用于负载调节器的内部泄放阀装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请是申请号为200980151201. 9、申请日为2009年11月19日、发明名称为"用 于负载调节器的内部泄放阀装置"的专利申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本公开大体上涉及流体调节器，更具体地，涉及用于与负载调节器一起使用的内 部泄放阀装置。
【背景技术】
[0003] 过程控制系统利用各种现场设备来控制过程参数。流体调节器通常分布在整个过 程控制系统中，用以控制各种流体（例如，液体、气体等）的压强。流体调节器通常被用于 将流体的压强调节至较低的和/或基本上稳定的值。具体地，流体调节器具有入口，其通常 接收在相对较高的压强处的供应流体，并且流体调节器在出口处提供相对较低的和/或基 本上稳定的压强。
[0004] 当高压过程流体通过过程控制系统时，调节器在一个或多个点降低过程流体的压 强，来将具有较低的或降低的压强的过程流体供应至子系统或其他密闭输送点。例如，与一 设备（例如，锅炉）相关联的气体调节器可以从气体分配源处接收具有相对较高的压强的 气体，并且可以将气体调节至较低的、基本上稳定的、适于设备安全并有效使用的压强。
[0005] 为了阻止下游压强（即，出口压强）到达不安全的水平，流体调节器通常包括过压 保护装置。过压保护装置被可操作地耦接至流体调节器并且激活（例如，当流体的下游压 强到达预设值时），以阻止在下游源处的压强的不必要的（例如，不安全的）增加。一些过 压保护装置（例如，截流装置）截断至下游源的过程流体的流动直至过压保护装置被人工 地复位。
[0006] 然而，在一些例子中，由于，例如，温度变化所引起的流体压强的增加可以引起过 压保护装置的不需要的或不必要的激活。为了阻止过压保护装置的不必要的激活，一些已 知的弹簧负载流体调节器（spring-loaded fluid regulator)可以具有与流体调节器一体 地形成的内部泄放阀。当过程流体的压强由于例如，温度变化，而增加时，内部泄放阀将过 程流体泄放至，例如，大气。如果过程流体的下游压强超过内部泄放阀的设置，则内部泄放 阀打开，以将流体泄放至大气。尽管过程流体通过内部泄放阀泄放，当出口压强超过预设压 强时，过压保护装置仍激活。Fisher International series S201和S202是如此的已知 的、包括内部泄放阀的弹簧调节器。
[0007] -些已知的调节器，诸如，压强负载调节器（pressure-loaded regulator)，不向 大气排放，因此，内部泄放阀不能够与调节器整合在一起。在该些已知的压强负载调节器 中，附加的外部泄放阀被用于阻止由于例如过程流体中的温度变化所引起的过压保护装置 的不需要的激活或触发。然而，这样的外部泄放阀常常需要附加的安装劳动、管道、制造劳 动、存货、维护，以及由此而增加的成本。
【发明内容】
[0008] 在一个例子中，具有内部泄放阀装置的负载调节器（loading regulator)包括体， 其具有被放置在第一壳与第二壳之间的负载隔膜。所述第一壳和所述负载隔膜的第一侧限 定第一腔，并且所述第二壳和所述负载隔膜的第二侧限定第二腔。泄放阀组件被耦接至所 述负载隔膜。所述泄放阀组件包括泄放阀座，该泄放阀座具有形成流体地耦接所述第一腔 和所述第二腔的通道的孔，以及包括泄放阀塞，其被可移动地耦接至所述泄放阀座。所述泄 放阀塞响应于实质上大于所述负载调节器进入锁定状态时的压强的出口压强而从所述泄 放阀座移动至泄放位置，以允许在所述第一腔与所述第二腔之间的流体的流动。
[0009] 在另一个例子中，具有内部泄放阀装置的负载调节器，包括：隔膜，其被放置在调 节器的体内，位于第一腔与第二腔之间，用以响应于由所述第二腔所感测的过程流体压强， 在至少第一位置、第二位置与第三位置之间移动。泄放阀座被耦接至所述隔膜，以使得所述 泄放阀座和所述隔膜在所述第一位置、所述第二位置、以及所述第三位置之间移动，其中， 所述泄放阀包括孔，其形成通道以流体地耦接所述第一腔和所述第二腔。泄放阀塞，其被可 滑动地耦接至所述泄放阀座以接合所述孔，用于当所述隔膜和所述泄放阀座在所述第一和 第二位置之间移动时，阻止在所述第一腔与所述第二腔之间的流体的流动，并且其中，响应 于实质上大于所述负载调节器进入锁定状态时的压强的出口压强，所述泄放阀塞从所述泄 放阀座移动至所述第三位置，以允许在所述第一腔与所述第二腔之间的流体的流动。
[0010] 在又一个例子中，用于与负载调节器一起使用的内部泄放阀装置，包括：泄放阀 座，其具有圆柱体与第一凸缘部分。所述第一凸缘部分包括座面，用于当所述泄放阀装置在 关闭位置时，接合隔膜的第一侧，并且当所述负载调节器在泄放状态时，从所述隔膜的所述 第一侧移开。偏置构件，其被放置在所述泄放阀座的第二凸缘部分与所述负载调节器的一 部分之间。所述偏置构件朝所述座面偏置所述隔膜的所述第一侧。定位装置，其被放置在 所述负载调节器的至少一部分之内，用于接合所述泄放阀座，以使得当所述定位装置和所 述泄放阀座的接合引起当所述隔膜朝所述定位装置移动时，所述座面从所述隔膜的所述第 一侧移开。
[0011] 在又一个例子中，用于与负载调节器一起使用的内部泄放阀装置，包括：用于提供 在致动器的第一腔与第二腔之间的流体连通的装置，其中，所述第二腔用于被流体地耦合 至负载调节器的出口。内部泄放阀装置还包括用于控制用于提供流体连通的所述装置的装 置，以响应于实质上大于与调节器锁定的启动相关联的压强的在出口处的流体压强，允许 在所述第一腔与所述第二腔之间的流体的流动。
【附图说明】
[0012] 图1示出了以已知的示例性负载调节器实现的已知的压强负载流体调节器。
[0013] 图2示出了图1的已知的负载调节器的剖视图。
[0014] 图3示出了以已知的内部泄放阀装置实现的另一已知的负载调节器的一部分。
[0015] 图4A示出了具有在此所描述的示例性内部泄放阀装置的示例性负载调节器。
[0016] 图4B示出了图4A的示例性负载调节器的剖视图。
[0017] 图5A示出了具有在此所描述的另一示例性内部泄放阀装置的示例性负载调节器 的剖视图。
[0018] 图5B示出了图5A的示例性负载调节器的另一剖视图。
[0019] 图5C示出了用于图5A和图5B的示例性负载调节器中的示例性阀塞。
[0020] 图6A示出了具有在此所描述的又一示例性内部泄放阀装置的示例性负载调节器 的剖视图。
[0021] 图6B示出了图6A的示例性负载调节器的另一剖视图。
[0022] 图7示出了具有在此所描述的又一示例性内部泄放阀装置的示例性负载调节器 的剖视图。
【具体实施方式】
[0023] 通常，流体调节器根据所感测的下游压强来调节流体的流动，以将过程系统压强 维持在可接受的和/或稳定的压强范围内。流体调节器通常包括经由连接机构（例如，杠 杆）被可操作地耦接至阀塞的隔膜，用以相对于阀座移动阀塞来阻止或允许在入口与出口 之间的流体的流动。流体调节器通常使用施加在隔膜的第一侧的预设的控制力或负载来朝 第一方向推动阀塞，用以调节过程流体的流动和压强。隔膜的第二侧被流体地耦接至出口 流体，来施加力，用以朝与第一方向相反的第二方向推动隔膜。因此，隔膜响应于在出口处 的流体的压强（即，被施加到隔膜的第二侧的力）与预设的控制力（即，被施加到隔膜的第 一侧的力）的差来移动阀塞，用以改变流过调节器的流动来获取基本上稳定的出口压强。
[0024] 在一个例子中，弹簧负载调节器包括以偏置元件（例如，弹簧）为形式的负载元 件，来将预设的控制力施加至隔膜的第一侧。在另一个例子中，压强负载调节器包括以由负 载调节器所供应的负载压强为形式的负载元件，来将预设的控制力施加至隔膜的第一侧。 压强负载调节器通常在较高的流速以及较高的出口压强下比弹簧负载调节器提供更精确 的出口压强调节。因此，当需要下游压强的更好的准确性（例如，在计量应用中）时，相比 于弹簧负载调节器更需要压强负载调节器。
[0025] 附加地，具有低于最大入口流体压强额定值的最大出口流体压强额定值的流体调 节器通常需要过压保护。换而言之，对于具有超过出口压强的入口压强的过程应用而言常 常需要过压保护装置来阻止下游流体压强超出预设值（例如，不安全的压强）或变为大于 入口压强。安全截流装置和真实监测装置（true monitoring device)是与流体调节器一起 使用的两个示例性过压保护装置。安全截流装置通常感测出口压强（下游压强）并且关闭 流体调节器来阻止当下游压强到达预设压强时，通过调节器的流体的流动。真实监测装置 常常包括被安装成与第二调节器相连的第一或工作调节器。第二调节器通常感测下游压强 (即，控制压强）并且当工作压强调节器停止控制下游压强时，承担对于下游压强的控制。
[0026] 在操作中，压强调节器移动至关闭位置，用于当过程流体的下游需求下降和/或 下游源被截断（即，导致实质上为零的下游需求）时，阻止通过调节器的流体的流动。例如， 当对下游源的需求量实质上减少时或下游源被截断时（例如，零流动状态），流体调节器内 的阀塞密封地接合阀座，以阻止通过调节器的流体的流动（即，移动到关闭位置）。然而，在 一些例子中，由于调节器元件腐蚀和破坏、砂砾、管垢等，阀塞不可以适当地密封阀座，由此 允许在调节器的入口与出口之间的过程流体的连续的流动，并且引起下游压强（例如，控 制压强）增长。当下游压强增加到不必要的压强水平（例如，不安全的水平）时，激活过压 保护装置来阻止在下游源处的压强的过度的增加。因此，过压保护装置常常提供压强泄放 或压强范围控制，以防止由过压状态所导致的过程系统元件的故障。
[0027] 当阀塞适当地密封（例如，紧密地接合）阀座，并且在出口与下游源之间的流体的 压强低于预设的安全压强水平时，过压保护装置不被激活。然而，过程流体通常在调节器的 阀塞的出口侧与下游源之间仍被截流。在一些例子中，在出口与下游源之间的流体的压强 承受由于，例如周围的温度的增长所引起的压强的增长。该被截流的流体的压强在出口处 的增长可以引起激活过压保护装置。为了阻止由于温度变化引起的过压保护装置的不必要 的激活，弹簧负载调节器通常包括将出口压强排放或泄放到大气的内部泄放阀。过压保护 装置通常具有压强设置，其大于内部泄放阀的压强设置，并且当出口流体的压强实质上大 于内部泄放阀的压强设置时，激活过压保护装置。
[0028] 然而，压强负载调节器并不是排放的，因此，内部泄放阀不能够与主调节器一体地 形成。缺失内部泄放阀可以引起在当调节器在关闭位置时，过程流体的出口压强由于，例如 温度变化而增长的情形下的过压保护装置的不需要或不必要的激活。因此，通常压强负载 调节器不与过压保护装置一起使用，因为过压保护装置在该些应用中易受不需要的激活的 影响。为了阻止过压保护装置的不需要的激活，外部泄放阀通常被耦接至压强负载调节器。 然而，这需要附加的设