用于改进气体压力调节器的响应的附加室的制作方法_2

文档序号:9486981阅读:来源:国知局
,从而将阀170打开,并且通过排放管路系统安全地排出过量的气体,如图1中通过箭头175指示。
[0028]参照图2,压力调节器的示例性实施方式包括与图1的简化的压力调节器相似的元件。
[0029]在图2中的示例性实施方式中,压力调节器包括第一室,其中第一膜或隔膜240将该室分成第一隔间220和第二隔间230。在示例性实施方式中,柔性隔膜240可以在其外周处被支承和密封,并且被联接至阀机构292。在示例性实施方式中,阀机构可以由连杆机构290致动,该连杆机构290根据出口 21处的压力移动,该出口 21与第二隔间230和隔膜240的对应的下侧连通。
[0030]在图2的示例性实施方式中,竖向延伸弹簧塔架210封围弹簧250,该弹簧250延伸通过第一隔间220,并且竖向延伸弹簧塔架210被安全帽200封闭,该安全帽200增加了防揭换机构(tamper evident mechanism) 202。在示例性实施方式中,流通过气体入口 11和阀和孔口 295进入压力调节器的第二隔间中。安全通风和通气机构260位于第一隔间中,从而当隔膜240向上移动时允许空气从第一隔间排入排放管道系统。
[0031]在操作期间,随着移动的隔膜240反作用于下游流动特性,在调节器的第一隔间220中的空气或者被推动或者被拉动。在示例性实施方式中,在第一隔间220中存在的空气的体积通过安全排放机构260和相关联的气体排放管道与环境周围的空气进行缓慢地交换。当空气流被迫压通过安全通风通道进入或排出时,空气可以抵抗产生阻力的装置一一诸如弹簧加载的通风稳定器片状件和长的管线一一工作。由通风和排放系统产生的阻力会限制空气能够排出或进入第一隔间的速率,从而有效地限制在第一隔间中的压力改变速率,并且因此限制调节器对于压力变化的响应。在示例性实施方式中,当在出口 21处的气流量需求快速地增大时,在隔间230中会出现低压力,从而使得弹簧250向下推动隔膜240。在示例性实施方式中,当对通过通风机构260吸入的空气进行限制时,第一隔间220中被抽成了真空。该真空使得隔膜240的响应运动减缓,并且还使得将打开阀和孔口 295的连接连杆的运动减缓。因此来自系统的阻力会减弱如下能力:满足用于如期望的快速地增大出口流量的能力。
[0032]在示例性实施方式中,为了改善压力调节器的响应时间,能够增大连接至安全通风装置260的管线尺寸以允许快速地将空气吸入至第一隔间中。然而,安全通风装置的直径不可以增大超过特定的阈值以便避免在隔膜中的颤振。对安全通风装置的直径的改变会导致通风系统的不稳定性或无效性。
[0033]替代性地,能够改变与通风管线相关联的通风片状件和弹簧的阻尼和协调特性,还允许用于更快速地将空气吸入至第一隔间中。对系统的这些改变会需要现有安装装置的昂贵的附加的铺设管道或再次铺设管道,或会需要在调节器工厂中实现,同样地需要用于优化协调的多次迭代,并且用于避免以特定的操作流量的不稳定性和/或避免锁定压力的增大。
[0034]将安全封闭盖从弹簧调节塔架移开允许在未加压的第一隔间中的空气与环境大气自由地交换。然而,当能够获得更快地响应时,这产生了潜在的危害状态,如果诸如在紧急状态期间有害气体能够逸入未受控的环境中。
[0035]在示例性实施方式中,还被称为附加室的第二室可以被添加至现有调节器。图7A和图7B示出了具有第二室的现有调节器的示例性实施方式。
[0036]在示例性实施方式中,第一室可以具有介于75立方英寸与350立方英寸之间的容积。在非限制性示例中,第一室可以具有介于1.5英寸与3英寸之间的高度。在示例性实施方式中,第一膜可以具有8英寸至12英寸的外径。
[0037]在示例性实施方式中,附加室可以提供附加的空间,该附加的空间用于空气与逸入调节器的第一隔间或从第一隔间抽出的空气进行交换。在非限制性示例中,第二室可以具有介于20立方英寸与100立方英寸之间的容积。在非限制性示例中,第二室可以具有介于0.75英寸与2英寸之间的高度,并且第二膜可以具有6英寸至8英寸的外径。在示例性实施方式中,膜具有足够的空间以从中性位置朝向第二室的底部或顶部屈曲和延伸。
[0038]如上文提到的,由于下游流动需求,调节器多快地响应于出口压力改变某种程度上取决于在第二隔间中的压力变化速率,即,在第二隔间中,压力如何快速地被增大或降低。在第二隔间中的压力变化速率还与第一隔间中的压力变化速率相关,即,在第一隔间中的空气如何快速地被吸入至第一隔间或从第一隔间释放,以在由弹簧250产生的弹簧力和由隔膜240产生的力相抵从而使得阀292处于平衡位置之前,适应第一隔膜240的移动。在第一隔间中定位有安全通风装置,从而当隔膜向上移动时允许空气从第一隔间被排入至排放管道系统,并且当隔膜向下移动时允许空气被吸入至第一隔间中。
[0039]在图3的示例性实施方式中,第二室包括第二隔膜303。在该示例性实施方式中,还被称为附加室的第二室可以由壳体305和通风板306定界。隔膜或膜303可以密封第二室并且将第二室分成第三隔间335和第四隔间345。在示例性实施方式中,弹簧302可以呈现在隔膜303的两侧上。参照图3中示出的示例性实施方式,对气体调节器的出口压力的改变引起第一隔膜的移动,这进而致使第二隔膜进行相应的移动,并且以第一速率改变第一隔间中的压力,该第一速率与第四隔间中的压力变化的第二速率匹配。在示例性实施方式中,第一隔膜的移动致使第二隔膜进行相应的移动,其中,第二隔膜改变第四隔间的容积和第三隔间的容积。在非限制性示例中,第四隔间的容积增大并且第三隔间的容积减小。在替代性实施方式中,第四隔间的容积减小,并且第三隔间的容积增大。
[0040]在该示例性实施方式中,第二室的存在允许在第一隔间中的空气以如下速率与第四隔间中空气连通:该速率至少等于并且优选地高于空气经由通风通气系统进入第一隔间或排出第一隔间的速率。在不例性实施方式中,在第一隔间中的质量流改变的第一速率可以等于由第一隔膜的移动引起的在第四隔间中的质量流改变的第二速率。在示例性实施方式中,在第一隔间中的质量流改变的第一速率可以具有与由第一隔膜的移动引起的在第四隔间中的质量流改变的第二速率相同的数量级。
[0041]在示例性实施方式中,第二室可以通过初始压力调节器的安全帽200来密封。在示例性实施方式中,在壳体305与安全帽200之间可以定位有O形圈308以确保密封的紧密度。因此,在示例性实施方式中,还被称为现成的调节器的现有压力调节器能够通过如下方式被修改:通过将安全帽从弹簧塔架移除、通过使用接合器309将第二室连接至弹簧塔架、以及通过重新定位安全帽200以密封组件。在示例性实施方式中,所使用的O形圈308和安全帽200可以是来自被修改的原始压力调节器的元件。
[0042]在示例性实施方式中,第二室可以连接至现成的压力调节器的弹簧塔架210,与上文描述的压力调节器相似,并且如图2中所示。图4示出了连接至压力调节器的第二室的示例性实施方式。
[0043]在图3的示例性实施方式中,第四隔间345的壳体305可以是气体压力保持和结构支承件。在非限制性示例中,这种壳体305可以通过接合器309连接至压力调节器的第一隔间并且被密封至第一隔间上。在示例性实施方式中,接合器可以使用带螺纹的配件或另外的合适的联接装置。
[0044]在示例性实施方式中,接合器可以是将弹簧塔架210与壳体305连接的大致圆筒形件。在示例性实施方式中,接合器311的突出唇缘部还可以在膜303的内径处夹紧到位在膜303中。在膜的外径处,膜可以被夹紧在
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