專利名稱：用于過程分析器的流體流選擇器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及流體流選擇器。更具體地說，本發(fā)明涉及對正在通往過程分析器的樣品流的選擇。
采用一個單獨的自動的過程分析器對多個樣品流進行分析是一種常見的方法。此方法顯著降低了石化廠、精煉廠和其它與過程有關的工廠中氣體和液體過程流的分析成本。樣品流通常通過管道(或稱岐管)被輸送到一個分析器附近。一個自動的閥岐管(通常以電子控制的方式)將各分立的樣品流順序地選擇和導引到自動分析器處。通常將這種用閥調(diào)節(jié)流量的結構稱為“流體流選擇岐管”。
特別重要的是不要發(fā)生樣品流的交叉污染，即選用于分析的一個樣品流不被另一個樣品流所污染。最為可能的交叉污染源是來自流體流選擇閥岐管中的“流體流選擇閥”的泄漏。
另一個常見的問題是選用于分析的流被前次樣品流的殘余流體所污染。這可能發(fā)生在閥岐管與分析器之間的共用通道上。閥岐管的設計采用的是或者具有“死空間”即不規(guī)則通道的方案，或者具有較大的內(nèi)部空間，這樣需要有較長的樣品流動時間來清除來自一個在先選定的樣品流的所有的剩余流體“難以清除”的內(nèi)部閥岐管空間的一個共同的源是具有不規(guī)則內(nèi)部表面的管附件。死空間的一個共同的源是“非選定”的流的隔斷閥與通向一分析器的共同的樣品流通道之間的空間。
當需要較長的樣品流清除周期時，會降低在一個給定的期間內(nèi)一個分析器所完成的分析次數(shù)。這將因需要增加分析器或因需要對目前的分析法進行其它的負作用過程調(diào)整而增加分析成本。
不過，最重要的問題是所清除的必須排出的樣品材料體積的增大。這樣還提高了成本，并且加大了污染環(huán)境的危險。
用于流體流選擇岐管中的閥的最重要部分是為常見的氣動及液壓流體輸送的用途設計的。為了適合流體流選擇管的要求，現(xiàn)在已對閥的設計做了某些改進。但是幾乎很少有專為此用途而設計的閥，由于那些主要為流體流選擇設計的閥具有單一的隔斷閥的結構，而使即使出現(xiàn)輕微的泄漏時也易于發(fā)生交叉污染這樣的問題。
組合式閥岐管結構用途很廣，是人所共知的。不過，這些岐管是為了便于加入或拆除各個閥，以及減少所需的管道和/或管附件的數(shù)目的目的而設計的。它們的主要目的是減少氣動及液壓的空間而不是減少分析用途中的空間。因此，很少考慮到減少內(nèi)部體積和/或“死”(未清除的)空間，或者考慮到殘余流體的交叉污染。即使有的話，也只有極少數(shù)具有能防止交叉污染的雙向隔斷及抽吸(DBB)功能。一些岐管/閥裝置甚至允許岐管組件疊加以形成具有所需長度的一個岐管;不過，這些閥是一個分立的實體，并且接到岐管上。
流體流選擇閥的另一個常見的問題是樣品流體的“瞬時噴射”。這種現(xiàn)象發(fā)生在閥桿密封失效的時候。通常用一個金屬波紋管或金屬膜來密封與閥的內(nèi)密封機構相連的外啟動連接部。這種結構對降低閥瞬時噴射非常有效，特別是與一個二級密封機構一同使用時更是如此。不過，金屬波紋管或金屬膜膜脆化(特別是在富氫的樣品流裝置中)以及重復動作所致的疲勞經(jīng)常使柄密封件過早失效。此外，采用波紋管/膜密封件的閥價格昂貴，因此限制了其應用。另外，當波紋管/膜失效時，可使引起身體發(fā)炎的和/或有毒流體會突然釋放到周圍環(huán)境。總之，波紋管/膜閥桿密封裝置在其正常使用期間非常有效，但卻有嚴重的及潛在的不安全的失效問題。
通常最好用氣動裝置代替電動裝置用于有害的或需清除電干擾的環(huán)境中的閥。目前的閥裝置一般采用多個分立的氣動致動器，這些致動器通常裝在閥的外部，其中有一個機械連接件穿過一個密封件而與內(nèi)部的閥機構相連。這種結構使裝置很笨重，占據(jù)了寶貴的面板空間的很大一部分。當考慮在一個典型的分析器內(nèi)腔或環(huán)境中布設面板空間時，這是一個特別重要的因素。這種笨重的結構還妨礙了使內(nèi)部的閥一岐管空間最小化所需的緊密連接。
一般來說，本發(fā)明一方面提供了一種用于過程分析器的閥組件。所述的組件包括具有一個第一開口的一個第一隔斷閥，具有一個第二開口的一個第二隔斷閥，以及具有一個第二開口的一個排泄閥。設計和安裝第一和第二隔斷閥時應使二者同時關閉或同時開啟。設計和安裝隔斷閥和排泄閥時應使在第一模式時，隔斷閥關閉并且排泄閥開啟，而在第二模式時，隔斷閥開啟而排泄閥開閉，并且在第三模式時，所有的閥都開啟以保證組件處于完全排空狀態(tài)。
閥組件還包括平面密封件，通過把密封件壓到一個平的密封表面，可以關閉閥，并且通過切斷密封件與平的密封表面的接觸，可以打開閥。
第二方面，本發(fā)明提供了一種流體流選擇閥岐管。閥岐管包括第一和第二閥組件并列組合在一起，形成一個共同的出口通道及一個共同的排泄通道。每個閥組件包括兩個隔斷閥及一個排泄閥。設計和安裝這些隔斷閥時應使二者同時關閉或同時開啟。設計和安裝這三個閥時應使在第一模式時，隔斷閥關閉并且排泄閥開啟，在第二模式時，隔斷閥開啟并且排泄閥關閉，而在第三模式時，所有的三個閥都開啟以保證組件處于完全排空狀態(tài)。
每個閥組件還包括平面密封件，通過把密封件壓到一個平的密封表面，可以關閉閥，并且通過切斷密封件與平的密封表面的接觸，打開閥。一個隔斷閥與一個入口通道相通。另一個隔斷閥與一個出口通道相通。排泄閥與一個排泄閥相通。無逆流部件使第一和第二閥組件保持為一種固定的結構，其中第一和第二閥組件的出口通道成一直線以形成一條通向并穿過無逆流保持部件的共同的出口通道，并且從第一和第二閥組件而出的排泄通道成一直線以形成一條共同的排泄通道從而保證岐管處于完全排空狀態(tài)。
第二，本發(fā)明提供了一種單一結構的隔斷排泄閥組件。該組件包括一個隔斷閥、一個樣品流體室、一個排泄室、一個內(nèi)部氣動致動器、一個樣品入口第一通道、一個樣品出口第二通道、第三和第四通道、用于關閉隔斷閥的第一偏移部件、用于開啟閥的第二偏移部件，以及具有一個腔的一個主體，該腔用來容納隔斷閥、樣品流體室、排泄室、氣動致動器以及第一、第二、第三和第三通道。
內(nèi)部氣動致動器包括一個氣動活塞以及一個致動器室。設計和安裝致動器室時應使之能從一個外部的源接受壓縮氣體。
第一偏移部件通過使活塞沿一個第一方向移動而關閉隔斷閥。包括壓縮氣體在內(nèi)的第二偏移部件通過使活塞沿一個第二方向移動而開啟隔斷閥。
設計和安裝隔斷閥時應使當閥關閉時，把流體的流動隔斷在入口通道和樣品流體室之間，當閥開啟時，入口通道、樣品流體室及出口通道都處于流體流動的范圍之中。
入口通道提供了一個用于使流體從外部環(huán)境流向樣品流體室的部件。出口通道提供了一個用于使流體從樣品流體室流向外部環(huán)境的部件。第三通道提供了一個用于將壓縮氣體引導進致動器室的部件。第四通道提供了一個用于把流體流動限制在排泄室和一個適于安全地處置容納于閥組件之中的流體的外部區(qū)域之間的部件。排泄室和第四通道之中的壓力通常保持在等于或低于樣品流體室、樣品入品通道，樣品出口通道及致動器室內(nèi)壓力的水平上，以避免組件內(nèi)的樣品流體或壓縮氣體瞬時發(fā)射到外部環(huán)境的未受保護的區(qū)域。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的原理所制成的用于一過程分析器的一個流體流選擇閥岐管的第二實施例的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明原理制成的用于一個過程氣相色譜儀的一個關閥門和大氣基準排出口的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的原理制成的用于一過程分析器的一個流體流選擇閥岐管的第一實施例的示意圖。
圖4是圖3中所示意的流體流選擇閥岐管的等角投影示意圖。
圖5是圖2中所示的一個起關閉和大氣基準的出口的等角投影示意圖。
圖6是圖1中所示的用于一過程分析器的一個流體流選擇閥岐管的第二實施例的示意圖。
圖7是圖4中所示的閥岐管沿線7-7的截面示意圖。
圖8是圖4中所示的閥岐管沿線8-8的截面示意圖。
圖9和10是圖7中所示的閥岐管的截面示意圖的局部。
圖11是去掉圖3和4中所示的流體流選擇閥岐管中的一個閥組件的示意圖。
圖12是圖4中所示的岐管沿12-12線的截面示意圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明原理所制成的一個單個的隔斷排泄閥組件的垂直截面示意圖。
在一個第一實施例(圖3)中，本發(fā)明提供了用于一過程分析器的一種閥組件33。組件33包括一個內(nèi)部氣動致動器、一個入口隔斷閥33b、一個出口隔斷閥33c和一個排泄閥33d。兩隔斷閥33b、33c的構成和配置應能使二者能同時關閉或同時開啟。設計和安裝排泄閥33d時應使當隔斷閥33b、33c開啟時，排泄閥33d關閉;當隔斷閥33b、33c關閉時，排泄閥33d開啟。二個閥33b、33c、33d容納于一個主體16，并受該主體處置和控制，主體16具有分別通向入口閥33b、出口閥33c及排泄閥33d的一個入口19、一個出口18a及一個排泄口17(圖7-10)。
內(nèi)部氣動致動器包括一個具有一個桿15a和一個凸緣15b的提升閥15、使提升閥15向下的第一偏移部件了及使提升閥向上運動的第二偏移部件(圖7、9和10)。第一偏移部件3可以是一個彈簧3、壓縮氣體或其它部件。不過，第一偏移部件最好是裝在腔32中的彈簧3。第二偏移部件最好是壓縮氣體，它的彈力比第一偏移部件3更大，并且當此二力方向相反時，此第二偏移部件的力占優(yōu)勢。
三個閥33b、33c、33d和氣動致動器設置在主體16的一個腔26中(圖7)。
當提升閥15處于其最低位置時(圖7)，受第一偏移部件3的作用，并且沒有第二偏移部件，樣品入口和出口閥33b、33c處于關閉或隔斷狀態(tài)，并且排泄閥33d處于開啟狀態(tài)。當提升閥處于其最高位置時(圖9)，受第二偏移部件作用，排泄和出口閥33b、33c開啟，排泄閥33d關閉。在提升閥在兩個極端位置之間的轉(zhuǎn)換期，三個閥33b、33c、33d都開啟(圖10)。
不難理解，提供第二偏移部件的腔26部分所處的壓力即使在沒有第二偏移部件時也比大氣壓大許多。這種情況對避免流體從組件主體16瞬時噴射而出是十分有益的。因此，如上所述，不難理解，在此應使第二偏移部件的壓力限定為大得足以超過第一偏移部件的壓力。
閥33b、33c和33d最好包括平面密封部件。閥33b、33c和33d包括O型環(huán)則更好(圖7、9和10)。
更具體地說，密封插件底部13位于在腔26的較低端26b通過減少其截面所形成的肩部26a上。O形環(huán)10b將密封插件底部13的外表面密封在腔26的內(nèi)表面上。密封插件11設置在密封插件13之上。O形環(huán)10a將密封插件頂部11和密封插件底部13保持在固定的位置上。包括桿15a和凸緣15b的提升閥15沿軸向在腔26內(nèi)伸縮。在提升閥15的較低表面中的槽29a和29b保持住O形環(huán)12a和12b。設置在通道30中的一個準直釘31使O形環(huán)1a與通道32軸向準直，使O形環(huán)12b與通道30軸向準直。超出其保持槽29a的范圍之外而伸縮的O形環(huán)12a的一個部分12a當受壓而抵在第一室24的較低表面并與通道32軸向準直時，構成了樣品入口閥33b，該閥或者隔斷住流體，或者使流體在樣品入口通道19，通道32和第一室24之間流通。與此相似，O形環(huán)12b構成了樣品出口閥33c，它或者隔斷住流體，或者使流體在出口通道18a，通道30和第一室24之間流通。O形環(huán)14沿軸向設置在提升閥桿15a的較低端15aa、提升閥凸緣15b的表面及密封插件底部13的下表面周圍，構成了排泄閥33d，該閥或者隔斷住流體，或者使流體在第一室24和通道28、27和17之間流通(圖7、8和12)。
槽29a和29b的寬度分別為O形環(huán)12a和12b寬度的約75%至約95%。槽29a和29b的寬度分別為O形環(huán)12a和12b寬度的約80%至約90%時較好。更好的情況是，O形環(huán)12a和12b是由用Shore“A”硬度計所測量的硬度在約65至約75硬度單位的彈性體制成，并且槽29a和29b的深度分別為O形環(huán)12a和12b寬度的約87%至約91%。
提升閥15受壓縮返回彈簧3經(jīng)致動器墊圈5、致動器活塞9和一個E形環(huán)4b面而作用于提升閥桿15a的向下的力作用而通常處于最低的位置(圖7)。
第二室39包括腔26的中部。第二室39是由密封插件頂部11的上平面和活塞9的下平面構成的。當?shù)诙?9受一個壓力足夠大的外部氣動源(圖中未示出)的壓縮作用時，來自氣動壓力源施加在活塞9的下表面的向上的力克服了壓縮返回簧3所施加的向上的力而使提升閥15提高到其最上部的位置(圖9)。當提升閥15在其兩個極端位置之間轉(zhuǎn)變時，它只在很短的時間內(nèi)處于圖10中所示的中間位置。
O形環(huán)6b和12c在插式密封件的頂部11和提升閥桿15a之間形成了一個動態(tài)密封，由此而保證了在通道28和第二室39之間桿15a的任何處流體的隔離。
活塞9和墊圈5通過E形環(huán)4a和4b而軸向設置并保持在提升閥15的上部15ab。由墊圈5而保持并軸向設置在由活塞9的上表面和墊圈5的下表面所構成的第三室26a中的O形環(huán)6a實現(xiàn)了流體在第二室39和第四室32之間的隔離，簧3就置于該第四室內(nèi)，并且該第四室以大氣為參照(與大氣壓平衡)。第四室32由蓋板2的下表面和墊圈5的上表面構成。O形環(huán)7在活塞9和腔26的內(nèi)壁形成了動態(tài)密封。通過螺栓1a和1b固定在主體16的頂部16a的蓋板2保持住壓縮簧3(圖7)。
在第二實施例(圖3、4和8)中，本發(fā)明提供了一種用于過程分析器的流體流選擇閥岐管2a。岐管2a包括(a)多個并排組合起來的氣動閥組件33，(b)第一和第二端板4c和4d，以及(c)第一和第二安裝托架40a和40b。每個閥組件33中的通道18a與岐管2a中鄰近的閥組件33的通道18a準直?？墒沽黧w可在其中與鄰近的組件33的通道18a流通的第一和第二端板4c和4d提供了用于使外部流體流到一個單獨的、由各分立的組件33的出口通道18a構成的共用通道18的部件。
在每個組件33的通道18a處的一個壓蓋18aa形成了與鄰近的組件33的通道18a和/或端板4c、4d的流體密封。閥組件33中的各通道17結合起來以便同蓋板17a中的O形環(huán)12E相密封，構成一個共同的排泄通道36，該通道在端板4c中的終點是一個螺線孔50。通道17在端板4d處由一個蓋板48b中的一個O形環(huán)17b封閉起來(圖3和8)。
采用安裝板40a和40b(圖4和8)會便于安裝。整個岐管2a由螺桿41a和螺帽41b連在一起。通過在第一螺桿41a的一端松動第一螺桿41b，可以通過從第一點100a沿路徑100繞著置于第一狹槽45中的第一螺桿41a把它旋轉(zhuǎn)到第二點100b，拆掉閥組件33(圖11)。當閥組件33的旋轉(zhuǎn)程度足以把第二狹槽42從置于第二狹槽42中的一個第二螺桿41a拆掉時，可以把組件33從岐管2a拆掉(圖4和11)。當這樣拆掉組件33時，剩下的組件33和端板4c、4d仍處于安裝好的狀態(tài)。這樣，岐管2a的結構可以在此范圍內(nèi)迅速更換一個或多個閥組件33。
各閥組件的通道18a構成一個通向一分析器(圖中未示出)的共同通道18(圖1和3)。此共同通道18所占據(jù)的體積非常小，并且易于排空。通道18直而平滑，具有規(guī)則表面，并且沒有“死空間”或者空的空間，因此顯著減少了在來自預先選定的樣品流被排出前所有剩余的流體樣品流出(排出)所需的時間。在一個優(yōu)選的實施例中，通道18的寬度在約0.06英寸至約0.08英寸之間。每個閥組件33中的每個通道18a的體積在約0.06至約0.08立方厘米之間，因此通道18a和18不會限制流體流動。閥組件的Cv為0.05。通道18a非?？拷隹陂y33c。把出口閥33c與通道18a連接起來的通道30的長度最好為約0.045至約0.055英寸(圖7、9和10)。通道18a沒有“死”空間或者無法排空的空間，因此當它被用作流體在岐管2a中的導管時可以完全而迅速地把流體排出(圖8)。端板4c和4d的內(nèi)部通道36和47(圖8)的寬度都分別為約0.07英寸，并且其結構中沒有“死”空間或者無法排空的空間。從而使供整個岐管2a所用的共同通道18的體積很小并且沒有死空間。
當閥組件33被啟動并且隔斷閥33b、33c開啟時，來自組件的樣品流體流進共同通道18并且流出兩端板4c、4d(圖4和8)。兩條流動通徑可以結合在岐管2a的外部，或者二者可以分開，流體從一個端板流到排泄口或旁路，并且流體從另一個端板流入分析器中。這種流體流動的方式保證了整個共同通道18被充分排空，因而顯著地降低了配件的數(shù)量以及裝配閥岐管2a所需的人力和時間。
在第三實施例(圖2和5)中，本發(fā)明提供了一個用于過程氣相色譜儀(圖中未示出)的一個關閉閥及大氣基準排泄口2b。通過把O形環(huán)12b從兩個閥組件33中的每一個中的提升閥15(圖7、9和10)上去掉，并且如圖中所示的那樣設置改進了的組件33a，形成了用于截斷來自一個氣相色譜儀(圖中未示出)的噴射閥12的樣品環(huán)路10的樣品流體的一個樣品關閉閥和大氣基準排泄閥裝置。兩個閥組件33a裝在一個無逆流組件主體40之中。
在第四實施例中，本發(fā)明2c(圖1和6)提供了一種流體流選擇閥岐管，該岐管包括兩個并列置于一個無逆流組件主體41中的閥組件33，因此不需要岐管2a中的端板4c，4d和安裝托架40a、40b(圖4和圖8)。
在第五實施例中，本發(fā)明提供了一種用于選擇性地控制流體流動的單一的隔斷排泄閥組件。
參考圖13，圖中表明單一的隔斷排泄組件79由一個隔斷閥、一個樣品流體室52、一個排泄室53和一個內(nèi)部氣動致動器組成，所有的部件都置于主體51中的一個腔56中。設計和安裝隔斷閥時應使在閥關閉時的流體的流通被隔斷在一個入口通道54和樣品流體室52之間。在隔斷閥處于“開啟位置”時，入口通道54、樣品流體室52和出口通道55處于流體流通狀態(tài)。出口通道55及樣品流體室52在隔斷閥的“開啟”和“關閉”這兩個位置時都處于流體流通狀態(tài)。
提升閥57軸向置于腔56中。提升閥57的下表面61中的槽58使第一O形環(huán)59與通道54軸向準直。在槽58之外伸展的O形環(huán)59的某一部分60連同室52的下表面，構成了隔斷閥，當O形環(huán)59的下部60被壓至室60的下表面71并且與通道54軸向準直時，該隔斷閥關閉了閥門。通道54提供了使流體從主體51的外部環(huán)境流向樣品流體室52的部件。通道55提供了使流體從樣品流體室52流向主體51的外部環(huán)境的部件。不需改變閥組件79的功能就可變換通道54和55的功能。
致動器活塞63是通過增大提升閥在縱向中心附近的寬度而形成的。提升閥通常通過壓縮返回簧62施加到致動器活塞63的向下的力而保持在圖13中所示的最低的位置。
內(nèi)部氣動致動器包括一個致動器活塞63和一個致動器室64。當通過一個通道65把一個氣壓足夠大的外部氣源加到致動器室64上時，由氣壓所引起的施加到致動器活塞63的下表面的向上的力克服了壓縮彈簧62所施加的向下的力，并且把提升閥提升至其最高的位置。與蓋板67接觸的提升閥57的上表面66限制了在其最高位置處提升閥57的移動。蓋板67通過螺栓69和70而固定到主體51的頂部68。與室51的下表面71相接觸的O形環(huán)59的部分60限制了在其最低位置處提升閥57的移動。
當提升閥57在其最低位置時，隔斷閥處于關閉狀態(tài)，而當提升閥57在其最高位置時，隔斷閥處于開啟狀態(tài)。
室52是通過在提升閥57和腔56的內(nèi)表面之間的環(huán)形套筒而在從腔56的下表面71至第三個O形環(huán)73之處形成的。
排泄室53是通過在提升閥57和腔56的內(nèi)表面之間的環(huán)形套筒而在從第二個O形環(huán)72至第三個O形環(huán)73之處形成的。
致動器室64是通過在提升閥57和腔56的內(nèi)表面之間的環(huán)形套筒而在從第三個O形環(huán)73至第四個O形環(huán)74之處形成的。返回彈簧被置于一個在第四O形環(huán)74和蓋板的下表面67之間的腔56的上部中所形成的彈簧室75之中。
通道76使流體可以在排泄室53與主體51的外部環(huán)境之間流通。終止于閥主體的外表面的通道76的末端通常通過帶有一個適于安全地處置容納于樣品流體室52之中的樣品流體的區(qū)域(圖中未示出)的管道或管子部件而處于流體流通狀態(tài)。通道76和室53之中的壓力通常保持在等于或低于樣磊流體室52、通道54、通道55和室64中壓力的水平。
O形環(huán)在室52、53、64和75之間形成了對流體的密封。假如O形環(huán)72失效，致使來自樣品流體室52的樣品流體進入排泄室53，通道76也將把這股流體導向上述的可安全處置的區(qū)域中去。
與此相似，假如O形環(huán)失效，那么O形環(huán)73破裂所致的進入到排泄室53的來自供氣管的氣體也將被導向與通道76連通的可對氣體進行安全處置的外部區(qū)域去。
這些特征使本發(fā)明的裝置具有“排泄”特色，保證了裝置不會發(fā)生從閥組件79瞬時噴射出會污染周圍大氣的樣品流體或氣動氣體，因此解決了至今仍在困擾著已有技術的這個問題。
安裝孔77和78提供了安裝閥組件51的方便的部件。
每個閥的平面密封結構對密封部件中的劃痕和/或不勻度、對樣品流體中可能存在的尖銳的顆粒、乃至對密封部件有害的小的結構缺陷的耐受力都很強。
在為示意本發(fā)明而敘述了特定的具體的實施例和細節(jié)的同時，很顯然，對本領域普通技術人員來說，在不違背本發(fā)明的基本原則和范圍的前提下，可以做出許多改進。
權利要求
1.一種隔斷排泄閥組件，包括(a)一個具有一個第一孔的第一隔斷閥；(b)一個具有一個第二孔的第二隔斷閥；設計和安裝第一和第二隔斷閥時應使二者能同時關閉或同時開啟；(c)一個具有一個第三孔的排泄閥，排泄閥構成了與第一和第二隔斷閥的連接，并且可相互連通；使隔斷閥和排泄閥的構成和配置符合下述要求在第一模式時，隔斷閥關閉并且排泄閥開啟；在第二模式時，隔斷閥開啟并且排泄閥關閉；并且在第三模式時，所有的閥都開啟；(d)平面密封部件，通過把密封部件壓至一個平的密封面，該部件可關閉所述閥，并且通過切斷密封部件與平的密封面之間的接觸，該部件可開啟所述閥；(e)用于把密封部件抵到平的密封面以關閉閥的部件；以及(f)用于切斷密封部件與密封面之間的接觸以開啟閥的部件。
2.如權利要求1所述的閥組件，其中用丁把密封部件抵到平的密封面以關閉閥以及用于切斷密封部件與密封面之間的接觸的部件包括一個提升閥以及一個內(nèi)部氣動致動器。
3.如權利要求2所述的閥組件，其中氣動致動器包括(g)第一偏移部件，用于使提升閥處于一第一方向，以便在使排泄閥開啟的同時密封住隔斷閥的開口，使閥組件處于第一模式;并且(h)第二偏移部件，用于使提升閥處于一第二方向，以便在使第一和第二隔斷閥開啟的同時密封住排泄閥的開口，使閥組件處于第二模式;第三模式是在從第一模式到第二模式之間過渡或在從第二模式到第一模式之間過渡的瞬間形成的。
4.如權利要求3所述的閥組件，其中第一偏移部件包括一個壓縮彈簧，并且第二偏移部件包括壓縮氣體。
5.如權利要求3所述的閥組件，其中第一和第二偏移部件包括壓縮氣體。
6.如權利要求4所述的閥組件，還包括(i)一個主體，具有分別用于第一隔斷閥、第二隔斷閥和排泄閥的一個入口、一個出口以及一個排泄口，設計和安裝所述的主體應使之能把氣動致動器和所述的那些閥容納在主體內(nèi)的一個腔中。
7.如權利要求6所述的閥組件，其中主體腔包括(j)一個從腔的低端延伸至密封插件底部的第一部分;(k)一個從密封插件頂部的上表面延伸而出的第二部分;(l)一個從密封插件頂部延伸至致動器活塞的下表面的第三部分;(m)一個從活塞的上表面延伸至蓋板的下表面的第四部分;隔斷和排泄閥置于腔的第一部分中，排泄通道在腔的第二部分中，第二偏移部件在腔的第三部分中，第一偏移部件在腔的第四部分中。
8.如權利要求7所述的閥組件，其中第一室的下表面是隔斷閥的密封表面，并且密封插件底部的下表面是排泄閥的密封表面。
9.如權利要求9所述的閥組件，其中第一和第二隔斷閥是由當壓在第一室的下表面時會密封住的第一和第二O形環(huán)所構成的。
10.如權利要求8所述的閥組件，其中排泄閥包括當壓在密封插件底部的下表面時會密封住的一個第三O形環(huán)。
11.如權利要求6所述的閥組件，其中主體腔(j)具有上端和下端;(k)具有一個中間部分;(l)具有一個通過減小在腔的下端處的截面積而形成的肩部;(m)包括一個設置在肩部上的密封插件底部;(n)包括一個把密封插件底部的外表面密封在腔的內(nèi)表面的O形環(huán);(o)包括一個置于密封插件底部上方的密封插件頂部;(p)包括一個把密封插件頂部的外表面密封在腔的內(nèi)表面的O形環(huán);(q)包括一個用于把密封插件頂部和密封插件底部保持為一個固定形狀的部件;(r)包括一個提升閥，該提升閥包括一個桿和一個凸緣，提升閥在一個空腔內(nèi)軸向延伸，該桿具有上端和下端;(s)包括分別與出口和入口連通的第一和第二通道;(t)包括置于第一通道中、用于保持第一O形環(huán)與第一通道以及第二O形環(huán)與第二通道軸向準直的準直部件;(u)包括分別對應于第一和第二O形環(huán)的第一和第二保持槽;(v)包括一個軸向置于提升閥桿的下端的第三O形環(huán)(w)包括一個軸向置于并保持在提升閥桿的上端、用于使提升閥相對于第二偏向部件向上移動的第三O形環(huán);(x)包括在密封插件頂部和提升閥桿之間提供動態(tài)密封的第四和第五O形環(huán);以及(y)包括一個在活塞和腔的內(nèi)側(cè)表面提供動態(tài)密封的第六O形環(huán)。
12.如權利要求11所述的閥組件，其中第一和第二槽的寬度和深度分別為第一和第二O形環(huán)寬度的約75%至約95%。
13.如權利要求11所述的閥組件，其中第一和第二槽的寬度和深度分別為第一和第二O形環(huán)寬度的約80%至約90%。
14.如權利要求11所述的閥組件，其中第一和第二O形環(huán)是由用Shore“A”硬度計所測量的硬度在約65至約75硬度單位的彈性體制成，并且第一和第二槽的深度分別為第一和第二O形環(huán)寬度的約87%至約91%。
15.一種流體流選擇閥岐管，包括(a)一個第一閥組件，所述的閥組件包括(a1)一個具有一個第一孔的第一隔斷閥;(a2)一個具有一個第二孔的第二隔斷閥;設計和安裝第一和第二隔斷閥時應使二者能同時關閉或同時開啟;(a3)一個具有一個第三孔的排泄閥，排泄閥構成了與第一和第二隔斷閥的連接，并且可相互連通;設計和安裝第一和第二隔斷閥及排泄閥時應使在第一模式時，第一和第二隔斷閥關閉并且第一排泄閥開啟;在第二模式時，第一和第二隔斷閥開啟并且第一排泄閥關閉;并且在第三模式時，第一和第二隔斷閥及第一排泄閥都開啟;(a4)平面密封部件，通過把密封部件壓至一個平的密封面，該部件可關閉所述閥，并且通過切斷密封部件與平的密封面之間的接觸，該部件可開啟所述閥;(a5)用于把密封部件抵到密封面以關閉閥的部件;以及(a6)用于切斷密封部件與密封面之間的接觸以開啟閥的部件;(a7)一個用于第一隔斷閥的第一入口通道;(a8)一個用于第二隔斷閥的第一出口通道;(a9)一個用于第一排泄閥的第一排泄通道;(b)一個第二閥組件，包括(b1)一個具有一第四孔的第三隔斷閥(b2)一個具有一第五孔的第四隔斷閥;設計和安裝第三和第四隔斷閥時應使此二閥可同時關閉或同時開啟;(b3)一個具有一第六孔的第二排泄閥，第二排泄閥構成了接合了第三和第四隔斷閥并且使三者相連通;設計和安裝第二和第四隔斷閥及第二排泄閥時應使在第一模式時，第三和第四隔斷閥關閉并且第二排泄閥開啟;在第二模式時，第三和第四隔斷閥開啟并且第二排泄閥關閉;并且在第三模式時，第三和第四隔斷閥及第二排泄閥都開啟;(b4)平面密封部件，通過把密封部件壓至一個平的密封面，該部件可關閉所述閥，并且通過切斷密封部件與平的密封面之間的接觸，該部件可開啟所述閥;(b5)用于把密封部件抵到密封面以關閉閥的部件;以及(b6)用于切斷密封部件與密封面之間的接觸以開啟閥的部件。(b7)一個用于第三隔斷閥的第二入口通道;(b8)一個用于第四隔斷閥的第二出口通道;(b9)一個用于第二排泄閥的第二排泄通道;(c)用于把第一和第二閥組件保持為一個固定形狀的無逆流部件，其中(d)第一和第二閥組件并列結合在一起;(e)第一和第二出口通道相準直，形成一個通向并通過無逆流保持部件的共同的出口通道;以及(f)第一和第二排泄通道相準直以形成一個共同的排泄通道。
16.如權利要求15所述的流體流選擇岐管，還包括(g)一個第一無逆流組件主體，用于容納第一閥組件，所述的第一組件主體具有分別與第一入口通道、第一出口通道及第一排泄通道相通的一個第一入口、一個第一出口及一個第一排泄口;以及(h)一個第二無逆流組件主體，用于容納第二閥組件，所述的第二組件主體具有分別與第二入口通道、第二出口通道及第二排泄通道相通的一個第二入口、一個第二出口及一個第二排泄口。
17.如權利要求15所述的流體流選擇岐管，其中(g)共同出口通道的寬度為約1英寸的約6%至約8%;(h)第一和第二出口通道的體積為約1立方厘米的約6%至約8%;以及(i)第一和第二閥組件的Cv為約0.04至約0.06。
18.如權利要求15所述的流體流選擇岐管，還包括(g)第一和第二螺桿;(h)第一、第二、第三和第四狹縫;(i)一個包括置于第一狹縫內(nèi)的第一桿的第一支點，第一閥組件可以繞該支點旋轉(zhuǎn)直到第三狹縫中沒有了第二螺桿，其后不需去除第二閥組件、第一桿或第二桿即可將第一閥組件移開;以及(j)一個包括置于第二狹縫內(nèi)的第一桿的第二支點，第二閥組件可以繞該支點旋轉(zhuǎn)直到第四狹縫中沒有了第二螺桿，其后不需去除第一閥組件、第一桿或第二桿即可將第二閥組件移開。
19.一種單一的隔斷和排泄閥組件，包括(a)一個隔斷閥(b)一個樣品流體室;(c)一個排泄室;(d)一個內(nèi)部氣動致動器，包括(d1)一個致動器活塞，以及(d2)一個為接收外部氣源的壓縮氣體而構成和配置的致動器室;(e)一個樣品入口第一通道;(f)一個樣品出口第二通道;(g)一個第三通道;(h)一個第四通道;(i)通過使活塞在一個第一方向移動而關閉隔斷閥的第一偏移部件;(j)通過使活塞在一個第二方向移動而開啟閥的、一包括壓縮氣體在內(nèi)的第二偏向部件;(k)一個具有一個腔的主體，所述的腔用于容納隔斷閥，樣品流體室、排泄室、氣動致動器以及第一、第二、第三和第四通道;隔斷閥的構成和配置應能使當關閉時，流體的流通被隔斷在入口通道和樣品流體室之間;當開啟時，入口通道、樣品流體室及出口通道處于流體流通狀態(tài);入口通道為流體提供了從外部環(huán)境流到樣品流體室的部件;出口通道為流體提供了從樣品流體室流到外部環(huán)境的部件;第三通道提供了將壓縮氣體引導進致動器室的部件;第四通道使流體可以在排泄室和一個適于安全地處置容納于閥組件之中的流體的外部區(qū)域之間流通;致動器活塞是通過加大提升閥在其縱向中心區(qū)的寬度而形成的;第一、第二及第三O形環(huán)在樣品流體室、排泄室、致動器室及一個容納第一偏移部件的室之間形成了對流體的密封;排泄室和第四通道之中的壓力通過保持在低于或等于樣品流體室、樣品入口通道、樣品出口通道及致動器室內(nèi)壓力的水平以避免來自組件的樣品流體或壓縮氣體瞬時噴射進外部環(huán)境中未受保護的區(qū)域內(nèi)。
20.如權利要求19所述的閥組件，其中(l)第一偏移部件包括一個壓縮彈簧;(m)閥包括一個與入口通道軸向準直的O形環(huán);并且(n)組件包括一個軸向置于主體腔之中的提升閥，提升閥在其下表面之中具有一個用于保持O形環(huán)的槽，提升閥由致動器驅(qū)動活塞而在第一和第二方向運動;在保持槽之外伸展的O形環(huán)的一部分與樣品流體室的下表面一起構成了隔斷閥。
全文摘要
一種過程分析器的流體流選擇器。本發(fā)明的閥組件包括排泄閥和同時關閉或開啟的第一及第二隔斷閥。第一模式是隔斷閥關閉而排泄閥開啟；第二模式則相反；第三模式是所有閥開啟以確保組件全排空。流體流選擇閥歧管連接兩個或多個閥組件來形成共同的出口通道及排泄通道以確保歧管全排空。隔斷-排泄閥組件包含流體處置通道，使排泄室和外部區(qū)域連通，排泄室和處置通道中的壓力等于或低于樣品入口通道中的壓力以防止樣品流體或壓縮氣體瞬時噴射到外部。
文檔編號F16K27/00GK1094813SQ9311776
公開日1994年11月9日 申請日期1993年8月12日 優(yōu)先權日1992年8月13日
發(fā)明者D·P·梅約 申請人:惠特利公司