专利名称：用于气体调节器的可调节盘机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体调节器，更具体地，涉及具有带有闭环控制的致动器的 气体调节器。
背景技术：
典型的气体分配系统供应气体的压力可根据系统、气候、供应源和/或 其它因素的要求而改变。然而，大部分装配有诸如壁炉、烤箱等煤气器具的 终端用户设施需要根据预定压力并处于或低于气体调节器的最大容量来传 输气体。因此，气体调节器被应用到这些分配系统，以确保所传输的气体满 足终端用户设施的要求。传统的气体调节器大体上包括闭环控制致动器，用 于感知和控制所传输的气体的压力。
除了闭环控制之外， 一些传统的气体调节器包括安全阀。例如，当流体 分配系统的调节器或一些其它部件故障时，安全阀适于提供过压保护。因此， 如果传输压力升高超过预定阈值压力，安全阀打开以排放至少 一部分气体到 大气中，从而减小系统中的压力。
图l和图1A示出一个传统的气体调节器10。调节器10大体上包括致 动器12和调节器阀14。调节器阀14限定入口 16和出口 18,入口 16用于 接收例如来自气体分配系统的气体，出口 18用于将气体传输到诸如例如具 有一个或多个器具的工厂、饭店、公寓建筑等终端用户设施。另外，调节器阀14包括布置在入口与出口之间的阀端口 36。气体必须通过阀端口 36，以 在调节器阀14的入口 16与出口 18之间行进。
致动器12连接到调节器阀14，以确保调节器阀14的出口 18处的压力， 即出口压力与希望的出口或控制压力一致。致动器12因而经由阀嘴34和致 动器嘴20与调节器阀14流体连通。致动器12包括控制组件22,用于感知 和调节调节器阀14的出口压力。具体而言，控制组件22包括隔膜24、活 塞32和具有阀盘28的控制臂26。传统的阀盘28包括大致圆柱形主体25 和固定到主体25的密封插件29。阀体25还可包括与其整体式形成的环形 法兰31，如图1A所示。隔膜24感知调节器阀14的出口压力。控制组件 22进一步包括与隔膜24的顶侧接合的控制弹簧30，以抵消感知的出口压力。 因此，希望的出口压力，也可称为控制压力，通过选择控制弹簧3而被设定。
隔膜24经由活塞32被可操作地连接到控制臂26并因此连接到阀盘28, 以基于感知的出口压力来控制调节器阀14的开口 。例如，当终端用户操作 诸如壁炉等器具例如向位于调节器10下游的气体分配系统施加需求时，出 口流动增大，乂人而减小出口压力。相应地，隔膜24感知到该减小的出口压 力。这允许控制弹簧30伸展并相对于图1的方位向下移动活塞32和控制臂 26的右侧。控制臂26的该移位使阀盘28移动离开阀端口 36，从而打开调 节器阀14。图1A示出处于第一或正常操作模式的阀盘34。这样构造的话， 器具可将气体牵引通过阀端口 36朝向调节器阀14的出口 18。
在传统的调节器10中，当使控制臂26移位以打开阀端口 36时，控制 弹簧30随着其朝向未压缩长度伸展而固有地产生较小的力。另外，随着控 制弹簧30伸展，隔膜24变形，这增大隔膜24的面积。由控制弹簧30提供 的减小的力和在该操作情况下增大的隔膜24的面积组合产生调节器响应， 其中由控制弹簧提供的力不足以平衡由隔膜产生的力，从而导致出口控制压 力小于由用户初始 设定的压力。该现象已知为"下垂"。当"下垂"发生时， 出口压力减小到其设定控制压力以下，调节器10可能不会如所预期的那样 作用。在图1所示的传统调节器10中，控制组件22还用作安全阀，如上所述 的那样。具体而言，控制组件22还包括安全弹簧40和放气阀42。隔膜24 包括通过其中心部分的开口 44,活塞32包括密封杯38。在正常操作期间， 安全弹簧40布置在活塞32与隔膜24之间，以偏压隔膜24抵靠密封杯38， 从而关闭开口 44。在出现诸如控制臂26被破坏等故障时，控制组件22不 再直接控制阀盘28，阀盘28将被入口流动移动至最大打开位置。这允许最 大量的气体流入致动器12。这样，由于气体充满致动器12,压力形成在隔 膜24上，从而驱使隔膜24离开密封杯28，以露出开口 44。气体因而流动 通过隔膜24中的开口 44并流向排气阀42。排气阀42包括阀塞46和将阀 塞46偏压至闭合位置的回位弹簧54,如图2所示。在致动器12内和相邻 的排气阀42内的压力到达预定阈值压力时，阀塞46抵抗安全弹簧54的偏 压向上移位并打开，从而将气体排放到大气中，并减小调节器10中的压力。
当针对特殊应用选择调节器时，技术人员负责使设定控制压力处的流动 容量最大化，并使在故障条件下排放到大气中的气体量最小化。典型地，该 目的通过设计或选择调节器10的诸如阀端口等各个不同方面而实现，从而 使这些竟争利害关系之间得到折衷。为了限制通过安全阀释放到大气中的气 体量，技术人员经常选择能够满足所需的流动容量的最小的可用端口 。
发明内容
本发明提供一种可调节控制元件和/或一种调节器，或者其它流体流动 控制或调节装置。在一个实施例中，根据本发明原理的一种可调节调节器可 包括阀体、阀端口、阀盘、隔膜和屏板。所述阀体限定入口和出口。所述 阀端口由所述阀体岸义载且在所述入口与所述出口之间。所述阀盘布置在所述 阀体内，并适于在打开位置与闭合位置之间移位，以控制流体通过阀体的流动。
另外，在一个实施例中，阀盘可具有密封表面，该密封表面用于在阀盘 处于闭合位置时接合阀端口。隔膜能够可操作地连接到阀盘，以控制阀盘的位置。屏板由阀盘承载，并轴向延伸超过阀盘的密封表面，使得当阀盘处于 打开位置时，屏板引导流体通过阀端口朝向阀体的出口流动。
在一个实施例中，屏板可为可调节屏板，其适于相对于阀盘在多个位置 之间轴向移位，从而使调节器能够被调整以满足特殊要求。
在可替换实施例中，屏板和阀盘中的任一个或二者均可包括标记，用于 指示可调节屏板相对于阀盘的位置。
在一个实施例中，屏板可包括与阀盘螺紋接合的圆柱形屏板。在一种形 式中，屏板与阀盘的周界螺紋接合。在另一形式中，屏板可整个从阀盘上拆 卸下来。
根据另一或可替换实施例，调节器还包括多个屏板。例如，调节器可包 括第一屏板和第二屏板。第一屏板和第二屏板中的每一个均可适于能互换地
布置在阀盘上，以针对调节器限定不同的操作特性。例如，第一屏板可延伸 超过阀盘第一距离，以提供第一流动特性，而第二屏板可延伸超过阀第二距 离以限定第二不同的特性。
图1为传统调节器的侧面剖视图； 图1A为图1的调节器的调节器阀的侧视剖视图； 图2为根据本发明一个实施例构造的调节器的侧视剖视图，其示出阀盘 处于闭合位置；
图3为图2的调节器的侧视剖视图，其示出阀盘处于操作位置；
图4为根据本发明一个实施例构造的图3和图3A的调节器的控制元件 的局部分解侧视剖视图5A-5C分别为根据第一、第二和第三布置构造的图3、图3A和图4 的控制元件的侧视剖视图6为图3的调节器阀的侧视剖视图，其示出控制元件处于完全打开操 作位置；并且图7A-7C为根据本发明可替换实施例构造的控制元件的侧视剖-见图。
具体实施例方式
图2和图3示出根据本发明一个实施例构造的气体调节器100。气体调 节器100大体上包括致动器102和调节器阀104。调节器阀104包括入口 106 和出口 108，入口 106用于接收例如来自气体分配系统的气体，出口 108用 于将气体传输到例如具有一个或多个器具的设施。调节器102连接到调节器 阀104，并包括具有控制元件127的控制组件122。在第一或正常操作模式 期间，控制组件122感知调节器阀104的出口 108处的压力，即出口压力， 并控制控制元件127的位置，使出口压力约等于预定控制压力。另外，在系 统中出现故障时，调节器IOO执行安全功能，其大体上类似于以上参照图1 和图1A所示的调节器IO所述的安全功能。
继续参照图2,调节器阀104限定喉部110和阀嘴112。喉部110布置 在入口 106与出口 108之间。阀端口 136布置在喉部110中，并限定具有入 口 150和出口 152的月堂孑L 148。气体必须行经阀端口 136中的膛孑L148，以 行经在调节器阀104的入口 106与出口 108之间。阀端口 136能够乂人调节器
换，以使调节器阀104的操作和流动特性适应具体应用。在7>开的实施例中， 阀嘴112限定开口 114 (示于图3A和图4中)，该开口 114沿与调节器阀 104的入口 106和出口 108的轴线基本上垂直的轴线布置。
致动器102包括壳体116和控制组件122，如上所述的那样。壳体116 包括通过例如多个紧固件^皮紧固在一起的上壳体部件116a和下壳体部件 116b。下壳体部件116b限定控制腔118和致动器嘴120。致动器嘴120连 接到调节器阀104的阀嘴112,以提供致动器102与调节器阀104之间的流 体连通。在公开的实施例中，调节器100包括将嘴112、 120紧固到一起的 轴环111。上壳体部件116a限定安全腔134和排力丈端口 156。上壳体部件116a 进一步限定塔部158，用于容纳控制组件122的一部分，如将要描述的那样。
10控制组件122包括隔膜子组件121、盘子组件123和》文气阀142。隔膜 子组件121包括隔膜124、活塞132、控制弹簧130、安全弹簧140、组合弹 簧座164、安全弹簧座166、控制弹簧座160和活塞导承159。
更具体而言，隔膜124包括盘形隔膜，该盘形隔膜限定通过其中心部分 的开口 144。隔膜124由柔性的基本气密的材料构成，且其周界被密封地紧 固在壳体116的上、下壳体部件U6a、 116b之间。隔膜124因而将安全腔 134与控制腔118分开。
组合弹簧座164布置在隔膜124的顶部，并限定与隔膜124中的开口 144同心布置的开口 170。如图2所示，组合弹簧座164支撑控制弹簧130 和安全弹簧140。
公开的实施例的活塞132包括大致细长的杆形构件，其具有密封杯部 138、轭部172、螺紋部174和导向部175。密封杯部138为凹形和大致盘形， 并围绕活塞132的中部环形地延伸，且恰好位于隔膜124之下。轭部172包 括适于容纳连接器135的腔，该连接器135连接到盘子组件123的一部分， 以允许隔膜子组件121与盘子组件123之间的连接，如将要描述的那样。
活塞132的导向部175和螺紋部174被布置为分别通过隔膜124中的开 口 144、 170和组合弹簧座164。活塞132的导向部175可滑动地布置在活 塞导承159的腔中，这使活塞132相对于控制组件122的剩余部分保持为轴 向对准。安全弹簧140、安全弹簧座166和螺母176布置在活塞132的螺紋 部174上。螺母176将安全弹簧140保持在组合弹簧座164与安全弹簧座 166之间。控制弹簧130布置在组合弹簧座164的顶部，如所述的那样，并 位于上壳体部件116a的塔部158内。控制弹簧座160被螺紋连接至^荅部158 中，并压缩控制弹簧130抵靠组合弹簧座164。在公开的实施例中，控制弹 簧130和安全弹簧140包括压缩巻簧。因此，控制弹簧130被下落抵靠上壳 体部件116a,并向组合弹簧座164和隔膜124施加向下的力。安全弹簧140 被下落抵靠组合弹簧座164，并向安全弹簧座166施加向下的力，并接着被
施加到活塞132。在公开的实施例中，控制弹簧130产生的力可通过调节控制弹簧座160在塔部158中的位置而被调节，因此调节器100的控制压力也 可被调节。
控制弹簧130作用抵抗由隔膜124感知到的控制腔118中的压力。如所 述的那样，该压力与存在于调节器阀104的出口 108处的压力相等。因此， 控制弹簧130施加的力将出口压力设定到调节器100的希望或控制压力。隔 膜子组件121经由活塞132的轭部172和连接器135被可操作地连接到盘子 组件123，如上所述的那4f。
具体而言，盘子组件123包括控制臂126和杆导承162。控制臂126包 括杆178、才喿作杆180和控制元件127。所公开实施例的控制元件127包括 阀盘128和屏板182。杆178、才喿作杆180和阀盘128独立地构成并被组装 以形成控制臂126。具体而言，杆178为具有鼻部178a和凹部178b的大致 线性杆，其在所公开的实施例中为大致矩形。操作杆180为略微曲形杆，并 包括支承端180a和自由端180b。支承端180a包括孔184，孑L 184用于容纳 由下壳体部件116b承载的枢转销186。支承端180a还包括肘部187，其具 有椭圆形截面并布置在杆178的凹部178b内。自由端180b容纳在与活塞 132的辄部172相连的连接器135的顶部135a与销135b之间。因此，连接 器135将盘子组件123可操性地连接到隔膜子组件121。
杆导承162包括大致圆柱形外部162a、大致圓柱形内部162b和连接内 部162a和外部162b的多个径向腹板162c。杆导承162的外部162a的尺寸 被设计和构造为分别配合在调节器阀104的嘴112、120内和下壳体部件116b 内。内部162b的尺寸被设计和构造为可滑动地保持控制臂126的杆部178。 因此，杆导承162用于维持调节器阀104、致动器壳体116和控制组件122 (更具体而言，控制组件122的控制臂126的杆178)的对准。
参照图4，控制元件127的阀盘128包括轴环193和大致圆柱形主体185。 轴环193适于4荅扣配合到杆178的鼻部178a，如图2所示。圓柱形主体185 具有圓形密封表面188和外表面l卯。圆柱形主体185还可包括与其相连并 具有所述密封表面188的密封部件191。密封部件191可利用例如粘合剂或一些其它方式连"l妄到圓柱形主体185的剩余部分。密封部件191可由与圆柱 形主体185的剩余部分相同的材料或不同的材料构成。例如，在一个实施例 中，密封部件191可包括聚合物密封部件191。
继续参照图4，屏板182包括大致中空圆柱形构件，其也可被称为轴环， 具有环形端表面192和内表面194。在一个实施例中，屏板182的内表面194 包括多个螺紋，其适于与布置在阀盘128的外表面l卯上的多个配合螺紋接 合，例如，如图4所示。另外，屏板182可包括,皮布置为与端表面192相邻 的倒角内表面部196。倒角内表面部196也可#1称为锥形截面部，至少在一 个实施例中，其例如包括截头圆锥形表面几何结构。
当组装后，屏板182可连接到阀盘128的周界，使得端表面192可被布 置为大致平行于并偏离开阀盘128的密封表面188。因此，当组装后，密封 表面188从屏板182的端表面192凹进，从而在控制元件127中限定位于密 封表面188与端表面192之间的大致圆柱形腔127a (例如，图5B和图5C 所示)。如所述，控制元件127的公开的实施例可包括被螺紋连接到阀盘 128的屏板182。这有利地允许屏板182的轴向位置能够通过相对于阀盘128 旋转屏板182来调节。这种轴向移位允许控制元件127能够针对具体应用而 调整，如以下所述。在其它实施例中，屏板182可包括代替螺紋的定位螺丝 (未示出)，使得屏板182的轴向位置可通过将定位螺丝旋紧至阀盘128的 外表面190中而被固定。在又一实施例中，屏板182可被螺紋连接到阀盘 128上并另外包括定位螺丝。在再一实施例中，屏4反182和阀盘128可通过 凸边连接、键连接或花键连接，以允许相对于阀盘128调节屏板182。进一 步，控制元件127的一个实施例可包括位于屏板182的内表面194和阀盘 128的外表面190中的任一个或二者上的标记，使得屏板182相对于阀盘128 的位置可^皮指示。例如，所述标记可包4舌位于阀盘128的外表面190上的刻 度或逐级标签200，如图4所示的那些。
图2示出处于闭合位置的调节器100,此时没有向调节器IOO下游的系 统施加需求。因此，阀盘128的密封表面188密封地接合阀端口 136的出口
13152。这样构造的话，气体不会流动通过阀端口 136和调节器阀104。实现该构造是因为与壳体116的控制腔118中且由隔膜124感知到的压力相对应的出口压力大于由控制弹簧130施加的力。因此，出口压力驱使隔膜124和活塞132处于闭合位置。
然而，如果向气体分配系统施加操作需求，例如使用者开始操作诸如壁炉、炉子等器具，该器具使气体流动离开调节器100的控制腔118，从而减小了由隔膜124感知到的压力。由于隔膜124感知到的压力减小，控制弹簧力与隔膜124上的出口压力之间出现力的不平衡，使得控制弹簧130伸展并将隔膜124和活塞132相对于壳体116向下移位。这导致操作杆180绕枢转销186顺时针枢转，这接着4吏关节187相对于杆178中的凹进178bS走转。这使控制元件127移动离开阀端口 136的出口 152，以打开调节器阀104。
图3和图3A示出隔膜子组件121,其包括处于正常操作位置的一个示例中的控制元件127。这样构造的话，气体分配系统能够将处于由控制弹簧130设定的控制压力下的气体通过调节器阀104传输到下游器具。另外，隔膜子组件121继续感知调节器阀104的出口压力。只要出口压力保持约等于控制压力，控制组件122将控制元件127保持在该大致相同的位置。然而，如果出口流动(即，需求)减小从而将出口压力增大到控制弹簧130设定的控制压力以上时，隔膜124感知到增大的出口压力，并向上移动抵抗控制弹簧130的偏压。可替换地，如果出口流动(即，需求)增大从而将出口压力减小到控制压力以下时，隔膜感知到减小的出口压力，弹簧130向下偏压隔膜124和活塞132以打开调节器阀104。这样，与出口或控制压力的些许偏离导致控制组件122反作用并调节控制元件127的位置。
随着控制弹簧130伸展以移位控制元件127并打开阀端口 136,其产生的力减小，隔膜124的面积增大。在上述参照图l和图IA的传统调节器IO中，该减小的弹簧力和增大的隔膜面积减小了平衡隔膜24所需的出口压力值，从而导致隔膜24感知到比实际出口压力低的压力。这接着导致控制组件22进一步打开阀端口 36，这将调节器阀14的出口压力减小到控制压力以下。如上所述，该现象已知为"下垂，，。
然而，根据本发明该实施例所公开的调节器100的控制元件127包括连接到阀盘128的屏板182，这帮助减轻该"下垂"。屏斧反182适于选择性地伸展超过阀盘128的密封表面188,使得当控制元件127处于该第一操作模式或条件下时，屏板182可引导气体的流动从阀端口 136流动离开致动器102的隔膜124并流动朝向调节器阀104的出口 108,如下面将要描述的那样。这样构造的话，应该理解的是，由于由屏板182形成的限制，屏板182可在隔膜124处人工地引入较低压力或故障压力记录。在隔膜124处的较低感知压力导致控制弹簧130向下偏压隔膜124,这将进一步打开阀端口 136。这将增大气体通过阀104到出口 108的流动，并增大出口控制压力。因此，所公开实施例的控制元件127提供"推进"，以减轻可能发生的"下垂"。
如上所述，所公开实施例的屏板182被可调节地连接到阀盘128。因此，通过调节屏板182相对于阀盘128的轴向位置，控制元件127可例如针对不同的应用而调整，这接着调节屏板182延伸超过密封表面188的程度，并引导气体流动到调节器阀104的出口 108。
例如，如图5A至图5C所示，一^开的实施例的控制元件127可例如在三个构造之间调节。应该理解的是，在公开的实施例中，其中屏板182和阀盘128被螺紋连接，控制元件127实质上可以以无限个构造布置。
图5A示出第一构造的控制元件127,其中屏板182的端表面192与阀盘128的密封表面188大致对准。由于控制元件127增大的直径，控制元件127的该构造可提供小量的"推进"，但其并不限定在屏板182与阀盘128之间用于引导流动的腔。
相比之下，图5B示出第二构造的控制元件127,其中屏板182的端表面192延伸超过阀盘128的密封表面188第一距离。这样构造的话，控制元件127限定圆柱形腔127a,其被限定在阀盘128的密封表面188与屏板182的内表面194之间。类似地，图5C示出第三构造的控制元件127，其中屏板182的端表面192延伸超过阀盘128的密封表面188第二距离。第二距离大于第一距离，因此，图5C所示的构造限定腔127a，该腔127a的尺寸大于图5B中的腔127a的尺寸。
返回参照图3，在正常操作期间，当控制元件127被构造为如图5B或图5C所示那样时，/人阀端口 136流出的流体至少部分地流动至由控制元件127限定的腔127a中。随着流体偏转离开密封表面188，流体离开腔127a并趋于被引导到阀体104的出口 108。图4标出的屏々反182的内倒角表面196帮助屏板182捕获并释放流体。因此，屏板182的延伸超过阀盘128的密封表面188的部分引导流体朝向阀体104的出口 108流动，同时引导相同的流体离开致动器102以向隔膜124感知到的压力提供"推进"。
如上所述，屏板182相对于阀盘128被可调节地定位，使得"推进"量可被调整。例如，图5C所示的屏板182的实施例使得其端表面192被定位为比图5B所示的实施例更远离阀盘128的密封表面188。因此，图5C所示的第三构造限定较大的腔128a并提供比图5B所示的第二构造大的"推进"量。因此在每个这些不同构造的中，控制元件127与通过调节器阀104的气体流动有不同的相互作用。
如果系统发生故障，公开的实施例的控制元件127不影响调节器100的安全功能。而是，如图6所示，在第二或故障操作模式下，控制元件127移动到完全打开位置以向调节器100提供压力释放。因此，这使活塞132和密封杯138移动到最向下的位置。这样构造的话，控制元件127使其对阀端口136处出现的流动的限制最小化并允许该流动流向调节器阀104的出口 108，并流入致动器102中，以在调节器阀104的出口 108处提供由安全阀142的构造所预先确定的压力释放。例如， 一旦控制腔118中的压力增大到安全弹簧140设定的安全压力以上，该压力将驱使隔膜124和组合弹簧座164向上，从而压缩安全弹簧140抵靠安全弹簧座166。这接着使隔膜124与活塞132的密封杯138分离，并允i牛气体流动通过开口 144、 170并流入隔膜124上方的安全腔134中。随着安全腔134充满气体，其压力增大。
在安全腔134中的压力升高到预定泄放压力以上时，放气阀142打开，
16并采用类似于参照图1所述的传统调节器IO的方式通过排放端口 156排放 到大气。具体而言，放气阀142包括阀塞146和回位弹簧154。如图2所示， 放气阀142被保持在壳体116的上壳体部件116a内且与排;改端口 156相邻。 更具体而言，排放端口 156包括L形腔，该L形腔包括竖直部分156a和水 平部分156b。竖直部分156a与安全腔134流体连通。水平部分156b通向大 气。竖直部分156a容纳放气阀142并限定支座表面198。回位弹簧154因此 将阀塞146偏压到闭合位置抵靠排放端口 156的支座表面198。
图7A至图7C示出根据本发明原理构造的控制元件227的可替换实施 例。控制元件227包括阀盘228和多个屏板282a、 282b、 282c。阀盘228 类似于上述参照图3至图6的阀盘128。阀盘228包括大致圆柱形主体285 和轴环293。主体285包括密封表面288和外表面290。轴环293适于搭扣 配合到控制组件的杆上；类似于上述参照图2和图3的杆178的鼻部178a。
多个屏板282a、 282b、 282c适于可互换地布置在阀盘228的主体285 上。因此，技术人员可将一个屏板282a例如替换为另一屏板282b,从而例 如调整控制元件227,以采用类似于如上所述通过调节单一屏板182调整控 制元件127的方式针对特定应用实现特定流动特性。
例如，多个屏板282a、 282b、 282c中的每一个均具有不同的轴向尺寸。 因此，控制元件227对通过调节器阀104的流动的影响以及因此对出口压力 的影响耳又决于所利用的屏板282a、 282b、 282c。另外，屏板282a、 282b、 282c可以是相同的。具体而言，每个屏板282a、 282b、 282c包括大致圓柱 形构件，其也可被称为轴环或主体，其具有端表面292和包括内倒角表面 299的内表面294。在一个实施例中，屏板282a、 282b、 282c的内表面294 可以经由多个螺紋、凸边连接、定位螺丝或任何其它固定装置、或者固定装 置的组合^皮可拆卸地连接到控制盘228的主体285。相应地，由于屏板282a、 282b、 282c的每一个均具有不同的轴向尺寸，因此其每一个伸展超过阀盘 228的密封表面288不同的距离，从而在正常操作期间向通过调节器阀104 的气体流动和压力提供不同的影响。基于上述，根据本发明构造的调节器和/或控制元件通过引导气体通过
阀端口 136流向调节器阀104的出口 108并流动离开致动器102，有利地补 偿、减小和/或防止"下垂"的发生，而不会不利地影响调节器100内的压 力释放的执行。而且，本发明的可调节的和/或可互换的控制元件127、 227 有利地提供针对各种特定应用调整调节器100的能力。尽管本文描述了各个 实施例的调节器和控制元件，但本发明并不旨在限于这些实施例，而是旨在 包括由所附权利要求的范围和精神所限定的所有实施例。
例如，根据本发明原理构造的控制元件的一个可替换实施例可包括大致 杯形阀盘构件和多个插入件。例如，杯形阀盘构件可限定腔，插入件可具有 可变厚度。插入件因而可以可互换地布置在阀盘的腔内，以限定腔的不同深 度，从而向通过调节器阀104的流动提供不同的影响。在一个实施例中，插 入件可为-兹性插入件、螺紋插入件、或仅为摩擦配合插入件。在另一实施例 中，插入件可堆叠在腔内以限定不同的深度。
而且，本文所述的调节器100仅为并入本发明原理的流体控制装置的一 个示例。诸如控制阀等其它流体控制装置也可从本发明的结构和/或优点中 受益。
权利要求
1、一种流体调节装置，包括限定入口和出口的阀体；在所述入口与所述出口之间由所述阀体承载的阀端口；阀盘，其能滑动地布置在所述阀体内，并适于在打开位置与闭合位置之间移位以控制流体通过所述阀体的流动，所述阀盘具有密封表面，该密封表面用于当所述阀盘处于所述闭合位置时接合所述阀端口；以及圆柱形构件，其能拆卸地连接到所述阀盘的周界，并延伸超过所述阀盘的所述密封表面，以引导流体从所述阀端口朝向所述出口流动。
2、 如权利要求1所述的装置，其中所述圆柱形构件适于相对于所述阀 盘在第一位置与第二位置之间轴向移位。
3、 如权利要求2所述的装置，其中所述圆柱形构件和所述阀盘中的至 少一个包括标记，用于指示所述圆柱形构件相对于所述阀盘的位置。
4、 如权利要求2所述的装置，其中所述圓柱形构件与所述阀盘的外圓 柱形表面螺紋接合。
5、 如权利要求1所述的装置，进一步包括第一圆柱形构件和第二圆柱 形构件，所述第一圆柱形构件和所述第二圓柱形构件中的每一个适于能互换 地布置在所述阀盘上，所述第一圓柱形构件适于延伸超过所述密封表面第一 距离，所述第二圆柱形构件适于延伸超过所述密封表面第二距离。
6、 一种流体调节装置，包括阀体，其包括入口 、出口 、和布置在所述入口与所述出口之间的阀端口 ；和致动器，其连接到所述阀体，用于根据所述阀体的所述出口处的压力控 制流体通过所述调节器的流动，所述致动器包括包括密封表面的阀盘，该阀盘布置在所述阀体内，并适于在与所 述阀端口接合的闭合位置和与所述阀端口分隔开的打开位置之间移位，以及圆柱形屏板，其被能调节地连接到所述阀盘的周界，并延伸超过 所述密封表面以限定腔，所述腔用于当所述阀盘处于所述打开位置时引导流 体从所述阀端口流动朝向所述阀体的所述出口和流动离开所述致动器。
7、 如权利要求6所述的装置，其中所述圓柱形屏板适于相对于所述阀 盘在第一位置与第二位置之间轴向移位。
8、 如权利要求7所述的装置，其中所述圆柱形屏板和所述阀盘中的至 少一个包括标记，用于指示所述圆柱形屏板相对于所述阀盘的位置。
9、 如权利要求6所述的装置，其中所述圓柱形屏板与所述阀盘的外圓 柱形表面螺紋接合。
10、 如权利要求6所述的装置，进一步包括第一圆柱形屏板和第二圆柱 形屏板，所述第一圆柱形屏板和所述第二圆柱形屏板中的每一个均适于能互 换地布置在所述阀盘上，所述第一圓柱形屏板适于延伸超过所述密封表面第 一距离，所述第二圓柱形屏板适于延伸超过所述密封表面第二距离。
11、 一种流体调节装置，包括 限定入口和出口的阀体；阀盘，其布置在所述阀体内，并适于在打开位置与闭合位置之间移位以 控制流体通过所述阀体的流动；能拆卸地连接到所述阀盘的周界的第一屏板，该第一屏板延伸超过所述 阀盘第一距离，以引导流体通过所述阀体朝向所述出口流动；以及第二屏板，其适于替换所述第一屏板，并能拆卸地连接到所迷阀盘的周 界，所述第二屏板适于延伸超过所述阀盘第二距离，以引导流体通过所述阀 体朝向所述出口流动，所述第二距离不同于所述第一距离。
12、 如权利要求11所述的装置，其中所述第一屏板和所述第二屏板中 的每一个均包括中空圆柱形构件。
13、 如权利要求11所述的装置，进一步包括布置在所述阀体内且在所 述入口与所述出口之间的阀端口 。
14、 如权利要求13所述的装置，其中所述阀盘包括密封表面，该密封表面适于在所述阀盘处于所述闭合位置时密封地接合所述阀端口 。
15、 如权利要求14所述的装置，其中所述第一屏板延伸超过所述密封表面第一距离，所述第二屏板延伸超过所述密封表面第二距离，该第二距离 不同于所述第一距离。
16、 如权利要求11所述的装置，进一步包括能操作性地连接到所述阀 盘的隔膜，该隔膜适于响应所述阀体的所述出口处的压力将所述阀盘在所述 打开与所述闭合位置之间移位。
17、 一种用于隔膜致动的气体调节器的能调节控制元件，该能调节控制 元件包括大致圆柱形阀盘，其适于根据所述调节器的出口压力在打开位置与闭合 位置之间移位；所述阀盘承载的密封表面，该密封表面适于当所述阀盘处于所述闭合位 置时，防止流体流动通过所述调节器；由所述阀盘限定的外圆柱形表面；以及屏板，其能拆卸地连接到所述阀盘的所述外圆柱形表面，并延伸超过所 述密封表面以限定圆柱形腔。
18、 如权利要求17所述的能调节控制元件，其中所述屏板相对于所述 阀盘在第 一 位置与第二位置之间轴向移位。
19、 如权利要求17所述的能调节控制元件，其中所述屏板在所述第一 位置延伸超过所述密封表面第一距离，并在所述第二位置延伸超过所述密封 表面第二距离。
20、 如权利要求17所述的能调节控制元件，其中所述屏板包括与所述 阀盘的外螺紋部分螺紋接合的内螺紋部分。
21、 如权利要求17所述的能调节控制元件，其中所述阀盘和所述屏板 中的至少一个包括标记，用于指示所述屏板相对于所述阀盘的位置。
22、 如权利要求17所述的能调节控制元件，进一步包括适于由所述岡 盘能互换地承载的第 一屏板和第二屏板，所述第 一屏板具有第 一轴向尺寸，所述第二屏板具有不同于所述第一轴向尺寸的第二轴向尺寸。
23、如权利要求22所述的能调节控制元件，其中所述第一屏板适于延 伸超过所述密封表面第一距离，所述第二屏板适于延伸超过所述密封表面第 二距离，所述第二距离不同于所述第一距离。
全文摘要
一种气体调节器包括致动器和阀体，其中所述致动器包括具有圆柱形屏板的阀盘，所述圆柱形屏板延伸超过所述阀盘以引导流体通过所述调节器流向所述阀的出口并流动离开所述致动器。该构造有利地减小所述致动器在正常操作期间经受的压降的量，从而最小化已知为“下垂”的现象。至少在一个实施例中，所述屏板能够为可调节的和/或可拆卸的，以允许所述致动器针对具体应用而被调整。
文档编号G05D16/04GK101641653SQ200880009704
公开日2010年2月3日 申请日期2008年4月18日 优先权日2007年4月20日
发明者詹姆士·切斯特·霍金斯 申请人:费希尔控制产品国际有限公司