流体调节器和相应的压强控制组件的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开大体上涉及流体调节器，更具体地，涉及用于流体调节器的压强控制组件。
【背景技术】
[0002] 通常应用在化学、石油或其他工业过程中的过程控制系统，诸如分布式或可扩展 过程控制系统，通常包括一个或多个过程控制器，其经由模拟、数字或组合的模拟/数字总 线可通信地耦合至一个或多个现场设备。现场设备可以包括例如控制阀（例如压强调节 器）、阀定位器、开关和传送器（例如，温度、压强和流速传感器）。现场设备在过程中实施如 下功能，诸如打开或关闭阀、测量过程参数或实施基本的诊断。过程控制器接收由现场设备 做出的对过程测量的指示的信号、或可以接收其他有关现场设备的运行或状态的信息。随 后，过程控制器使用该信息来执行或实施一个或多个控制例程来产生控制信号，其将通过 总线被发送至现场设备来控制过程的运行。来自每个现场设备和控制器的信息通常可用于 由一个或多个其他硬件设备，诸如主机或用户工作站、个人电脑或计算设备，执行的一个或 多个应用。转而，这些应用使得操作员能够实施有关过程的任何期望的功能，诸如设定用于 过程的参数、查看过程的当前状态、更改过程的操作或其他希望的功能。
[0003] 传统地，控制阀和压强调节器包括气压致动器。这些致动器通常包括设置在弹簧 壳或壳体中的隔膜，并且该壳体包括排放孔，其便利当控制阀的隔膜响应于过程流体的压 强变化时空气进入或离开壳体的移动。因此，排放孔用于将在隔膜的一侧上的压强维持在 大气压强。
[0004] 此外，当控制阀安装在内部环境（例如，过程控制室）中时，排放管道流体地耦合 至排放孔。该排放管道直至周围的或外部环境，诸如外部或另一安全位置。当隔膜或控制阀 的一些其他部件出故障时，排放管道能够将过程气体从控制器的内部排放至外部环境，以 便过程气体没有被排放至或在内部环境中和/或没有损坏控制阀。然而，安装或维护排放 管道能够是昂贵的并且需要许多时间，并且一旦排放管道安装完毕，其将占据很大的空间。 【实用新型内容】
[0005] 通过本实用新型能够在流体调节器的腔内维持预定的压强，并且能够相对于流体 阀所安装的环境分离或密封流体调节器的弹簧壳。通过这样，本公开避免了对外部排放管 道的需要，该排放管道通常耦合至排放口并且安装和维护起来成本昂贵和耗时，并且一旦 安装需要大量的空间。
[0006] 根据第一示例性方面，流体调节器包括调节器主体；控制元件，其配置为控制通过 所述调节器主体的流体流动；以及致动器，其可操作地耦合至所述控制元件，并且配置为控 制所述控制元件的位置。所述致动器包括：致动器壳；隔膜，其设置在所述致动器壳中；第 一腔，其被限定在邻近所述隔膜的第一侧；以及第二腔，其被限定在邻近所述隔膜的第二 侦U。排放口形成在所述致动器中以将所述第二腔流体地耦合至大气。压强控制组件可操作 地耦合至所述排放口。所述压强控制组件包括可响应于所述第二腔内的压强变化而移动的 柔性元件。
[0007] 在一个优选的形式中，所述调节器主体限定流体入口、流体出口和所述流体入口 与所述流体出口之间的流体流动路径。所述隔膜可响应于所述流体入口或所述流体出口处 的压强变化而移动。所述柔性元件可响应于所述隔膜的移动而移动。
[0008] 在一个优选的形式中，当所述隔膜朝所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为 朝外移动至扩张位置，以增加所述第二腔的容量。
[0009] 在一个优选的形式中，当所述隔膜远离所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置 为朝内移动至收缩位置，以减少所述第二腔的容量。
[0010] 在一个优选的形式中，所述致动器壳由第一壳和第二壳组成，所述排放口形成在 所述第二壳中。
[0011] 在一个优选的形式中，所述柔性元件被配置为朝外移动至密封位置，以便所述调 节器主体中的流体流动被密封地包含在所述第二腔内。
[0012] 在一个优选的形式中，所述柔性元件被配置为朝外移动至抵靠所述压强控制组件 的一部分的密封位置，以便所述调节器主体中的流体流动不通过所述排放口排放。
[0013] 在一个优选的形式中，流体调节器不包括耦合至排放口的排放管道。
[0014] 在一个优选的形式中，排放口与周围环境直接连通。
[0015] 在一个优选的形式中，所述柔性元件包括柔性薄膜。
[0016] 根据第二示例性方面，一种压强控制组件可操作地耦合至流体调节器，所述流体 调节器具有调节器主体、致动器以及排放口，所述致动器包括致动器壳、设置在所述致动器 壳中的隔膜、限定在邻近所述隔膜的第一侧的第一腔以及限定在邻近所述隔膜的第二侧的 第二腔。所述隔膜可响应于所述调节器主体的入口和出口处的压强变化而在所述致动器壳 内移动。所述排放口形成在所述致动器壳中并且被配置为将所述第二腔流体地耦合至大 气。所述压强控制组件包括：柔性元件，其放置在所述排放口的孔内，所述柔性元件可响应 于所述隔膜的移动而在所述孔内移动。
[0017] 优选地，当所述隔膜朝所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为移动至扩张位 置，以增加所述第二腔的容量。
[0018] 优选地，当所述隔膜远离所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为移动至收缩 位置，以减少所述第二腔的容量。
[0019] 在一个优选的形式中，压强控制组件包括间隔件、阻碍件以及塞子。间隔件安置在 所述排放口的孔内。阻碍件邻近于所述孔内的间隔件安置。塞子具有第一环形部分和第二 环形部分。第一环形部分耦合至所述排放口的外部的致动器壳。所述第二环形部分邻近于 所述排放口的孔内的阻碍件安置。所述柔性元件可移动地耦合至所述排放口的孔内的间隔 件。
[0020] 优选地，所述柔性元件被配置为朝外抵靠所述间隔件移动，以便在所述调节器主 体内的流体流动不通过所述排放口排放。
[0021] 优选地，所述柔性元件包括柔性薄膜，其具有圆形边缘和放置在所述圆形边缘之 间的柔性主体，所述圆形边缘被固定至所述间隔件。
[0022] 优选地，所述阻碍件包括具有上表面和下表面的网筛，以及多个孔洞，其延伸过所 述上表面和所述下表面，所述上表面与所述塞子的第二环形部分接触，所述下表面与所述 间隔件接触，并且所述多个孔洞与所述排放口的孔流体连通。
[0023] 根据第三示例性方面，一种流体调节器包括：调节器主体，其限定流体入口、流体 出口和在所述流体入口与所述流体出口之间的流体流动路径；控制元件，其配置为控制通 过所述调节器主体的流体流动；以及致动器，其可操作地耦合至所述控制元件并且被配置 为控制所述控制元件的位置。所述致动器包括：致动器壳；隔膜，其设置在所述致动器壳 内，并且可响应于在所述流体入口或所述流体出口处的压强变化而在所述致动器壳内移 动；第一腔，其被限定在邻近所述隔膜的第一侧；以及第二腔，其被限定在邻近所述隔膜的 第二侧。排放口形成在所述致动器壳中以将所述第二腔流体地耦合至大气。压强控制组件， 其可操作地耦合至所述排放口。所述压强控制组件包括：间隔件、阻碍件、塞子和柔性元件。 间隔件安置在所述排放口的孔内。阻碍件邻近于所述孔内的间隔件安置。塞子具有第一环 形部分和第二环形部分，所述第一环形部分耦合至所述排放口的外部的致动器壳，并且所 述第二环形部分邻近于所述排放口的孔内的阻碍件安置。柔性元件耦合至所述间隔件，并 且被配置为响应于所述隔膜的移动而移动。
[0024] 在一个优选的形式中，当所述隔膜朝所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为 朝所述间隔件移动至扩张位置，以增加所述第二腔的容量。
[0025] 在一个优选的形式中，当所述隔膜远离所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置 为远离所述间隔件移动至收缩位置，以减少所述第二腔的容量。
[0026] 在一个优选的形式中，所述柔性元件被配置为朝所述阻碍件移动并接触所述阻碍 件，以便在所述调节器主体内的流体流动不通过所述排放口排放至大气。
【附图说明】
[0027] 图1示出了根据本实用新型的原理的、具有一个或多个现场设备的过程控制系统 的示意图。
[0028] 图2示出了根据本实用新型的原理构建的现场设备的一个例子。
[0029] 图3示出了用于图2的现场设备的压强控制组件的分解横截面示意图。
[0030] 图4示出了耦合至图2的现场设备的图3的压强控制组件的横截面示意图。
[0031] 图5类似于图4,但示出了在扩张位置的压强控制组件的柔性元件。
[0032] 图6类似于图4,但示出了在收缩位置的压强控制组件的柔性元件。
[0033] 图7类似于图4,但示出了在密封位置的压强控制组件的柔性元件。
【具体实施方式】
[0034] 本公开涉及压强控制组件，其可操作地耦合至流体调节器的排放口。在此描述的 压强控制组件包括柔性元件，其配置为移动以将在与排放口流体连通的流体调节器的腔内 维持预定压强。附加地，柔性元件被配置为将流体调节器的弹簧壳