用新型的另一個示例性方面，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)任一個或多個前述的方面，所述平衡壓強調(diào)節(jié)器和/或平衡閥塞組件還可包括任一個或多個下述的優(yōu)選形式。
[0017]在一些優(yōu)選形式中，所述平衡壓強調(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感應(yīng)彈簧。
[0021]在其它優(yōu)選形式中，所述壓強感應(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施例都可用于有利地提供低入口壓強下的低降壓和高入口壓強下的低增壓，由此導(dǎo)致了在從低到高的入口壓強范圍內(nèi)的增加的流量。