CN103711965A - 在平衡端口中使用的上游感测 - Google Patents

Abstract

一种流体调节装置，包括调节阀，该调节阀具有限定入口及出口的阀体和设置在所述入口与所述出口之间的阀端口。罩壳组件与所述阀端口相邻设置，且所述罩壳组件包括适于容纳所述阀盘的第一孔口。平衡隔膜固定在所述阀盘的一部分和所述罩壳组件的一部分，且平衡腔的一部分由所述平衡隔膜的顶面和所述罩壳组件的内表面限定。感测通道从所述调节阀的所述入口延伸至所述平衡腔，以使所述调节阀的所述入口与所述平衡腔流体连通。

Description

在平衡端口中使用的上游感测

技术领域

本发明涉及一种诸如气体调节器之类的流体流动调节装置，更具体地涉及一种具有平衡内件的气体调节器。

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的要求、气候、供应来源和/或其它因素而改变。然而，装备有气体装置的大多数的终端用户设备，诸如电炉、烤炉等，需要根据预定的压强，并以小于或等于气体调节器的最大容量输送气体。因此，气体调节器被实现在这些分配系统中，以确保所输送的气体满足终端用户设备的需求。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闭环控制致动器。

除了闭环控制之外，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。平衡内件适用于减少上游压强对气体调节器的性能的影响。上游压强设置成与平衡隔膜流体连通，以对气体调节器的控制元件施加与下游压强的力方向相反的力。因此，随着上游压强改变，施加相应的力以平衡由上游压强如下文详述而产生的力，从而气体调节器仅响应于下游压强而动作。

在具有平衡内件的常规调节器中，流过气体调节器的一部分流体可穿过在控制元件内纵向设置的通道，该通道朝至少部分地由平衡隔膜限定的平衡腔开口。这种配置在较低的入口压强下允许较高的流量。但是，在阀门打开时，平衡隔膜承受的入口压强不保持恒定。更具体地，感测压强随着阀门打开而降低，导致气体调节器中出现“静态偏差(droop)”和不稳定。

发明内容

流体调节装置包括调节阀，该调节阀具有限定入口和出口的阀体，所述调节阀还包括设置在所述入口与所述出口之间的阀端口。致动器耦接至所述调节阀，且包括阀盘，该阀盘设置在所述调节阀内且适于沿纵向轴线在与所述阀端口密封接合的关闭位置和远离所述阀端口的打开位置之间移位。罩壳组件与所述阀端口相邻设置，且环状罩壳组件包括适于容纳所述阀盘的第一孔口。所述流体调节装置还包括平衡隔膜，该平衡隔膜固定至所述阀盘的一部分和所述罩壳组件的一部分。除此之外，所述流体调节装置具有平衡腔，并且所述平衡腔的一部分由所述平衡隔膜的顶面和所述罩壳组件的内表面限定。所述流体调节装置另外还包括感测通道，该感测通道从所述调节阀的所述入口延伸至所述平衡腔，以使所述调节阀的所述入口与所述平衡腔流体连通。

除此之外，用于将压强导入流体调节装置的平衡内件组件的方法包括将从所述流体调节装置的入口流至所述流体调节装置的出口的一部分流体导入感测通道的第一端。所述感测通道的所述第一端设置在阀端口的上游，所述阀端口适于由阀盘密封接合，以关闭所述流体调节装置。所述方法还包括将所述感测通道的第二端设置在临近部分地由平衡隔膜的一部分限定的平衡腔或设置在其内，以使所述流体调节装置的所述入口与所述平衡腔流体连通。

附图说明

图1是处于全开位置下的气体调节器的实施例的侧剖视图，该气体调节器具有致动器和带有感测通道的调节阀；

图2是图1的感测通道和罩壳组件的侧剖视图；

图3是感测通道的另一实施例的侧剖视图；

图4是罩壳组件的局部侧剖视图；

图5是阀盘的局部侧剖视图；以及

图6是引导插入件的侧剖视图。

具体实施方式

图1和图2示出包括调节阀12的流体调节装置10，该调节阀12具有限定入口14和出口16的阀体13，上述调节阀12还包括设置在入口14与出口16之间的阀端口18。致动器20耦接至调节阀12并包括阀盘22，该阀盘22设置在调节阀12内，并适于在与阀端口18密封接合的关闭位置和远离阀端口18的打开位置之间沿纵向轴线24移位。如图3A和图3B所示，罩壳组件26与阀端口18相邻设置，环状罩壳组件26包括适于收纳阀盘22的至少一部分的第一孔口28。流体调节装置10还包括平衡隔膜30，该平衡隔膜30固定至阀盘22的一部分和罩壳组件26的一部分。除此之外，流体调节装置10具有平衡腔32，该平衡腔32的一部分由平衡隔膜30的顶面31和罩壳组件26的内表面33限定。流体调节装置10另外包括感测通道34，该感测通道34从调节阀12的入口14延伸至平衡腔32，以使调节阀12的入口14与平衡腔32流体连通。通过这样配置，导入平衡腔32的上游压强独立于阀盘22的位置，且作用在平衡隔膜30上的压力是恒定的。因此，可提高流体调节装置10的稳定性，进而可在较高的入口压强下实现较高的流量。

回到流体调节装置10，更详细地，如在图1和图2中所说明的，流体调节装置10包括致动器20和调节阀12。调节阀12具有阀体13，该阀体13形成用于例如从气体分配系统中接收气体的入口14和用于将气体送至具有例如一个或多个器具的设备中的出口16。致动器20耦接至调节阀12，并包括具有诸如阀盘22之类的控制元件的控制组件36。在第一或常规操作模式过程中，控制组件36感测调节阀12的出口16的压强(即出口压强)，并对阀盘22的位置进行控制，以使出口压强约等于预先确定的设定点或控制压强。

参照图1和图2，调节阀12限定喉部38和阀嘴40。喉部38设置在入口14与出口16之间，并具有在此设置的阀端口18。气体必须流过阀端口18，以在调节阀12的入口14与出口16之间流动。阀端口18可从调节阀12中拆下，以使其能被替换成具有不同直径或是构造的孔的不同的阀端口，来使得调节阀12的操作特性和流动特性适应特定的应用。在所公开的实施例中，阀嘴40限定沿调节阀12的入口14和出口16的轴线设置的开口，该轴线与水平纵向轴线24(即，沿着图1中的参考坐标系的X轴)基本平行，且与垂直纵向轴线(即，沿着图1中的参考坐标系的Y轴或是与其平行设置的轴线)基本垂直。

参照图1，如上所述，致动器20包括罩壳42和控制组件36。罩壳42包括例如使用多个紧固件固定在一起的上罩壳部件42a和下罩壳部件42b。下罩壳部件42b限定控制腔44和致动器嘴部46。致动器嘴部46被连接到调节阀12的阀嘴40，以提供在致动器20与调节阀12之间的流体连通。如将描述地，上罩壳部件42a还限定安全腔(relief cavity)48和塔部50，以用于容纳控制组件36的一部分。

控制组件36包括隔膜配件52、阀盘和平衡配件54以及释放阀56。隔膜配件52包括隔膜58、活塞60、控制弹簧62、安全弹簧(reliefspring)64、组合弹簧座68、安全弹簧座72、控制弹簧座76以及活塞导向件80。

更具体而言，隔膜58包括盘形隔膜，该盘形隔膜限定穿过其中心部的开口。隔膜58由弹性的、基本气体密封的材料构成，并且其周边被密封地固定在罩壳42的上罩壳部42a与下罩壳部42b之间。隔膜58从而将安全腔48与控制腔44隔开。

组合弹簧座68被设置在隔膜58的上方，且限定了与隔膜58的开口同心设置的开口。如图1所示，组合弹簧座68对控制弹簧62和安全弹簧64进行支承。

所揭示实施例的活塞60包括具有密封杯部84、轭88、螺纹部92和引导部96的大致细长杆形构件。密封杯部84可具有大致凹形盘状，其可绕活塞60的中部周向延伸，并可位于隔膜58的正下方。如下所述，轭88包括空腔，该空腔适于容纳耦接器100，其连接到阀盘和平衡配件54的一部分，以使隔膜配件52能够与阀盘和平衡配件54连接。

活塞60的引导部96和螺纹部92分别穿过隔膜58中的开口和组合弹簧座68设置。活塞60的引导部96可滑动地设置在活塞引导件80的空腔内，这保持活塞60相对于控制部件36的剩余部分的轴向对准。安全弹簧64、安全弹簧座72和螺母104设置在活塞60的螺纹部92上。螺母104将安全弹簧64保持在组合弹簧座68与安全弹簧座72之间。控制弹簧62如上所述被设置在组合弹簧座68的上方，且在上罩壳部件42a的塔部50内。控制弹簧座76被螺入塔部50，且相对于组合弹簧座68压缩控制弹簧62。在所揭示的实施例中，控制弹簧62和安全弹簧64包括压缩螺旋弹簧。因此，控制弹簧62基于上罩壳部件42a，且对组合弹簧座68和隔膜58施加向下的力。安全弹簧64基于组合弹簧座68，且对安全弹簧座72施加向上的力，其转而又被施加到活塞60。在所揭示的实施例中，可通过调节塔部50中的控制弹簧座74的位置来调节由控制弹簧62产生的力，因而，也可对调节器10的控制压强进行调节。

控制弹簧62施力以克服控制腔44中的压力，该压力被隔膜58感应。如上所述，上述压力与在调节阀12的出口16处的压力相同。因此，由控制弹簧62施加的力将出口压强设成所希望的设定点或用于调节器10的控制压力。隔膜配件52如上所述经由活塞60的轭88和耦接器100，并通过控制臂108而可操作地耦接至阀盘22和平衡配件54。

阀盘和平衡配件54包括致动器杆112，该致动器杆112由控制臂108接合，以在隔膜58随着下游压强的变化而弯曲时，而使阀盘22在打开与关闭位置之间移动。具体地，该致动器杆112是具有被控制臂108接合的端面的大致线性的杆。该控制杆108是稍许弯曲的杆，且包括支点端108a和自由端108b。支点杆108a被枢轴连接到下罩壳部件130a，且包括指部113，该指部113具有圆形端且与致动器杆112的端面接合。自由端108b被容纳在耦接器100的顶部与销之间，该耦接器100被附连至活塞60的轭88。从而，耦接器100和控制臂108将阀盘和平衡配件54与隔膜配件52可操作地连接。

如图2所说明，阀盘和平衡配件54的阀盘22可操作地连接至致动器杆112，并包括密封面156，该密封面156适于接合阀端口18的出口，以在调节阀位于关闭位置时切断流过调节阀12的流体。阀盘22可以通过平衡端口杆116和平衡弹簧座120而直接或间接地耦接至致动器杆112，且组合元件被阀杆导向件124、保持板128、平衡隔膜保持器132、平衡端口罩壳136和引导插入件195支承而线性移动。阀杆导向件124构造成适合在致动器嘴部46内，杆导向件124可通过诸如螺纹之类的本领域已知的任何方式固定至致动器嘴部46。替代地，杆导向件126可不固定至致动器嘴部46。杆导向件126可包括具有多个孔口175的径向壁174，该孔口175设置成穿过上述径向壁174，以形成如下文详细说明的使出口16与控制腔44流体连通路径的一部分。杆导向件126也可包括容纳致动器杆112的中心孔176。如图1所示，致动器杆112也可滑动地被容纳在杆导向件124的圆筒部158中，以对致动器杆112提供侧向支承。杆导向件124还包括多个通道140，这些通道140与圆筒部158相邻设置，以形成如下文详细说明的使出口16与控制腔44流体连通路径的一部分。

如图2所示，杆导向件124的一部分，例如，杆导向件124的圆筒壁178的底部可与罩壳组件26接合，以将罩壳组件固定在调节阀12的嘴部40内。更具体地，参照图4，罩壳组件26可包括保持板128、隔膜保持器132和平衡端口罩壳136，并且杆导向件124的圆筒壁178的底部可与保持板128接合，保持板128设置在杆导向件124与平衡端口罩壳136之间，以将保持板128和平衡端口罩壳136保持在阀嘴40内就位。保持板128可具有平碟的形状，并可具有供平衡端口杆116穿过的中心开口180。平衡端口罩壳136可以呈大致圆筒状且是中空的，其可沿着纵向轴线25朝阀端口18延伸，以使第一端170与阀端口18相邻设置，且第二端172与保持板128相邻设置。平衡端口罩壳136可包括从平衡端口罩壳136的第一端170沿着纵向轴线24朝第二端172延伸的第一孔口28。第一孔口28可延伸至平衡端口罩壳136的垂直设置的端面164，该端面164设置在平衡端口罩壳136的第一端170与第二端172之间。第一孔口28的尺寸和形状适于在阀盘22与阀端口18没有密封接合时可滑动地容纳阀盘22的至少一部分。例如，第一孔口28可以是圆筒形状(在沿纵向轴线24观察时其横截面形状是圆形)，并可具有比阀盘22的圆筒状第一外壁183稍大的直径。

仍参照图4，平衡端口罩壳136可具有纵向凹槽160，该纵向凹槽由圆筒壁162和垂直设置的端面164限定，端面可以是平坦的。平衡端口罩壳136也可具有肩部166，该肩部166适于与在调节阀12的主体13上形成的相对应的肩部168接合(如图2所示)。平衡端口罩壳136也可包括与第二端172相邻设置的平坦垂直壁182，并且垂直壁182可设置成与保持板128的表面接触或与其紧邻。平衡端口罩壳136可关于与纵向轴线24同轴对齐的纵向轴线对称。

参照图2和图4，罩壳组件26也可包括隔膜保持器132，该隔膜保持器132可设置在平衡端口罩壳136的凹槽160内，并可被保持板128的表面保持就位。更具体地，隔膜保持器132可以是环状的，并可包括圆筒外壁184，该圆筒外壁184可与凹槽160的圆筒壁162接触或与其相邻，并且垂直、平坦的第一端壁186可与凹槽160的端面164相邻。垂直、平坦的第二端壁188可与第一端壁186纵向偏置，且第二端壁188可与平衡端口罩壳136的垂直壁182共面地设置。另外，垂直壁182设置成与保持板128接触或与其紧邻。内壁190可从第一端壁186纵向地延伸至第二端壁188，并且内壁190可包括罩壳组件26的内表面33。内壁190可由第一圆筒部206、肩部207和第二圆筒部208构成，其中，第一圆筒部206的直径比第二圆筒部208的直径大。隔膜保持器132可关于与纵向轴线24同轴对齐的中心轴线对称。隔膜保持器132可与平衡端口罩壳136(整体或部分地)一体形成，以代替所描述的单独的部件。

如图2和图4所说明的，流体调节装置10也可包括平衡隔膜30，其可以是盘状的，并可固定至罩壳组件26的一部分和阀盘22的一部分。平衡隔膜30可由挠性的、基本气密的材料制成，平衡隔膜30的径向向外的边缘191可固定在隔膜保持器132的第一端壁186与平衡端口罩壳136的端面164之间。限定平衡隔膜30的中心孔口的径向向内的边缘192可固定至平衡端口杆116的阀盘22的任何合适的部分。例如，平衡隔膜30的径向向内的边缘192可密封地固定在阀盘22与平衡端口杆116之间，或者径向向内的边缘192可密封地固定至与平衡端口杆116相邻的阀盘22。若这样固定，平衡隔膜30可覆盖阀盘22的圆筒状的第二外壁193的全部或一部分或与其紧邻，圆筒状的第二外壁193可具有比阀盘22的圆筒状的第一外壁183的直径小的直径。另外，平衡隔膜30可覆盖阀盘22的顶壁194的全部或一部分或与其紧邻。确定平衡隔膜30的尺寸，以使阀盘22在不受平衡隔膜30干扰的情况下从全开位置移动至关闭位置。

如图2和图6说明，流体调节装置10也可包括设置在阀盘22与平衡弹簧座120之间的固定导向插入件195。导向插入件195可具有中心孔口196，其沿导向插入件195的中心轴线从第一端200延伸至第二端201，中心轴线可与纵向轴线24同轴对齐。中心孔口196可滑动地容纳平衡端口杆116，以使平衡端口杆116相对于导向插入件195在中心孔口196内移动。密封件可设置在平衡端口杆116与中心孔口196之间，以防止流体在位于平衡端口杆116的外表面与中心孔口196之间的缝隙间流动。导向插入件195可包括从第一端200朝第二端201延伸的圆筒状的第一壁197和从第二端201朝第一端200延伸的圆筒状的第二壁198。第一壁197可具有比第二壁198更大的直径。垂直支承壁199可在第一壁197与第二壁198之间延伸，支承壁199可设置在第一端200与第二端201之间。第一壁197可具有比隔膜保持器132的内壁190的直径稍小的直径。平坦的、垂直的底面202可设置在与阀盘22相邻的导向插入件195的第一端200。导向插入件195可以任何合适的方式固定至罩壳组件26。例如，第一壁197的螺纹部可与隔膜保持器132的内壁190的螺纹部螺纹接合。导向插入件195可关于纵向轴线24对称。导向插入件195可与隔膜保持器132(整体或部分地)一体形成，以代替所描述的单独的部件。

支承壁199可适于对平衡弹簧148的第一端进行支承，平衡弹簧148的第二端可适于接合平衡弹簧座120的一部分，如图2所示。平衡弹簧148可以是任何合适的弹性构件，诸如与纵向轴线24同轴对齐的螺旋弹簧。由于支承壁199是固定的，因此，平衡弹簧148的第二端使平衡弹簧座120偏置，以与致动器杆112接合。可对平衡弹簧148施加预应力，从而无论致动器杆112在哪个位置，均提供合适的偏置力。

参照图2和图5，流体调节装置10可包括阀盘22。阀盘22可沿中心轴线延伸，以使阀盘具有第一端152和纵向相反的第二端154，中心轴线可与纵向轴线24同轴地对齐。阀盘22可包括从第一端152朝第二端154延伸的圆筒状的第一外壁183和从第二端154朝第一端152延伸的圆筒状的第二外壁193。第一外壁183可具有比第二外壁193更大的直径。垂直过渡壁204可在第一外壁183与第二外壁193之间延伸，过渡壁204可设置在第一端152与第二端154之间。

平坦的、垂直的顶壁205可设置在阀盘22的第二端154，在阀盘22位于全开位置时，顶壁205可与导向插入件195的底面202相邻或与其接触。平衡部杆116可在阀盘22的第二端201处或在与其相邻位置处固定至阀盘22。例如，如图2所示，平衡部杆116的一部分可被容纳在形成于从顶壁194延伸出的凸起部209中的开口内并被固定在其中。凸起部209可适于被容纳在形成于导向插入件195的底面202的相对应的孔口中。

参照图2和图5，阀盘22可包括设置在阀盘22的第一端152的密封面156。密封面26可与阀盘22的外径端相邻设置，密封面适于在关闭位置上密封地接合阀端口18。密封面156可以是固定在形成于阀盘22的空腔内的密封插入件的一部分，或者可以是阀盘22本身上的表面。密封表面156可包括任何合适的材料或是材料的组合，例如弹性的、可压缩的材料等。中间面203可在阀盘22的第一端152沿密封表面156径向向内(即，沿朝纵向轴线24的径向方向)设置。

如图2和图4所示，平衡腔32可至少部分地由平衡隔膜30的顶面31的一部分和罩壳组件26的内表面33的至少一部分限定。更具体地，平衡腔32可由平衡隔膜30的顶面31的全部或一部分、隔膜保持器132的内壁190的全部或一部分、导向插入件195的底面202的全部或一部分、和/或导向插入件195的第一壁197的全部或一部分限定。在阀盘22位于图2所示的全开位置时，平衡腔32可至少部分地由平衡隔膜30的顶面31的全部或一部分和导向插入件195的第一壁197的全部或一部分限定。

如图2所示，流体调节装置10可包括从调节阀12的入口14延伸至平衡腔32的感测通道34，以使调节阀12的入口14与平衡腔32流体连通。感测通道34例如可由软管210的内部限定。软管210可以是刚性的，或可以是可变形的，软管210可具有任意合适的厚度和横截面形状。软管210可形成为单一的、一体的部分，或可形成多个部分，耦接多个部分以形成软管210。另外地，或替代地，感测通道34的全部或部分例如可由穿过阀体13的一部分形成的孔口限定。单一的感测通道34可被包含在流体调节装置10内，或可使用多于一个感测通道34。

仍参照图2，感测通道34(或软管210或限定感测通道34的相似结构)可具有第一端300和第二端302，该第一端300设置在阀端口18的入口14上游(和形成在阀体13内的喉部38的上游)处或与其相邻，第二端302与平衡腔32相邻设置。软管210可延伸穿过部分地限定入口14的阀体13的内部(诸如将入口14与出口16分开的阀体13的内壁211)，并穿过罩壳组件26的一部分，更具体地，穿过在罩壳组件的第一端213与罩壳组件26的第二端215之间的罩壳组件26的一部分。感测通道34可进一步延伸穿过设置在内壁211与罩壳组件26之间的出口16的一部分。

如图2所示，感测通道34可以是线性的，感测通道34的中心线可沿与纵向轴线24不平行的方向延伸。更具体地，如图2所示，在沿纵向轴线24截取的横截面中观察时，感测通道34的中心线L可与纵向轴线24形成倾斜角。例如，感测通道34的中心线L与纵向轴线24间的角度可以在10度和80度之间。替代地，感测通道34的中心线L可设置成与纵向轴线24成直角。

若这样配置，则感测通道34可延伸穿过在第一端170与第二端172之间的平衡端口罩壳136，如图2和图4所示。例如，感测通道34可延伸穿过平衡端口罩壳136的纵向凹槽160的一部分，纵向凹槽160的该部分可位于纵向凹槽160的端面164或与其相邻。感测通道34也可延伸穿过隔膜保持器132的一部分，诸如位于第一端壁186或与其相邻的部分。

感测通道34可具有任意合适的形状或形状的组合，以代替线性的感测通道34。例如，感测通道34的第一部分可以是线性的，感测通道34的第二部分可以是非线性的，感测通道34的第一部分的中心线可以与纵向轴线24不平行。替代地，感测通道34的第一部分可以是线性的，感测通道34的第二部分可以是线性的，第一部分的中心线与第二部分的中心线间形成钝角。在其它替代的实施例中，感测通道34的至少一部分可以是非线性的，在沿纵向轴线24截取的横截面中观察时，感测通道的非线性的那部分的中心线具有曲率半径。

在图3所示的替代的实施例中，感测通道34(包括软管210)可至少部分地延伸至调节阀12的阀体13外部(即由阀体13限定的内部体积的外部)。更具体地，感测通道34的第一部分304(诸如软管210的第一部分)可延伸穿过限定入口14的阀体13的一部分(或固定至阀体13的元件)，或是固定至入口14的一部分，以使感测通道34的第一部分304与入口14流体连通。第一部分304的第一端308可对应于感测通道34的第一端300，第一端308可在入口14内延伸或与限定入口14的阀体13的表面相邻设置。第一部分304的第二端310可设置在阀体13的外部。

仍参照图3，感测通道34的第二部分306可从第一部分304的第二端延伸，以使第二部分306至少部分地设置在阀体13的外部。更具体地，第二部分306的第一端312可与第一部分304的第二端310相邻设置，第二部分306的第一端312可设置在阀体13的外部。第二部分306的第二端314可设置在平衡腔32内，或与平衡腔32相邻设置，以使调节阀12的入口14与平衡腔32流体连通。与第二端314相邻的第二部分306可延伸穿过阀体13的一部分，诸如阀嘴40的一部分。第二部分306可进一步延伸穿过罩壳组件26的一部分，诸如在罩壳组件的第一端213与罩壳组件26的第二端215之间的罩壳组件26的一部分。更具体地，第二部分306可延伸穿过第一端170与第二端172之间的平衡端口罩壳136。例如，第二部分306可延伸穿过平衡端口罩壳136的纵向凹槽160的一部分，诸如纵向凹槽160的圆筒壁162的一部分。第二部分306也可延伸穿过隔膜保持器132的一部分，诸如内壁190的一部分。

第一部分304和第二部分306可不同轴对齐，第一部分304与第二部分306(或与第一端312相邻的第二部分306的一部分)间的角度可形成钝角。第一部分304和第二部分306可具有任意合适的形状或形状的组合。例如，第一部分304和第二部分306可均是线性或部分线性的。第一部分304和第二部分306均可具有两个或多个线性部分，这些线性部分可以不同轴对齐。此外，第一部分304和第二部分306均可具有一个或多个非线性部分，诸如一个或多个弯曲部分。

如图1所示，流体调节装置10还可选地包括以过压监测器212形式的次级装置，在过压情况下，该次级装置运行以切断流过调节阀12的流体，直到在致动器20故障之后下游压强降低为止。实施例中说明的监测器212具有与致动器20相似的构造，监测器212也可以与致动器20相似的方式运行。由于监测器212只有在下游压力超过由隔膜248和控制弹簧252产生的截止压力情况下响应，因此相应地配置监测器隔膜配件242和阀盘和平衡配件244。在弹簧座286与隔膜保持器292间设置的平衡弹簧214将阀盘222偏置至常规打开位置。配置耦接器272和控制臂276，来使耦接器272只沿将阀盘222朝关闭位置移动并使其与阀端口18的下游侧接合的方向驱动控制臂276，以切断流过调节阀12的流体。耦接器272的销272a与控制臂276的自由端276b接合，以使控制臂276在隔膜248和活塞250因下游压强超过截止压强而朝下方移动时转动。相反，耦接器272的顶部272a被设置成远离控制臂276，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，本领域技术人员可知晓过压监测器的替代构造，包括构造成在下游压强下降至低于低压切断值时关闭的监测器，并且发明人将替代的构造考虑为根据现有记载用于气体调节器中。

当运行要求被施加到气体分配系统上时(例如用户开始操作电炉、火炉等器具)，器具从出口16、并相应地从致动器20的控制腔44和监测器212的控制腔232吸出气体，由此减少由隔膜58、248感应的压力。随着由隔膜58感应到的压力减少，作用于隔膜58上的出口压力和控制弹簧力之间出现力的不平衡，以使控制弹簧62扩张，且使隔膜58和活塞60相对于外壳42朝下移位。这导致控制臂108沿顺时针方向枢轴转动，并转而使指部113相对于致动器阀杆112的表面转动。这使致动器阀杆112和阀盘22因平衡弹簧148的力而朝远离阀端口18的出口125的方向移动，以打开调节阀12。与此同时，压力减少也可导致作用于隔膜248上的出口压力与控制弹簧力之间出现力的不平衡，以使控制弹簧252扩张，且使隔膜248和活塞250相对于外壳230朝下移位。然而，由于耦接器272的上部被设置在远离控制臂276，因此监测器212没有同样响应于压力降低而使阀盘222移动。

当需求被从气体分配系统中移除时，例如在用户关闭器具时，调节器10最初通过降低流过调节阀12的流体来响应。随着气体连续地流过阀端口18并流到系统的下游部，在出口16的压强降低且相应地，在致动器20的控制腔44和监测器212的控制腔232中的压强降低。随着由隔膜58感测的压力增大并克服控制弹簧力，隔膜58和活塞60相对于外壳42受力向上运动。朝上移动会使控制臂108沿逆时针方向枢轴转动，并转而朝阀端口18驱动致动器阀杆112和阀盘22，以减少流过调节阀12的流体。在通常操作条件下，出口压强会大致降低到致动器设定点压强，并保持这样的压强，直到下游的需求以引起来自致动器20响应的方式改变。

监测截止压强比致动器设定点压强大，且监测器212往往不会响应流体调节装置10的正常操作范围内的压强改变。在致动器20的故障(例如隔膜58断裂)的情况下，尽管下游压强增加超过致动器设定点压强，但阀盘22可保持打开。最终，在皮托(Pitot)管216的感测点上的压强达到监测器212的截止压强。被监测器分支218传递到控制腔232的下游压强会使力的不平衡出现在作用于隔膜248上的出口压力与控制弹簧力之间，以使控制弹簧252缩短，且使隔膜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的销272a使控制臂276转动，以驱动致动器278且使阀盘222移动到与阀端口18配合，以切断流过调节阀12的流体。只要皮托管216的感测点上的压强保持在监测截止压强之上，监测器212会继续阻止流体流动。

在运行中，当阀盘22位于打开位置时(即在阀盘22的密封面156没有与阀端口18密封接合时)，流体从入口14经由阀端口18流至出口16。在上述打开位置时，从入口14流至出口16的流体的一部分进入感测通道34的第一端300，并经由感测通道34流入平衡腔32，并与平衡隔膜30的顶面31接触。这样，感测通道34便被构造成使平衡隔膜30的顶面31的表面与对阀盘22承受的上游压强流体接触。因此，平衡隔膜30在阀端口18的方向上对阀盘22施力，以补偿由经过阀端口18的流体的上游压强施加到阀盘22的力。配置阀盘和平衡配件54的部件，以使由平衡隔膜30施加的力与阀盘22上的上游压强的力大致相对且相等，以消除隔膜配件52上的上游压强的影响，由此能够通过流体调节装置10更精确地控制上游压强。此外，被导入平衡腔32的上游压强提供相对高的入口压强率。也就是说，通过对恒定的上游压强进行感测，就可提高流体调节装置10的稳定性。由于在阀门打开时，感测压强是恒定的，因此，这种构造可在高的入口压强下实现较高的流量。

虽然为了说明本发明的目的而示出了某些代表性的实施例和细节，但很显然本领域技术人员可在不脱离本发明的范围的情况下对在此揭示的方法和装置进行各种改变。

Claims (20)

1.一种流体调节装置，其包括：

调节阀，该调节阀具有限定入口和出口的阀体，所述调节阀还包括设置在所述入口与所述出口之间的阀端口；

致动器，该致动器耦接至所述调节阀，且包括阀盘，该阀盘设置在所述调节阀内且适于沿纵向轴线在与所述阀端口密封接合的关闭位置和远离所述阀端口的打开位置之间移位；

罩壳组件，该罩壳组件设置在所述阀体内，所述罩壳组件具有适于容纳所述阀盘的一部分的第一孔口；

平衡隔膜，该平衡隔膜固定至所述阀盘的一部分和所述罩壳组件的一部分；

平衡腔，所述平衡腔的一部分由所述平衡隔膜的顶面的一部分和所述罩壳组件的内表面的至少一部分限定；以及

感测通道，该感测通道从所述调节阀的所述入口延伸至所述平衡腔，以使所述调节阀的所述入口与所述平衡腔流体连通。

2.如权利要求1所述的流体调节装置，其中，所述感测通道具有设置在所述阀端口上游的第一端和与所述平衡腔相邻设置的第二端。

3.如权利要求1所述的流体调节装置，其中，所述感测通道延伸穿过所述罩壳组件。

4.如权利要求3所述的流体调节装置，其中，所述感测通道在所述罩壳组件的第一端与所述罩壳组件第二端之间延伸穿过所述罩壳组件。

5.如权利要求4所述的流体调节装置，其中，所述感测通道的中心线不与所述纵向轴线平行。

6.如权利要求4所述的流体调节装置，其中，所述感测通道的中心线与所述纵向轴线间的角度为10度至80度之间。

7.如权利要求1所述的流体调节装置，其中，所述罩壳组件包括平衡端口罩壳和设置在所述平衡端口罩壳的凹槽内的隔膜保持器。

8.如权利要求7所述的流体调节装置，其中，所述平衡隔膜的径向向内的边缘固定至所述阀盘的一部分，所述平衡隔膜的径向向外的边缘固定在所述隔膜保持器的一部分与所述平衡端口罩壳(136)的一部分之间。

9.如权利要求1所述的流体调节装置，其中，所述感测通道是线性的。

10.如权利要求1所述的流体调节装置，其中，所述感测通道的至少一部分是线性的，并且其中，所述感测通道的线性的那部分的中心线与所述纵向轴线不平行。

11.如权利要求1所述的流体调节装置，其中，所述感测通道的至少一部分是非线性的，并且其中，所述感测通道的非线性的那部分的中心线具有曲率半径。

12.如权利要求8的流体调节装置，其中，所述罩壳组件的内表面是所述隔膜保持器的内表面。

13.如权利要求1所述的流体调节装置，其中，所述感测通道至少部分地延伸至所述调节阀的所述阀体的外部。

14.如权利要求13所述的流体调节装置，其中，所述感测通道的第一部分延伸穿过所述入口的一部分，以使所述感测通道的所述第一部分与所述入口流体连通，并且其中，所述第一部分的第二端设置在所述阀体的外部。

15.如权利要求13所述的流体调节装置，其中，所述感测通道的第二部分的第一端与所述第一部分的所述第二端相邻设置，所述第二部分的所述第一端设置在所述阀体的外部，并且其中，所述第二部分的第二端设置在所述平衡腔内或与其相邻，以使所述入口与所述平衡腔流体连通。

16.一种用于将压强导入流体调节装置的平衡内件组件的方法，包括：

将从所述流体调节装置的入口流至所述流体调节装置的出口的一部分流体导入感测通道的第一端，其中，所述感测通道的所述第一端设置在阀端口的上游，所述阀端口适于被阀盘密封接合，以关闭所述流体调节装置；以及

将所述感测通道的第二端设置在部分地由平衡隔膜的一部分限定的平衡腔上或设置在其内，以使所述流体调节装置的所述入口与所述平衡腔流体连通。

17.如权利要求16所述的方法，其中，所述感测通道至少部分是线性的。

18.如权利要求16所述的方法，其中，还包括将所述感测通道设置在所述流体调节装置的内部内。

19.如权利要求16所述的方法，其中，还包括将所述感测通道的一部分设置在限定所述流体调节装置的所述入口和所述出口的阀体的外部。

20.如权利要求16所述的方法，其中，所述平衡隔膜固定在所述阀盘的一部分上，并且圆筒罩壳组件的一部分设置在所述流体调节装置内并适于容纳所述阀盘的一部分。

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