专利名称：服务调节器的排气口的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体调节器，更具体地，涉及具有用于释放过压的安全阀的气
体调节器。
背景技术：
典型的气体分配系统输送气体所在的压力可以根据系统的需求、气候、供应源和/或其他因素改变。然而，大多数配备有例如熔炉、烤炉等煤气设备的终端用户设备需要根据预定压力、并在安装在系统中的气体调节器的最大容量或低于该最大容量时输送气体。因此，气体调节器被应用于这些分配系统，以确保输送的气体满足终端用户设备的需求。传统气体调节器大体上包括进行检测并控制输送气体的压力的闭环控制机构。
除了闭环控制之外， 一些传统气体调节器包括安全阀。该安全阀例如在调节器或流体分配系统的某一其他部件出现故障时提供过压保护。因此，如果输送压力上升超过预定的阈值压力，则安全阀打开，从而将至少一部分气体排放到大气，由此降低系统的压力。
图1图示一个这种传统气体调节器10。调节器10大体上包括致动器12和调节阀14。调节阀14限定用于接收来自例如气体分配系统的气体的入口 16,以及用于将气体输送到例如具有一个或多个设备的工厂、餐馆、公寓大楼等终端用户设施的出口 18。致动器12被连接到调节阀14,以确保位于调节阀14的出口 18的压力，即 出口压力与期望出口或控制压力相一致。致动器12包括壳体20和控制组件22。 壳体20限定用于容纳控制组件22的至少一部分的腔21。控制组件22适于对 调节阀14的出口压力进行检测和调节。具体地，控制组件22包括隔膜24、活 塞32和具有阀盘28的控制臂26。控制组件22，更具体地，隔膜24检测调节 阀14的出口压力，并调整阀盘28的位置以控制通过调节阀14的流体流动。
更具体地，隔膜24通过活塞32被可操作地连接到控制臂26，从而被连接 到阀盘28，并根据检测到的出口压力控制调节阀14的开启。例如，当终端用 户操作例如熔炉等对调节器10下游的气体分配系统施加需求的设备时，出口流 动增大，从而降低出口压力。相应地，隔膜24检测到这种降低的出口压力，并 使活塞32和控制臂26的右侧部分相对图1中的方向向下移动。控制臂26的这 种移位4吏得阀盘28移动，从而打开调节阀14。如此构造，所述设备可以将气 体朝调节阀14的出口 18抽吸。
在图1所示的传统调节器10中，控制组件22进一步用作安全阀，如上所 述。具体地，控制组件22还包括安全弹簧40和安全阀42。安全阀42被设置 在与致动器12的壳体20整体形成的排气口 34内。隔膜24包括贯穿其中央部 分的开口 44,活塞32包括密封杯38。安全弹簧40被设置在活塞32和隔膜24 之间，用于在正常操作过程中将隔膜24偏压向密封杯38以关闭开口 44。
一旦发生失效，例如控制臂26断裂，控制组件22不再直接控制阀盘28, 通过调节阀14的输入流将使阀盘28移动到最大开启位置。这允许最大量的气 体流入致动器12。于是，随着气体充满致动器12，压力正对隔膜24聚集，迫 使隔膜24远离密封杯38,从而暴露开口 44。气体因此流过隔膜24中的开口 44,并流向安全阀42。
安全阀42包括阀塞46和将阀塞46偏压到如图1所示的闭合位置的释放弹 簧54。一旦致动器12内的压力以及接近安全阀42的压力到达预定的阈值压力， 阀塞46克服释放弹簧54的偏压向上移位并打开，从而将气体通过排气口 34 排放到大气中并减小调节器10中的压力。在一些实施例中，排气口 34包括用于螺紋连接到管道的内螺紋35，从而将排放气体输送到特定地点。
根据调节器IO的具体应用，排气口 34的大小和安全阀42的部件可以改变。 例如，需要大容量安全的设备也会需要更大容量的安全阀42。大容量安全阀除 了其在尺寸上更大以外，通常被构造为与以上讨论的安全阀42相似。因此，排 气口 34的尺寸也必须被增大以容纳更大的安全阀。
图2图示包括被构造用于容纳例如小容量安全阀的排气口 34的一个传统调 节器壳体20的外部结构。壳体20包括上壳体部件20a和下壳体部件20b。上 壳体部件20a包括外壳部51和整体限定的排气口 34。排气口 34针对与小容量 安全阀相关联的排气性能包括例如大约2英寸或更小的直径。另外，上、下壳 体部件20a、 20b包括环绕其周界延伸并通过多个紧固件36紧固在一起的法兰 25a、 25b。紧固件36的数量和间隔由调节器10的设计规定，以使壳体部件20a、 20b的法兰25a、 25b能够有效地压紧并密封图l所示的隔膜24，从而使泄漏的 可能性最小化并确保最优操作。紧固件36通常包括螺紋紧固件，例如如图所示 的六角形螺栓和螺母。
传统壳体部件20a、 20b通过铸造方法来制造，其中多个型芯(mold cores) 相互之间相对定位以共同限定铸模型腔。铸模型腔限定壳体部件20a、 20b的具 体几何形状。由于铸造的复杂性，图2所示的传统壳体的上壳体部件20a被形 成为具有位于排气口 34和法兰25a正中间的基座部31。图2所示的上壳体部 件20a的基座部31基本上是实心的，并设置在一对邻近的紧固件36之间。实 心基座部31不仅仅是制造过程的产物，其还能够为设置在上壳体部件20a的法 兰25a上方的排气口 34的部分提供结构支撑。
相反，图3图示另一个传统上壳体部件120a的局部外视图，上壳体部件120a 包括被设置用于容纳大容量安全阀的排气口 134。相应地，排气口 134比例如 图l和2所示的排气口 34具有更大的直径。排气口 134针对与大容量安全阀相 关联的排气性能可包括例如大约2.5英寸或更大的直径。与上述壳体20相似， 图3图示的上壳体部件120a包括外壳部151和围绕该外壳部151的周界延伸的 法兰125a。法兰125a适于通过多个螺紋紧固件136被紧固到下壳体部件的法兰(例如如图1中所示)。
由于排气口 134的尺寸增大，两个紧固件136a、 136b必须接近排气口 134 的下方设置，从而为设置在壳体部件之间的隔膜提供足够均匀的密封。因此， 图3图示的上壳体部件120a不包括如图2图示的基座部34的实心基座，而是 包括一对肋板131a、 131b。肋板131a、 131b能够在排气口 134的正下方4妄触 上壳体部件120a的法兰125a,使得螺紋紧固件136a、 136b可以被安装以将壳 体部件固定到一起。另外，与以上参见图2所描述的基座部31相同，肋板131a、 131b能够为设置在上壳体部件120a的法兰125a上方的排气口 134的部分提供 结构支撑。
上壳体部件20a、 120a的传统设计的一个缺点是基座部31和肋板131a、 131b 往往妨碍技术人员拧紧和/或松开螺纹紧固件36、 136a、 136b。例如，如图3所 示，技术人员在装配或拆卸调节器IO时可能使用扳手或其它相似的工具来拧紧 或松开紧固件36。肋板131a、 131b会干涉扳手的自由运动，因此可能会需要 更长的时间来拧紧或松开紧固件136a、 136b。
发明内容
本发明提供一种包括调节阀和致动器的调节器。所述调节器包括连接到 所述调节阀的壳体和用于控制通过所述调节阀的气体流动的控制构件。所述 壳体包括沿着圆周法兰通过多个螺紋紧固件固定在一起的上、下壳体部件。 所述调节器还包括用于提供过压保护的安全阀。所述安全阀被设置在与所述 壳体部件之一整体形成的排气口内，以使得在过压情况下气体能够被排放到
大气中。所述排气口的大小和结构被设置为使得与安装和/或拆除所述螺紋
紧固件的干涉最小化。换句话说，所述法兰有利地包括用于容纳多个紧固件
的完全畅通的顶面。
在一个实施例中，所述排气口被设置为用于容纳大容量的安全阀。 本发明另 一方面提供制造用于容纳大容量安全阀的调节器的致动器的
壳体部件的铸模。所述铸模包括多个型芯，所述多个型芯协同地限定包括圓周法兰和排气口的所述壳体部件。所述法兰有利地包括用于容纳多个紧固件 的完全畅通的顶面。
图1为调节器的侧视剖面图2为包括用于容纳小容量安全阀的排气口的一个传统调节器壳体的透朝L
图3为包括用于容纳大容量安全阀的排气口的另一个传统调节器壳体的部 分透一见图；以及
图4为根据本发明的原理构造的调节器壳体的部分透视图。
具体实施例方式
图4图示包括根据本发明的原理构造并设置为用于容纳例如大容量安 全阀的排气口 234的调节器壳体220的外视图。为了容纳大容量安全阀，排 气口 234能够包括例如大约2.5英寸或更大的直径。然而，图4图示的壳体 220也可以适于容纳小容量的安全阀，这种情况下能够具有小于2.5英寸的 直径。此外，壳体220适于与以上参见图1讨论的调节器一同使用。
与以上参见图1-3讨论的传统壳体20、 120相似，本公开内容的本实施 例的壳体220包括上壳体部件220a和可以与参见图1所公开的下壳体部件 20b相似的下壳体部件(未示出)。
上壳体部件220a整体地限定外壳部251、排气口 234和法兰225。法兰 225完全围绕着上壳体部件220a的外壳部251的周界延伸，并适于被固定到 下壳体部件的对应法兰，例如图1图示的下壳体部件20b的法兰25b。为此， 法兰225包括用于容纳多个紧固件236的多个孔237。紧固件236将上壳体 部件220a紧固到下壳体部件，例如图1图示的下壳体部件20b。
紧固件236的数量和间隔由调节器的设计规定，使得壳体220有效地压 紧并密封位于上下壳体部件的法兰之间的隔膜，例如图1图示的隔膜24，从而使泄漏最小化并确保调节器的最优操作。紧固件236通常包括例如六角
形螺栓和螺母的螺紋紧固件。
本实施例的上壳体部件220a的法兰225包括顶面225a和底面225b,并 如上所述完全围绕上壳体部件220a的周界延伸。在公开的实施例中，上壳 体部件220a能够包括圆形截面。因此，法兰225能够包括围绕上壳体部件 220a的周界延伸的圓周法兰。法兰225的底面225b适于密封地接合隔膜的 周界部分，例如图1图示的隔膜24。顶面225a是连续的、完全畅通的、环 形表面，其提供紧靠地安装多个紧固件236的六角形头部236a的表面。如 此构造，法兰225的整个顶面225a限定用于紧固件236的支撑表面。
图4图示的上壳体部件220a的排气口 234包括大体上L形的管道，其 在如图1中所描绘的壳体220的内部和大气间提供流体连通，用于以类似于 参见图1图示的调节器10所述的方式在过压情况下排出流体并提供过压保 护。本实施例的排气口 234包括大体上中空的弯管部(例如如图l所示)， 并且与上壳体部件220a整体形成，即形成为一体。排气口 234包括相互近 似垂直地设置的竖直部234a和连接部234b。竖直部234a大体上从上壳体部 件220a的外壳部251向上延伸。连接部234b /人竖直部234a并在法兰225 的顶面225a上方延伸，且与法兰225的顶面225a隔开。换句话说，连4矣部 234b从竖直部234a悬出，使得连接部234b的一部分被无支撑地设置在法兰 225的顶面225a上方。连接部234b包括大致柱形的外表面243并限定开口 240。开口 240直接与大气相连通。开口 240的截面为圓形，并能够适于被 连接到管道，使得排放气体可以从排气口 234输送到特定地点。于是，在一 个实施例中，开口 240的内柱形表面241可以包括适于与螺紋管道或其它管 道配件螺紋啮合的多个螺紋(未示出)。因此，图4图示的实施例的柱形表 面241能够包括许多螺紋，足以螺紋啮合大约2.5英寸或更大的管道或其它 螺紋连接件。
如上所述，排气口 234的连接部234b包括柱形外表面243。该柱形外 表面243在排气口 234的开口 240和竖直部234a之间为大体上均匀的柱形。如此构造，连接部234b不包含基座或肋板，例如以上参见图l-3公开的传 统壳体部件20a、 120a的基座部31和肋板131a、 131b。于是，本实施例的 上壳体部件220a的法兰225的顶面225a是完全畅通的，其使得能够无阻碍 地且不受束缚地接触沿着上壳体部件220a的法兰225a设置的每个紧固件 236的头部236a。这有利地允许技术人员在最初组建或此后现场维修以更换 隔膜、弹簧或任何其它部件的过程中能够更快捷地组装或拆卸根据本公开的 原理构造的调节器的致动器壳体。
图4图示的壳体部件220a可以由机加工、铸造、注塑成型或基本上任 何其它方法来制造。然而，在使用铸造的制造方法的过程中，这种铸造将包 含多个芯，每个芯限定凹槽。如此构造，将每个芯相对于彼此布置，所述芯 的凹槽共同限定腔，该腔限定壳体部件220a的具体几何形状。具体地，在 一个实施例中，所述多个芯能够组合到一起以限定分模线，该分模线限定排 气口 234的具体几何形状，尤其是与图4图示的线300 —致的分模线。如此 构造，与分模线300 —致的所述芯将有利地限定壳体220a的腔，而不需要 包含用于邻近排气口 234形成的基座部或肋板的空间。
虽然图4图示的壳体部件220a被描述为通过去除以上分别参见图2和 3描述的基座部和肋板使得能够无阻碍地接近紧固件236,壳体部件220a的 可替代实施例能够包括具有扩大的半径尺寸的法兰225。在这种实施例中， 基座部或肋板可能不需要被去除。例如，通过增大法兰225的半径尺寸，用 于容纳紧固件136的孔237能够被径向向外移动，使得紧固件将不再被基座 部或肋板干涉。在该可替代实施例中，扩大的法兰225的顶面225a仍具有 从排气口 234的连接部234b径向向外设置的连续的、完全畅通的、环形部 分，从而为紧固件236提供支撑表面。如此构造，正是法兰225的顶面225a 的该最外的径向部分构成紧固件236的支撑表面。
于是，本发明不限于本文所公开的具体实施例，而是由以下权利要求和 任何以及所有其等同替换的精神和范围来限定。
权利要求
1、一种流体调节装置，包括控制组件，该控制组件包括控制构件和能操作地连接到所述控制构件的隔膜，所述控制构件适于移位以控制通过所述调节装置的流体流动；能操作地与所述控制组件相关联并适于为所述调节装置提供过压保护的安全阀；致动器壳体，该致动器壳体限定容纳所述控制组件的至少一部分的腔，所述致动器壳体包括上壳体部件和下壳体部件，所述上、下壳体部件的每一个均包括邻近所述隔膜的周界部设置的法兰；多个紧固件，该多个紧固件将所述上、下壳体部件的所述法兰紧固在一起，以密封所述上、下壳体部件的所述法兰之间的所述隔膜的所述周界部；由所述上壳体部件限定并容纳所述安全阀的排气口，所述排气口包括至少部分地设置在所述上壳体部件的所述法兰的顶面上方的连接部；以及由所述上壳体部件的所述法兰的所述顶面限定的支撑表面，所述多个紧固件紧靠地装在所述支撑表面上，所述支撑表面包括用于提供无阻碍接触所述多个紧固件的连续的环形表面。
2、 根据权利要求1所述的装置，其中所述支撑表面包括所述上壳体部 件的所述法兰的整个所述顶面。
3、 根据权利要求1所述的装置，进一步包括限定在所述上、下壳体部 件的所述法兰内并沿着所述上、下壳体部件的所述法兰沿圓周隔开的多个 孔，所述孔容纳所述多个紧固件。
4、 根据权利要求1所述的装置，其中所述多个紧固件中的每一个包括 六角形螺栓。
5、 根据权利要求1所述的装置，其中所述排气口的所述连接部限定与 大气流体连通的开口，所述开口包括至少2.5英寸的尺寸。
6、 根据权利要求1所述的装置，其中所述排气口与所述上壳体部件整体形成。
7、 根据权利要求1所述的装置，其中所述排气口进一步包括竖直部， 并且所述连接部从所述竖直部悬出。
8、 一种流体调节装置，包括控制组件，该控制组件包括控制构件和能操作地连接到所述控制构件的 隔膜，所述控制构件适于移位以控制通过所述调节装置的流体流动；能操作地与所述控制组件相关联并适于为所述调节装置提供过压保护 的安全阀；致动器壳体，该致动器壳体限定容纳所述控制组件的至少一部分的腔， 所述致动器壳体包括上壳体部件和下壳体部件，所述上、下壳体部件的每一 个均包括邻近所述隔膜的周界部设置的法兰；多个六角形螺栓，该多个六角形螺栓将所述上、下壳体部件的所述法兰 紧固在一起，以密封所述上、下壳体部件的所述法兰之间的所述隔膜的所述 周界部，所述六角形螺栓中的每一个包括紧靠地装在所述上壳体部件的所述 法兰的顶面上的头部；以及从所述上壳体部件延伸并容纳所述安全阀的排气口 ，所述排气口包括竖 直部和连接部，所述连接部从所述竖直部悬出并设置在所述上壳体部件的所 述法兰的顶面上方，使得所述法兰的所述顶面包括连续的环形表面，用于提 供无阻碍接触所述多个六角形螺栓的每一个所述头部。
9、 根据权利要求8所述的装置，进一步包括限定在所述上、下壳体部 件的所述法兰内并沿着所述上、下壳体部件的所述法兰沿圆周隔开的多个 孔，所述孔容纳所述多个六角形螺栓。
10、 根据权利要求8所述的装置，其中所述排气口的所述连接部限定与 大气流体连通的开口 ，所述开口包括至少2.5英寸的尺寸。
11、 根据权利要求8所述的装置，其中所述排气口与所述上壳体部件整 体形成。
12、 一种用于流体调节装置的致动器壳体所述致动器壳体适于容纳包括控制构件和隔膜、用于控制通过所述流体调节装置的流体流动的控制组 件，并容纳用于提供过压保护的安全阀，所述致动器壳体包括上壳体部件，该上壳体部件包括限定多个沿圓周隔开的孔的圓周法兰； 下壳体部件，该下壳体部件包括限定多个沿圓周隔开的孔的圆周法兰， 所述上、下壳体部件的所述法兰中的所述孔适于容纳紧固件，用于密封地紧 固所述流体调节装置的所述控制组件在所述上、下壳体部件的所述法兰之间 的所述隔膜；从所述上壳体部件延伸并适于容纳所述流体调节装置的所述安全阀的 排气口，所述排气口包括竖直部和连接部，所述连接部从所述竖直部悬出并 设置在所述上壳体部件的所述法兰的顶面上方；以及由所述上壳体部件的所述法兰的所述顶面限定的支撑表面，所述多个紧 固件适于紧靠地装在所述支撑表面上，所述支撑表面包括用于提供无阻碍接 触所述多个紧固件的连续的环形表面。
13、 根据权利要求12所述的装置，其中所述支撑表面包括所述上壳体 部件的所述法兰的整个所述顶面。
14、 根据权利要求12所述的装置，其中所述排气口的所述连接部限定 与大气流体连通的开口 ，所述开口包括至少2.5英寸的尺寸。
15、 根据权利要求12所述的装置，其中所述排气口与所述上壳体部件 整体形成。
全文摘要
一种流体调节装置包括带有上、下壳体部件的致动器。所述上、下壳体部件在配合的法兰处通过多个紧固件被紧固在一起。所述上壳体部件形成有用于容纳安全阀的排气口，该排气口在过压情况下将流体排放到大气。所述上壳体部件被构造成不需要在排气口和法兰之间延伸的基座或肋板，这有利地提供了在装配和/或维护所述调节装置的过程中用于容纳并操作紧固件的完全畅通的、连续的、环形法兰。
文档编号G05D16/06GK101657773SQ200880012247
公开日2010年2月24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