本公開大體上涉及平衡端口壓力調(diào)節(jié)器，并且更具體地說涉及具有感應(yīng)閥孔內(nèi)的壓力的定向升壓傳感管的平衡端口壓力調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)：

壓力調(diào)節(jié)閥在無數(shù)工業(yè)和住宅應(yīng)用中用來控制流體的下游壓力。例如，在化工廠或煉油廠中，壓力調(diào)節(jié)閥用來操縱流動(dòng)的流體以補(bǔ)償所需要的增加或減少或者其他負(fù)荷干擾，并由此保持對于流體壓力的調(diào)節(jié)。同樣地，壓力調(diào)節(jié)閥可用于諸如淋浴或水龍頭中的防燙傷閥的衛(wèi)浴設(shè)備以維持預(yù)定的流體壓力，自動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)整以適應(yīng)需求變化。通過控制下游壓力，壓力調(diào)節(jié)閥補(bǔ)償下游需求變化。例如，當(dāng)下游需求增加時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥打開以允許更多流體流過壓力調(diào)節(jié)閥，從而維持相對恒定的下游壓力。另一方面，當(dāng)下游需求減小時(shí)，壓力調(diào)節(jié)閥接近于減少流向壓力調(diào)節(jié)閥的流體的量，再一次維持相對恒定的下游壓力。

壓力調(diào)節(jié)閥可以分為平衡或不平衡。不平衡閥典型地在閥塞一側(cè)具有高壓入口流量和在閥塞另一側(cè)具有低壓出口流量。不平衡閥承受稱為衰減入口特性的不期望的效果。衰減入口特性是當(dāng)上游壓力減小時(shí)不平衡閥經(jīng)歷下游壓力意外增加的現(xiàn)象。該效果是不期望的，因?yàn)榇蟛糠謮毫φ{(diào)節(jié)閥試圖維持恒定的下游壓力。衰減入口特性由閥塞高壓側(cè)的試圖將閥塞移到關(guān)閉位置的流體力引起。因此，閥必須具有某種機(jī)制以將該流體力反作用于閥塞上。因反作用流體力的機(jī)制典型地具有設(shè)定點(diǎn)，當(dāng)由于入口流體減少供應(yīng)或閥上游壓力變化閥塞入口側(cè)的流體力可能變化時(shí)該力由這樣的恒定機(jī)制生成。衰減輸入特性對于具有諸如氣缸、管道拖車或壓力控制產(chǎn)品的限制壓縮流體源尤其重要，因?yàn)樵谶@些應(yīng)用中，入口流體是固定供應(yīng)的，因此，當(dāng)入口流體供應(yīng)減少時(shí)入口流體壓力減小。

不平衡閥還承受發(fā)生對于閥座的損壞。在具有高入口壓力的不平衡閥中，作用于大的閥孔上的流體壓力能夠壓下閥座。因此，不平衡閥對于高壓、大孔應(yīng)用是不理想的。

為了解決高流體應(yīng)用中衰減輸入特性，開發(fā)了平衡壓力調(diào)節(jié)器。在平衡壓力調(diào)節(jié)器中，上游壓力的一部分轉(zhuǎn)到作用在閥塞的未暴露部分或閥塞移動(dòng)機(jī)制未暴露部分。因此，閥塞通過不具有作用在閥塞(閥塞移動(dòng)機(jī)制)上的流體壓力凈效果“平衡”。通過這種方式，衰減入口特性被消除(或大大減少)因?yàn)樽饔迷陂y塞上的流體力抵消，導(dǎo)致歸因于流體壓力的零壓力。換而言之，工藝流體本身產(chǎn)生非常少，或沒有打開力/斷流力。

隔膜式壓力調(diào)節(jié)器中，來自上游或閥入口側(cè)的高壓流體可以被排到閥塞上的腔以平衡閥塞上的力，類似于上述平衡調(diào)節(jié)器。典型地，流體力的平衡通過結(jié)合一個(gè)或多個(gè)排氣通道或端口實(shí)現(xiàn)，通過閥塞從入口側(cè)延伸到腔中。

如圖1所示的典型的隔膜式壓力調(diào)節(jié)器中，壓力調(diào)節(jié)器10包括閥體20，具有通過通道26流體連接的流體入口24和流體出口22。通道26包括喉部或孔28(形成通道26的最窄部分)，閥座30設(shè)置在通道26中。閥蓋32容納有連接到閥桿36的負(fù)載彈簧34。閥桿36可操作附接到閥塞38。閥塞38與閥座30相互作用以控制流體通過閥體20從入口24流到出口22。

隔膜39連接到閥蓋32以及閥塞38。隔膜39將通道26與閥蓋32中包含有負(fù)載彈簧34的腔體40隔開。隔膜39對通道26與腔體40之間的壓力差做出響應(yīng)。

保持器42附接到閥桿36并且將閥塞38保持在閥桿36上。該保持器可以包括一個(gè)或多個(gè)諸如螺母的緊固件44，這些緊固件附接到閥桿36。一個(gè)或多個(gè)平衡通路或通道46通過腔48流體連接通道26，腔48位于閥塞38與腔體40之間。閥塞38上的流體力通過移動(dòng)通過平衡通道46的流體得以平衡。

諸如圖1所示平衡調(diào)節(jié)器的隔膜式平衡調(diào)節(jié)器的一個(gè)問題是隨著流量增加它們承受設(shè)定點(diǎn)減弱或減少。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

諸如圖1所示平衡調(diào)節(jié)器的隔膜式平衡調(diào)節(jié)器的一個(gè)問題是隨著流量增加它們承受設(shè)定點(diǎn)減弱或減少。

根據(jù)示例的一方面，平衡端口壓力調(diào)節(jié)器包括閥體、閥座、閥塞、隔膜保持器和套管。所述閥體具有由流體通路連接的流體入口和流體出口，位于所述流體入口與所述流體出口之間的孔，所述孔是所述流體通路的最受限制的部分。所述閥座設(shè)置于所述流體通路內(nèi)。所述閥塞附接到可移動(dòng)的閥桿，所述閥塞和所述閥桿設(shè)置于所述流體通路內(nèi)，所述閥塞與所述閥座相互作用以選擇性地打開或關(guān)閉所述流體通路。所述隔膜保持器設(shè)置于所述閥體內(nèi)，所述隔膜保持器將所述流體通路與平衡腔間隔開。所述套管遠(yuǎn)離所述隔膜保持器地延伸，所述套管周向環(huán)繞所述閥桿，在所述套管與所述閥桿之間形成有一空間，所述空間形成將所述流體通路與所述平衡腔流體連接的平衡通道。所述套管包括位于所述孔內(nèi)的開口。

根據(jù)示例的另一方面，平衡塞組件包括閥座、閥塞、隔膜保持器和套管。所述閥座具有第一開口和第二開口。所述閥塞設(shè)置于可移動(dòng)閥桿的端部上，所述閥塞和所述閥桿相對于所述閥座是可移動(dòng)的，所述閥塞與所述閥座相互作用以選擇性地打開或關(guān)閉所述第二開口。所述隔膜保持器位于所述閥塞與平衡腔之間。所述套管遠(yuǎn)離所述隔膜保持器地延伸，所述套管周向環(huán)繞所述閥桿，所述套管具有遠(yuǎn)離所述隔膜保持器的開口，在所述套管與所述閥桿之間形成有一空間，所述空間形成平衡通道。所述套管的開口位于所述閥座的第一開口與第二開口之間。

前述方面可以與如下任何一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選方式結(jié)合，以及與其他方面和/或附件方面、布置、特征和/或在詳細(xì)檢查附圖和以下描述時(shí)顯而易見的技術(shù)效果結(jié)合。

在一優(yōu)選方式中，所述閥座包括第一開口和第二開口。所述第一開口和所述第二開口限定所述孔。所述套管的開口可以位于所述閥座的第一開口與所述第二開口之間。所述套管的開口位于遠(yuǎn)離所述閥座上的閥座表面、大于等于所述閥座的第一開口與所述第二開口之間的距離的25％處。

在另一優(yōu)選方式中，所述套管的開口包括倒角表面。

在另一優(yōu)選方式中，所述開口包括圍繞所述套管周向分布的多個(gè)開口，所述多個(gè)開口位于所述閥座的第一開口與第二開口之間。

在另一優(yōu)選方式中，所述隔膜設(shè)置于所述隔膜保持器與所述閥體之間，所述平衡腔位于所述隔膜保持器與所述隔膜之間。

在另一優(yōu)選方式中，所述閥桿和所述閥塞相對于所述套管是可移動(dòng)的。

在另一優(yōu)選方式中，所述負(fù)載彈簧可操作地連接到所述閥桿。

在另一優(yōu)選方式中，所述套管的開口包括所述套管的開口端。

在另一優(yōu)選方式中，其中所述閥座的第一開口和第二開口限定閥體的孔，以及所述套管的開口位于遠(yuǎn)離所述閥座上的閥座表面、大于等于所述閥座的第一開口與所述第二開口之間的距離的25％處。

在另一優(yōu)選方式中，所述套管的開口包括多個(gè)圍繞所述套管周向分布的多個(gè)開口，所述多個(gè)開口位于所述閥座的第一開口與第二開口之間。

本文公開的任何平衡端壓力調(diào)節(jié)器或平衡塞組件的實(shí)施例，可以用來在最需要增壓的打開循環(huán)中的點(diǎn)處有利地抵制調(diào)節(jié)器壓力減弱，該點(diǎn)即是接近閥塞完全打開的位置，因?yàn)榭撞粫?huì)變成在流體通路中最受限制的點(diǎn)直到閥塞接近完全打開位置。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)的平衡調(diào)節(jié)器的橫截面圖；以及

圖2是根據(jù)本公開內(nèi)容教導(dǎo)所構(gòu)建的平衡端口調(diào)節(jié)器的橫截面圖；

雖然本公開內(nèi)容易受各種修改和替代結(jié)構(gòu)影響，但附圖中已經(jīng)示出其確定示例實(shí)施例并且以下將做詳細(xì)描述。然而，應(yīng)理解的是并不意圖將本公開內(nèi)容限制到已公開的具體形式，相反意圖是涵蓋落入本實(shí)用新型精神和范圍內(nèi)的所有修改、替代結(jié)構(gòu)和等同物。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖，具體參考圖2，通常附圖標(biāo)記110指的是平衡端口壓力調(diào)節(jié)器。其中圖2的平衡端口壓力調(diào)節(jié)器包括對應(yīng)于圖1的平衡壓力調(diào)節(jié)器元件，那些元件將被同樣編號，唯一的區(qū)別是圖2的附圖標(biāo)記是增加100的倍數(shù)。例如，圖2對應(yīng)的元件編號為正好100地大于圖1的對應(yīng)元件的編號。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2，平衡端口壓力調(diào)節(jié)器110包括閥體120，具有由流體通路126連接的流體入口122和流體出口124。流體通路126包括喉部或孔128(即通路126最窄的部分)和閥座130。喉部或孔128從流體入口122導(dǎo)向流體出口124，并且閥座130設(shè)置在孔128中。在圖2的實(shí)施例中，閥座130形成孔128，孔128是閥體120的流體通路126的最窄部分。閥座130包括第一開口131的上游以及第二開口133的下游。閥座130的內(nèi)部長度限定為第一開口131與第二開口133之間的距離。

閥蓋132容納連接到閥桿136的負(fù)載彈簧134。閥桿136可操作附接到閥塞138。閥塞138與閥座130相互作用以控制流體通過閥體120從入口122流動(dòng)到出口124。在圖2的實(shí)施例中，閥塞138位于閥座130的下游。更具體地，閥塞138位于閥座130的第二開口133的下游。

套管154環(huán)繞閥桿136。套管154與閥桿136之間形成空間。工藝流體被允許通過形成一個(gè)或多個(gè)平衡通道155的空間流動(dòng)到平衡腔148.套管154具有終止在孔128內(nèi)的開口。在圖2所示的實(shí)施例中，開口可替換為開口端部156a或多個(gè)開口156b，圍繞套筒154周向設(shè)置。

隔膜139通過隔膜板157連接到閥桿136。隔膜139將平衡腔148與閥蓋132內(nèi)包含負(fù)載彈簧134的腔體隔開，可操作附接到閥桿閥桿136以提供偏壓給閥桿136。隔膜139響應(yīng)于平衡腔148與腔體之間的壓力差。

閥塞138上的流體力由通過平衡通道146從高壓區(qū)域移動(dòng)到低壓區(qū)域的流體平衡。

套管154向外延伸，遠(yuǎn)離隔膜保持器164的底部162。隔膜保持器164將通路126與平衡腔148隔開。平衡通道155將孔128中的通路126流體連接到平衡腔148。套管154遠(yuǎn)離隔膜保持器164的底部162地延伸以將開口156a、156b放置于閥座表面166的上游(也就是當(dāng)閥塞位于關(guān)閉位置時(shí)，被閥塞138接觸用以防止流體通過閥體120流動(dòng))而不是孔128的最上游部分168的下游。在圖2的實(shí)施例中，開口156a、156b位于閥座130的第一開口131與第二開口133之間。閥桿136和閥塞138可相對于套管154移動(dòng)。

在一些實(shí)施例中，閥座13、閥桿136、閥塞138，套管154和隔膜保持器164可以形成為平衡塞組件。

在另一實(shí)施例中，如圖2所示，開口端部156可以包括倒角開口表面或另外將開口導(dǎo)向遠(yuǎn)離從入口流動(dòng)的流體的方向的表面。在另一實(shí)施例中，多個(gè)開口156b可以圍繞套管154周向分布。在這個(gè)實(shí)施例中，開口通?？梢允蔷匦?。在另一實(shí)施例中，開口實(shí)質(zhì)上可以具有任何形狀，諸如圓形，橢圓形，方形，三角形，槽形，不規(guī)則的或其他形狀?？梢赃x擇特定的形狀以幫助將本地流體引導(dǎo)流入套管154內(nèi)的不同位置的開口。在另一實(shí)施例中，套管154可以包括開口、倒角開口和周向設(shè)置開口的組合。

當(dāng)閥塞138位于關(guān)閉位置，接觸閥座表面166時(shí)，開口端部156a通常位于孔128的最上游部分168之間。換而言之，在圖2所示的實(shí)施例中，當(dāng)閥塞138處于關(guān)閉位置時(shí)，開口端部156a位于閥座130的第一開口131和第二開口133之間。

在確定的所需的實(shí)施例中，開口端部156a位于閥座表面166上游的大于或等于測量自最上游部分168到閥座表面166的孔128的長度的25％的位置處。在圖2的實(shí)施例中，開口端部156a位于閥座表面166上游的25％處或閥座130的更多長度處。

通過將開口端部156a定位在閥座表面166的上游不在孔128內(nèi)，當(dāng)閥塞138初始化開始打開時(shí)，開口端部156a避開閥塞138與閥座表面166之間最高流速的初始區(qū)域。最高流速區(qū)域有時(shí)稱為“窗簾區(qū)”。因?yàn)榇昂焻^(qū)的平均流速是最高的，這一區(qū)域的靜態(tài)壓力在通路126中是最低的。窗簾區(qū)保持最高流速區(qū)域直到閥塞138打開充分使窗簾區(qū)大于孔區(qū)。此時(shí)，孔本身變成主要的流動(dòng)限制并且孔中的流速變成通路126中的最高流速。因?yàn)殚_口端部156a位于孔128內(nèi)，但不在窗簾區(qū)，通過套管154傳送到平衡腔148的壓力也被降低，導(dǎo)致當(dāng)閥塞138接近完全打開位置時(shí)實(shí)質(zhì)上增壓閥門，該位置是現(xiàn)有閥經(jīng)受減弱的地方。這種接近完全打開位置的增壓抵消了減弱，導(dǎo)致當(dāng)閥塞138接近完全打開位置時(shí)，更恒定的出口壓力。

本文公開的任何平衡端壓力調(diào)節(jié)器或平衡塞組件的實(shí)施例，可以用來在最需要增壓的打開循環(huán)中的點(diǎn)處有利地抵制調(diào)節(jié)器壓力減弱，該點(diǎn)即是接近閥塞完全打開的位置，因?yàn)榭撞粫?huì)變成在流體通路中最受限制的點(diǎn)直到閥塞接近完全打開位置。

雖然根據(jù)本公開內(nèi)容的教導(dǎo)本文已經(jīng)描述確定平衡端口調(diào)節(jié)器和平衡塞組件，但是本專利的內(nèi)容范圍不局限于此。相反，除了上面提到的那些外，很顯然可以對本實(shí)用新型結(jié)合各種優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)示出和描述的地方做特定的改變和修改。本專利涵蓋本公開內(nèi)容教導(dǎo)的相當(dāng)于落入可允許的等同物的所有實(shí)施例。因此，旨在于保護(hù)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可能做出的各種變化和修改。