专利名称：调节器的流量波动稳定器的制作方法
本申请要求未审定的、申请日为1995年8月18日的临时申请60/002,496的有关权益。
本发明涉及流体压力调节器，尤其是涉及稳定此类调节器性能的装置。
背景技术：
流体调节器，诸如气体压力调节器，在气体管道系统中是常用的，它们用于将系统压力保持在容许的限度之内。例如，一种气体压力调节器的主要功能是使通过调节器的气体流量与设置在系统上的气体需求相匹配。而且，压力调节器必须使系统压力保持在容许的限度之内。在一种类型的气体压力调节器中，通过可调控制弹簧将一隔膜组件设置在一预定设置点。该隔膜组件连接有一枢转杆，该枢转杆响应隔膜压力而相对一节流孔调节一圆盘，该节流孔使入口压力与调节器出口相通。
圆盘和节流孔可看作是一约束件的一部分，该约束件设置于气流中，提供一种能够根据感应到的下游压力来调节通过调节器的气体流量的可变约束。隔膜组件也可称作载荷件，它能对约束件提供一个载荷力。因此，可响应感应到的下游压力对隔膜施加一个载荷压力，从而产生关闭约束件的载荷力。隔膜弹簧可提供相反的载荷力，起打开约束件的作用。
因此，如果管道系统中的负载流量降低，则调节器的流量也必须降低，以避免使调节器将过多的气体送入系统，因为这容易增大下游管道压力。另一方面，如果负载流量升高，则调节器流量也必须升高，以防调节器出口处的管道压力因管道系统内缺少气体而降低。
目前所使用的流体压力调节器的性能中所存在的一定数量的操作不稳定性已不时地被注意到了。更具体地说，所注意到的一个不稳定性是调节器在20-50赫兹的重复频率的操作中所存在的快速循环不稳定性。这种类型的调节器不稳定性已经在现有的减压调节器的设计和开发中，通过在调节器的下部动作机构壳体的喉部中提供一种稳定舌门而得以解决。人们认为，稳定舌门是以空气震动的方式工作，以减小调节器的操作不稳定性。
在这种称作Fisher 627型的现有调节器中，一塑料结构的尺寸被制成可插入喉部，该结构中安装有一橡胶舌门，该舌门横跨该喉部而延伸并将其堵住。在塑料结构的外周边中设有一单孔，其位置设置成不为橡胶舌门所覆盖。支承舌门的塑料结构中的该单孔是用于感应下游压力的，它设置成使下游压力通过喉部而通入调节器的隔膜壳。而且，在超压情况下，橡胶舌门可以挠曲，使稳定器完全打开到导通喉部，允许流体从管道流入喉部，并通过隔膜壳而最后流入上壳，从而在装置的内部卸载过程中从调节器的排出口排出。
同样授于本申请的受让人的美国专利5,402,820中示出了另一种气体压力调节器的稳定器，它在对上述稳定器的改进中采用一种流量约束技术。在这种改进的稳定器中，围绕柔性舌门件的外周边对称地设置有三个孔，以提高调节器的稳定器，使其不受在调节器喉部内安装的稳定器的位置和方位的影响。
除了使用流量约束的稳定器外，也已使用其它类型的稳定器，它们在调节器内部构件上安装有O型密封圈式弹性体，以减小构件的移动，从而稳定流量波动。在一些情况下，将O型密封圈适当地安装在调节器内来减小隔膜的移动。在另外一些情况下，将O型密封圈安装在枢转杆/销安装结构内来减小杆的移动。
目前所有的压力调节器的稳定器均有一定的不良特点或工作上的缺点。例如，流量约束式稳定器需要几个单独的零件，装配操作费时。尽管O型密封圈式稳定器可减少零件的数量，但仍存在相当的装配操作用以将O型密封圈设置到所需要的位置。
另外一个要求是，气体压力调节器必须在稳定条件下于提高了的气体压力下操作，而不能有任何的谐波不稳定性或其它不良的流体流量波动。例如，从1997年开始，用于丙烷气体系统中的压力调节器必须能够在最大压力达到250psi(17.2巴)的稳定条件下操作。
因此，需要提供一种可降低调节器不稳定性、并能提供最大压力达到250psi(17.2巴)的稳定流体流量的减压调节器用的稳定器。而且，需要提供一种使用更少的零件和装配操作的稳定器，因而其成本低于目前市场上的装置。
发明概要一种通过对调节器内部移动构件增加摩擦来稳定流体压力调节器的波动性能的稳定器。在调节器本体内安装一弹簧夹，它与枢转杆臂摩擦配合，从而消除或显著降低压力调节器中的流量波动。因此，容易因调节器内的压力和反向分力而产生的任何流量波动可被弹簧夹与杆的摩擦配合而抑制。
在本发明的第二个实施例中，隔膜片与调节器本体的一个内壁之间安装一个平的圆盘状楔块，它具有两个相对而设置的腿部。圆盘楔块的这种结构和定位可增加摩擦力，以阻止隔膜移动。
附图简述本发明中被认为是新颖的特点将在所附的权利要求中作具体的阐述。参照以下结合附图所作的描述可以更好地理解本发明，各附图中相同的标号表示相同的部件，其中
图1是具有按照本发明之原理的稳定器的流体压力调节器的剖视图；图2是图1的调节器内的压力调节器杆臂和枢销组件在拆卸出来后的俯视图；图3是与杆臂摩擦配合的弹簧夹的正视图；图4是按照本发明之另一实施例的圆盘楔块的立体图；图5是图4的圆盘楔块的正视图；图6是具有图4所示类型的稳定器圆盘楔块的流体压力调节器的剖视图。
详细描述图1-6示出了按照本发明的流体压力调节器，诸如气体压力调节器的两个不同的实施例。每个所示的气体压力调节器具有一稳定压力调节器的流体流量波动性能的稳定器，如以下所描述。在图1-3所示的较佳实施例中，提供有一弹簧夹，与移动的调节器杆臂摩擦配合。在图4-6所示的另一个实施例中，在隔膜上方固定有一圆盘楔块，以在流体压力调节过程中于隔膜有移动趋势时产生摩擦力。
图1示出了一按照本发明之原理而构造的气体压力调节器10，它具有一本体12，该本体具有一流体入口14和一流体出口16。盖子18具有弹簧壳部分20和一排出口22。
按照这种类型的传统装置，压力调节器10的入口14可以连接于一高压气体源，诸如液化石油气。压力调节器10降低入口14处的压力，使低压通到调节器出口16。出口16处的压力保持在一所需的最大压力水平以下，气体流速按需要而调节。
本体12具有一含通道26的内壁24，该通道使入口14通过一节流孔28通到出口20。本体内在入口14和通道26之间安装有一滤网件30，用于捕获不良的颗粒物质。在本体12的顶部，设置有一环形槽32，用于接纳盖子18的一类似形状的端缘34。
安装在调节器内的隔膜组件36形式的载荷件具有一周边安装于端缘34与本体12之间的隔膜38和一安装于隔膜的中央部分的隔膜片40。设置有一连接有一推杆44的减压阀座42，以将隔膜组件锁固在一起。卸载弹簧46的一端保持在一锁固于推杆44一端处的弹簧夹持器48内，卸载弹簧的另一端抵靠于隔膜片40。弹簧罩壳20内的隔膜弹簧50向下在隔膜片40上施加一个足够的载荷力，从而为调节器提供一个压力设定点。
杆组件具有一带有一枢销54的枢转杆52。枢销54保持于相对的本体端支座56和相对的指状本体部分58之间。叉形杆部分60成传动关系地与推杆44的端部相配合。另一个杆端62具有一带槽部分，里面安装有一密封圆盘64，用于与节流孔28相配合，响应于调节器载荷件即隔膜组件36而限制本体12的入口14和出口16之间的通道26中的流体的通过。
U形弹簧夹66具有一铆接或焊接于本体12的下基座部分68和从基座68的相对端向上延伸出来的夹臂72。从图3中可清楚地看到，除了在标记点74、76之间的相对的平行部分之外，夹臂72呈汇聚状地向上延伸。也就是说，每个夹臂72在部分74、76之间的表面部分彼此平行地延伸。从标记点76处开始的夹臂72的各端部78彼此反向地延伸，如图3中所清楚地显示的。
夹子66铆接或焊接于本体12，每个夹臂72上在标记点74、76之间的彼此平行的表面部分与杆52在其中间杆部分80处相摩擦配合。因此，当杆52绕枢销54枢转时，杆与弹簧夹66的标记点74、76之间的平行表面相摩擦配合。因而枢转杆52的移动得以减小。
在调节器10的初始配置中，与隔膜弹簧50相连的调节螺钉可以调节，从而来调节作用于隔膜38上的弹簧压力，同时，出口16处的下游压力可用一压力计在调节过程中监测。调节弹簧压力而使隔膜弹簧50压缩，有助于将隔膜组件向图1的下方推，因而使杆52沿顺时针方向绕销54枢转，这样就提起圆盘64，使其离开节流孔28。如此可打开节流孔或增大开口，允许入口14和出口16之间的流体通过节流孔通道26而彼此连通。
当管道负载流量降低时，会造成出口16处的下游压力的升高，该压力与隔膜38下方的压力相连。调节器10必须调节通过本体12的流体流量，以防过多的气体被送入系统。这样，由于隔膜壳内在隔膜38以下的压力升高并超出调节器的设定点，因而将隔膜38向图1中的上方推，这就使杆臂52沿逆时针方向绕枢销54枢转，从而使圆盘64朝节流孔移动，因而限制气体通过通道26。因此，一旦达到调节器设定点，调节器必须使通过调节器的气体流量与设置在系统上的气体需求相匹配。
对于图1中的调节器来说，这意味着通过通道26的流体流动面积正比于下游需求而增大或减小，直至达到一平衡位置和调节器保持在调节器设定点附近的稳定状态位置。因此，调节器需要提供稳定的通过本体12的流体或气体流量，以使其与系统所需的量相匹配。
按照本发明的原理，与杆52的中部80摩擦配合的弹簧夹66可提供稳定操作来稳定调节器的性能，也就是在调节器操作而保持所需的设定点的同时，提供乃是系统压力需求的函数的调节器输出压力的稳定性。使用弹簧夹66，压力调节器10能够处理250psi(17.2巴)的入口最大压力。
下面参照图4-6，图中示出了本发明的另一实施例，如图6所示，它采用一个装于隔膜片40上方的圆盘楔块90，以响应隔膜38的移动而与隔膜组件形成摩擦配合。圆盘楔块90具有一平的基座部分92，该基座部分具有两个沿一个方向从基座92上延伸出来的相对的腿部分94和另外两个沿第二方向从基座92上延伸出来的相对的腿部96。
圆盘楔块90安装在隔膜片40上方的适当位置，使腿部96在减压阀座42的上方延伸于推杆的两侧，从而有助于使圆盘楔块保持在适当位置。腿部分94夹固于隔膜40和本体12的一个上壁之间，因而在移动隔膜上摩擦加载。
以上的详细描述仅仅是为了便于更清楚的理解，从中决不应该理解有非必要的限制，因为其变化对于本技术领域的技术人员来说是显而易见的。
权利要求
1.一种气体压力调节器，它具有一使气体从调节器输入端通到调节器输出端的气体流量控制节流孔、一响应压力变化而移动的隔膜和一连接于隔膜和流量控制节流孔之间、响应移动的隔膜而调节通过流量控制节流孔的气体流量的枢转杆，并有稳定压力调节的流体流量波动稳定器的改进，所述稳定器包括一安装在所述气体压力调节器内的、与所述枢转杆摩擦配合的弹簧夹。
2.如权利要求1所述的气体压力调节器，其特征在于，所述弹簧夹具有相对的平行表面，它们在所述弹簧夹的枢转运动过程中与所述弹簧夹摩擦配合。
3.如权利要求2所述的气体压力调节器，其特征在于，所述弹簧夹具有一安装于所述调节器上的基座，弹簧夹的各传递臂分别具有所述各平行表面。
4.一种气体压力调节器，它具有一使气体从调节器输入端通到调节器输出端的气体流量控制节流孔、一响应压力变化而移动的隔膜和一连接于隔膜和流量控制节流孔之间、响应移动的隔膜而调节通过流量控制节流孔的气体流量的枢转杆，并有稳定压力调节的流体流量波动稳定器的改进，所述稳定器包括一具有相对的腿部分的圆盘楔块，安装在所述气体压力调节器内的所述圆盘楔块与所述移动隔膜摩擦配合。
全文摘要
一种流体流量调节器(10),具有一与调节器枢转杆(80)相摩擦配合以稳定流量波动的弹簧夹(66)。或者,一具有相对的腿部分的圆盘楔块与调节器移动隔膜相摩擦配合。
文档编号G05D7/01GK1193391SQ96196319
公开日1998年9月16日 申请日期1996年8月16日 优先权日1995年8月18日
发明者C·W·奥尔兹, M·E·胡德, J·D·霍斯塔特勒 申请人:费希尔控制国际公司