專利名稱：：直列式可調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)器的制作方法
技術領域：
：本公開內(nèi)容總體上涉及流體調(diào)節(jié)器，并且更具體地說，涉及直列式可調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)^(in-lineadjustableregulator)0
背景技術：
：工藝控制系統(tǒng)使用多種現(xiàn)場設備來控制工藝參數(shù)。流體調(diào)節(jié)器通常分布于整個工藝控制系統(tǒng)，以控制各種流體(例如，液體、氣體等等)的壓力。流體調(diào)節(jié)器一般被用于將流體的壓力調(diào)節(jié)到實質(zhì)上恒定的值。具體地，流體調(diào)節(jié)器具有一般地接收處于可能變化或起伏的相對較高壓力的供應流體的入口，并在出口提供相對較低的以及實質(zhì)上恒定的壓力。例如，與一件設備關聯(lián)的氣體調(diào)節(jié)器可以從氣體分布源(gasdistributionsource)接收具有相對較高壓力的氣體，并且可以調(diào)節(jié)氣體使其具有適合于由設備安全有效使用的較低的實質(zhì)上恒定的壓力。流體調(diào)節(jié)器一般地使用具有設定壓力或控制壓力的隔膜或活塞來控制流體的流量和壓力，設定壓力或控制壓力通過偏置彈簧施加到隔膜或活塞的側面中的一個。隔膜也操作性地直接耦合到或者經(jīng)由連接件耦合到閥部件，該閥部件相對于底座的孔口移動，該孔口將調(diào)節(jié)器的入口流體地耦合到其出口。隔膜或活塞響應于出口壓力和設定壓力或控制壓力之間的差而移動閥部件，以改變穿過調(diào)節(jié)器的流量限制來實現(xiàn)實質(zhì)上恒定的出口壓力，這對隔膜或活塞的另一側面提供等于設定壓力或控制壓力的平衡力或者提供與設定壓力或控制壓力成比例的平衡力。流體調(diào)節(jié)器可以提供固定的(例如，非現(xiàn)場可調(diào)節(jié)的)調(diào)節(jié)的輸出壓力，而其他類型的流體調(diào)節(jié)器可以提供一種或多種調(diào)節(jié)，以便可調(diào)節(jié)地設定或改變輸出壓力。一般地，可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器包括彈簧，該彈簧被壓縮一預定的量以設定其調(diào)節(jié)的輸出壓力。在一些調(diào)節(jié)器中，施加到彈簧的壓縮的量可以被改變或調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)的輸出壓力的現(xiàn)場調(diào)節(jié)。一般地，此種可現(xiàn)場調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器提供旋鈕或類似物，旋鈕或類似物可以被握取和轉動，以便轉動帶螺紋的桿，該帶螺紋的桿可能通過一個或多個中間部件(interveningcomponent)改變彈簧的壓縮，從而改變調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)的輸出壓力。然而，很多這些可調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)器要求安裝表面和/或采取相對大量的空間，而安裝表面和空間在控制柜內(nèi)是稀少的或缺乏的，以及要求其它空間，在工藝控制系統(tǒng)自始至終調(diào)節(jié)器典型地被定位在該其它空間內(nèi)。
發(fā)明內(nèi)容依據(jù)描述的一個實例，可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器包括具有流體入口和流體出口的主體以及第一流體調(diào)節(jié)器。第一流體調(diào)節(jié)器包括控制從入口到出口的流體流量的閥，以及經(jīng)由桿耦合到閥的活塞，其中，活塞將接收與出口關聯(lián)的壓力。另外，第一流體調(diào)節(jié)器包括可沿著桿的縱向軸線移動的彈簧板、布置在活塞和彈簧板之間的彈簧以及調(diào)整器(adjuster)，該調(diào)整器與主體嚙合，以移動彈簧板來改變彈簧的壓縮以及流體調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)的出口壓4力。依據(jù)描述的另一個實例，可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器組件包括第一流體調(diào)節(jié)器以及流體地耦合到第一流體調(diào)節(jié)器的第二流體調(diào)節(jié)器。第一流體調(diào)節(jié)器和第二流體調(diào)節(jié)器形成直列式兩階段流體調(diào)節(jié)器。第一流體調(diào)節(jié)器包括改變第一流體調(diào)節(jié)器的流體調(diào)節(jié)壓力的調(diào)整器，并且調(diào)整器被設置成可現(xiàn)場調(diào)節(jié)的，以改變第一流體調(diào)節(jié)器的彈簧的壓縮。圖1描繪了已知的直列式一階段流體調(diào)節(jié)器的橫截面視圖。圖2描繪了示例性的直列式一階段可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器的橫截面視圖。圖3描繪了示例性的直列式兩階段可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器的橫截面視圖。具體實施例方式本文描述的示例性流體調(diào)節(jié)器提供具有優(yōu)秀的調(diào)節(jié)特性的一階段或兩階段構造，其最小化入口壓力在輸出壓力或出口壓力上的變化的效應。另外，本文描述的示例性流體調(diào)節(jié)器提供具有可調(diào)節(jié)的(例如，可現(xiàn)場調(diào)節(jié)的)輸出壓力的緊湊構造。和已知流體調(diào)節(jié)器相比，相對緊湊的構造有利于本文描述的示例性流體調(diào)節(jié)器在控制柜以及其它空間受約束的工藝控制環(huán)境內(nèi)的使用。同樣，本文描述的示例性流體調(diào)節(jié)器可以被用作活塞和閥之間的壓縮聯(lián)系器(compressiontie)，這里，聯(lián)系器可以被用于施加連續(xù)的附加力，以便在閥可能滲漏時產(chǎn)生氣密密封。此外，本文描述的示例性流體調(diào)節(jié)器可以在相對苛刻的服務環(huán)境中使用，這些相對苛刻的服務環(huán)境比如例如與污染流體、大的溫度變化、高入口壓力(例如，10，000psig)等等有關。圖1描繪了已知的直列式一階段流體調(diào)節(jié)器100的橫截面圖。已知的流體調(diào)節(jié)器100具有大致上圓柱形的主體、外罩或外殼102，該外罩或外殼102包括下部外殼或第一部分104以及上部外殼、帽或第二部分106。第一部分104和第二部分106可經(jīng)由相應的匹配螺紋108和110螺紋地嚙合。第一部分104包括具有內(nèi)螺紋114以嚙合管道或其它流體運輸導管的入口端口112。另外，過濾器或篩網(wǎng)116被設置在入口112中，以防止塵垢和/或其它殘渣污染調(diào)節(jié)器以及妨害其操作。第一部分104也保持或引導閥組件118。閥組件118包括流體流量控制構件或塞子120，該流體流量控制構件或塞子120相對于流體地耦合到入口112的通道124的開口或孔口122移動，以控制進入調(diào)節(jié)器100的流體的流量。流體流量控制構件或塞子120被固定到可滑動地與第一外罩部分104中的孔128接合的桿126。0形環(huán)130在孔128的壁和桿126之間形成圓周密封。桿126與可滑動地接合在上部或第二外殼部分106內(nèi)的活塞132整體形成。0形環(huán)134提供貼靠著上部或第二外殼部分106的內(nèi)壁136的密封。活塞132的上表面138被流體地耦合到出口壓力端口140，該出口壓力端口140包括用于接收管道或其它流體導管的內(nèi)螺紋142。如圖1中可以清楚地見到的，孔128經(jīng)由通道144和146流體地耦合到出口端口140。因此，當塞子120與孔口122間隔開時，流體可以從入口112流動到出口140，以增加出口140處的壓力。壓縮彈簧148被布置在第一或下部外殼部分104的活塞132和底座150之間?；钊?32和底座150之間的隔室152經(jīng)由開口154通到大氣，并因此在調(diào)節(jié)器100的操作過程中保持大氣壓力。在操作中，彈簧148偏置或推動活塞132，并且因此使塞子120遠離孔口122，使得閥118提供垂直打開的構造。因此，在壓力不大于出口140處的大氣壓力時，閥118處于完全打開情形。此外，隨著入口112將加壓的流體傳遞到出口140，出口140處的壓力增加，并且活塞132的表面138上的壓力增加并向著孔口122推動塞子120，從而限制從入口112到出口140的流體的流量。當出口140的壓力足夠高時，將達到力平衡條件(即，由彈簧施加的壓力將平衡出口140處的壓力)，使得出口140處的壓力為小于入口112處的壓力的實質(zhì)上恒定的壓力。此種流體調(diào)節(jié)器的基于力平衡的操作是眾所周知的，并且因此在本文中沒有更詳細地描述。圖2描繪了示例性的一階段直列式可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器200的橫截面視圖。該示例性流體調(diào)節(jié)器200具有大致上圓柱形的主體、外罩或外殼202，該外罩或外殼202包括下部外殼或第一部分204以及上部外殼、帽或第二部分206。該第一部分204和第二部分206可經(jīng)由相應的匹配螺紋208和210螺紋地嚙合。第一部分204包括具有內(nèi)螺紋214以嚙合管道或其它流體運輸導管的入口端口212。另外，過濾器或篩網(wǎng)216被設置在入口212中，以防止塵垢和/或其它殘渣污染調(diào)節(jié)器并妨害其操作。第一部分204也保持或引導閥組件218。該閥組件218包括流體流量控制構件或塞子220，該流體流量控制構件或塞子220相對于流體地耦合到入口212的通道224的開口或孔口222移動，以控制進入調(diào)節(jié)器200的流體的流量。流體流量控制構件或塞子220被固定到可滑動地與第一外罩部分204中的孔228接合的桿226。0形環(huán)230形成孔228的壁和桿226之間的圓周密封。桿226與可滑動地接合在上部或第二外殼部分206內(nèi)的活塞232整體形成。0形環(huán)234提供貼靠著上部或第二外殼部分206的內(nèi)壁236的密封?；钊?32的上表面238流體地耦合到出口壓力端口240，該出口壓力端口240包括用于接收管道或其它流體導管的內(nèi)螺紋242。與已知的流體調(diào)節(jié)器對比，在示例性流體調(diào)節(jié)器200中，其包括布置在彈簧板250和活塞232之間的壓縮彈簧248。彈簧板250可沿著桿226的縱向軸線可滑動地移動。為了引導并有利于彈簧板250的滑動，彈簧板250可以包括在主體或外罩202的開口或通道256內(nèi)滑動的突出部分或突起252以及254。為了實現(xiàn)示例性流體調(diào)節(jié)器200的控制壓力的調(diào)節(jié)，提供了調(diào)節(jié)環(huán)258。該調(diào)節(jié)環(huán)258可以經(jīng)由螺紋260和262螺紋地嚙合到主體或外罩202的下部或第一部分204，使得調(diào)節(jié)環(huán)258的轉動使彈簧板250向著活塞232移動，以增加彈簧248的壓縮，這增加流體調(diào)節(jié)器200的調(diào)節(jié)的輸出壓力，或者調(diào)節(jié)環(huán)258的轉動使彈簧板250離開于活塞232，以減少彈簧248的壓縮(S卩，實現(xiàn)膨脹)，這減小流體調(diào)節(jié)器200的調(diào)節(jié)的輸出壓力。因此，如可以清楚地從圖2中見到的，示例性流體調(diào)節(jié)器200提供相對緊湊的可調(diào)節(jié)的直列式一階段流體調(diào)節(jié)器構造，該構造提供調(diào)整器，該調(diào)整器實現(xiàn)例如調(diào)節(jié)器200的調(diào)節(jié)的出口或輸出壓力的手動現(xiàn)場調(diào)節(jié)(例如，經(jīng)由環(huán)258)。圖3描繪了示例性兩階段直列式可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器300的橫截面視圖。一般地，示例性調(diào)節(jié)器300包括不可調(diào)節(jié)的第一調(diào)節(jié)器302，該第一調(diào)節(jié)器302流體地連續(xù)耦合到可調(diào)節(jié)的第二階段調(diào)節(jié)器304。第一和第二調(diào)節(jié)器或階段302和304在具有入口308和多個出口310、312以及314的外罩或外殼306內(nèi)形成整體?？梢愿鶕?jù)需要使用出口310、312和314中的一個或多個以適合各種應用，并且出口310、312以及314中的任何未使用的出口可以被塞住、堵住或以其它形式密封住。如結合圖2的可調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)器200描述的，第二階段304經(jīng)由可移動的彈簧板316和調(diào)節(jié)環(huán)318提供可調(diào)節(jié)的出口調(diào)節(jié)壓力。因此，調(diào)節(jié)環(huán)318可與外罩或外殼306螺紋地嚙合，使得環(huán)318在一個方向的轉動引起彈簧板316向著出口310、312和314移動，以壓縮彈簧320并增加出口310、312和314處的調(diào)節(jié)的輸出壓力。類似地，環(huán)318在另一方向的轉動引起彈簧板316移動離開出口310、312以及314，以減少彈簧320上的壓縮并降低出口310、312和314處的調(diào)節(jié)的輸出壓力。雖然本文描述的示例性可調(diào)節(jié)的直列式流體調(diào)節(jié)器200和300被描繪成大致上圓柱形狀，但是可以使用任何其它形狀代替。例如，使用的外殼或主體可以具有多邊形(例如，矩形)橫截面。另外，雖然本文描述的調(diào)節(jié)環(huán)機構被描繪成可直接地手動調(diào)節(jié)的，但是可以可選擇地或附加地采用任何多種傳動裝置和/或電機調(diào)節(jié)機構，以有利于彈簧板250和316的運動。例如，小型電動機可以被耦合(例如，經(jīng)由傳動裝置或類似物)到調(diào)節(jié)環(huán)，以轉動該環(huán)并且通過致動電動機來調(diào)節(jié)彈簧板250和316的位置。此外，除調(diào)節(jié)環(huán)250和316以外，可以使用一種或多種鎖定環(huán)，以使得調(diào)節(jié)環(huán)250和316的位置能夠被機械地固定或鎖定就位(例如，通過抵著調(diào)節(jié)環(huán)反向緊固鎖定環(huán))。另外，調(diào)節(jié)環(huán)和/或鎖定環(huán)可以包括多個平臺或其它特征，以有利于使用工具(例如，扳手、鉗子等等)來旋轉或轉動調(diào)節(jié)環(huán)。雖然本文已經(jīng)描述了某些裝置，但是本專利的覆蓋范圍不限于此。相反，本專利覆蓋在字面上或在等同原則下適當?shù)貙儆谒綑嗬蟮姆秶鷥?nèi)的所有方法、裝置以及制造物品。權利要求一種可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其包括主體，其具有流體入口和流體出口；以及第一流體調(diào)節(jié)器，其包括閥，其控制從所述入口到所述出口的流體的流量；活塞，其經(jīng)由桿耦合到所述閥，其中，所述活塞將接收與所述出口關聯(lián)的壓力；彈簧板，其能沿著所述桿的縱向軸線移動；彈簧，其布置在所述活塞和所述彈簧板之間；以及調(diào)整器，其與所述主體接合，以移動所述彈簧板來改變所述彈簧的壓縮以及所述流體調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)的出口壓力。2.如權利要求1所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述主體包括第一部分，所述第一部分能螺紋地嚙合到第二部分。3.如權利要求1所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述主體包括開口以引導所述彈簧板的運動。4.如權利要求1所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述調(diào)整器包括環(huán)，所述環(huán)與所述主體嚙合，使得所述環(huán)的轉動使所述彈簧板沿著所述桿的縱向軸線移動。5.如權利要求4所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述環(huán)能與所述主體螺紋地嚙合。6.如權利要求1所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其還包括第二流體調(diào)節(jié)器，所述第二流體調(diào)節(jié)器流體地連續(xù)耦合到所述第一流體調(diào)節(jié)器。7.如權利要求6所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一流體調(diào)節(jié)器和所述第二流體調(diào)節(jié)器形成直列式流體調(diào)節(jié)器。8.如權利要求6所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第二流體調(diào)節(jié)器流體地耦合在所述入口和所述第一流體調(diào)節(jié)器之間。9.如權利要求6所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第二流體調(diào)節(jié)器具有預定的不可調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)壓力。10.如權利要求6所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一流體調(diào)節(jié)器和所述第二流體調(diào)節(jié)器在所述主體內(nèi)形成整體。11.一種可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器組件，其包括第一流體調(diào)節(jié)器以及流體地耦合到所述第一流體調(diào)節(jié)器的第二流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一流體調(diào)節(jié)器和所述第二流體調(diào)節(jié)器包括直列式兩階段流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一流體調(diào)節(jié)器形成調(diào)整器，以改變所述第一流體調(diào)節(jié)器的流體調(diào)節(jié)壓力，并且其中，所述調(diào)整器被設置成能現(xiàn)場調(diào)節(jié)的，以改變所述第一流體調(diào)節(jié)器的彈簧的壓縮。12.如權利要求11所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述調(diào)整器包括能轉動的環(huán)以及彈簧板，并且其中，所述環(huán)的轉動引起所述彈簧板移動，以便壓縮所述彈簧或實現(xiàn)所述彈簧的膨脹。13.如權利要求11所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述調(diào)整器被布置在所述可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器的入口和出口之間。14.如權利要求11所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一流體調(diào)節(jié)器和所述第二流體調(diào)節(jié)器中的每一個包括活塞以及耦合到所述活塞的桿。15.如權利要求11所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一流體調(diào)節(jié)器和所述第二流體調(diào)節(jié)器中的每一個包括彈簧以設定輸出調(diào)節(jié)壓力。16.如權利要求11所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述第一流體調(diào)節(jié)器和所述第二流體調(diào)節(jié)器被布置在實質(zhì)上圓柱形的主體內(nèi)。17.如權利要求11所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述調(diào)整器能與所述可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器的外表面螺紋地嚙合，以使所述調(diào)整器能夠沿著所述主體的縱向軸線運動。18.如權利要求11所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述調(diào)整器為能手動調(diào)節(jié)的。19.如權利要求11所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器包括入口以及多個出口。20.如權利要求11所述的可調(diào)節(jié)的流體調(diào)節(jié)器，其中，所述彈簧的壓縮與想要的輸出調(diào)節(jié)壓力關聯(lián)。全文摘要描述了可調(diào)節(jié)的直列式流體調(diào)節(jié)器。描述的一種示例性流體調(diào)節(jié)器包括具有流體入口和流體出口的主體。示例性調(diào)節(jié)器還包括第一流體調(diào)節(jié)器，該第一流體調(diào)節(jié)器具有控制從入口到出口的流體流量的閥、經(jīng)由桿耦合到閥的活塞，其中活塞將接收與出口關聯(lián)的壓力。第一流體閥還包括可沿著桿的縱向軸線移動的彈簧板、布置在活塞和彈簧板之間的彈簧，以及調(diào)整器，該調(diào)整器與主體接合，以移動彈簧板來改變彈簧的壓縮以及流體調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)的出口壓力。文檔編號G05D16/10GK101802741SQ200880106354公開日2010年8月11日申請日期2008年8月28日優(yōu)先權日2007年9月14日發(fā)明者埃里克·雅各布·布格特,達賴爾·D·帕特森申請人:泰思康公司