用于气体调节器的改进流动阀口的利记博彩app
【专利说明】
[0001] 本申请是申请日为2008年4月18日、申请号为200880012623. 3、发明名称为"用 于气体调节器的改进流动阀口"的发明专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本文要求提交于2007年4月20日、名称为"用于气体调节器的改进流动阀口"的 美国临时专利申请60/913, 123的优先权，且其整个内容通过引用清楚地并入本文。
技术领域
[0004] 本发明涉及气体调节器，更具体而言，涉及具有带有可移除阀口的调节阀的气体 调节器。
【背景技术】
[0005] 典型的气体分配系统输送气体所在的压力可以根据系统的需求、气候、供应源和/ 或其他因素改变。然而，大多数配备有例如熔炉、烤炉等煤气设备的终端用户设备需要根据 预定压力、并在安装在系统中的气体调节器的最大容量或低于该最大容量时输送气体。这 种气体调节器被应用于这些分配系统，以确保输送的气体满足终端用户设备的需求。传统 气体调节器大体上包括进行检测并控制输送气体的压力的闭环控制机构。
[0006] 除了闭环控制之外，一些传统气体调节器包括安全阀。该安全阀例如在调节器或 流体分配系统的某一其他部件出现故障时提供过压保护。因此，如果输送压力上升超过预 定的阈值压力，则安全阀打开，从而将至少一部分气体排放到大气，由此降低系统的压力。
[0007] 图1图示一个传统气体调节器10。该调节器10大体上包括致动器12和调节阀 14。调节阀14限定入口 16、出口 18和喉部11。入口 16用于接收例如来自气体分配系统 的气体。出口 18用于将气体输送到例如具有一个或多个煤气设备的工厂、餐馆、公寓大楼 等终端用户设备。此外，调节阀14包括由喉部11支撑并设置在入口 16和出口 18之间的 阀口 136。气体必须通过阀口 136,从而在调节阀14的入口 16和出口 18之间行进。
[0008] 致动器12被连接到调节阀14,以确保调节阀14的出口 18处的压力，即出口压力， 与期望出口压力或控制压力一致。为此，致动器12通过阀嘴34和致动器嘴20与调节阀14 流体连通。致动器12包括对调节阀14的出口压力进行检测和调节的控制组件22。具体 地，控制组件22包括隔膜24、活塞32和具有阀盘28的控制臂26。阀盘28包括大致柱状 的主体25和固定到该主体25的密封插件29。隔膜24检测调节阀14的出口压力。控制组 件22进一步包括控制弹簧30,该控制弹簧30与隔膜24的顶侧接合以抵消检测到的出口压 力。相应地，期望出口压力（也可被称为控制压力）通过控制弹簧30的选择进行设定。
[0009] 隔膜24通过活塞32被可操作地连接到控制臂26,从而被连接到阀盘28,并基于 检测到的出口压力来控制调节阀14的开启。例如，当终端用户操作例如熔炉等对调节器10 下游的气体分配系统施加需求的设备时，出口流动增大，从而降低出口压力。相应地，隔膜 24检测到这种降低的出口压力。这使得控制弹簧30伸展并使活塞32和控制臂26的右侧 相对于图1的方向向下移动。控制臂26的这种位移使阀盘28移动远离阀口 136,从而打开 调节阀14。如此构造，所述设备能够根据操作所需的需求通过阀口 136将气体朝调节阀14 的出口 18抽吸。
[0010] 图IA图示传统调节阀10的安装在图1所示的调节阀14的喉部11内的传统阀口 136。图IA所示的阀口 136包括具有阀座138、六角形螺母部140和主体部142的一件式主 体。阀座138从螺母部140伸出，并适于与阀盘28接合以关闭调节阀14。主体部142包括 与调节阀14的喉部11螺纹啮合的多个外螺纹143。如此构造，阀口 136能够从调节阀14 移除，以能够被替换成具有不同结构的不同阀口，从而使调节阀14的操作和流动特性适合 具体应用。
[0011] 此外，图IA所示的传统实施例的阀口 136限定用于允许气体通过调节阀14的细 长的孔道144。孔道144为包括入口 144a和出口 144b的具有基本上均匀直径Dl的柱形 孔。入口 144a包括倒角内表面148。如此构造，气体按照由图IA中的流动箭头146所指的 流动路径流过阀口 136。更具体地，气流进入孔道144的入口 144a，然后离开出口 144b。然 而，由于流体动力学的基本概念，例如边界层效应，气流沿着所示的流动箭头146,该流动箭 头146从孔道144的侧壁朝向出口 144b分离。因此，孔道144具有由从出口 144b排出的 气流限定的有效直径D2。该有效直径D2小于实际直径D1。因此，孔道144和阀口 136的 最大潜在流动能力未被实现。
[0012] 图2图示适于提供主级密封和次级或辅助密封的可替换的传统阀口 236。阀口 236 大体上包括壳体260、插装筒262和弹簧264。插装筒262可滑动地设置在壳体260内，并 包括入口 262a、出口 262b和细长的孔道244。孔道244大体上呈柱形，并包括入口部244a 和出口部244b。在图2所示的实施例中，入口部244a具有的均匀直径Dl稍微大于出口部 244b的均匀直径D2。另外，在所示的实施例中，插装筒262的入口 262a包括倒角内表面 292。弹簧264将插装筒262偏压到图2所示的位置，这对应于阀口 236提供主级密封，如 下所述。如此构造，气体按照由流动箭头246指示的流动路径流过传统阀口 236。更具体 地，气流进入孔道244的入口部244a，然后离开出口部244b。然而，由于流体动力学的基本 概念，例如边界层分离，气流沿着流动箭头246流动。具体地，当气体到达孔道244的出口 部244b时与孔道244的侧壁分离。因此，孔道244的出口部244a具有由从出口部244b排 出的气流限定的有效直径D3。该有效直径D3小于实际直径D1。因此，与上述参见图IA的 阀口 136相似，孔道244和阀口 236的最大潜在流动能力未被完全实现。
[0013] 继续参见图2,壳体260包括具有六角形螺母部266、主体部268和遮挡部270的中 空、大致柱形的壳体。主体部268包括容纳插装筒262的内孔274。主体部268进一步包括 多个螺纹272,用于螺纹连接到调节阀14的喉部11，如所示。因此，壳体262的螺母部266 适于通过例如气动棘轮的工具接合，从而将阀口 236安装到调节阀14的喉部11中。遮挡 部270包括通过一对支腿282与壳体262的主体部268隔开的板280。板280包含包括例 如橡胶表面273的次级阀座271。如此构造，遮挡部270在壳体260中限定一对窗口 284。 窗口 284允许气体流入阀口 236并流过调节阀14。
[0014] 因此，在正常操作状态，插装筒262的出口 262b用作主级阀座，并适于与控制组件 22的阀盘28接合，从而停止通过调节阀14的流体流动。然而，当阀盘28试图密封插装筒 262时，碎肩或一些其它类型的异物沉积在阀盘28和插装筒262的出口 262b之间，主级密 封不能停止通过阀口 236的气体流动。于是，调节器10下游的压力即出口压力增大。隔膜 24检测到这种压力的增大，进一步导致阀盘28受到朝向阀口 236的力。该力最终克服弹 簧264的力，并将插装筒262移位到壳体260中，使得入口 262a接合次级阀座271的橡胶 表面273。如此构造，壳体260的次级阀座271密封入口 262a，并阻挡气体流过壳体260的 窗口 284,从而防止气体流过插装筒262和调节阀14。
[0015] 然而一旦对系统施加下游需求，隔膜24检测到出口压力的下降并使阀盘28移动 远离阀口 236。弹簧264偏压插装筒262回到图2所示的位置，并且任何之前沉积在阀盘 28和插装筒262的出口 262a之间的碎肩排出并向下游流动。
[0016] 重新参见图1且如上所述，传统调节器10进一步起安全阀的作用。具体地，控制 组件22包括安全弹簧40和泄放阀42。隔膜24包括贯穿其中央部分的开口 44,活塞32包 括密封杯38。安全弹簧40被设置在活塞32和隔膜24之间，用于在正常操作过程中正对 密封杯38偏压隔膜24以关闭开口 44。一旦发生故障，例如控制臂26发生断裂，控制组件 22不再直接控制阀盘28,通过调节阀14的流动将阀盘28移动到最大开启位置。这使得最 大量的气体流入致动器12。因此，随着气体充满致动器12,压力正对隔膜24聚集，迫使隔 膜24远离密封杯38,从而暴露开口 44。气体因此流过隔膜24中的开口 44,并流向泄放阀 42。泄放阀42包括阀塞46和将阀塞46偏压到如图1所示的闭合位置的释