具有双重感测机构的阀体的制作方法

专利名称：具有双重感测机构的阀体的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如气体调节器之类的流体流动调节设备，更具体地，本发明涉及具 有从诸如过压监测设备、紧急关闭(slam shut)设备、令牌警报(token alarm)设备等设备 的相同点感测相同压强的二次设备的气体调节器。
背景技术：
在通常的气体分配系统中供应气体的压强可根据对系统、气候、供应源和/或其 它因素的要求而改变。然而，大多数装备了诸如电炉、烤炉等气体装置的终端用户设施需要 将气体根据预定的压强输送，并且以处于或低于气体调节器的最大容量进行输送。因此，气 体调节器在这些分配系统中实现，用以确保所输送的气体满足终端用户设施的需求。常规 的气体调节器通常包括用于感测和控制所输送的气体的压强的封闭环控制执行器。除了封闭环控制之外，一些常规的气体调节器包括用于改进气体调节器对下游压 强变化的反应的平衡内件。该平衡内件适合于减少上游压强在气体调节器性能上的影响。 上游压强被置于与平衡隔膜流体连通的地方，用以对气体调节器的控制元件朝相反方向施 加力作为下游压强的力。因此，当上游压强改变，则施加相应的力用以平衡由下文所述的上 游压强产生的力，从而气体调节器只响应下游压强。一些常规的气体调节器还包括诸如过压监测设备、紧急关闭设备、令牌警报等之 类的二次设备，如果所感测到的输入压强，例如调节器的下游压强，与所预定的正常运行压 强范围不同，则其施行响应动作。如果调节器发生故障，则过压监测设备控制调节器的下游 压强，由此允许下游压强增加到非期望的水平。如果调节器发生故障且下游压强上升超过 所预定的监测器设定点压强，则过压监测设备运行，用以关闭调节阀的阀口且切断朝气体 分配系统的下游部件的气体流动。随着需求增加和/或与调节器有关的问题得到解决并且 下游压强降低，监测设备打开阀口，并且由此允许气体朝下游流动。在其它实施方式中，气体调节器需要有安全设备，以用于如果调节器发生故障或 发生其它可能导致气体调节器的下游处于过压或欠压情况的条件，关闭气体流动。最通常 的情况下，紧急关闭安全阀被用于在这些情况下的一种或者当任意一种情况发生时的气体 流动的关闭。紧急关闭安全阀通常可被放置在调节器上或调节器的上游，从而如果发生过 压或欠压条件，紧急关闭阀可防止气体到达压强降低调节器。紧急关闭阀监测气体调节器 的下游的气体压强是否处于最大和最小压强限度。如果下游压强超过最大设定点压强或下 降到低于最小设定点压强，则紧急关闭安全阀关闭，切断到气体调节阀的气体流动，并防止 气体不受控制的泄漏。一旦关闭，紧急关闭阀通常保持关闭，直到施行服务且手动地重置紧 急关闭阀为止。在其它实施方式中，可优选使用以令牌警报设备为形式的二次设备，该二次设备不会在过压情况下缓解压强，但相反会渗出一定量的气体用以产生气味来提醒终端用 户联系气体供应商以便维修气体调节器。图1(关闭位置)和图2(全开位置)表示一种常规的气体调节器10。气体调节 器10通常包括执行器12和调节阀14。调节阀14限定用于从例如气体分配系统中接收气 体的入口 16以及用于将气体输送到具有例如一个或多个装置的终端用户设备，诸如工厂、 餐厅、公寓大楼中的出口 18。另外，调节阀14包括被放置在入口 16与出口 18之间的阀口 20。气体必须流过阀口 20，用以在调节阀14的入口 16与出口 18之间流动。执行器12被耦接到调节阀14，用以确保在调节阀14的出口 18的压强，例如出口 压强，与所期望的出口或控制压强，称为设定点压强，一致。由此执行器12经由阀口 22和 执行器口 M与调节阀14流体连通。执行器12包括用于感测和调节调节阀14的出口压强 的控制组件26。更具体地，控制组件沈包括隔膜观、活塞30以及具有可操作地连接有阀 盘34的控制臂32。常规的平衡内件阀盘34包括大致圆柱形体部36和固定于体部36的 密封插件38。控制组件沈还可包括具有平衡隔膜42的平衡内件组件40，以用于补偿由上 游压强施加到阀盘34的力。执行器隔膜观经由皮托管44来对调节阀14的出口压强进行 感测，该皮托管44将出口 18与执行器12的内部和执行器隔膜观的底侧流体连通。控制 组件沈还包括与隔膜观的顶侧接合的控制弹簧46，以用于补偿所感测到的出口压强。因 此，通过控制弹簧46的选择来设定所期望的出口压强，还可被称为控制压强或执行器设定 点压强。隔膜观被可操作地耦接到控制臂32，并且由此，阀盘34基于所感测到的出口压 强经由活塞30来对调节阀14的开口进行控制。例如，当终端用户运行诸如电炉的装置，例 如，其对调节器10的下游的气体分配系统施加需求，出口流动增加，由此减少出口压强。因 此，隔膜观对该减少的出口压强进行感测。这允许了控制弹簧46扩张，并且使得活塞30 和控制臂32的右侧相对于图1的定向朝下方移动。控制臂32的移位使得阀盘34远离阀 口 20移动，用以打开调节阀14。图2示出在正常的打开运行位置上的阀盘34。如果这样 配置，则装置可将气体通过阀口 20朝调节阀14的出口 18抽吸。在图1和图2所示的常规的调节器10中，如上所述，控制组件沈还起到安全阀的 作用。更具体地，控制组件沈还包括安全弹簧48和放气阀50。隔膜观包括贯穿其中心部 的开口 52，并且活塞30包括密封碗M。安全弹簧48被放置在活塞30与隔膜28之间，以 使得隔膜观在正常运行期间朝密封碗M偏置来关闭开口 52。一旦发生诸如控制臂32断 裂之类的故障，控制组件沈不再直接控制阀盘34，并且入口流动会使得阀盘34移动到极端 打开位置。这允许了最大量的气体流动到执行器12中。因此，当气体充满执行器12时，产 生抵靠隔膜28的压强，从而迫使隔膜28远离密封碗54，由此露出开口 52。因此气体流过 隔膜28中的开口 52，并且朝放气阀50流动。放气阀50包括阀塞56和安全弹簧58，该安 全弹簧58使得阀塞56偏置到关闭位置。一旦在执行器12和相邻的放气阀50内的压强达 到所预定的阈值压强之后，阀塞56逆着安全弹簧58的偏置而朝上移位并且打开，由此将气 体排入大气中，并且减少调节器10中的压强。虽然放气阀50运行用以将气体从执行器12排出，但是通常其不会缓解充足的压 强用以将下游压强保持在低于调节器10设计所能调节的最大限度。在这种情况下，可提供 诸如那些上述所讨论的二次设备用于控制，并且切断气体流动，或至少提醒客户存在过压情况。在图1和图2所示的配置中，过压监测设备60运行来切断通过调节阀体14的流动， 直到在调节器10发生故障之后下游压强降低为止。在所示例子中，监测设备60具有与执 行器12相似的配置。监测器60被耦接到与执行器12对面的调节阀14，并且位于阀口 20 的上游侧。因此监测器60经由通过监测器外壳66连接的上游阀口 62和监测器口 64与调 节阀14流体连通。监测器60包括用于对调节阀14的下游压强进行感测并且当下游压强 超过监测器设定点或截止压强时关闭阀14的控制组件68。控制组件68包括隔膜70、活塞 72以及具有可操作地连接有阀盘76的控制臂74。监测器60具有平衡内件，以及包括一般 的圆柱形体部78和固定于体部78的密封插件80的阀盘76。平衡内件包括平衡隔膜82， 以用于补偿由下游压强施加到阀盘76的力。监测器隔膜70经由连接到监测器外壳66的端口 86的外部下游压强反馈线路84 来对调节阀14的出口压强进行感测。反馈线路84将远离调节阀14的下游点与监测器60 的内部和监测器隔膜70的底侧流体连通。控制组件68还包括与隔膜70的顶侧接合的控 制弹簧88，以用于补偿所感测到的下游压强。通过控制弹簧88的选择和压缩来设定所期 望的设定点或截止压强。隔膜70被可操作地耦接到控制臂74，并且因此，阀盘76经由活 塞72在过压情况下控制调节阀14的关闭。如图所示，平衡弹簧90使得阀盘76朝打开位 置偏置，并且活塞72与控制臂74相互耦接，从而控制臂74仅当隔膜70感测到下游压强大 于截止压强时驱动并且朝上弯曲(未图示)以驱动活塞72。隔膜70和活塞72还对压强降 低作出反应，但活塞72在下游压强小于截止压强时不驱动控制臂74。如果监测器60发生 故障，则监测器60可包括与执行器12的放气阀50相似的安全阀90，以用于将气体排入大 气。如上所述，具有执行器12和过压监测器60的调节器10有两个主要作用。第一， 调节器10在保持恒定的出口压强下将一定量的流体送至下游。第二，如果调节器10不能 够保持出口压强，则调节器10终止允许将流体流动到分配系统的下游部分。对于作用一， 调节器10的性能的关键方面在于在确定的压强下能够保持多大量的流体流量。为了优化 流体流量，优选在出口 18内如图1和图2所示对下游压强进行感测。如此定位的皮托管44 向控制组件沈提供下游压强的快速反馈，并且消除对外部下游压强反馈线路的需求。目 前，这种内部感测还没有被广泛应用于诸如监测设备60之类的二次设备。当执行器12与二次设备使用不同的感测位置时，性能可能会受损，但外部感测仍 主要被用于过压监测器、紧急关闭阀、令牌警报以及其它二次设备。用于二次设备的外部感 测会出现各种各样的问题。例如，管道下游管线需要额外的维修，且对于在这个区域内具有 许多调节器的气体公司而言是昂贵的。另外，如果暴露的下游管线受到损伤，则会使得二次 设备无法运行。如果二次设备不能够感测下游压强，则二次设备不能够切断流体流动或其 它表示存在问题的信号，由此，导致操作者作出错误的判断，认为调节器10正在正常运行。 因此，存在对于具有用于执行器和二次设备的内部压强感测的改进型调节器的需求。在调节阀中提供了用于二次设备的内部压强感测，该调节阀被配置成调节流体流 动达到在出口 18更精确的压强感测。流动调节将流体从湍流快速转变成层流，以提供下游 压强更精确的感测。在图3所示的流动调节的例子中，调节器10的调节阀14具有被配置成 接收流动控制配件的改良的出口 92。流动调节配件包括具有多个隔壁或网筛的筛子94、贯 穿多个孔的半圆形滤网96、以及中心感测管98。感测管98的内端被放置成经由通道100、102分别与执行器12的内部和监测器60的内部流体连通，并且将端口 86盖上以防止泄漏。 当流体在筛子94之间流动并流过滤网时，流体流动从湍流被转变成层流，从而可更精确地 测量感测管98的感测点上的下游压强。虽然可有效调节流量，但是流动调节配件的装置相 对昂贵。此外，配件需要在标准调节器阀体上进行明显且昂贵的改装，且无法容易地转变成 其它阀体尺寸。因此，存在对于在气体调节器中用于执行器和二次设备的内部双重压强感 测的需求，其可更便宜地实现，并且可容易地在多种调节阀尺寸和阀体类型中实现。

发明内容
在一方面，本发明涉及一种流体调节设备，该流体调节设备包括调节阀，该调节 阀具有入口、出口和被放置在入口与出口之间的阀口 ；执行器，该执行器被耦接到调节阀， 且包括执行器阀盘，该执行器阀盘被放置在调节阀内且适合在与阀口的下游侧接合的关闭 位置与被放置在远离阀口的打开位置之间移位；以及二次设备，该二次设备被耦接到调节 阀，且配置成对输入压强进行感测和当所感测到的输入压强不同于二次设备的设定点压强 时施行响应动作。流体调节设备还包括皮托管，该皮托管具有带被放置在调节阀出口内的 感测点的第一端；朝执行器延伸的第一分支；以及朝二次设备延伸的第二分支。皮托管的 第一端和第一分支可将感测点和出口与执行器的内部流体连通，而皮托管的第一端和第二 分支可将感测点和出口与二次设备的内部流体连通。执行器可被配置成当皮托管的感测点 上的压强增加时使得执行器阀盘朝阀口移动，当感测点上的压强降低时使得执行器阀盘朝 远离阀口移动，用以保持流体调节设备的下游压强与调节器设定点压强大致相等，并且设 定点上的压强可以是二次设备的输入压强。在另一方面，本发明涉及一种流体调节设备，该流体调节设备包括调节阀，该调 节阀具有入口、出口和被放置在入口与出口之间的阀口 ；执行器，该执行器被耦接到调节 阀，且包括执行器阀盘，该执行器阀盘被放置在调节阀内且适合在与阀口的下游侧接合的 关闭位置与被放置在远离阀口的打开位置之间移位；以及二次设备，该二次设备被耦接到 调节阀，且配置成对输入压强进行感测和当所感测到的输入压强不同于二次设备的设定点 压强时施行响应动作。流体调节设备还包括皮托管，该皮托管具有带被放置在调节阀出口 内的感测点的第一端；朝执行器延伸的第一分支；以及朝二次设备延伸的第二分支。皮托 管的第一端和第一分支可将感测点和出口与执行器的内部流体连通，而皮托管的第一端和 第二分支可将感测点和出口与二次设备的内部流体连通。执行器可被配置成当皮托管的感 测点上的压强增加时使得执行器阀盘朝阀口移动，当感测点上的压强降低时使得执行器阀 盘朝远离阀口移动，用以保持流体调节设备的下游压强与调节器设定点压强大致相等，并 且设定点上的压强可以是二次设备的输入压强。在又一方面，本发明涉及一种用于流体调节设备的双重感测机构，该流体调节设 备包括调节阀，该调节阀具有入口、出口和被放置在入口与出口之间的阀口 ；执行器，该 执行器被耦接到调节阀，且包括执行器阀盘，该执行器阀盘被放置在调节阀内且适合在与 阀口的下游侧接合的关闭位置与被放置在远离阀口的打开位置之间移位；以及二次设备， 该二次设备被耦接到调节阀，且配置成对输入压强进行感测和在当感测到的输入压强不同 于二次设备的设定点压强时施行响应动作。双重感测机构可包括皮托管，该皮托管具有带 放置在调节阀出口内的感测点的第一端；从皮托管朝执行器延伸的第一分支，其中，皮托管和第一分支将感测点和出口与执行器的内部流体连通；以及从皮托管朝二次设备延伸的第 二分支，其中，皮托管和皮托管的第二分支将感测点和出口与二次设备的内部流体连通。执 行器可被配置成当皮托管的感测点上的压强增加时使得执行器阀盘朝阀口移动，当感测点 上的压强降低时使得执行器阀盘朝远离阀口移动，用以保持流体调节设备的下游压强与调 节器设定点压强大致相等，并且设定点上的压强可以是二次设备的输入压强。本专利的权利要求限定了本发明的额外的方面。


图1是在关闭位置具有执行器和过压监测器的常规的气体调节器的侧剖视图；图2是在全开位置的图1的气体调节器的侧剖视图；图3是在全开位置具有流动调节配件的气体调节器的侧剖视图；图4是在关闭位置与本发明相对应的具有用于执行器和过压监测器的双重压强 感测的气体调节器的侧剖视图；图5是图4的气体调节器的调节阀的侧剖视图；图6是处于关闭位置的紧急关闭设备以及与本发明相对应的具有用于执行器和 紧急关闭安全设备的双重压强感测的气体调节器的侧剖视图；图7是图6所示的紧急关闭安全设备的上壳体的剖视图；图8A是在图6中紧急关闭安全设备的上壳体与阀体之间放置的隔膜的剖视图；图8B是在低压配置下的图8A的隔膜的剖视图；图8C是在高压配置下的图8A的隔膜的剖视图；图9A是图6的紧急关闭安全设备的阀体的放大剖视图，具体地突出了在重置位置 的重置引脚；以及图9B是图6的紧急关闭安全设备的阀体的放大剖视图，具体地突出了在重新上锁 位置的重置引脚。
具体实施例方式尽管下文提出本发明的许多不同实施方式的详细描述，但应当理解，本发明的法 定保护范围由本专利申请最后所提出的权利要求的文字限定。详细描述仅用于解释作为示 例，并且由于若非必要，描述每个可能的实施方式是不切实际的，因而没有描述本发明的每 个可能的实施方式。可通过使用现有技术或在本专利提交之后发明的技术来实现许多替代 的实施方式，其仍将落入限定本发明的权利要求的保护范围中。还应当理解，除非术语在本专利中使用“在此所使用的术语‘_，在此限定
为……的意思”或相似的句式而被明确限定，否则没有明确地或通过暗示来限定该术语的 意思的意图、或是超过该术语平常的或普通的意思，并且此类术语不应当被理解成限制于 基于本专利的任意部分所作出的任何声明的范围(除了权利要求中的语言之外)。在一定 程度上，对于在本专利申请最后的权利要求中所列举的任何术语在本专利中以符合单一含 义的方式加以参考，这样做只是为了清楚起见，而不会混淆读者，并且没有通过暗示或其它 来将这类权利要求的术语限定成单一含义的意图。最后，除非通过列举词语“装置”和功能 来限定权利要求元素，而没有任何结构的叙述，否则不应基于35U. S. C § 122，第六段的适用来解释任何权利要求元素的范围。图4和图5示出根据本发明一实施方式构造的气体调节器110。气体调节器110 一般包括执行器112和调节阀114。调节阀114包括用于从例如气体分配系统中接收气体 的入口 116以及用于将气体输送至具有例如一个或多个装置的设施中的出口 118。执行器 112被耦接到调节阀114，并包括具有诸如阀盘122之类的控制元件的控制组件120。在第 一或正常运行模式期间，控制组件120对调节阀114的出口 118的压强，例如出口压强，进 行感测，并对阀盘122的位置进行控制，从而使得出口压强与所预定的设定点或控制压强 大致相等。另外，当在系统中发生故障时，调节器110施行缓解功能，其一般相似于参照图 1和图2中所示的调节器10在上文中描述的缓解功能。接着参照图4，调节阀114限定喉部124和阀口 126。喉部124被放置在入口 116 与出口 118之间，并且具有在此放置的阀口 128。气体必须流过阀口 128，以在调节阀114 的入口 116与出口 118之间流动。阀口 1 可从调节阀114中拆下，从而使得其可被替换 成具有不同直径或是配置的孔的不同的阀口，以用于适应调节阀114的运行特性和流量特 性，来作为特定应用。在所公开的实施方式中，阀口 126限定沿与调节阀114的入口 116和 出口 118的轴大致垂直的轴放置的开口。如上所述，执行器112包括外壳130和控制组件120。外壳130包括通过例如多个 紧固件固定到一起的上外壳部件130a和下外壳部件130b。下外壳部件130b限定控制腔 132和执行器口 134。执行器口 1；34被连接到调节阀114的阀口 126，用以提供执行器112 与调节阀114之间的流体连通。上外壳部件130a限定缓解腔136和排出端口 138。上外 壳部件130a还限定塔部140 (tower portion)，该塔部140将被描述用于容纳控制组件120 的一部分。控制组件120包括隔膜配件142、盘型平衡配件(disc and balancing subassembly) 144以及放气阀146。隔膜配件142包括隔膜148、活塞150、控制弹簧152、保 险弹簧(relief spring) 154、组合弹簧座156、保险弹簧座158、控制弹簧座160以及活塞导 向件162。更具体地，隔膜148包括碟形隔膜，该碟形隔膜通过其中心部来限定开口。隔膜 148由弹性的且实质上气密的材料构造，并且其周边被密封地固定在外壳130的上外壳部 130a与下外壳部130b之间。因此隔膜148将缓解腔136与控制腔132隔开。组合弹簧座156被放置在隔膜148的上方，且限定了与隔膜148中的开口同心放 置的开口。如图4所示，组合弹簧座156支撑控制弹簧152和保险弹簧154。本公开的实施方式的活塞150包括具有密封碗部164、轭(yoke) 166、螺纹部168 和引导部170的大致细长的杆形构件。密封碗部164是凹形且大致呈盘状，其围绕活塞150 的中部延伸，且位于隔膜148的正下方。轭166如下所述包括空腔，该空腔适于容纳耦接器 172，其连接到盘和平衡配件144的一部分，以使得隔膜配件142与盘型平衡配件144连接。活塞150的引导部170和螺纹部168被分别放置贯穿过隔膜148和组合弹簧座 156的开口。活塞150的引导部170被可滑动地放置在活塞引导件162中的空腔，其保持活 塞150相对于控制部件120的剩余部分的轴向对准。保险弹簧154、保险弹簧座158和螺母 174被放置在活塞150的螺纹部170上。螺母174将保险弹簧巧4保持在组合弹簧座156 与保险弹簧座158之间。控制弹簧152如上所述被放置在组合弹簧座156的上方，并且在
12上外壳部件130a的塔部140内。控制弹簧座160被拧入塔部140，并且将控制弹簧152向 组合弹簧座156压缩。在公开的实施方式中，控制弹簧152和保险弹簧IM包括压缩螺旋 弹簧。相应地，控制弹簧152围绕在上外壳部件130a周围，并且对组合弹簧座156和隔膜 148施加向下的力。保险弹簧巧4围绕在组合弹簧座156周围，并且对保险弹簧座158施加 向上的力，其转而被施加到活塞150。在公开的实施方式中，可通过调节塔部140的控制弹 簧座160的位置来调节由控制弹簧152产生的力，因此也可调节调节器110的控制压强。控制弹簧152施压以克服控制腔132中的压强，其被隔膜148感测。如上所述，上 述压强与调节阀114的出口 118处存在的压强相同。相应地，由控制弹簧152施加的力将 出口压强设成所期望的用于调节器110的设定点或控制压强。隔膜配件142如上所述经由 活塞150的轭166和耦接器172被控制臂176可操作地耦接到盘型平衡配件144。盘型平衡配件144包括执行器杆178，当隔膜148由于下游压强的变化而弯曲时， 该执行器杆178被控制臂176接合以使得阀盘122在打开位置与关闭位置之间移动。更具 体地，该执行器杆178是具有由控制臂176接合的端面的大致线性的杆。该控制臂176是 稍许弯曲的杆，并且包括支点端176a和自由端176b。支点端176a被枢轴耦接到下外壳部 件130b，并且包括指部180，该指部180具有圆形端且与执行器杆178的端面接合。自由端 176b被接收在耦接器172的顶部与引脚之间，该耦接器172被连接到活塞150的轭166。因 此，耦接器172和控制臂176将盘型平衡配件144可操作地连接到隔膜配件142。盘型平衡配件144的阀盘122被可操作地连接到执行器杆178，并且包括密封插 件182，该密封插件182与阀口 128的出口接合，以用于切断流过调节阀114的流体。阀盘 122通过平衡端口杆184和平衡弹簧座186连接到执行器杆178，并且组合元件通过杆导向 件188、止动板190、平衡隔膜止动件192和平衡端口外壳194来支撑线性移动。杆导向件 188被配置成适合在执行器口 134内，并且包括大致圆柱形的内部，该内部可滑动地对执行 器杆178进行保持。杆导向件188还包括管道196，通过该管道196如下所述形成将出口 118与控制腔132流体连通的路径部分。杆导向件188与止动板190接合，该止动板190被放置在杆导向件188与平衡端 口外壳194之间，以用于将止动板190和平衡端口外壳194保持在阀口 126内。止动板190 呈大致圆形，并且包括中心开口，平衡端口杆184穿过中心开口。平衡端口外壳194呈大致 圆柱形且是中空的，朝阀口 1 延伸，并且具有内径，该内径的尺寸适于可滑动地接收阀盘 122。隔膜止动件206被放置在平衡端口外壳194和止动板190的开口内，并且被保持在止 动板190的表面与平衡端口外壳194的内肩(inner shoulder)之间。在平衡端口外壳194 内提供具有中心开口的盘型平衡隔膜198。平衡隔膜198由弹性的且实质上气封的材料构 造，并且其周边被固定在隔膜止动件192与平衡端口外壳194之间。平衡隔膜198的中心 开口的内缘被密封地固定在阀盘122与平衡端口杆184之间。阀盘122、平衡端口杆184以 及执行器杆178通过放置在弹簧座186与隔膜止动件192的座面之间的平衡弹簧200朝调 节阀114的打开位置偏置。平衡隔膜198朝阀口 128的方向上对阀盘122施力，以补偿由于流过阀口 128的 流体的上游压强引起的施加到阀盘122的力。阀盘122、平衡端口杆184和隔膜止动件192 被配置成提供通道，该通道将与阀口 1 相对的平衡隔膜198的表面和施加在阀盘122的 上游压强流体连通。配置盘形平衡配件144的部件，从而使得由平衡隔膜198施加的力与阀盘122上的上游压强的力大致相对且相等，用以消除任何隔膜配件142上的上游压强的 影响，并且由此通过气体调节器110获取对下游压强更精确的控制。在所示的实施方式中，调节器110还包括以过压监测器212为形式的二次设备，在 过压情况下，其运行来切断流过调节阀114的流体，直到在执行器112故障之后下游压强降 低为止。在所示的实施方式中的监测器212具有与执行器112相似的配置，并且用第一位数 字“2”替代带有第一位数字“1”的相同的参考数，以用于指明监测器212的相应元件。监 测器212还以与执行器112相似的方式运行，后文中还会讨论相关的不同。由于监测器212仅当下游压强超过由隔膜248和控制弹簧252确立的截止压强时 响应，因此相应地配置监测器隔膜配件242和盘型平衡配件M4。如图4和图5所示，放置 在弹簧座286与隔膜止动件292之间的平衡弹簧300将阀盘22朝正常打开位置偏置。配 置耦接器272和控制臂276，从而使得耦接器272仅朝将阀盘222朝关闭位置移动的方向 驱动控制臂276，并使得其与阀口 1 的下游侧接合，以切断流过调节阀114的流体。耦接 器272的引脚27 与控制臂276的自由端276b接合，以使得控制臂276当隔膜248和活 塞250由于下游压强超过截止压强而朝上方移动时旋转。相反，耦接器272的顶部27 被 放置在远离控制臂276处，因此，由下游压强降低而引起的隔膜248和活塞250的朝下移动 不会引起控制臂276的移动。当然，本领域的技术人员可认识到过压监测器的替代配置，包 括监测器被配置成当下游压强降低到低于低截断电压时关闭，并且由根据本发明使用过气 体调节器发明者想到。盘形平衡配件244具有不同配置的部件，但以与执行器112的配件144相似的方 式运作。监测器口和平衡端口外壳在耦接模块四4中组合，该耦接模块294将监测器212 连接到与执行器112相对且在阀口 1 的上游侧放置的调节阀114的第二阀口 226。该模 块294具有内径，该内径的尺寸适于可滑动地接收阀盘222。平衡隔膜298被固定在外缘的 隔膜止动件292与平衡端口外壳294之间，且平衡隔膜四8的中心开口上的内缘被密封地 固定在阀盘222与平衡端口杆284之间。阀盘222、平衡端口杆284和隔膜止动件292被配 置成提供通道，该通道将与阀口 1 相对的平衡隔膜四8的表面和施加在阀盘222的上游 压强流体连通，用以通过上游压强来平衡施加到阀盘222的力。图4和图5的监测器212根据图1和图2的监测器60重新配置，从而通过使用从 出口 118上的气体调节器110内获得的压强测量值以便于在执行器112和监测器212上对 下游压强的双重感测。可消除接收下游压强反馈线路的端口 86，从而使得外部反馈线路84 不再是必需。在本实施方式中，在调节阀114的出口 118内具有感测点的皮托管302向执 行器112和监测器212提供下游压强反馈。皮托管302朝阀口 1 向内延伸，并且具有第 一分支304，该第一分支从皮托管302的主分支分出并且进入到阀口 1 中。执行器分支 304分别穿过通道或开口 306、308(参照图5)，穿过平衡端口外壳194和止动板190。一旦 穿过执行器分支304和开口 306、308，下游压强就会通过通道196传送到控制腔132。除了执行器分支304之外，第二分支310从皮托管302的主分支朝监测器212的 方向分出。在所示的实施方式中，监测器分支310穿过最接近出口 118的调节阀114的壁 延伸到通道或通道312。调节阀通道312延伸穿过调节阀114的壁，并且通过耦接模块194 的壁与相应的通道或通道314的外开口对齐。耦接模块通道314相似地延伸穿过耦接模块 294的壁，并且进入到监测器外壳230的外部。一旦穿过监测器分支310和通道312、314，
14下游压强就会通过盘型平衡配件244传送到监测器214的控制腔232。当运行要求被施加到气体分配系统上时，例如用户开始运行电诸如炉、火炉等装 置，装置将气体从出口 118吸出，并且相应地从执行器112的控制腔132和监测器212的控 制腔232吸出气体，由此减少由隔膜148、248感测的压强。当由隔膜148感测到的压强减 少时，在作用于隔膜148上的控制弹簧力与出口压强力之间出现了力的不平衡，从而使得 控制弹簧152扩张，并且使得隔膜148和活塞150相对于外壳130朝下移位。这导致控制 臂176沿顺时针方向枢轴转动，其转而使得指部180相对于执行器杆178的表面旋转。这 使得执行器杆178和阀盘122由于平衡弹簧200的力而远离阀口 1 的出口 IM的移动， 以打开调节阀114。与此同时，压强减少还可导致在作用于隔膜248上的控制弹簧力与出口 压强力之间出现了力的不平衡，从而使得控制弹簧252扩张，并且使得隔膜248和活塞250 相对于外壳230朝下移位。然而，由于耦接器272的上部被放置在远离控制臂276的地方， 因此监测器212没有类似地响应随着阀盘222的移动而降低的压强。当要求从气体分配系统中移除时，例如当用户关闭装置时，调节器110最初通过 降低流过调节阀114的流体来响应。当气体继续流过阀口 1 并且流到系统的下游部时， 压强在出口 118处增加且相应地在执行器112的控制腔132和监测器212的控制腔232中 增加。当由隔膜148感测的压强增加并克服控制弹簧力时，隔膜148和活塞150相对于外 壳130被朝上施力。朝上移动会使得控制臂176沿逆时针方向枢轴转动，其转而朝阀口 1 驱动执行器杆178和阀盘122，以减少流过调节阀114的流体。在正常运行条件下，出口压 强会大致降低到执行器设定点压强，并保持这样的压强，直到下游的要求以会导致来自执 行器112的响应的方式改变为止。监测截止压强大于执行器设定点压强，并且监测器212通常不会响应调节器110 的正常运作范围内的压强变化。在执行器112发生故障诸如，例如隔膜148破裂的情况下， 尽管下游压强增加超过执行器设定点压强，但是阀盘122仍可保持打开。最终，在皮托管 302的感测点上的压强达到监测器212的截止压强。通过监测器分支310传送到控制腔232 的下游压强会使得力的不平衡出现在作用于隔膜248上的控制弹簧力与出口压强力之间， 从而使得控制弹簧252缩短，并且使得隔膜248和活塞250相对于外壳230朝上移位。当 活塞250移动时，耦接器272的引脚27 使得控制臂276旋转，以驱动执行器278并且使 得阀盘222移动到与阀口 1 接合，以切断流过调节阀114的流体。只要皮托管302的感 测点上的压强保持在监测截止压强之上，监测器212会继续停止流体流动。随着阀盘122从阀口 128的出口 IM脱离，气体流入平衡端口外壳194的第二部 分236。由于第二部分236、阀盘122和开口 242的内表面的配置，流体以相对较小的偏差 形成流路来被施力穿过开口 242和被放置于该开口 242的隔板M4。当流体流过隔板244 时，在某种程度上目前任何的湍流被转变成层流。因此，当流体到达调节阀114的出口 118 和皮托管302的感测点时，流体的平稳流使得下游压强的测量得以改进，并且相应地通过 控制组件120使得下游压强的调节得以改进。如上所述，监测器212是一种可与调节器110 —起使用的二次设备。图6示出根 据如皮托管302所提供的本发明，与调节器110 —起实行并配置成双重感测的紧急关闭安 全设备410。紧急关闭安全设备可与在美国专利公报第2008/0257420号中所示和所描述的 设备大致相似，并在此加以引用作为参考。紧急关闭安全设备410可与在阀口 1 的上游侧的调节阀114上的主调节器110相连。紧急关闭安全设备410包括阀体412、连接到阀体 的上壳体414、安装到阀体一侧的卡环凸缘416、限位开关418以及从阀体突出的重置引脚 420。紧急关闭安全设备410经由紧固件422连接到调节阀114。同样地，上壳体414通过 紧固件似6连接到阀体412。紧固件422、似6可以是螺栓、铆钉、螺杆或实际上任何其它适 用于将一个部件连接到另一个部件的紧固件的类型。上壳体414(图7)容纳了过压弹簧430和欠压弹簧432。欠压弹簧432确定了在 气体分配系统中的低(最小)容许气体压强。类似地，过压弹簧430确定了在气体分配系 统中的高(最大)容许气体压强。过压弹簧430和欠压弹簧432均以大致同轴的配置放置 在上壳体414内(例如两个弹簧的中心轴线是共址的)。然而，弹簧不需要轴向共址，并且 弹簧可彼此轴向偏置。内铸管434将过压弹簧430从欠压弹簧432分开。外铸管436环绕 过压弹簧430，并保护过压弹簧430和欠压弹簧432免受环境因素影响。欠压弹簧432在 一端被耦接到隔膜板437，并且过压弹簧在一端被耦接到过压环441。过压环441可被耦接 到隔膜板437。隔膜板437和过压环441均可连接到隔膜442，其将在下文中进一步详细讨 论。如下文进一步讨论的是，隔膜442在一侧显露系统压强，在另一侧，隔膜442显示来自 过压弹簧430和欠压弹簧432的弹簧力。隔膜的一部分442是取决于沿轴A的系统压强而 移动和移位到阀体412或上壳体414的内部。轴A与过压弹簧430和欠压弹簧432的中心 轴大致平行或同轴。在与隔膜442相对的端，过压弹簧430和欠压弹簧432分别与过压调节盖444和 欠压调节盖446接触或抵接。过压调节盖444和欠压调节盖446可沿轴A朝和远离隔膜 442的方向移位。在一实施方式中，过压调节盖444和欠压调节盖446可分别与内铸管436 和外铸管434螺旋接合。特别是，过压盖444可与外铸管436的内表面或内铸管434的外 表面螺旋接合。欠压盖446可与内铸管434的内表面螺旋接合。欠压盖446和过压盖444 均可沿轴A移动，以调节施加在隔膜板437上的过压弹簧430和欠压弹簧432的弹簧张力。 调节盖444、446与隔膜板437之间的距离确定用于紧急关闭安全设备410的过压和欠压设 定点。将过压弹簧430和欠压弹簧432定位在隔膜442的相同侧便于从阀的外侧对过压弹 簧430和欠压弹簧432的调节，并且对过压弹簧430和欠压弹簧432的调节可彼此独立进 行。隔膜442 (图8A、图8B、图8C)包括用于与阀体412 —起密封上壳体414的外0形 环450。隔膜442还包括第一同心卷旋45 和第二同心卷旋452b。将0形环450与第一 卷旋45 分开的是外平坦区451。将第一卷旋45 与第二卷旋452b分开的是中间平坦区 453，而将第二卷旋45 与中心开口妨4分开的是内平坦区455。第一卷旋45 和第二卷 旋452b使得单一隔膜442可用于低压配置和高压配置。图8B示出低压配置，而图8C示出 高压配置。当将隔膜442连接到隔膜板437时，中心开口妨4可承接紧固件(例如螺栓)。低压配置包括低压隔膜板438，其是在使得外卷旋45 和外平坦区451保持可动 时覆盖内卷旋452b、内平坦区455以及中间平坦区453(图8B)的刚性板。同样地，高压配 置包括高压隔膜板440，其是在使得内卷旋452b、内平坦区455以及外平坦区451保持可动 时覆盖外卷旋45 和中间平坦区453(图8C)的刚性板。通过这种方式，低压隔膜板438 和高压隔膜板440确定哪部分的隔膜442保持可动以及哪部分的隔膜被阻止移动。重新回到图6，阀体412包括连接到可旋转的凸轮462的限位开关418，该凸轮462包括三个凸轮臂463a、463b、463c。凸轮462在第一凸轮臂463a上经由柱塞464连接到隔 膜442。柱塞464包括朝下方延伸的柱塞臂465。柱塞臂465在偏离凸轮462的枢轴的第 一凸轮臂463a上的连接点466上被连接到凸轮462。当柱塞464响应大到足以克服由过 压弹簧430产生的力的过压条件而朝上方移动时，凸轮462逆时针方向旋转(在本实施方 式中)。当凸轮462旋转时，连接到第一凸轮臂463a的弹簧锁被松开，并且紧急关闭塞468 如图所示移动到关闭位置以抵靠阀口 128，由此截断对主调节器的气体供应。响应欠压弹簧 432的弹簧力克服系统气体压强的欠压条件，柱塞464朝下方移动，以使得凸轮462顺时针 方向旋转。在旋转了所预定数量之后，连接到第一凸轮臂463a的弹簧锁被松开，并且紧急 关闭塞468移动到截断对主调节器的气体供应的关闭位置。限位开关418通过凸轮462的 旋转检测隔膜442的移动，因为限位开关418通过第二凸轮臂46 直接连接到凸轮462，该 第二凸轮臂462b通过凸轮462和柱塞464连接到隔膜442。通过这种方式，即使重置引脚 组件470受损，限位开关418也会响应压强的微小变化而纵向移动，由此检测隔膜442的移 动。阀体412还包括用于重新锁住凸轮462的重置引脚组件470。重置引脚组件470 包括重置杆472、重锁塞(relach plug) 474、行程指示器476(图9A、图9B)以及重置套筒 478。重置杆472响应在第三凸轮臂463c上重锁塞474与凸轮462之间的相互作用而可在 重置套筒478中滑动。当凸轮462响应隔膜442的移动而旋转，第三凸轮臂463c与重锁塞 474的第一肩47 接触，并且朝外对重锁塞474施力(到图6、图9A和图9B的左边)。这 转而使得重置杆472朝外移动，并使得重置杆472与行程指示器476接触(图9A和图9B)。 行程指示器476可由弹性的、可变形的材料形成。当重置杆472与行程指示器476接触时， 行程指示器476的中心部朝外变形(如图9A所示)，由此产生表明凸轮462响应过压/欠 压条件而旋转的视觉的和触觉的指示。行程指示器476通过在重置套筒474内形成密封而 提供免于水或其它环境因素的保护，由此对重置杆468进行保护。一旦过压/欠压条件被校正，重置引脚组件470可被用于重新锁住凸轮462。用户 将重置杆472的一端(放置于行程指示器的那端)朝阀体412的内部移位。这样做，重锁 塞474也可被移位，并且重锁塞474的第二肩47 可与第三凸轮臂463c接触，由此对凸轮 462施力使得其旋转到重锁位置。在执行器112和紧急关闭安全设备410上的下游压强的双重感测可以与如上所述 的相似的方式与监测器212结合实现。皮托管302可以具有与延伸到阀口 1 的执行器分 支304和在二次设备的方向上从皮托管302分出的第二分支310相似的配置，在这个情况 中为紧急关闭安全设备410。在本实施方式中，通过调节阀114的壁的通道或通道312可被 配置成与通过紧急关闭安全设备410的阀体412的壁的相应的通道或引道480的外开口对 齐。引道480可穿过阀体412延伸到设备410的内部，用以将皮托管302的感测点与设备 410的内部流体连通，或者，引道480可以是阀体412的上通道或引道482的一部分或延伸 到阀体412的上通道或引道482，其转而将设备410的内部与感测点流体连通。具有所示的配置，执行器112和紧急关闭安全设备410同时对来自调节阀114的 出口 118的相同出口压强进行感测。与上文所描述的监测器212不同的是，紧急关闭安全 设备410在调节器110的正常运行期间和在由皮托管302感测的正常下游压强下，随着紧 急关闭塞468处于打开位置(未示出)而保持设置在打开位置，其中，紧急关闭塞468的打开位置被放置在远离阀口 1 处。然而，当出口 118的下游压强在压强范围或设备410之 外时，设备410被触发，并且紧急关闭塞468与阀口 1 接合，用以切断通过调节阀114的 气体流量。因此，在由执行器112机械内的故障引起的过压情况的情况下(例如刺穿的隔 膜148、破裂的控制臂176等)，出口 118的压强可能超过过压弹簧430的设定点压强，并且 引起凸轮462逆时针方向旋转、松开弹簧锁、以及使得紧急关闭塞468移动到关闭位置。相 反，在由例如下游气体管的破裂引起的欠压条件下，出口 118的压强可下降到低于欠压弹 簧432的较低的设定点压强，以使得弹簧432朝下方移动柱塞464并且使得凸轮462逆时 针方向旋转，直到连接到凸轮臂463a的弹簧锁松开，以使得紧急关闭塞468移动并且与阀 口 1 接合。具有经由放置在调节阀114的出口 118内的皮托管302内部双重下游压强感测的 调节器110便于在不需要下游压强反馈线路的情况下在气体分配系统中实现。通过消除外 部压强反馈线路，调节器110的安装被简化为将调节阀114连接到上游和下游管道。消除 反馈线路和相关联的下游端口，其特别有利于空间由于系统的其它部件的存在而受限制的 调节器。部件的减少还减少了维护要求和成本，并消除了外部线路，其易于受到能够使得监 测器无法工作的损害。另外，皮托管302的双重感测使得执行器112和二次设备在相同位 置上感测相同压强，由此，消除了由于不一致而导致压强出现在两个不同的压强感测位置 这样的性能问题。根据本发明，内部双重压强感测调节器110替代了以往的调节器，这种内 部双重压强感测调节器110可更便宜地实现，并且可容易地在多种调节阀尺寸和阀体类型 中实现。尽管在前文中提出本发明的许多不同实施方式的详细描述，但应当理解，本发明 的法定保护范围由在此要求优先权的专利最后所提出的权利要求的文字限定。详细描述仅 用于解释作为示例，并且由于若非必要，描述每个可能的实施方式是不切实际的，因而没有 描述本发明的每个可能的实施方式。可通过使用现有技术或在本专利提交之后发明的技术 来实现许多替代的实施方式，其仍将落入限定本发明的权利要求的保护范围中。
权利要求
1.一种流体调节设备，其包括调节阀，所述调节阀具有入口、出口和被放置在所述入口与所述出口之间的阀口 ；执行器，所述执行器被耦接到所述调节阀，且包括执行器阀盘，所述执行器阀盘被放置 在所述调节阀内且适合在与所述阀口的下游侧接合的关闭位置和被放置在远离所述阀口 的打开位置之间移位；二次设备，所述二次设备被耦接到所述调节阀，且配置成对输入压强进行感测，以及如 果所述所感测到的输入压强不同于二次设备的设定点压强时施行响应动作；以及皮托管，所述皮托管具有带感测点的第一端，所述感测点被放置在所述调节阀的所述 出口内；朝所述执行器延伸的第一分支；以及朝所述二次设备延伸的第二分支，其中，所述 皮托管的所述第一端和所述第一分支将所述感测点和所述出口与所述执行器的内部流体 连通，其中，所述皮托管的所述第一端和所述第二分支将所述感测点和所述出口与所述二 次设备的内部流体连通，其中，所述执行器被配置成当所述皮托管的所述感测点上的所述 压强增加时使得所述执行器阀盘朝所述阀口移动，当所述感测点上的所述压强降低时使得 所述执行器阀盘远离所述阀口移动，用以保持所述流体调节设备的下游压强与调节器设定 点压强大致相等，并且其中，所述感测点上的所述压强是所述二次设备的所述输入压强。
2.如权利要求1所述的流体调节设备，包括执行器平衡隔膜，所述执行器平衡隔膜被 可操作地连接到所述执行器阀盘，并具有与流过所述阀口的流体的上游压强流体连通的第 一侧，其中，所述上游压强朝所述打开位置的方向对所述执行器阀盘施力，而作用于所述执 行器平衡隔膜的所述第一侧的所述上游压强朝所述关闭位置的方向对所述阀盘施力，且与 所述执行器阀盘上的所述上游压强的所述力大致相等。
3.如权利要求1所述的流体调节设备，其中，所述二次设备包括监测设备，所述监测设 备包括监测阀盘，所述监测阀盘被放置在所述调节阀内且适合在与所述阀口的上游侧接合 的关闭位置和被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位，其中，所述二次设备设定点压 强是大于所述调节器设定点压强的监测截止压强，并且其中，当所述感测点上的所述压强 超过所述监测截止压强时，所述监测设备的所述响应动作会使得所述监测阀盘与所述阀口 的所述上游侧接合来关闭所述调节阀并停止通过所述调节阀的流体流动。
4.如权利要求3所述的流体调节设备，其中，所述监测设备包括监测器平衡隔膜，所述 监测器平衡隔膜被可操作地连接到所述监测阀盘，并具有与流过所述阀口的流体的上游压 强流体连通的第一侧，其中，所述上游压强朝所述打开位置的方向对所述监测阀盘施力，而 作用于所述监测器平衡隔膜的所述第一侧的所述上游压强朝所述关闭位置的方向对所述 阀盘施力，且与所述监测阀盘上的所述上游压强的所述力大致相等。
5.如权利要求1所述的流体调节设备，其中，所述二次设备包括紧急关闭安全设备，所 述紧急关闭安全设备包括紧急关闭塞，所述紧急关闭塞被放置在所述调节阀内且适合在与 所述阀口的上游侧接合的关闭位置和被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位，其中， 所述二次设备设定点压强是大于所述调节器设定点压强的最大设定点压强，并且其中，当 所述感测点上的所述压强超过所述最大设定点压强时，所述紧急关闭安全设备的所述响应 动作会使得所述紧急关闭塞与所述阀口的所述上游侧接合来关闭所述调节阀并停止通过 所述调节阀的流体流动，并且其中，所述紧急关闭安全设备被配置成在紧急关闭塞移动到 所述关闭位置之后，所述紧急关闭塞必须手动地重置到所述打开位置。
6.如权利要求1所述的流体调节设备，其中，所述二次设备包括紧急关闭安全设备，所 述紧急关闭安全设备包括紧急关闭塞，所述紧急关闭塞被放置在所述调节阀内且适合在与 所述阀口的上游侧接合的关闭位置和被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位，其中， 所述二次设备设定点压强是小于所述调节器设定点压强的最小设定点压强，并且其中，当 所述感测点上的所述压强降低到低于所述最小设定点压强时，所述紧急关闭安全设备的所 述响应动作会使得所述紧急关闭塞与所述阀口的所述上游侧接合来关闭所述调节阀并停 止通过所述调节阀的流体流动，并且其中，所述紧急关闭安全设备被配置成在紧急关闭塞 移动到所述关闭位置之后，所述紧急关闭塞必须手动地重置到所述打开位置。
7.如权利要求1所述的流体调节设备，包括圆柱形外壳，所述圆柱形外壳被放置在所 述调节阀内，且具有内径，所述内径的尺寸适于并且被配置成当所述阀盘在所述打开位置 与所述关闭位置之间移动时可滑动地接收所述执行器阀盘，其中，所述外壳包括穿过其中 的通道，所述皮托管的所述第一分支被连接到所述通道，以用于将所述皮托管的所述感测 点与所述执行器的所述内部流体连通。
8.如权利要求7所述的流体调节设备，其中，所述执行器包括执行器杆，所述执行器杆 被可操作地连接到所述执行器阀盘以使所述执行器阀盘在所述打开位置与所述关闭位置 之间移动；以及杆引导件，所述杆引导件被放置在最接近所述调节阀的执行器的执行器口 内，且可滑动地与所述执行器杆接合，其中，所述杆引导件包括穿过其中的通道，以使得所 述皮托管的所述第一分支、所述外壳的所述通道和所述杆引导件的所述通道将所述皮托管 的所述感测点与所述执行器的所述内部流体连通。
9.如权利要求1所述的流体调节设备，其中，所述调节阀具有穿过其中的通道，所述通 道最接近所述出口和所述二次设备，且所述皮托管的所述第二分支被连接到所述通道，所 述流体调节设备包括耦接模块，所述耦接模块将所述二次设备连接到所述调节阀，且具有 与所述调节阀的所述通道对齐的通道，其中，所述皮托管的所述第二分支、所述调节阀的所 述通道以及所述耦接模块的所述通道将所述感测点与所述二次设备的所述内部流体连通。
10.在一种流体调节设备中，其具有调节阀，所述调节阀具有入口、出口和被放置在所 述入口与所述出口之间的阀口 ；执行器，所述执行器被耦接到所述调节阀，且包括执行器阀 盘，所述执行器阀盘被放置在所述调节阀内且适合在与所述阀口的下游侧接合的关闭位置 和被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位；以及二次设备，所述二次设备被耦接到所 述调节阀，且配置成对输入压强进行感测和如果所述所感测到的输入压强不同于二次设备 的设定点压强时施行响应动作，改进包括皮托管，所述皮托管具有带感测点的第一端，所述感测点被放置在所述调节阀的所述 出口内；朝所述执行器延伸的第一分支；以及朝所述二次设备延伸的第二分支，其中，所述 皮托管的所述第一端和所述第一分支将所述感测点和所述出口与所述执行器的内部流体 连通，其中，所述皮托管的所述第一端和所述第二分支将所述感测点和所述出口与所述二 次设备的内部流体连通，其中，所述执行器被配置成当所述皮托管的所述感测点上的所述 压强增加时使得所述执行器阀盘朝所述阀口移动，当所述感测点上的所述压强降低时使得 所述执行器阀盘朝远离所述阀口移动，用以保持所述流体调节设备的下游压强与调节器设 定点压强大致相等，并且其中，所述设定点上的所述压强是所述二次设备的所述输入压强。
11.如权利要求10所述的流体调节设备，其中，所述流体调节设备包括执行器平衡隔膜，所述执行器平衡隔膜被可操作地连接到所述执行器阀盘，并具有与流过所述阀口的流 体的上游压强流体连通的第一侧，其中，所述上游压强朝所述打开位置的方向对所述执行 器阀盘施力，而作用于所述执行器平衡隔膜的所述第一侧的所述上游压强朝所述关闭位置 的方向对所述阀盘施力，且与所述执行器阀盘上的所述上游压强的所述力大致相等。
12.如权利要求10所述的流体调节设备，其中，所述二次设备是监测设备，所述监测设 备包括监测阀盘，所述监测阀盘被放置在所述调节阀内且适合在与所述阀口的上游侧接合 的关闭位置和被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位，其中，所述二次设备设定点压 强是大于所述调节器设定点压强的监测截止压强，并且其中，当所述感测点上的所述压强 超过所述监测截止压强时，所述监测设备的所述响应动作会使得所述监测阀盘与所述阀口 的上游侧接合来关闭所述调节阀并停止通过所述调节阀的流体流动。
13.如权利要求12所述的流体调节设备，其中，所述监测设备包括监测器平衡隔膜，所 述监测器平衡隔膜被可操作地连接到所述监测阀盘，并具有与流过所述阀口的流体的上游 压强流体连通的第一侧，其中，所述上游压强朝所述打开位置的方向对所述监测阀盘施力， 而作用于所述监测器平衡隔膜的所述第一侧的所述上游压强朝所述关闭位置的方向对所 述阀盘施力，且与所述监测阀盘上的所述上游压强的所述力大致相等。
14.如权利要求10所述的流体调节设备，其中，所述二次设备包括紧急关闭安全设备， 所述紧急关闭安全设备包括紧急关闭塞，所述紧急关闭塞被放置在所述调节阀内且适合在 与所述阀口的上游侧接合的关闭位置和被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位，其 中，所述二次设备设定点压强是大于所述调节器设定点压强的最大设定点压强，并且其中， 当所述感测点上的所述压强超过所述最大设定点压强时，所述紧急关闭安全设备的所述响 应动作会使得所述紧急关闭塞与所述阀口的所述上游侧接合来关闭所述调节阀并停止通 过所述调节阀的流体流动，并且其中，所述紧急关闭安全设备被配置成在紧急关闭塞移动 到所述关闭位置之后，所述紧急关闭塞必须手动地重置到所述打开位置。
15.如权利要求10所述的流体调节设备，其中，所述二次设备包括紧急关闭安全设备， 所述紧急关闭安全设备包括紧急关闭塞，所述紧急关闭塞被放置在所述调节阀内且适合在 与所述阀口的上游侧接合的关闭位置与被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位，其 中，所述二次设备设定点压强是小于所述调节器设定点压强的最小设定点压强，并且其中， 当所述感测点上的所述压强降低到低于所述最小设定点压强时，所述紧急关闭安全设备的 所述响应动作会使得所述紧急关闭塞与所述阀口的所述上游侧接合来关闭所述调节阀并 停止通过所述调节阀的流体流动，并且其中，所述紧急关闭安全设备被配置成在紧急关闭 塞移动到所述关闭位置之后，所述紧急关闭塞必须手动地重置到所述打开位置。
16.如权利要求10所述的流体调节设备，其中，所述流体调节设备包括圆柱形外壳， 所述圆柱形外壳被放置在所述调节阀内，且具有内径，所述内径的尺寸适于并且被配置成 当所述阀盘在所述打开位置与所述关闭位置之间移动时可滑动地接收所述执行器阀盘，其 中，所述外壳包括穿过其中的通道，所述皮托管的所述第一分支被连接到所述通道，以用于 将所述皮托管的所述感测点与所述执行器的所述内部流体连通。
17.如权利要求16所述的流体调节设备，其中，所述执行器包括执行器杆，所述执行器 杆被可操作地连接到所述执行器阀盘以使所述执行器阀盘在所述打开位置与所述关闭位 置之间移动；以及杆引导件，所述杆引导件被放置在最接近所述调节阀的执行器的执行器口内，且可滑动地与所述执行器杆接合，其中，所述杆引导件包括穿过其中的通道，使得所 述皮托管的所述第一分支、所述外壳的所述通道和所述杆引导件的所述通道将所述皮托管 的所述感测点与所述执行器的所述内部流体连通。
18.如权利要求10所述的流体调节设备，其中，所述调节阀具有穿过其中的通道，所述 通道最接近所述出口和所述二次设备，且所述皮托管的所述第二分支被连接到所述通道， 其中，所述流体调节设备包括耦接模块，所述耦接模块将所述二次设备连接到所述调节阀， 且具有与所述调节阀的所述通道对齐的通道，其中，所述皮托管的所述第二分支、所述调节 阀的所述通道以及所述耦接模块的所述通道将所述感测点与所述二次设备的所述内部流 体连通。
19.一种用于流体调节设备的双重感测机构，所述流体调节设备包括调节阀，所述调 节阀具有入口、出口和被放置在所述入口与所述出口之间的阀口 ；执行器，所述执行器被耦 接到所述调节阀，且包括执行器阀盘，所述执行器阀盘被放置在所述调节阀内且适合在与 所述阀口的下游侧接合的关闭位置与被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位；以及 二次设备，所述二次设备被耦接到所述调节阀，且配置成对输入压强进行感测和如果所述 所感测到的输入压强不同于二次设备的设定点压强时施行响应动作，所述双重感测机构包 括皮托管，所述皮托管具有第一端，所述第一端具有放置在所述调节阀的所述出口内的 感测点；第一分支，所述第一分支从所述皮托管朝所述执行器延伸，其中，所述皮托管和所述第 一分支将所述感测点和所述出口与所述执行器的内部流体连通；以及第二分支，所述第二分支从所述皮托管朝所述二次设备延伸，其中，所述皮托管和所述 皮托管的所述第二分支将所述感测点和所述出口与所述二次设备的内部流体连通，其中，所述执行器被配置成当所述皮托管的所述感测点上的所述压强增加时使得所述 执行器阀盘朝所述阀口移动，当所述感测点上的所述压强降低时使得所述执行器阀盘朝远 离所述阀口移动，用以保持所述流体调节设备的下游压强与调节器设定点压强大致相等， 并且其中，所述设定点上的所述压强是所述二次设备的所述输入压强。
20.如权利要求19所述的双重感测机构，其中，所述流体调节设备包括执行器平衡隔 膜，所述执行器平衡隔膜被可操作地连接到所述执行器阀盘，并具有与流过所述阀口的流 体的上游压强流体连通的第一侧，其中，所述上游压强朝所述打开位置的方向对所述执行 器阀盘施力，而作用于所述执行器平衡隔膜的所述第一侧的所述上游压强朝所述关闭位置 的方向对所述阀盘施力，且与所述执行器阀盘上的所述上游压强的所述力大致相等。
21.如权利要求19所述的双重感测机构，其中，所述二次设备是监测设备，所述监测设 备包括监测阀盘，所述监测阀盘被放置在所述调节阀内且适合在与所述阀口的上游侧接合 的关闭位置和被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位，其中，所述二次设备设定点压 强是大于所述调节器设定点压强的监测截止压强，并且其中，当所述感测点上的所述压强 超过所述监测截止压强时，所述监测设备的所述响应动作会使得所述监测阀盘与所述阀口 的上游侧接合来关闭所述调节阀并停止通过所述调节阀的流体流动。
22.如权利要求19所述的双重感测机构，其中，所述监测设备包括监测器平衡隔膜，所 述监测器平衡隔膜被可操作地连接到所述监测阀盘，并具有与流过所述阀口的流体的上游压强流体连通的第一侧，其中，所述上游压强朝所述打开位置的方向对所述监测阀盘施力， 而作用于所述监测器平衡隔膜的所述第一侧的所述上游压强朝所述关闭位置的方向对所 述阀盘施力，且与所述监测阀盘上的所述上游压强的所述力大致相等。
23.如权利要求19所述的双重感测机构，其中，所述二次设备包括紧急关闭安全设备， 所述紧急关闭安全设备包括紧急关闭塞，所述紧急关闭塞被放置在所述调节阀内且适合在 与所述阀口的上游侧接合的关闭位置和被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位，其 中，所述二次设备设定点压强是大于所述调节器设定点压强的最大设定点压强，并且其中， 当所述感测点上的所述压强超过所述最大设定点压强时，所述紧急关闭安全设备的所述响 应动作会使得所述紧急关闭塞与所述阀口的所述上游侧接合来关闭所述调节阀并停止通 过所述调节阀的流体流动，并且其中，所述紧急关闭安全设备被配置成在紧急关闭塞移动 到所述关闭位置之后，所述紧急关闭塞必须手动地重置到所述打开位置。
24.如权利要求19所述的双重感测机构，其中，所述二次设备包括紧急关闭安全设备， 所述紧急关闭安全设备包括紧急关闭塞，所述紧急关闭塞被放置在所述调节阀内且适合在 与所述阀口的上游侧接合的关闭位置和被放置在远离所述阀口的打开位置之间移位，其 中，所述二次设备设定点压强是小于所述调节器设定点压强的最小设定点压强，并且其中， 当所述感测点上的所述压强降低到低于所述最小设定点压强时，所述紧急关闭安全设备的 所述响应动作会使得所述紧急关闭塞与所述阀口的所述上游侧接合来关闭所述调节阀并 停止通过所述调节阀的流体流动，并且其中，所述紧急关闭安全设备被配置成在紧急关闭 塞移动到所述关闭位置之后，所述紧急关闭塞必须手动地重置到所述打开位置。
25.如权利要求19所述的双重感测机构，其中，所述流体调节设备包括圆柱形外壳，所 述圆柱形外壳被放置在所述调节阀内且具有内径，所述内径的尺寸适于且被配置成当所述 阀盘在所述打开位置与所述关闭位置之间移动时可滑动地接收所述执行器阀盘，其中，所 述外壳包括穿过其中的通道，所述第一分支被连接到所述通道，以用于将所述皮托管的所 述感测点与所述执行器的所述内部流体连通。
26.如权利要求25所述的双重感测机构，其中，所述执行器包括执行器杆，所述执行 器杆被可操作地连接到所述执行器阀盘以使所述执行器阀盘在所述打开位置与所述关闭 位置之间移动；以及杆引导件，所述杆引导件被放置在最接近所述调节阀的执行器的执行 器口内，且可滑动地与所述执行器杆接合，其中，所述杆引导件包括穿过其中的通道，使得 所述皮托管、所述第一分支、所述外壳的所述通道和所述杆引导件的所述通道将所述皮托 管的所述感测点与所述执行器的所述内部流体连通。
27.如权利要求19所述的双重感测机构，其中，所述调节阀具有穿过其中的通道，所述 通道最接近所述出口和所述二次设备，且所述第二分支被连接到所述通道，其中，所述流体 调节设备包括耦接模块，所述耦接模块将所述二次设备连接到所述调节阀，且具有与所述 调节阀的所述通道对齐的通道，其中，所述皮托管、所述第二分支、所述调节阀的所述通道 以及所述耦接模块的所述通道将所述感测点与所述二次设备的所述内部流体连通。
全文摘要
一种气体调节器，包括执行器、调节阀以及二次设备。下游压强反馈经由放置在所述调节阀的出口内的皮托管而被提供到所述执行器和所述二次设备。所述皮托管具有第一分支，该第一分支具有连接到所述执行器的第一端，以用于将所述执行器控制腔和隔膜与所述出口内的下游压强流体连通，来保持执行器设定点压强上的出口压强。所述皮托管还具有第二分支，该第二分支具有连接到所述二次设备的端，以用于将所述二次设备的内部与所述出口内的下游压强流体连通，来当所述出口压强与所预定的正常运行压强范围不同时对下游压强的改变进行响应。
文档编号G05D16/06GK102067054SQ200980123561
公开日2011年5月18日 申请日期2009年4月21日 优先权日2008年4月21日
发明者G·L·福斯特, J·C·霍金斯, J·S·梅维宇斯, S·克兰兹 申请人:艾默生过程管理调节技术公司