专利名称：无泄漏的气压式调节器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气压式调节器，更具体地说，本发明涉及这样的一种气压式调节器，它适合用在不允许气体从气压式调节器泄漏到周围环境中的场合。
气压式调节器常用于对从气源(例如一个气缸)向气体接收容器所供气体的流量和压力进行控制。在某些场合下，非常重要的一点是从供气气缸流向容器中的气体不允许泄漏到周围环境中，一个明显的例子是向容器中提供燃气或者含氧气体，此时周围环境存在着起火的潜在危险。
在使用飞机运送鲜活的水产品时，需要向装有水产品的容器中供氧。用于向装有水产品的容器中供氧的传统的调节器包括一个开口，这样，一旦气压式调节器失效，调节器中的压力不至于升高到使调节器爆裂的程度，也不会达到起火的高温。这个开口的功能还在于使膜片平衡阻止环境压力的变化。
由于可能发生的气体泄漏将会增加起火的危险性，在飞机运输中使用这种气压式调节器就尤为重要。此外，在其他一些使用这种气压式调节器控制有毒气体输送的应用场合中，也事关公众的健康和安全。
本发明的目的是提供一种不会有丝毫气体泄漏到外部环境中的气压式调节器。在这种调节器中，没有任何一个元件的失效而造成所供应的气体泄漏到周围环境中。
按照本发明，提供了一种气压式调节器，用来调节从气源流向气体接收容器的气流，它包括调节器主体，该主体设有气体入口、气体出口、以及在所述入口和出口之间延伸的气体通道；连接于调节器主体的第一壳体部件，以及设置在所述调节器主体和第一壳体部件之间的、能够限制通过气体通道中某一点处的气体流量的第一膜片；连接于调节器主体的第二壳体部件，以及设置在所述调节器主体和第二壳体部件之间的、能够限制通过气体通道中第二点处的气体流量的第二膜片；其中，该气压式调节器不包括任何通向外部环境的开口；调节器主体和每个壳体部件都具有充分的强度，以承受所供气体的全部压力，这样，即便某一膜片失效，调节器仍能够继续操作(function)，气体不会泄漏到周围环境中；气体通道还包括一个限制区，如果第二膜片失效时，该限制区限制流经调节器的流量。
正如下文将要进一步详细说明的那样，在某一膜片失效的情况下，气压式调节器继续将经由调节器流向气体接收容器的气体流量限制在一定程度，但不需要限制到初始设定的最大程度。因此，上文所说的“操作”(function)一词不应当如此严格地理解为只是指常规的操作功能。
第一膜片最好处于第二膜片的上游。因此，第一膜片构成了调节器第一级的一部分；第二膜片构成了调节器第二级的一部分。
限制区最好位于第二膜片和气体出口之间。
第一膜片最好是能够控制的，以便当第二膜片失效时，可以将输出压力降低到一个较低的适当值，通过第一膜片和限制区把流经调节器的气体流量限制在安全范围。更好的方式是将第一膜片预置在一个适当的位置，以将第一膜片处的输出压力降低到一个较低的适当值，这样，当第二膜片失效时，通过第一膜片和限制区把流经调节器的气体流量限制在安全范围。
气压式调节器的相邻元件之间最好设有密封件，以防止气体泄漏到外部环境中。这些密封件都具有足够的强度，以承受所供气体的全部压力。
第一和第二壳体部件最好包括第一和第二罩帽构成。
第一和第二罩帽最好沿着调节器主体的轴向延伸。更好的方式是第一和第二罩帽从调节器主体的两个相反的轴向端部开始延伸。按照一个特定的优选实施例，两个罩帽轴向对齐。
第一罩帽最好包括第一控制元件，第二罩帽最好包括第二控制元件，这些控制元件分别用来控制流经气体流动路径上的第一点处和第二点处的气体流量。第一控制元件最好能够预先设置，以便把压力降低到一个预定值；第二控制元件最好是在调节器的整个工作过程中可调的。例如，第一控制元件可以是一个预置的调整螺钉；第二控制元件可以是一个连接有调整螺钉的控制旋钮。按照这一特定的优选实施例，该装置包括设置在罩帽和具有足够强度的调整螺钉之间的密封件，以承受所供气体的全部压力。
流经气压式调节器的气体的最大流速最好小于或等于5公升/分钟。
第一控制元件最好是一个预置的调整螺钉形式。
第二控制元件最好是一个连接有调整螺钉的控制旋钮形式。
更好的方式是该装置包括设置在罩帽和具有足够的强度的调整螺钉之间的密封件，以承受所供气体的全部压力。
本发明还包括将上面所述的气压式调节器应用在运送鲜活水产品的装置中。所述的鲜活水产品最好由飞机来运送。
下面参照附图来详细描述本发明的优选实施例，其中
图1是按照本发明优选实施例的气压式调节器的截面视图；图2是装有图1所示气压式调节器的运送鱼的装置的立体图。
本发明优选实施例的气压式调节器1具有两级，用于调节从气源流向气体接收容器的气流。第一级处于第二级的上游。在说明书下文所用的术语中，“第一”指的是第一级中的元件；“第二”指的是第二级中的元件。
气压式调节器1包括一个调节器主体2，以及分别以第一罩帽3和第二罩帽4形式的第一和第二壳体部分。这些元件2，3，4都由黄铜制成，但也可以由其他材料制成，例如青铜、不锈钢或者钛。当铝元件用在高压氧源中时，由于它极强的易燃性，铝元件不适合用于这种应用场合。
可以采用任何适当的方式将第一罩帽3和第二罩帽4连接到调节器主体2上。按照所示的优选实施例，第一罩帽3和第二罩帽4具有内螺纹端，用来安装到调节器主体2的相应的螺纹部分上。
调节器主体2还包括气体入口5、气体出口6、以及在入口5和出口6之间延伸的气体通道7。气体通道延伸经过第一级膜片阀组件25和第二级膜片阀组件26。本领域的技术人员都能够理解，术语“膜片”在具体应用时习惯上用来表示膜片阀或膜片阀组件，但也表示这种阀中实际的膜片元件。因此，术语“膜片”应当理解为包含了上述这些含义。
气源，例如一个气缸，通过入口接头8连接至气体入口5。气体出口6连接至气体接收容器。本发明的气压式调节器尤其适合用于将含氧的气体供应到要由飞机从一个地点送至另一地点的、鲜活水产品的保鲜箱中。在这一特定的应用场合中，绝不允许含氧的气体从气压式调节器中泄漏、或者从气源和容器之间的任一点处泄漏，因为泄漏的确非常危险。
设置在调节器主体2和第一级罩帽3之间的是第一膜片阀组件中的第一膜片9，它能够在气体通道的第一位置处限制流经气压式调节器第一级的气流。第一膜片控制着第一膜片阀组件的阀元件的开启和关闭(阀元件未详细示出)，以此控制着流经第一级的气流。这是以传统膜片阀的通常方式进行的。当要求大量供应气体时，以及膜片表面上的气压显著下降时，膜片弹簧推动该阀开启得更大；当流量需求减小时，流过阀的大开口的气流使膜片表面上的压力迅速升高。膜片克服调节器弹簧的作用力而被推离阀组件，并且在(未示出的)小型内弹簧的作用下使阀关闭。
第一级膜片密封地连接至调节器主体。与调节器主体相接的第一膜片9的密封件还提供了调节器主体2与第一级罩帽3之间的密封。第一级罩帽还包括预置的调整螺钉10。在预置的调整螺钉10和第一级罩帽3之间还设置了一个静密封形式的密封件11。
第一级罩帽不包括任何与外界环境相通的孔口。与此相反，现有技术中的所有的气压式调节器都包括这种孔口，以避免调节器中的压力升高所带来的潜在危险，以及消除膜片的背压。第一级罩帽3还具有足够的强度以承受气压源的全部压力，这样，即便第一膜片9失效，气体也不会从气压式调节器1的第一级中泄漏。此外，该装置的相邻元件之间的用来防止气体泄漏到外部大气中的各个密封件(也就是调节器主体2与第一级罩帽3之间的密封、以及第一级罩帽3与预置调整螺钉10之间的密封)，也都具有足够的强度来承受气压源的全部压力。这些特征对气压式调节器的无泄漏特性都有所贡献。
预置的调整螺钉10已被拧入，以便将第一弹簧17预载到一个适当的值，以此使调节器第一级的输出压力降低到一个适当的水平。通常，预置的调整螺钉已由制造商在制造过程中，或者在气压式调节器的销售之前，做好了静态设置。
气压式调节器还包括设置在调节器主体2与第二罩帽4之间的、第二膜片阀组件中的第二级膜片12，它能够在气体通道的第二或点位置处限制流经气压式调节器第二级的气流。第二级膜片12控制着第二膜片阀组件的阀元件27的开启和关闭，采用与第一膜片相同的方式控制着流经第二级的气流。
调节器主体2中的气体通道7还包括级间通道13。级间通道13不包括任何借助于通气阀或任何其他设施而与外界环境相通的孔口。调节器主体也具有足够的强度，以便即使在第一膜片失效，或者气压式调节器的第一级失效的情况下，也能够对全部气压进行控制。
与第一膜片9相同，第二膜片12也密封地连接至调节器主体。该密封件还提供了调节器主体2与第二罩帽4之间的密封。对气压式调节器1第二级中的第二膜片12的调整是由调整螺钉的控制旋钮14进行的。拧动控制旋钮也就改变了第二膜片12的平衡位置，进而改变气压式调节器第二级的输出压力。控制旋钮的设计类型要适合于在气流流经气压式调节器1时的操作。
在调整螺钉的控制旋钮与第二罩帽之间设置了一个滑动密封形式的密封件15。该密封件具有足够的强度，以便当第二膜片失效时能保持全部的气体供应。第二级罩帽4也具有足够的强度，当第二膜片12失效时能承受全部的气体压力。
气体通道7在第二膜片12和气体出口6之间的区域，设有一个固定开口16形式的限制区，固定开口16应当具有这样的尺寸，使其在第二膜片12失效时能够限制流经调节器的气流。
大体上说，固定开口16设定了在第二膜片12失效时流经气压式调节器1的最大流量。由于实际的流量值取决于气体压力，因而流经固定开口的实际最大流量将取决于第一级膜片如何设置。因此，所说的流经膜片的最大流量不应当狭义地理解为某一特定的恒定最大值。
上文概述的气压式调节器的特征组合，避免了由于气压式调节器中的任何一个元件的失效而造成所供气体的外泄。
在第一膜片9失效的情况下，气体不能从气压式调节器第一级的任何部位泄漏到外界环境中。此外，气压式调节器的第二级具有足够的强度，以便对通到第二级的全部供压提供正常的控制。因此，气压式调节器可以继续操作，而气体不会泄漏到大气中。然而应当理解，此时在出口处的气体流量将略低于第一和第二膜片正常工作时的初始设定值。尽管如此，气压式调节器仍然继续对从气源到容器的气流进行控制，从这个意义上说，气压式调节器的确仍在继续操作。
为了准备对第二级膜片的失效进行补偿，将第一级预设的输出压力调整到低于其通常值。在第二膜片失效的情况下，通过将预置的调整螺钉调整到这种程度，即流经调节器的流量由出口附近的固定开口16限制在允许值范围内。在这种情况下，受控气体不会泄漏到外部环境中，全部供气也不会不受限制地流经气压式调节器，从这个意义上说，气压式调节器仍在继续操作。尽管流过系统的气体流量将大于预定值，但它仍被限制在允许值范围内，该允许值主要由第一级膜片的设置以及出口处附近的固定开口确定。
上面所述的各种情况归纳在下面的表格中
按照本发明的优选实施例，这种气压式调节器应用在由飞机将水产品从一个地点运送至另一地点的运送装置19中。该调节器可连接应用于各种装置。其中一个实施例的装置包括一个提供氧气的气缸20、一个如图1所示的气压式调节器1、以及一个带有密封盖的容器21，容器内装有水和水产品，例如鱼。
低压供氧管线22从气压式调节器1上伸出，容器上还设有防泄漏的气孔23。这些元件都装在位于容器21的密封盖顶部的防护罩24中。
在本发明的精神和范围内可以对所示的实施例作出各种改进，例如，虽然这里的气压式调节器包含两级，它也可以改进为设有第三级，以便在气压式调节器的任何一级膜片失效的情况下提供进一步的后备保险(back-up)。
权利要求
1.一种气压式调节器，用来调节从气源流向气体接收容器的气流，它包括调节器主体，该主体包括气体入口、气体出口、以及在所述入口和出口之间延伸的气体通道；连接于调节器主体的第一壳体部件，以及设置在所述调节器主体和第一壳体部件之间的、能够限制通过气体通道中某一点处的气体流量的第一膜片；连接于调节器主体的第二壳体部件，以及设置在所述调节器主体和第一壳体部件之间的、能够限制通过气体通道中第二点处的气体流量的第二膜片；其中，该气压式调节器不包括任何通向外部环境的开口；调节器主体和每个壳体部件都具有足够的强度，以承受所供气体的全部压力，这样，即便某一膜片失效，调节器仍能够继续操作，而气体不会泄漏到周围环境中；气体通道还包括一个限制区，当第二膜片失效时，该限制区限制流经调节器的流量。
2.如权利要求1所述的气压式调节器，其中第一膜片位于第二膜片的上游。
3.如权利要求2所述的气压式调节器，其中限制区位于第二膜片和气体出口之间。
4.如权利要求2或3所述的气压式调节器，其中第一膜片是能够控制的，以将输出压力降低到一个较低的适当值，这样当第二膜片失效时，通过第一膜片和限制区把流经调节器的气体流量限制在安全范围。
5.如权利要求4所述的气压式调节器，其中第一膜片被预置到一个适当的位置，以将第一膜片处的输出压力降低到一个较低的适当值，这样，当第二膜片失效时，通过第一膜片和限制区把流经调节器的气体流量限制在安全范围。
6.如权利要求2至5中任一项所述的气压式调节器，其中气压式调节器的相邻元件之间包括密封件，以防止气体泄漏到外部环境中，这些密封件的每一个都具有足够的强度，以承受所供气体的全部压力。
7.如权利要求2至6中任一项所述的气压式调节器，其中第一和第二壳体部件包括第一和第二罩帽。
8.如权利要求7所述的气压式调节器，其中第一和第二罩帽沿着调节器主体的轴向延伸。
9.如权利要求8所述的气压式调节器，其中第一和第二罩帽从调节器主体的两个相反的轴向端部延伸。
10.如权利要求7至9中任一项所述的气压式调节器，其中第一罩帽包括第一控制元件，第二罩帽包括第二控制元件，这些控制元件分别用来控制流经气体流动路径上的第一点处和第二点处的气体流量。
11.如权利要求10所述的气压式调节器，其中第一控制元件适于被预先设置，以便把流量降低到一个预定值；第二控制元件在调节器的整个工作过程中是可调的。
12.如权利要求10或11所述的气压式调节器，其中第一控制元件是一个可预置的调整螺钉形式。
13.如权利要求12所述的气压式调节器，其中第二控制元件是一个连接有调整螺钉的控制旋钮形式。
14.如权利要求13所述的气压式调节器，其中该装置包括设置在罩帽和足够强度的调整螺钉之间的密封件，以承受所供气体的全部压力。
15.如权利要求1至14中任一项所述的气压式调节器，其中流经气压式调节器的气体的最大流速小于或等于5公升/分钟。
16.将前述权利要求1至15中任一项所述的气压式调节器，应用在运送水产品的装置上。
17.如权利要求16所述的气压式调节器的应用，其中水产品由飞机来运送。
18.一种与这里结合附图所描述的气压式调节器基本上相同的气压式调节器。
19.采用与这里结合附图所描述的基本上相同的气压式调节器，应用在由飞机运送的水产品运送装置上。
全文摘要
一种气压式调节器(1)，用于调节从气源流向气体接收容器的气流，它包括调节器主体(2)，该主体设有气体入口(5)、气体出口(6)、以及在入口和出口之间延伸的气体通道(7)；还包括连接于调节器主体(2)的第一壳体部件(3)，和设置在调节器主体(2)与第一壳体部件(3)之间的、能够限制气体通道中某一点处的气体流量的第一膜片(9)；以及连接于调节器主体(2)的第二壳体部件(4)，和设置在所述调节器主体(2)与第二壳体部件(4)之间的、能够限制气体通道中第二点处的气体流量的第二膜片(12)。该气压式调节器不带有任何通向外部环境的开口。调节器主体和每个壳体部件都具有足够的强度，以承受所供气体的全部压力，因此，即便某一膜片失效，调节器仍能够继续工作，气体不会泄漏到周围环境中。气体通道还包括一个限制区(16)，当第二膜片失效时，该限制区限制流经调节器的流量。本发明的气压式调节器适用在由飞机运送鱼类或其他水产品的运送容器上。
文档编号G05D16/06GK1398331SQ01804706
公开日2003年2月19日 申请日期2001年2月2日 优先权日2000年2月9日
发明者彼得·J·福登 申请人:弗洛特帕克有限公司