專利名稱：模塊化調(diào)節(jié)器平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及流體調(diào)節(jié)器，更具體而言，涉及一種便于針對全球應(yīng)用進行調(diào) 節(jié)器配置的模塊化調(diào)節(jié)器平臺。
背景技術(shù)：
過程控制系統(tǒng)使用各種現(xiàn)場設(shè)備來控制過程參數(shù)。流體調(diào)節(jié)器通常分布在整個過 程控制系統(tǒng)中，以控制不同流體(例如，液體、氣體等)的壓力。流體調(diào)節(jié)器典型地用于將流 體的壓力調(diào)節(jié)到基本恒定的值。具體地，流體調(diào)節(jié)器具有典型地接收處于相對較高壓力的 供應(yīng)流體的入口，并在出口處提供相對較低且基本恒定的壓力。例如，與一件裝置(例如， 鍋爐)相關(guān)聯(lián)的氣體調(diào)節(jié)器可從氣體分配源接收具有相對較高壓力的氣體，并且可調(diào)節(jié)該 氣體以具有適合所述裝置的安全、高效使用的較低、基本恒定的壓力。流體調(diào)節(jié)器典型地使用隔膜來控制流體的流動和壓力，該隔膜具有由偏壓彈簧施 加到該隔膜一側(cè)的設(shè)定或控制壓力。所述隔膜還直接地或通過聯(lián)動裝置(例如，操作桿) 被操作性地連接到閥盤，該閥盤相對于閥座環(huán)的節(jié)流孔移動，該閥座環(huán)將調(diào)節(jié)器的入口流 體地連接到調(diào)節(jié)器的出口。隔膜響應(yīng)出口壓力與所述設(shè)定或控制壓力之間的差而移動閥 盤，以改變閥盤提供的流動限制，從而獲得基本恒定的出口壓力，該出口壓力向隔膜的另一 側(cè)提供與所述設(shè)定或控制壓力相等或成比例的平衡力。全球不同的市場通常要求不同的流體調(diào)節(jié)器操作和/或性能特性的組合。特別 是，期望或要求的例如閥內(nèi)件的類型、調(diào)節(jié)器隔膜組件動作(例如直動式、壓力加載式、先 導(dǎo)操作式等)、過壓保護、壓力記錄(registration)(例如內(nèi)部、外部、雙重內(nèi)/外等)等性 能或操作特性的組合可在全球市場具有廣泛的變化。然而，很多期望或要求的性能或操作 特性的組合都是排他性的，結(jié)果是，很多流體調(diào)節(jié)器制造商提供許多種不同設(shè)計的調(diào)節(jié)器 產(chǎn)品系列，這些產(chǎn)品系列中的每一個都被具體配置為適于不同全球市場的特殊需求。這種 為了滿足全球市場的方案要求制造商不得不生產(chǎn)和支持大量的多樣化的產(chǎn)品，這使得售后 困難且昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
在一個描述的示例中，一種用于流體調(diào)節(jié)器的桿導(dǎo)承包括主體，該主體具有可滑 動地接納閥桿的開口和具有多個環(huán)形密封件的外表面，所述多個環(huán)形密封件將所述主體可 移除地連接在調(diào)節(jié)器殼體的膛孔內(nèi)，并且將所述主體與所述調(diào)節(jié)器殼體或閥對準。在另一個描述的示例中，一種流體調(diào)節(jié)器包括布置在致動器殼體內(nèi)的第一隔膜組 件和連接到所述致動器殼體的閥體。桿導(dǎo)承被可移除地連接在所述致動器殼體內(nèi)，且具有 第一通道以引導(dǎo)被操作性地連接到所述第一隔膜組件的閥桿。位于所述桿導(dǎo)承的外表面與所述致動器殼體的內(nèi)表面之間的多個密封件，將所述桿導(dǎo)承與所述致動器殼體和所述閥體 中的至少之一對準。在又一個描述的示例中，一種流體調(diào)節(jié)器包括致動器殼體和連接到所述致動器殼 體的閥體。從多個隔膜組件中選出的第一隔膜組件被操作性地連接在所述致動器殼體內(nèi)。 所述第一隔膜組件可與從所述多個隔膜組件中選出的第二隔膜組件互換。該流體調(diào)節(jié)器還 包括被可移除地連接在所述致動器殼體內(nèi)的第一桿導(dǎo)承。所述第一桿導(dǎo)承包括膛孔，用于 可滑動地接納被操作性地連接到所述第一隔膜組件的閥桿。所述第一桿導(dǎo)承從多個桿導(dǎo)承 中選出，且可與從所述多個桿導(dǎo)承中選出的第二桿導(dǎo)承互換。位于所述第一桿導(dǎo)承的外表 面與所述致動器殼體的內(nèi)表面之間的多個密封件，將所述第一桿導(dǎo)承與所述致動器殼體和 所述閥體中的至少之一對準。


圖1圖示說明一種本文描述的示例性模塊化流體調(diào)節(jié)器。圖2為圖1的示例性模塊化流體調(diào)節(jié)器的局部剖視圖，其中示出本文描述的一種 示例性可互換桿導(dǎo)承。圖3圖示說明示于圖1中的示例性流體調(diào)節(jié)器和示例性桿導(dǎo)承的放大部分。圖4A、圖4B和圖4C圖示說明本文描述的另一示例性桿導(dǎo)承，其具有可選擇性被阻 塞的通道以將流體調(diào)節(jié)器配置用于內(nèi)部或外部壓力記錄。圖5為圖4A、圖4B和圖4C中示出的示例性桿導(dǎo)承的剖視圖。圖6圖示說明又一示例性桿導(dǎo)承，其可用于本文描述的示例性調(diào)節(jié)器。圖7圖示說明又一示例性桿導(dǎo)承，其可用于本文描述的示例性調(diào)節(jié)器。圖8圖示說明示例性隔膜組件，其可用于實現(xiàn)本文描述的不具有內(nèi)部壓力泄放的 示例性調(diào)節(jié)器。圖9為圖8的示例性隔膜組件的另一視圖。圖10圖示說明另一示例性隔膜組件，其可用于實現(xiàn)本文描述的具有象征性內(nèi)部 壓力泄放的示例性調(diào)節(jié)器。圖11圖示說明又一示例性隔膜組件，其可用于實現(xiàn)本文描述的具有完全內(nèi)部壓 力泄放的示例性調(diào)節(jié)器。圖12圖示說明又一示例性隔膜組件，其可用于實現(xiàn)本文描述的具有壓力加載式 隔膜的示例性調(diào)節(jié)器。圖13圖示說明可用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的高壓隔膜組件。圖14圖示說明可用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的低壓隔膜組件。圖15-18圖示說明可互換地用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的示例性泄放閥座。圖19和圖20圖示說明可互換地用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的示例性推柱。圖21圖示說明可用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的示例性推柱/泄放閥座組 件。圖22-24圖示說明可用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的示例性閥操作桿組件。
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圖25圖示說明根據(jù)本文描述的示例可實現(xiàn)的示例性壓力平衡流體調(diào)節(jié)器。圖26圖示說明根據(jù)本文描述的示例可實現(xiàn)的示例性壓力平衡和壓力加載式流體
調(diào)節(jié)器。圖27圖示說明根據(jù)本文描述的示例可實現(xiàn)的位于壓力保護配置上方的示例性集 成監(jiān)視器。圖28圖示說明可用于本文描述的示例調(diào)節(jié)器的示例性安全切斷設(shè)備。
具體實施例方式本文描述的示例性器具使得流體調(diào)節(jié)器制造商能夠提供單一的流體調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu) 或平臺以滿足眾多的全球市場的操作和性能特性要求。更具體地，本文描述的示例性器具 顯著增加調(diào)節(jié)器部件的模塊化程度，從而使制造商或者消費者能夠減少許多為了滿足眾多 全球市場的多樣化需求而提供的流體調(diào)節(jié)器組件的部件數(shù)量。本文描述的示例性流體調(diào)節(jié) 器器具所提供的增加的模塊化程度導(dǎo)致較少的總調(diào)節(jié)器部件，而這相應(yīng)減少與組裝、維護、 庫存、部件供應(yīng)者、培訓(xùn)等相關(guān)的成本。并且，這種增加的模塊化程度(例如，由于其可互換 性而提供可能的調(diào)節(jié)器部件的任意組合的能力)還使得制造商能夠以較低的總成本向更 多的全球市場供應(yīng)流體調(diào)節(jié)器。如下面將要更詳細地描述的那樣，本文描述的示例性流體調(diào)節(jié)器可使用可互換桿 導(dǎo)承和/或可互換隔膜組件，這使得各種不同的流體調(diào)節(jié)器配置能夠應(yīng)用在通用的致動器 殼體和/或閥體內(nèi)。更具體地，本文描述的示例性可互換桿導(dǎo)承可使得諸如壓力平衡和非 壓力平衡等不同的閥內(nèi)件類型能夠應(yīng)用在通用的致動器殼體和/或閥體內(nèi)。類似地，本文 描述的示例性可互換桿導(dǎo)承可使得諸如直動式、壓力加載直動式、和/或先導(dǎo)操作式閥等 不同的閥作用能夠使用通用的致動器殼體和/或閥體實現(xiàn)。很多已知的流體調(diào)節(jié)器使用與下致動器殼體集成在一起的桿導(dǎo)承，以提供所述桿 與盤相對于閥的閥座或節(jié)流孔的可容許的對準。然而，這種集成顯著減小致動器殼體、閥體 等應(yīng)用靈活性。例如，可能需要不同的下致動器殼體以滿足若干不同應(yīng)用，這是因為每一 種應(yīng)用可能要求具有稍微不同的桿導(dǎo)承設(shè)計的特征或配置。然而，如果桿導(dǎo)承能夠被更換 (例如可與多種桿導(dǎo)承互換)，則致動器殼體可被制造為實質(zhì)上更通用(例如能夠被用于很 多不同應(yīng)用和功能配置)。與已知的流體調(diào)節(jié)器相比，本文描述的可互換桿導(dǎo)承可通過定位在桿導(dǎo)承的外表 面與致動器殼體的內(nèi)壁或內(nèi)表面之間的多個環(huán)形密封件(例如，0形圈)而可與致動器殼 體分隔開并被可移除地連接到致動器殼體。如下面更詳細地描述的那樣，這些密封件提供 力以使桿導(dǎo)承在致動器殼體內(nèi)浮動或?qū)?例如居中)，并因而將桿導(dǎo)承與穿過該導(dǎo)承而 與致動器殼體和/或閥連接的閥桿對準。另外，這些密封件在致動器殼體與桿導(dǎo)承之間提 供壓力密封，提供摩擦力以有利于在組裝和/或拆除期間將桿導(dǎo)承保持在致動器殼體中， 并且向桿導(dǎo)承施加預(yù)負載以減小或基本消除桿導(dǎo)承與致動器殼體之間的側(cè)向(例如軸向) 間隙。本文描述的示例性桿導(dǎo)承可替換地或者另外地提供膛孔或通道，該膛孔或通道能 夠被選擇性地阻塞或打開，以將調(diào)節(jié)器組件分別配置用于外部或內(nèi)部壓力記錄。為了便于 將調(diào)節(jié)器組件工廠和/或現(xiàn)場配置用于外部或內(nèi)部壓力記錄，桿導(dǎo)承提供插入構(gòu)件(例如螺釘)，該插入構(gòu)件被可選地連接到通道以阻塞該通道，從而將調(diào)節(jié)器配置用于外部記錄。 插入構(gòu)件可存放在桿導(dǎo)承主體的開口或孔(例如盲孔)中，并且可從該桿導(dǎo)承主體的開口 或孔中移除。結(jié)果是，調(diào)節(jié)器能夠被容易地配置(例如在現(xiàn)場和/或工廠中)用于內(nèi)部或 外部壓力記錄，從而根據(jù)所需適用于特殊應(yīng)用的要求。本文描述的示例性流體調(diào)節(jié)器還包括高度模塊化的隔膜組件，該高度模塊化的隔 膜組件可被配置為滿足大范圍的不同應(yīng)用和/或操作要求。更具體而言，從多個隔膜組件 中選出的第一隔膜組件與從所述多個隔膜組件中選出的第二隔膜組件可互換，以使得調(diào)節(jié) 器能夠具有與由第二隔膜組件提供的第二操作特性不同的第一操作特性。如下面更詳細地描述的那樣，本文描述的模塊化隔膜組件包括多個可互換的泄放 閥座、泄放閥桿、推柱組件、和閥操作桿。特別是，可實現(xiàn)閥座與推柱的不同組合以提供不同 的過壓保護(OPP)功能，例如內(nèi)部泄放、象征性(token)泄放，從而支持外部0ΡΡ、針對氣體 敏感環(huán)境(例如在點火源附近的室內(nèi)調(diào)節(jié)器等)的非泄放。另外或可替換地，泄放閥桿、推 動桿組件和閥操作桿臂的組合可允許顛倒隔膜操作以用于壓力加載或基于先導(dǎo)的應(yīng)用，并 且可使得推動桿組件能夠與不同杠桿比的操作桿臂配合。這種不同杠桿比的操作桿臂可用 于例如使流體調(diào)節(jié)器被配置用于典型地要求較大杠桿比的非壓力平衡閥內(nèi)件，或者用于典 型地要求相對較低杠桿比的壓力平衡閥內(nèi)件。本文描述的另一示例性調(diào)節(jié)器可被配置為在給定閥體和/或閥口尺寸內(nèi)提供平 衡(即壓力平衡)或非平衡閥內(nèi)件。結(jié)果是，特定的閥口尺寸能夠適應(yīng)較大范圍的入口壓 力，從而顯著減小提供滿足多個全球市場的各種需求的調(diào)節(jié)器所需的部件總數(shù)。另外，本文描述的示例性調(diào)節(jié)器能夠被配置為提供不同類型的0ΡΡ，舉例而言，例 如，內(nèi)部壓力泄放(例如上面指出的內(nèi)部壓力泄放)、連接到主調(diào)節(jié)器的集成監(jiān)視器、或外 部安全切斷設(shè)備。在討論可被用于實現(xiàn)本文描述的示例性模塊化調(diào)節(jié)器的示例性可互換的桿導(dǎo)承、 泄放閥座、泄放閥桿、推柱組件、閥操作桿等的細節(jié)之前，下面先結(jié)合圖1對示例性流體調(diào) 節(jié)器100進行描述。如圖1所示，示例性流體調(diào)節(jié)器100包括被操作性地連接到閥104的 致動器102。致動器102包括上致動器殼體106和下致動器殼體108。致動器殼體106和 108容納通過操作桿117被操作性地連接到閥桿116的模塊化(即可互換)隔膜組件110。 隔膜組件100可與諸如結(jié)合圖8和圖9描述的隔膜組件800等其它隔膜組件互換。下致動器殼體108被連接到具有入口 120和出口 122的閥體118。閥座124被安 裝在閥體118中且限定節(jié)流孔，流體可通過該節(jié)流孔從入口 120流到出口 122。連接到桿 116—端的閥塞128包括密封盤130，該密封盤130可由彈性材料制成，且當桿116和塞128 被驅(qū)動朝向閥座124時，該密封盤130密封地接合閥座124的密封表面。如下面結(jié)合圖2 和圖3更詳細地描述的那樣，示例性流體調(diào)節(jié)器100包括可互換桿導(dǎo)承132。該桿導(dǎo)承132 包括環(huán)形密封件，以將桿導(dǎo)承132以及相應(yīng)的桿116和密封盤130與下致動器殼體108、閥 體118和閥座124中的至少一個對準?？苫Q桿導(dǎo)承132被可移除地連接(例如通過環(huán)形密封件)在致動器殼體108內(nèi)， 且可與從多個桿導(dǎo)承中選出的第二桿導(dǎo)承互換，例如結(jié)合圖4A、圖4B、圖4C和圖5示出的 桿導(dǎo)承400。以這種方式，第一桿導(dǎo)承可從所述多個桿導(dǎo)承中選出，以提供與從所述多個桿 導(dǎo)承中選出的第二桿導(dǎo)承所提供的第二操作特性不同的第一操作特性。在一個示例中，第
7一桿導(dǎo)承被配置為連接到壓力平衡閥內(nèi)件類型，而第二桿導(dǎo)承被配置為連接到非壓力平衡 閥內(nèi)件類型。圖2和圖3更詳細地示出圖1的可互換桿導(dǎo)承132。如圖2和圖3所示，桿導(dǎo)承 132布置在致動器殼體108的膛孔或通道200中。桿導(dǎo)承132包括通道或膛孔202以可滑 動地接納和/或引導(dǎo)閥桿116。多個密封件204和206布置在桿導(dǎo)承132的外表面208與 致動器殼體108的內(nèi)表面210之間。密封件204和206摩擦地接合致動器殼體108的內(nèi)表 面210，以將桿導(dǎo)承132可移除地連接在致動器殼體108的膛孔200內(nèi)。密封件204和206 向致動器殼體108的內(nèi)表面210施加預(yù)負載或力(例如以移位或使之變形)，使桿導(dǎo)承132 在致動器殼體108的通道或膛孔200內(nèi)相對于閥體118和閥座124基本對準(例如居中)。更具體地，可使用0形圈來實現(xiàn)的密封件204和206可用于向桿導(dǎo)承132提供基 本相等的向內(nèi)引導(dǎo)(例如朝向桿116)的力，從而使桿導(dǎo)承132在通道或膛孔200內(nèi)基本居 中或?qū)?。以此方式，密封?04和206能夠補償由于具有可互換的桿導(dǎo)承配置(即，不與 致動器殼體108集成的桿導(dǎo)承)而導(dǎo)致的額外的容許量變化(例如容許量累計)。例如，桿 導(dǎo)承132和殼體108的添加的或最壞情況的容許量能夠通過密封件204和206的彈性性質(zhì) 而補償。因此，可互換桿導(dǎo)承132可響應(yīng)桿導(dǎo)承132的主體、桿116、和/或殼體108的容許 量變化和/或其它非理想特性而進行自對準。除了向桿導(dǎo)承132提供居中或者對準的力之外，密封件204在致動器殼體108的 膛孔200和環(huán)繞致動器殼體108的周圍大氣以及閥體118的出口腔212之間提供壓力密 封。類似地，密封件206在出口腔212與環(huán)繞致動器殼體108的周圍大氣以及致動器殼體 108的膛孔200之間提供壓力密封。因此，在流體調(diào)節(jié)器100為氣體調(diào)節(jié)器的情況下，潛在 的有害氣體被防止釋放到調(diào)節(jié)器100周圍的環(huán)境大氣中。進一步，由于密封件204和206摩擦地接合致動器殼體108的內(nèi)表面208，桿導(dǎo)承 132能夠在調(diào)節(jié)器100的組裝期間(例如，工廠組裝、現(xiàn)場修理或重新配置，等)被容易地保 持在致動器殼體108內(nèi)。再進一步，密封件204和206施加到桿導(dǎo)承132上的力還減小或 基本消除桿導(dǎo)承132與致動器殼體108之間的間隙或移動。例如，桿導(dǎo)承132移動的軸向 和/或側(cè)向間隙可被基本減小或消除。盡管圖3的示例示出密封件204和206被捕獲或坐落在肩部300和302上，但密 封件204和206還可以可替換地或者另外地被至少部分地捕獲在圍繞桿導(dǎo)承132的外表面 208和/或殼體108的內(nèi)表面210延伸的環(huán)形槽或溝中。另外，盡管示出兩個密封件204和 206，也可使用兩個以上的密封件或者單個密封件來代替。不同的流體控制應(yīng)用可能要求或者允許流體調(diào)節(jié)器使用內(nèi)部壓力記錄。當使用內(nèi) 部壓力記錄時，控制壓力(即，受控輸出壓力)通過將閥體的出口流體地連接到致動器隔膜 的通道或者多個通道而被感應(yīng)到。相比之下，如果針對特定應(yīng)用需要對下游流體壓力進行 更精確的控制，則典型地采用外部壓力記錄。當流體調(diào)節(jié)器被配置用于外部壓力記錄時，下 游控制壓力典型地通過外部線路被直接連接到與調(diào)節(jié)器隔膜有關(guān)的腔(例如，下致動器殼 體內(nèi)的腔)。而且，典型地，當調(diào)節(jié)器被配置用于外部壓力記錄時，膛孔或者通道被阻塞，在 該膛孔或者通道中導(dǎo)承被放置在致動器殼體內(nèi)。這通常指的是阻塞喉部來防止閥出口的流 體壓力與隔膜流體連接。最后，在需要雙重記錄(即內(nèi)部和外部壓力記錄)的應(yīng)用中，喉部 不會被阻塞(即，提供閥體的出口與下隔膜殼體之間的流體路徑)，且外部線路將下游流體
8壓力連接到下隔膜殼體。在很多已知的調(diào)節(jié)器中，通過使用眾多不同的調(diào)節(jié)器部件來實現(xiàn)不同的壓力記錄 配置。例如，不同的桿導(dǎo)承、致動器殼體等可被選擇以提供期望的壓力記錄配置。與這些已 知的流體調(diào)節(jié)器相比，圖4A、圖4B、圖4C和圖5示出示例性桿導(dǎo)承400，其可用于實現(xiàn)圖1 的桿導(dǎo)承132，且能夠使壓力調(diào)節(jié)器(例如圖1的示例性調(diào)節(jié)器100)被配置(例如，在現(xiàn)場 使用標準螺絲刀)用于內(nèi)部或者外部壓力記錄，而不必提供任何額外和/或不同的部件。如圖4A、圖4B、圖4C和圖5所示，桿導(dǎo)承400具有基本圓柱形主體402，該主體具 有膛孔或通道404以可滑動地接納閥桿(例如圖IA的閥桿116)。桿導(dǎo)承400還包括另一 通道或膛孔406，該通道或膛孔406延伸穿過桿導(dǎo)承400以將閥的出口流體地連接到流體調(diào) 節(jié)器的隔膜。再進一步，桿導(dǎo)承400包括孔或開口 408 (例如盲孔)，該孔或開口 408用于 保持插入構(gòu)件410，該插入構(gòu)件410在圖4C中被示出為螺釘。因此，為了將流體調(diào)節(jié)器配 置用于內(nèi)部壓力記錄，螺釘410可被連接到開口 408，從而使通道406打開(即，不被阻塞) 以將閥的出口流體地連接到流體調(diào)節(jié)器的致動器隔膜。另一方面，為了將流體調(diào)節(jié)器配置用于外部壓力記錄，螺釘410可從開口 408移 除，且被連接(例如，螺紋連接)到通道406，以阻塞通道406并防止閥的出口與隔膜之間的 流體連通。盡管沒有在圖4C中示出，還可在螺釘410的頭部下面包括0形圈或其它密封件 以確保通道或膛孔406的壓力緊密密封。圖4A、圖4B、圖4C和圖5的示例性桿導(dǎo)承的壓力 記錄配置器具或特征能夠如圖4A、圖4B、圖4C和圖5所示的那樣分立使用，或者可以與以 上結(jié)合圖2和圖3描述的示例性桿導(dǎo)承132的特征(例如，環(huán)形密封件204和206)結(jié)合在 一起。圖6圖示說明可用于本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的另一示例性桿導(dǎo)承600。示例性 桿導(dǎo)承600是打開式喉部設(shè)計，其具有將閥的出口壓力流體連通或連接到致動器隔膜的通 道602。因此，示例性桿導(dǎo)承600可被用于代替示例性調(diào)節(jié)器100 (圖1)中的示例性桿導(dǎo) 承132 (或者與該桿導(dǎo)承132互換)，以提供內(nèi)部壓力記錄，而不具有將調(diào)節(jié)器100現(xiàn)場配置 用于外部記錄的選擇。另外，通道602相對較大，因此當示例性調(diào)節(jié)器100被配置用于內(nèi)部 壓力記錄時，通道602有利于和/或改善示例性調(diào)節(jié)器100的性能。盡管圖6中未示出，示 例性桿導(dǎo)承600可被實現(xiàn)為具有密封件，例如結(jié)合圖2和圖3描述的示例性密封件204和 206。圖7圖示說明可用于本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的又一示例性桿導(dǎo)承700。示例性 桿導(dǎo)承700在尺寸和配置上被設(shè)計為便于使用壓力平衡閥機構(gòu)，例如圖25所示的示例性平 衡閥機構(gòu)。另外，與示例性桿導(dǎo)承600相同，示例性桿導(dǎo)承700可被實現(xiàn)為具有密封件，例 如結(jié)合圖2和圖3描述的示例性密封件204和206。如上所述，本文描述的流體調(diào)節(jié)器具有高度模塊化的隔膜組件，其可被配置和/ 或互換以滿足大范圍的不同應(yīng)用和/或操作要求。例如，從多個隔膜組件中選出的第一隔 膜組件提供與從所述多個隔膜組件中選出的第二隔膜組件所提供的第二操作特性不同的 第一操作特性。例如，第一隔膜組件可將調(diào)節(jié)器配置為具有完全的內(nèi)部泄放，第二隔膜組件 可將調(diào)節(jié)器配置為具有象征性的內(nèi)部泄放。為了提供不同的操作特性，本文描述的示例性 模塊化隔膜組件包括多個可互換的泄放閥座、泄放閥桿、推柱組件、以及閥操作桿。圖8圖示說明示例性模塊化隔膜組件800，其可用于實現(xiàn)本文描述的不具有內(nèi)部壓力泄放的示例性調(diào)節(jié)器。示例性隔膜組件800包括隔膜802和隔膜板804，隔膜板804向 隔膜802提供剛性襯墊，以在操作期間保持基本恒定的有效面積(例如，活塞直徑或面積)。 示例性隔膜組件800包括非操作性泄放閥組件806，該泄放閥組件806被連接到隔膜802以 防止泄放閥組件806打開并提供內(nèi)部壓力泄放，從而提供非泄放組件。因此，隔膜組件800 將調(diào)節(jié)器配置為用于不需要壓力泄放或者內(nèi)部壓力泄放的應(yīng)用(即，需要外部壓力泄放的 應(yīng)用)。非操作性泄放閥組件806包括泄放閥座808，該閥座通過保持環(huán)812和0形圈密封 地連接到推柱810。推柱810包括被樞轉(zhuǎn)地連接到操作桿臂(例如，圖1的操作桿臂117) 的操作桿銷816，以將隔膜組件800的平移運動轉(zhuǎn)換為閥盤(例如，閥盤130)相對于閥口 (例如，閥口 124)的運動，從而改變通過調(diào)節(jié)器(例如，調(diào)節(jié)器100)的流體流動。緊固件 818 (例如，螺栓)穿過隔膜板804的凹進部820并連接到推柱810的開口 822，以使泄放閥 座808的棱邊或密封邊緣824密封抵靠隔膜802的相對較厚的密封表面826。圖9為圖8的示例性隔膜組件800的另一視圖。如圖9所示，示例性隔膜組件800 的形狀為圓形。然而，在其它示例中，可以采用任何適當?shù)男螤睢Ａ硗?，隔膜?04的凹進 部820包括開口 828，該開口可用作不將隔膜板804固定到推柱810以防止內(nèi)部泄放壓力的 組件(例如下面詳細描述的那些組件)的泄放閥通道。圖10圖示說明另一示例性隔膜組件1000，其可用于實現(xiàn)本文描述的具有象征性 內(nèi)部壓力泄放的示例性調(diào)節(jié)器。與圖8和圖9的示例性組件800類似，示例性隔膜組件1000 包括隔膜1002和隔膜板1004。示例性隔膜組件1000還包括泄放閥組件1006，其具有泄放 閥座1008、推柱1010、保持環(huán)1012、0形圈1014和操作桿銷1016。另外，隔膜板1004包括 凹進部1020。泄放閥座1008具有與隔膜1002的相對較厚的隔膜部分1026密封接合的密 封棱邊或邊緣1024。然而，與示例性隔膜組件800相比，泄放閥組件1006是操作性的。特別是，替代緊 固件(例如，圖8的螺栓818)，示例性組件1000包括可滑動地連接在隔膜板1004的開口 1030和隔膜1002內(nèi)的泄放閥桿1028。另外，泄放閥桿1028的一部分接合推柱1010的開 口 1022，以將泄放閥桿1028操作性地連接到推柱1010。泄放閥彈簧1032被捕獲在保持件 1034和調(diào)整件1035與隔膜板1004之間，以提供期望的預(yù)負載，從而設(shè)立期望的壓力泄放點 或排放壓力。保持件1034和調(diào)整件1035在與隔膜板1004相距一定距離處接合或連接到 泄放桿1028。調(diào)整件1035可為能夠螺紋連接到閥桿1028以根據(jù)需要將彈簧1032預(yù)加載 到設(shè)定泄放壓力的螺紋螺母或類似物。在操作中，當控制壓力向隔膜1002的控制側(cè)1036施加足夠的力而超過彈簧1032 施加的預(yù)加載力時，較厚的隔膜部分1026上升離開、脫離或者移動而不再與泄放閥座1008 的密封棱邊或邊緣1024密封接合。結(jié)果是，隔膜1002的控制壓力側(cè)1036的加壓流體行進 越過棱邊或邊緣1024并穿過隔膜板1004的凹進部1020中的開口(例如，類似于圖8所示 的開口 828)。通過泄放閥組件1006的加壓流體于是可隨后被傳送到大氣中。圖11圖示說明又一示例性隔膜組件1100，其可用于實現(xiàn)本文描述的具有完全內(nèi) 部壓力泄放的示例性調(diào)節(jié)器。組件1100類似于圖10的隔膜組件1000，不同之處在于組件 1100包括具有泄放閥桿1128和保持件1134的泄放閥組件1106。保持件1134通過泄放閥 桿1128的槽或狹縫1135連接到泄放閥桿1128。以此方式，保持件1134被固定(例如，被
10固定到適當位置上)到桿1128，使得泄放閥組件1106能夠提供完全的(即，不僅僅是象征 性的)內(nèi)部壓力泄放。圖12圖示說明另一示例性隔膜組件1200，其可用于實現(xiàn)本文描述的具有壓力加 載式隔膜的示例性調(diào)節(jié)器。分別與圖10和圖11的示例性隔膜組件1000和1100相比，示 例性隔膜組件1200包括隔膜1202，該隔膜被安裝為具有相對于圖10和圖11的隔膜1002 和1102(例如上下)相反的方位。以此方式，調(diào)節(jié)器的上殼體被加壓以提供加載元件，從而 改善調(diào)節(jié)器性能。另外，示例性隔膜組件1200包括第一隔膜板1204和第二隔膜板1205，以響應(yīng)被 施加到隔膜1202兩側(cè)的壓力而確保隔膜1202提供基本恒定的有效表面面積，這兩個隔膜 板可根據(jù)需要而省略。進一步，與前面的示例相比，示例性隔膜組件1200包括壓力泄放組 件1206。該壓力泄放組件1206包括具有固定尺寸的放氣孔或通道1210的泄放閥座1208。 閉合桿1228使閥座1208密封抵靠隔膜1202，以不在閥座1208與隔膜1202之間提供泄放 操作。閉合彈簧(未示出)可布置在上彈簧支座1230與下彈簧支座1232之間，以向與示 例性隔膜組件1200操作性地連接的閥提供機械式自動防故障關(guān)閉。圖13圖示說明可用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的高壓隔膜組件1300。示例 性隔膜組件1300包括隔膜1302和限制板1304，該隔膜1302和限制板1304相互協(xié)作使得 隔膜組件1300具有相對較小的有效面積，從而為高壓應(yīng)用提供最大阻力。示例性組件1300 被示出為不具有泄放閥座。然而，也可以以類似于圖11示出的方式包括這種閥座。圖14圖示說明可用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的低壓隔膜組件1400。示例 性組件1400包括具有相對較大有效面積的隔膜1402，用于要求對低壓敏感的應(yīng)用中。圖15-18圖示說明可互換地用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的各個示例性閥 座1500、1600、1700和1800。示例性閥座1500是一種通用目的的泄放閥座，其可被用于例 如圖10和圖11所示的泄放隔膜組件中。示例性閥座1600是一種通用目的的非泄放閥座， 其可被用于例如圖8所示的非泄放隔膜組件中。示例性閥座1700是一種通用目的的閥座， 其具有固定的限制或放氣孔，其可被用于例如圖12所示的壓力加載式配置中。示例性閥座 1800為高容量泄放閥座。圖19和圖20圖示說明可互換地用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的示例性推柱 1900和2000。示例性推柱1900被配置為使其能夠連接或附接到相對較長的操作桿臂，以 提供高杠桿比，并因而在非壓力平衡調(diào)節(jié)器應(yīng)用中特別有利。相比之下，示例性推柱2000 被配置為能夠連接或附接到相對較短的操作桿臂，以提供相對較低的杠桿比，并因而在壓 力平衡調(diào)節(jié)器應(yīng)用中特別有利。圖21圖示說明可用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的又一示例性推柱/泄放閥 座組件2100。圖22-24圖示說明可用于實現(xiàn)本文描述的示例性調(diào)節(jié)器的示例性閥操作桿組件 2200、2300和2400。示例性閥操作桿組件2200為高杠桿比組件，其向流體力提供最大阻力， 并典型地用于控制非壓力平衡閥。示例性閥操作桿組件2300提供比圖22的組件2200所 提供的杠桿比稍小的杠桿比，并典型地用于適應(yīng)具有高壓平衡閥的高控制壓力應(yīng)用。示例 性閥操作桿組件2400提供比圖23的組件2300所提供的杠桿比小的杠桿比，并可在控制壓 力平衡閥中特別有利。
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另外，下致動器殼體(例如，殼體108)包括用于接納操作桿臂樞轉(zhuǎn)銷2202、2302 和2402的多個安裝地點或位置，從而使得單個下殼體能夠更靈活地適用于不同應(yīng)用(例 如，高壓應(yīng)用、低壓應(yīng)用、壓力平衡應(yīng)用，等)的需要。例如，用于接納銷2202、2302和2402 的多個狹縫和/或其它開口可被提供在與提供不同杠桿比和銷2202、2302和2402的不同 操作桿對應(yīng)的地點。銷2202、2302和2402可使用一個或多個螺釘、狹縫或開口等的側(cè)面或 壁面的夾持、或使用任何其它適當?shù)木o固方法而被保持在適當位置(例如，在狹縫、孔、開 口等中)。前述的示例性桿導(dǎo)承、隔膜組件和閥操作桿組件能夠被可互換地組合用于單個或 相對較少的調(diào)節(jié)器殼體中，以提供高度模塊化調(diào)節(jié)器產(chǎn)品線。更具體地，前述組件和相關(guān)部 件的可互換性能夠通過使用相對很少的部件而滿足大范圍的全球調(diào)節(jié)器應(yīng)用(例如，性能 要求、操作特性，等)。進一步，前述組件和相關(guān)部件的可互換性有利于提供具有之前從來沒 有被提供的操作和/或性能特性的組合的調(diào)節(jié)器。圖25圖示說明根據(jù)本文描述的示例可實現(xiàn)的示例性壓力平衡流體調(diào)節(jié)器2500。圖26圖示說明根據(jù)本文描述的示例可實現(xiàn)的示例性壓力平衡和壓力加載式流體 調(diào)節(jié)器2600。圖27圖示說明根據(jù)本文描述的示例可實現(xiàn)的位于壓力保護配置上方的示例性集 成監(jiān)視器2700。圖28圖示說明可用于本文描述的示例調(diào)節(jié)器的示例性安全切斷設(shè)備2800。盡管本文描述了某些示例性器具，但本專利的覆蓋范圍并不限于此。相反，本專利 覆蓋字面上或依據(jù)等同原則客觀地落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有器具和制造品。
權(quán)利要求
一種用于流體調(diào)節(jié)器的桿導(dǎo)承，包括主體，具有能滑動地接納閥桿的開口和具有多個環(huán)形密封件的外表面，所述多個環(huán)形密封件將所述主體能移除地連接在調(diào)節(jié)器殼體的膛孔內(nèi)，并將所述主體與所述調(diào)節(jié)器殼體或閥對準。
2.如權(quán)利要求1所述的桿導(dǎo)承，其中所述主體或所述調(diào)節(jié)器殼體包括多個肩部或槽， 用于保持所述環(huán)形密封件。
3.如權(quán)利要求1所述的桿導(dǎo)承，其中所述主體進一步包括延伸穿過所述主體以將所述 閥的出口流體地連接到所述流體調(diào)節(jié)器的隔膜的通道。
4.如權(quán)利要求3所述的桿導(dǎo)承，其中所述主體進一步包括保持插入構(gòu)件的孔，并且其 中所述插入構(gòu)件從所述孔移除且被連接到延伸穿過所述主體的所述通道，以阻塞所述出口 和所述流體調(diào)節(jié)器的所述隔膜之間的流體連通。
5.如權(quán)利要求1所述的桿導(dǎo)承，其中所述主體的所述開口被配置為接納壓力平衡閥機構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的桿導(dǎo)承，其中所述環(huán)形密封件為0形圈。
7.如權(quán)利要求6所述的桿導(dǎo)承，其中所述0形圈提供所述主體的所述外表面與所述調(diào) 節(jié)器殼體的內(nèi)表面之間的密封。
8.如權(quán)利要求6所述的桿導(dǎo)承，其中所述0形圈向所述桿導(dǎo)承施加預(yù)負載，以減小所述 桿導(dǎo)承與所述調(diào)節(jié)器殼體之間的軸向間隙。
9.一種流體調(diào)節(jié)器，包括布置在致動器殼體內(nèi)的第一隔膜組件；連接到所述致動器殼體的閥體；桿導(dǎo)承，其被能移除地連接在所述致動器殼體內(nèi)，且具有第一通道以引導(dǎo)被操作性地 連接到所述第一隔膜組件的閥桿；和多個密封件，其位于所述桿導(dǎo)承的外表面與所述致動器殼體的內(nèi)表面之間，以將所述 桿導(dǎo)承與所述致動器殼體和所述閥體中的至少之一對準。
10.如權(quán)利要求9所述的流體調(diào)節(jié)器，其中每個所述密封件均包括0形圈。
11.如權(quán)利要求9所述的流體調(diào)節(jié)器，其中所述密封件摩擦地接合所述致動器殼體，以 將所述桿導(dǎo)承保持在所述致動器殼體內(nèi)。
12.如權(quán)利要求9所述的流體調(diào)節(jié)器，其中所述桿導(dǎo)承或所述殼體的內(nèi)表面包括肩部， 用于保持所述密封件。
13.如權(quán)利要求9所述的流體調(diào)節(jié)器，其中所述桿導(dǎo)承包括第二通道，該第二通道延伸 穿過所述桿導(dǎo)承以將所述閥體的出口流體地連接到所述第一隔膜組件的隔膜。
14.如權(quán)利要求13所述的流體調(diào)節(jié)器，其中所述桿導(dǎo)承進一步包括開口，用于保持螺 釘，并且其中所述螺釘被從所述開口移除，然后被螺紋連接到延伸穿過所述桿導(dǎo)承的所述 第二通道中，以將所述流體調(diào)節(jié)器配置用于外部壓力記錄。
15.如權(quán)利要求9所述的流體調(diào)節(jié)器，其中所述第一隔膜組件能夠與第二隔膜組件互 換，使得所述調(diào)節(jié)器能夠具有與由所述第一隔膜組件提供的第二操作特性不同的第一操作 特性。
16.如權(quán)利要求15所述的流體調(diào)節(jié)器，其中由所述第一隔膜組件提供的第二操作特性使得所述調(diào)節(jié)器能夠具有完全的內(nèi)部泄放，所述第二隔膜組件使得所述調(diào)節(jié)器能夠具有象 征性泄放。
17.一種模塊化調(diào)節(jié)器組件，包括致動器殼體；連接到所述致動器殼體的閥體；從多個隔膜組件中選出且被操作性地連接在所述致動器殼體內(nèi)的第一隔膜組件，其中 所述第一隔膜組件能夠與從所述多個隔膜組件中選出的第二隔膜組件互換；能移除地連接在所述致動器殼體內(nèi)的第一桿導(dǎo)承，其中所述第一桿導(dǎo)承包括膛孔，用 于能滑動地接納被操作性地連接到所述第一隔膜組件的閥桿，并且其中所述第一桿導(dǎo)承從 多個桿導(dǎo)承中選出且能夠與從所述多個桿導(dǎo)承中選出的第二桿導(dǎo)承互換；和多個密封件，其位于所述第一桿導(dǎo)承的外表面與所述致動器殼體的內(nèi)表面之間，以將 所述第一桿導(dǎo)承與所述致動器殼體和所述閥體中的至少之一對準。
18.如權(quán)利要求17所述的模塊化調(diào)節(jié)器組件，其中所述多個隔膜組件包括多個能互換 的泄放閥座、泄放閥桿、推柱、隔膜、隔膜板和操作桿。
19.如權(quán)利要求18所述的模塊化調(diào)節(jié)器組件，其中所述多個隔膜組件中的隔膜組件提 供非泄放內(nèi)部壓力組件、象征性內(nèi)部壓力泄放組件、完全內(nèi)部壓力泄放組件、高壓隔膜組件 或低壓隔膜組件。
20.如權(quán)利要求17所述的模塊化調(diào)節(jié)器組件，其中每個所述密封件均為0形圈。
21.如權(quán)利要求17所述的模塊化調(diào)節(jié)器組件，其中所述密封件摩擦地接合所述致動器 殼體的所述內(nèi)表面，以將所述第一桿導(dǎo)承保持在所述致動器殼體內(nèi)。
22.如權(quán)利要求17所述的模塊化調(diào)節(jié)器組件，其中所述第一桿導(dǎo)承連接到壓力平衡閥 內(nèi)件類型，所述第二桿導(dǎo)承連接到非壓力平衡閥內(nèi)件類型。
23.如權(quán)利要求17所述的模塊化調(diào)節(jié)器組件，其中所述第一桿導(dǎo)承進一步包括通道， 該通道延伸穿過所述閥體以將所述閥體的出口流體地連接到所述第一隔膜組件。
24.如權(quán)利要求23所述的模塊化調(diào)節(jié)器組件，其中所述第一桿導(dǎo)承進一步包括開口， 用于保持螺釘，并且其中所述螺釘被從所述開口移除，然后被連接到延伸穿過所述主體的 所述通道，以阻塞所述通道和所述第一隔膜組件之間的流體連通。
25.如權(quán)利要求17所述的模塊化調(diào)節(jié)器組件，其中所述調(diào)節(jié)器為直動式調(diào)節(jié)器、壓力 加載式調(diào)節(jié)器、或先導(dǎo)操作式調(diào)節(jié)器。
全文摘要
描述一種用于配置流體調(diào)節(jié)器的設(shè)備。在一個示例中，描述一種用于流體調(diào)節(jié)器的桿導(dǎo)承。該桿導(dǎo)承包括主體，該主體具有可滑動地接納閥桿的開口和具有多個環(huán)形密封件的外表面，所述多個環(huán)形密封件將所述主體可移除地連接在調(diào)節(jié)器殼體的膛孔內(nèi)，并將所述主體與所述調(diào)節(jié)器殼體或閥對準。
文檔編號G05D16/06GK101986791SQ200880012944
公開日2011年3月16日 申請日期2008年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日
發(fā)明者保羅·理查德·安德森, 塞思·克蘭斯, 格利高里·勞倫斯·福斯特, 詹姆士·切斯特·霍金斯 申請人:費希爾控制產(chǎn)品國際有限公司