CN110345302A - 具有可变面积流动限流器的流体控制装置 - Google Patents

Abstract

一种流体调节器，其具有限定入口、出口、加载端口、进入端口的阀本体，以及设置在阀本体内并耦接到加载端口的加载腔室。阀组件至少部分地设置在入口和出口之间并与加载腔室连通，并且适于与加载腔室配合，以通过调节入口和出口之间的流体流速来调节出口处的流体流动。限流器至少部分地设置在进入端口内，并且加载腔室和阀组件适于响应于加载压力的变化，使得达到修改的速率，并且限流器适于调节达到修改的速率的响应速度。

Description

具有可变面积流动限流器的流体控制装置

技术领域

本公开内容总体上涉及流体控制装置，并且更具体而言，涉及具有用于调节流体控制装置响应于操作压力变化的速度的限流器的流体控制装置。

背景技术

许多过程控制系统使用流体控制装置(诸如流体调节器)来控制流体的压力。减压流体调节器通常用于接收相对高压的流体并输出相对较低的经调节的输出流体压力。以这种方式，不管跨调节器的压降，减压调节器可以为宽范围的输出负载(即，流量要求、容量等)提供相对恒定的流体压力输出。例如，与一件装备(例如，锅炉或燃烧器)相关联的流体调节器可以从流体分配源接收具有相对高且稍微可变压力的流体(例如，燃料或气体)，并且可以将流体调节到具有较低的、基本恒定的、适于由流体调节器下游的装备(例如，燃烧器)安全、有效地使用的压力。

由于某些类型的流体控制装置在特定流速下的不稳定性，装置响应于流速和/或所期望压力的变化的速度对于装置的适当操作而言可能是不适合地快或慢。这样，该装置可以在后续流动条件期间以降低的精度执行，并且可能最终导致装置的损坏。阻尼器和限流器已经被用于限制装置响应于流速变化的速度，但是这些部件通常需要熟练的技术人员手动打开并调节限流器以增加入口流量。这些限流器和阻尼器通常包括复杂的、昂贵的部件，并且可能易于出现维修性问题。

发明内容

根据本发明的一个示例性方面，流体调节器包括阀本体，阀本体限定入口、出口、加载端口、以及进入端口。加载腔室设置在阀本体内并耦接到加载端口，并且阀组件至少部分地设置在入口与出口之间并与加载腔室连通。阀组件适于与加载腔室配合，以通过调节入口和出口之间的流体流速来调节出口处的流体流动。限流器至少部分地设置在进入端口内，并且加载腔室和阀组件适于对加载压力的变化作出响应，以使得达到修改的流速，并且，限流器适于调节达到修改的流速的响应速度。

进一步根据本发明的前述示例性方面中的任何一个或多个，流体调节器还可以以任何组合包括以下优选形式中的任何一个或多个。

在一个优选形式中，限流器包括逐渐变细的端部，该逐渐变细的端部能够调节以获得多个响应速度。

在另一个优选形式中，限流器还包括螺纹部分，该螺纹部分适于螺纹地插入进入端口中。

在另一个优选形式中，在加载压力改变时，加载腔室适于经历压力变化，该压力变化使得阀组件促使达到修改的速率。

在另一个优选形式中，流体调节器包括定位在加载流体通路的第一部分与第二部分之间的过渡部分，并且限流器适于至少部分地设置在过渡部分内，以能够调节地限制传播通过加载流体通路的流体的流速。

在另一个优选形式中，限流器包括螺纹部分。

在另一个优选形式中，流体调节器包括至少部分地设置在加载腔室内的隔膜，并且隔膜适于响应于加载压力的变化而移动，以使加载腔室中的加载压力与由偏置元件施加的力相等。

在另一个优选形式中，限流器包括用于将限流器密封在进入端口内的密封件。

根据本发明的另一个示例性方面，一种用于调节进入流体调节器的加载腔室中的流速的装置包括限流器，限流器适于至少部分地设置在进入端口和加载流体通路中。限流器包括沿纵向轴线延伸的螺钉和逐渐变细的端部。逐渐变细的端部具有横截面，其中，横截面面积沿着逐渐变细的端部的长度减小，以使得当限流器被插入到进入端口中时，基于插入深度来限制传播通过加载流体通路的流速。

进一步根据本发明的前述示例性方面中的任何一个或多个，一种装置还可以以任何组合包括以下优选形式中的任何一个或多个。

在一个优选形式中，限流器包括螺纹部分，以使得限流器螺纹地耦接到进入端口。

附图说明

图1是利用根据本公开内容的教导构造的示例性流体调节器实现的示例性系统的示意图。

图2是图1的示例性流体调节器的横截面示意图；

图3A是根据本公开内容的教导构造的另一个示例性流体调节器的立体局部剖视图。

图3B是图3A的示例性流体调节器的一部分的放大视图；

图4是图3A和图3B的示例性流体调节器的侧面局部剖视图；

图5A是图3A、图3B和图4的示例性流体调节器的剖视图；

图5B是图5A的示例性流体调节器的剖视图；

图6示出了根据本公开内容的教导构造的另一个示例性流体调节器；

图7是根据本公开内容的教导构造的另一个示例性流体调节器的侧面局部剖视图；以及

图8是图7的示例性流体调节器的一部分的剖视图。

本领域技术人员将理解的是，附图中的元件是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的元件中的一些元件的尺寸和/或相对定位可能相对于其它元件被放大，以帮助提高对本发明的各实施例的理解。此外，通常不描绘在商业上可行的实施例中有用或必要的常见但易于理解的元件，以便有助于更少地阻碍对这些各种实施例的观察。还将理解的是，可以以特定的发生顺序描述或描绘某些动作和/或步骤，而本领域技术人员将理解的是，实际上不需要关于序列的这种特定性。还应当理解的是，除非本文已经另有说明不同的具体含义，否则本文使用的术语和表达具有由如上所述的技术领域的技术人员赋予这些术语和表达的普通技术含义。只要有可能，在整个(多个)附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来表示相同或相似的部分。

具体实施方式

流体或压力调节器通常从具有相对高压的上游流体分配源接收供应流体并调节供应的压力以便用于下游需求源、压力调节器、或需要在所期望(例如，较低)压力下的过程流体的任何其它留置点(custody point)。本文所公开的示例性致动器可以与流体调节器一起使用，以在操作期间(例如，在主要的燃烧器的点火阶段期间)防止和/或减少过量气体(例如，可燃气体)积累或积聚、回火和/或引燃火焰吹熄(blowout)。为了防止气体积聚、回火和/或引燃火焰吹熄，本文所公开的致动器采用速度流动装置来控制流体调节器从关闭位置(例如，防止供应流体(例如，可燃气体)流向出口的完全关闭位置)到打开位置(例如，允许流体流到出口的完全打开位置)移动的速率或速度。在一些示例中，速度流动装置可以是可调节的，以实现流体调节器从关闭位置朝向打开位置移动的速率或速度的增大或减小。通过控制流体调节器从关闭位置移动到打开位置的速度，本文所公开的示例性致动器可以用于减少在例如燃烧器的点火时序期间流体调节器打开过快时可能另外发生的引燃吹灭(pilot blow-off)和/或回火。

此外，为了实现对示例性流体调节器的相对快速关闭，本文所公开的致动器可以采用不受速度流动装置影响的排出装置。因此，虽然速度控制装置控制流体调节器从关闭位置移动到打开位置的速率，但是速度控制装置不影响流体调节器从打开位置移动到关闭位置的速度。

本文所公开的示例性致动器可以用于改进现场中的现有流体调节器和/或致动器。换句话说，可以将本文所公开的致动器单独提供或作为个体单元提供。在一些示例中，可以仅提供本文所公开的示例性致动器的壳体(例如，以改进现场中的现有致动器)。因此，本文所公开的示例性致动器装置可以实现在工厂中的流体调节器组件，或者可以作为独立单元被提供(例如，出售)，以改进现场中的现有流体调节器和/或致动器。

图1是示例性燃烧器系统100(例如，火管容器或直接点火(direct-fire)加热器)的示意图，其可以利用根据本公开内容的教导构造的示例性流体调节器102来实现。例如，可以采用图1的燃烧器系统100来为油和/或天然气应用或过程(例如，燃料精炼应用)的过程流体提供热量。所示示例的系统100采用燃烧器管理系统104来实现对燃烧器系统100的燃烧器部分106的启动或点火、操作和/或关闭。示例性燃烧器系统100的燃烧器部分106包括用于向过程流体提供热量的主燃烧器108以及用于点燃主燃烧器108的引燃器110。所示示例的主燃烧器108和引燃器110接收来自燃料供应源112的供应流体(例如，诸如天然气之类的易燃气体或燃料)。主燃烧器108经由主管线114流体地耦合到供应源112，并且引燃器110经由引导管线116流体地耦合到供应源112。流体调节器102流体地耦合到主管线114，并且基于由加载调节器118经由加载管线120提供给流体调节器102的加载压力来控制到主燃烧器108的供应流体。加载流体具有的压力小于流体调节器102上游的供应流体的压力并且大于流体调节器102下游的供应流体的压力。主管线114、引导管线116和/或加载管线120可以包括一个或多个流体控制部件122(例如，流体调节器和/或电磁阀)以阻止或限制流到主燃烧器108和/或引燃器110的供应流体。

在操作时，燃烧器管理系统104监控和/或管理主燃烧器108的点火、关闭和/或操作，以将过程流体的温度控制到期望的温度。例如，燃烧器管理系统104经由流体调节器102调节主燃烧器108的热量输出，以精确地控制过程流体的温度，同时在操作期间提高燃烧器系统100的效率。为了提高燃烧器效率，燃烧器管理系统104可以被配置为管理用户定义的、确保仅在需要时打开主燃烧器108(例如，燃烧燃料)的温度设定点。例如，燃烧器管理系统104检测主燃烧器108的火焰不存在(例如，经由火焰传感器，诸如火焰电离棒、紫外线或红外扫描器等)，并在需要附加热量时经由引燃器110点燃主燃烧器108。

燃烧器管理系统104可以采用响应于表示将被主燃烧器108加热的过程流体的温度的过程信号(例如，来自温度传感器)的处理器或逻辑。基于所接收的信号，燃烧器管理系统104(例如，经由无线或有线连接)将控制功能信号提供给燃烧器系统100的各流体控制部件122和/或流体调节器102。例如，如果所接收的信号指示低于阈值温度的过程流体的温度，那么当燃烧器管理系统104在主燃烧器108处检测到火焰不存在时，燃烧器管理系统104使主燃烧器108点燃。为了点燃主燃烧器108，燃烧器管理系统104命令流体调节器102移动到打开位置，以允许供应流体流到主燃烧器108。由引燃器110点燃到主燃烧器108的供应流体。

为了防止和/或减少在主燃烧器108的点火期间的过量气体积聚、回火和/或引燃火焰吹熄，所示示例的示例性流体调节器102控制流体调节器102移动到打开位置以允许供应流体流到主燃烧器108的速率。以这种方式，所示示例的示例性流体调节器102(例如，经由控制器)调节流体调节器102从关闭位置移动到打开位置的速率以控制供应流体到主燃烧器108的流速。

图2是图1的示例性流体调节器102的横截面示意图。所示示例的流体调节器102包括耦接到致动器204的调节器本体202。调节器本体202在入口208和出口210之间限定流体流动通道206。例如，入口208经由主管线114流体地耦合到供应源112(图1)，并且出口210流体地耦合到主燃烧器108。流体流动通道206在入口208和出口210之间限定孔口212。孔口212由位于流体流动通道206中的阀座214限定并且可拆卸地耦接到调节器本体202。

所示示例的致动器204在流体流动通道206中移动邻近阀座214的流动控制构件216(例如，阀塞)，以控制(例如，关闭、节流等)入口208与出口210之间的流体流动。例如，致动器204使流动控制构件216相对于阀座214在第一位置与第二位置之间移动，在该第一位置(例如，完全关闭位置)，流动控制构件216与阀座214密封地接合，以防止在入口208和出口210之间的供应流体的流动，在该第二位置(例如，打开位置)，流动控制构件216与阀座214间隔开或脱离，以允许在入口208和出口210之间的供应流体的流动。为了使流动控制构件216相对于阀座214移动，所示示例的致动器204包括隔膜218，隔膜218经由阀杆220和隔膜板222可操作地耦接到流动控制构件216。隔膜218被捕获在致动器204的第一壳体224与经由紧固件223可拆卸地耦接到第一壳体224的致动器204的第二壳体226之间。具体地，隔膜218的第一侧232和第一壳体224限定致动器204的第一腔室228(例如，弹簧腔室)，并且隔膜218的第二侧234和第二壳体226限定与第一腔室228相对的第二腔室230(例如，加载腔室)。偏置元件或弹簧236设置在第一腔室228内并位于隔膜板222与可调节弹簧座238之间。弹簧调节器240(例如，螺钉)实现弹簧236施加在隔膜218的第一侧232上的预设力或负载的量的调节(例如，增加或减少)，以提供所期望的压力设定点或出口压力。在该示例中，第一腔室228经由排气口或孔242流体地耦合到例如大气。另外，为了检测通过位于阀杆220经由其滑动的致动器204和/或调节器本体202的孔246内的密封组件244(例如，填料)的泄漏，所示示例的致动器204包括泄漏检测通路或端口248。

示例性流体调节器102包括加载或入口端口250，以将由加载调节器118(图1)提供的加载流体(图1)流体地耦合到第二腔室230。为了控制(例如，减少或限制)加载流体到第二腔室230的流速，所示示例的示例性流体调节器102包括控制器或速度控制装置252(例如，限流器、阀等)。此外，为了实现从第二腔室230相对快速地(例如，基本上瞬间、小于一秒等)抽空加载流体，流体调节器102包括流体控制设备254(例如，止回阀)。在一些示例中，流体控制设备254可以利用速度控制设备252形成或实现。在一些这种示例中，速度控制设备252可以被实现为流体流动限流器，其包括在该限流器内实现的单向止回阀。在一些示例中，流体控制设备254可以被形成为单独的部件和/或与速度控制设备252间隔开。在一些这种示例中，速度控制设备252可以是在入口端口250与第二腔室230之间位于第二壳体226内的限流器，并且流体控制设备254可以是位于第二腔室230与排出通路256之间的单向止回阀。

电磁阀258(例如，三通电磁阀)在第一位置(例如，关闭位置)与第二位置(例如，打开位置)之间移动，以控制或允许加载流体经由入口端口250和速度控制设备252流到第二腔室230。例如，在主燃烧器108(图1)点火期间，图1的燃烧器管理系统104命令电磁阀258移动到第二位置，以允许加载流体流动到入口端口250。在主燃烧器108的关闭期间，图1的燃烧器管理系统104命令电磁阀258在第二位置(例如，打开位置)和第三位置(例如，排出位置)之间移动，以使第二腔室230中的加载流体能够从第二腔室230中排出或排除。加载流体经由流体控制设备254和排出通路256排出到出口210下游的主管线114。在一些示例中，电磁阀258可以与调节器本体202、致动器204和/或更一般地，流体调节器102分离。在一些示例中，电磁阀258可以位于调节器本体202、致动器204和/或更一般地，流体调节器102内(例如，位于调节器本体102、致动器204和/或流体调节器102的尺寸范围内)。

在操作时，为了点燃主燃烧器108，图1的燃烧器管理系统104向电磁阀258提供信号以移动到允许加载流体流入第二腔室230中的位置(例如，打开位置)。速度控制设备252又限制加载流体流到第二腔室230中的速度。以这种方式，与没有利用速度控制设备252实现的流体调节器相比，第二腔室230以相对慢的速率填充。因此，随着加载流体填充第二腔室230，加载流体逐渐增加施加到隔膜218的第二侧234上的压力，当流动控制构件216从密封地接合阀座214的关闭位置(例如，完全关闭位置)移动到与阀座214间隔开或脱离的打开位置时，使得流动控制构件216逐渐地或缓慢地移动远离或脱离阀座214。例如，速度控制设备252可以被配置或调节为使得流动控制构件216在大约2秒至10秒内在完全关闭位置与完全打开位置之间移动。在流动控制构件216与阀座214之间的这种逐渐打开或分离允许供应流体以相对慢的速率流过孔口212。通过控制流动控制构件216从关闭位置移动到打开位置的速度，流体调节器102减少或基本上防止当流体调节器打开得太快并且在点火期间(例如，在点火之前)供应流体的浪涌和/或过量积聚流动到主燃烧器108时可能另外发生的引燃吹灭(pilot blow-off)和/或回火。例如，当流体调节器102过快地移动到打开位置时，到主燃烧器108的供应流体的浪涌可能使引燃器110吹熄或熄灭(例如，引燃小火吹灭(pilotlight blow-off))。在一些示例中，在点火阶段或启动期间主燃烧器108处的积聚和/或过量供应流体可能引起回火或小爆炸。因此，示例性流体调节器102提供受控流速的供应流体，以在点燃主燃烧器108时减少或防止浪涌和/或过量供应流体。例如，流体调节器102可以被配置有符合加拿大标准法第149.3节(CSA 149.3)的打开速率。

为了关闭主燃烧器108，燃烧器管理系统104向电磁阀258提供信号以移动到允许第二腔室230中的加载流体经由流体控制设备254和排出通路256排出到主管线114的位置(例如，排出位置)。当第二腔室230经由流体控制设备254被抽空或排出时，施加在隔膜218的第二侧234上的力减小到低于经由弹簧236施加到隔膜218的第一侧232上的预设力。当第二腔室230中的压力低于第一腔室228中的压力时，弹簧236使得隔膜218朝向第二腔室230移动。依次地，流动控制构件216朝向阀座214移动，以限制或防止在入口208与出口210之间的供应流体的流动。例如，流动控制构件216从打开位置(例如，完全打开位置)移动到其中流动控制构件216密封地接合阀座214以防止在入口208与出口210之间的供应流体的流动的关闭位置(例如，完全关闭位置)。虽然示例性流体调节器102使得流动控制构件216能够经由速度控制设备252从关闭位置逐渐打开到打开位置，但是流体控制设备254使得流动控制构件216能够基本上瞬间(例如，小于3秒、小于一秒等)从打开位置移动到关闭位置。换句话说，流动控制构件216以一定速度或速率从关闭位置移动到打开位置，该速度或速率显著慢于流动控制构件216从打开位置(例如，完全打开位置)移动到关闭位置(例如，完全关闭位置)的速度或速率。因此，流体控制设备254在例如紧急情况期间提供基本上快速或迅速的关闭能力。

图3A是根据本公开内容的教导构造的致动器300的立体局部剖视图。例如，致动器300可以用于实现图1和2的示例性流体调节器102和/或示例性致动器204。

图3B是图3A的示例性致动器300的一部分的放大视图。下面将不再详细描述与上面结合图1和2所描述的示例性致动器204和/或流体调节器102的部件基本相似或相同并具有与这些部件的功能基本相似或相同的功能的示例性致动器300的那些部件。相反，感兴趣的读者可以参考上面的相应描述。为了促进该过程，类似的附图标记将用于类似的结构。

参见图3A和3B，示例性致动器300经由例如紧固件302可移除地耦接到调节器本体202。所示示例的致动器300包括经由多个紧固件308耦接到第二壳体部分306(例如，盖帽)的第一壳体部分304(例如，本体)。将致动构件或隔膜310定位在第一壳体部分304和第二壳体部分306之间以限定加载腔室312。在一些示例中，致动构件310可以是活塞和/或任何其它适合的致动构件。

参见图3B，致动器300的第一壳体部分304限定加载流体通路314，以将入口端口316和加载腔室312流体耦合。所示示例的加载流体通路314包括由入口端口316限定的第一入口318，以及与加载腔室312流体连通的第一出口320。在该示例中，加载流体通路314一体地形成在致动器300的第一壳体部分304中，并且第一出口320形成在限定加载腔室312的第一壳体部分304的表面322中。加载流体通路314包括限定入口端口316的第一部分324和限定第一出口320的第二部分326。加载流体通路314的第一部分324具有相对于致动器300的纵向轴线330基本垂直的轴线328，并且第二部分326具有相对于纵向轴线330基本平行和/或相对于轴线328基本垂直的轴线332。虽然轴线332相对于纵向轴线330基本平行，但是加载流体通道314的第二部分326与第一壳体部分304的中心开口334横向偏移或间隔开，该第一壳体部分304接收调节器本体202的阀杆220。

为了控制或调节经由加载流体通路314流动到加载腔室312的加载流体的流速，所示示例的致动器300包括限流器336。例如，限流器336可以实现图1和2的示例性流体调节器102的示例性速度控制设备252。限流器336被插入在加载流体通路314的第二部分326中，以控制或限制在入口端口316与加载腔室312之间(例如，在加载流体通路314的第一部分324与第一出口320之间)的流体流动。所示示例的限流器336能够经由可从致动器300或第一壳体部分304的外表面340触及的进入端口(access port)338进行调节。如图所示，进入端口338相对于第一壳体部分304的外表面340凹陷。另外，加载流体通路314的入口端口316被定位在相对于纵向轴线330与进入端口338呈大约30度到90度之间。结合图4更详细地描述限流器336。

参见图3A和3B，电磁阀342(例如，三通电磁阀)经由管道或管线344将入口端口316和加载流体进行流体耦合。所示示例的电磁阀342被定位在致动器300附近或入口端口316上游。换句话说，电磁阀342被定位在致动器300的尺寸包络线外部。电磁阀342可以接收命令(例如，来自图1的燃烧器管理系统104)以在第一位置和第二位置之间移动，从而使得加载流体能够经由管道344从(例如，耦合到图1的加载管线120的)加载流体管线346流到致动器300的入口端口316。

为了从加载腔室312中移除加载流体，示例性致动器300包括流体控制设备348。所示示例的流体控制设备348被定位在加载腔室312和加载流体通路314的入口316之间。具体地，流体控制设备348具有与加载腔室312流体连通的第二入口350以及经由加载流体通路314的第一部分324与入口端口316流体连通的第二出口352。电磁阀342可以接收命令(例如，来自图1的燃烧器管理系统104)，以在第二位置和第三位置之间移动，从而经由管道344将入口端口316流体地耦合到排出管线354。当电磁阀342处于第三位置时，来自加载流体管线346的加载流体被阻挡，以防止加载流体经由管道344流向入口端口316。相反，加载流体通路314经由管道344流体地耦合到排出管线354，以提供(例如，反向)流动路径，从而从加载腔室312中排出加载流体。具体地，加载流体路径314的第一部分324中不存在加载流体以及加载腔室312中存在加载流体引起大于阈值压差的跨流体控制设备348的压差。因此，流体控制设备348移动到打开位置，以经由管道344和排出管线354排出加载腔室312。

另一方面，当加载流体通路314的第一部分324经由管道344流体地耦合到加载流体管线346时，跨流体控制设备348的压差小于压差阈值，从而使得流体控制设备348移动到关闭位置，并防止在加载腔室312与加载流体通路314之间的跨流体控制设备348的流体流动。结合图5A和5B更详细地讨论流体控制设备348。

图4是图3A和3B的示例性致动器300的侧面局部剖视图。所示示例的限流器336包括螺钉402，螺钉402具有基本垂直于加载流体通路314的第二部分326的轴线332的轴线404。限流器336包括螺纹部分406，螺纹部分406螺纹连接在第一壳体部分304的进入端口338内，使得限流器336的位置能够在第一位置(例如，完全打开位置)和第二位置(例如，完全关闭位置)之间移动，以改变或调节经由加载流体通路314(例如，其第二部分)流到加载腔室312的加载流体的流体流速。具体地，通过加载流体通路314的流速可以处于在限流器336位于第一位置(例如，完全打开位置)时的第一流速(例如，最大流速)与限流器336位于第二位置(例如，完全关闭位置)时的、小于第一流速的第二流速(例如，最小流速)之间进行调节。限流器336包括密封件408，以防止加载流体通路314的第二部分326中的加载流体流过进入端口338的开口410。锁定销412将限流器336保持在进入端口338内，并防止限流器336从进入端口338中移除(例如，完全移除)。在一些示例中，锁定销412限制或防止限流器336移动超出第一位置。在所示示例中，限流器336的端部414在加载流体通路314的过渡部分416内移动，该过渡部分416将第一部分324和第二部分326流体耦合。过渡部分416可以包括止动件418，以限制或防止限流器336(例如，限流器336的端部414)移动超出第二位置。具体地，过渡部分416的止动件418包括与限流器336的端部414的轮廓或形状互补的轮廓或形状。

可以通过使限流器336围绕轴线404在第一方向上旋转将限流器336移动到第一位置，并且可以通过使限流器336围绕轴线404在与第一方向相反的第二方向上旋转来将限流器336移动到第二位置。在第一位置，定位在过渡部分416中的限流器336的端部414的至少一部分与加载流体通路314的第二部分326的开口420间隔开，以实现加载流体通路314的第一部分324和第二部分326之间的流体流动。因此，在第一位置，限流器336的端部414使开口420的至少一部分露出，以增加经由加载流体通路314的第二部分326流到加载腔室312的加载流体的流速。在第二位置，限流器336的端部414被定位为邻近开口420，以使得端部414阻塞(例如，至少部分地阻塞)或至少部分地覆盖加载流体通路314的第二部分326的开口420。因此，在第二位置，限流器336的端部414阻塞或阻挡第二部分326的开口420的至少一部分，以降低经由加载流体通路314的第二部分326流向加载腔室312的加载流体的流速。在一些示例中，当限流器336处于第二位置时，限流器336完全阻挡或覆盖开口420，以防止通过加载流体通路314的第二部分326的流体流动。当限流器336处于第一位置时，通过第二部分326的加载流体的增加的流体流速增加了流动控制构件216(图1)移动到打开位置的速度。当限流器336处于第二位置时，通过第二部分326的加载流体的下降的流速降低了流动控制构件216(图1)移动到打开位置的速度。当定位在第一位置或第二位置时，限流器336使得流动控制构件216以小于流动控制构件216从打开位置移动到关闭位置的速度或时间的速度或时间来从关闭位置移动到打开位置。

在一些示例中，限流器336可以是在第一位置和第二位置之间移动的流体控制设备和/或螺线管。例如，在加载操作期间，当经由电磁阀实现时，限流器336可以接收信号以移动到第一位置，从而允许加载流体流入加载腔室312中。当排出加载腔室312时，例如当经由电磁阀实现时，限流器336可以接收信号以移动到第二位置，从而防止或显著地限制通过加载流体通路314的第二部分326的流体流动。

图5A是图3A、图3B和图4的示例性致动器300和调节器本体202的横截面视图。图5B是图5A的示例性致动器300的横截面视图的放大部分。参见图5A和图5B，所示示例的流体控制设备是单向流体阀(例如，止回阀)。例如，流体控制设备348可以是球形止回阀。在一些示例中，流体控制设备348可以是电磁阀和/或任何其它(多个)流体控制设备，以排空加载腔室312。

流体控制设备348限定在与加载腔室312流体连通的第二入口350和与加载流体通路314的第一部分324流体连通的第二出口352之间的排出通道502。示例性流体控制设备348的排出通道502限定相对于纵向轴线330基本平行和/或基本垂直于加载流体通路314的第一部分324的轴线328的轴线504。在所示示例中，流体控制设备348的轴线504相对于第一壳体部分304的纵向轴线330和/或中心开口334间隔开或横向偏移。轴线504相对于加载流体通路314的第二部分326的轴线332横向偏移。

参见图5B，流体控制设备348限定了位于第一壳体部分304的孔508内的本体506。一个或多个密封件510在本体506的外表面与孔508的内表面之间被定位在孔508内，以防止加载腔室312中的加载流体泄漏到加载流体通路314的第一部分324。所示示例的流体控制设备348包括经由偏置元件516(例如，弹簧)朝向座表面514偏置的流动控制构件512(例如，球)。因此，当流体控制设备348处于关闭位置时，偏置元件516偏置流动控制构件512，以密封地接合座表面514，从而防止通过第二入口350与第二出口352之间的排出通道502的流体流动。

当在流动控制构件512的第一侧518上提供的力或压力(例如，在图5B的方向中的向下方向522)小于在流动控制构件512的、与第一侧相对的第二侧520上提供的力或压力(例如，在图5B的方向中的向上方向524)时，流体控制设备348移动到关闭位置，以防止通过排出通道502的流体流动。例如，流过加载流体通路314的加载流体和加载腔室312中的加载流体在流动控制构件512的第一侧518和第二侧520上提供基本相等的压力或力，从而使得偏置元件516的力使流动控制构件512移动到与座表面514密封接合。因此，当加载流体流体地耦合到加载腔室312时，流体控制设备348处于关闭位置，以防止加载腔室312中的加载流体朝向加载流体通路314的第一部分324流动。

当流动控制构件512的第一侧518上的力或压力大于流动控制构件512的第二侧520上的力或压力(例如，由偏置元件516提供的以及加载流体通路314的第一部分324中的压力)时，流体控制设备348移动到打开位置，以允许加载腔室312中的加载流体流到加载流体通路314的第一部分324。当加载流体被移除或阻止流过加载流体通路314的第一部分324时，加载腔室312中的加载流体的压力在致动构件310上施加力，该力克服偏置元件516的力。因此，当加载腔室312中的压力基本大于加载流体通路314(例如，加载流体通路的第一部分)中的压力时，所示示例的流体控制设备348允许加载腔室312中的流体排放。例如，还参见图3A，为了将流动控制构件512移动到打开位置并排放加载腔室312，电磁阀342在第二位置和第三位置之间移动，以经由管道344将入口端口316耦接到排出管线354。当电磁阀342处于第三位置时，来自加载流体管线346的加载流体被阻止经由管道344流到入口端口316。相反，加载流体通路314经由管道344流体地耦合到排出管线354。当排出管线354耦接到出口210下游的主管线(例如，如图1和2所示)时，出口210下游的供应流体的压力小于加载流体的压力。因此，如果加载流体通路314的第一部分324记录经由排出管线354的下游供应流体的压力，则偏置元件516的力和下游供应流体的压力(例如，在第一部分324中记录的)不足以克服由加载腔室312中的加载流体提供给流动控制构件512的第二侧520的力，从而使得流动控制构件512远离座表面514移动到打开位置，直到加载流体从加载腔室312中排放。相比于限流器336使加载腔室312填充加载流体的速率，流体控制设备348使加载流体从加载腔室312中相对较快地排放。以这种方式，相比于限流器336使得流动控制构件216从关闭位置移动到打开位置的速度或时间(例如，大于3秒、在大约3秒和10秒之间等)，流体控制设备348使得流动控制构件216显著更快地从打开位置移动到关闭位置(例如，几乎瞬时地、小于一秒、小于3秒等)。

图6示出了根据本公开内容的教导配置的另一个示例性致动器600。例如，示例性致动器600可以实现图1和2的示例性流体调节器102。所示示例的示例性致动器600包括耦接到第二壳体部分604的第一壳体部分602。第一壳体部分602包括速度控制设备或限流器606，以控制在入口端口608与由致动器600限定的加载腔室之间流动的加载流体的流速。另外，致动器600包括位于致动器600内的流动控制设备610(例如，类似于流体控制设备348的止回阀)，以排放致动器600的加载腔室。加载腔室可以通过入口端口608或不经过入口端口608的另一个排出通路来排出。此外，电磁阀612(例如，电磁阀258)被定位在致动器600内部并位于入口端口608与加载腔室(例如，第二腔室230或312)之间。换句话说，电磁阀612被定位在致动器600的尺寸包络内。

在一些示例中，本文所公开的示例性致动器204、300和/或600可以与调节器本体202进行工厂组装。在一些示例中，示例性致动器204、300和/或600和/或示例性第二壳体226或第一壳体部分304和/或602可以改进现场中的现有调节器和/或流体控制设备。因此，本文所公开的示例性致动器204、300和/或600和/或示例性第二壳体226或第一壳体部分304和/或602可以被提供作为用于改进现有流体调节器和/或其它流体控制设备的部件。

图7和8示出了根据本公开内容的教导配置的另一个示例性流体调节器700和致动器702。示例性流体调节器700和致动器702与上面描述的流体调节器102和致动器300基本相同，并且下面将不再详细描述与上面所描述的示例性流体调节器102和致动器300的部件基本相似或相同并具有与那些部件的功能基本相似或相同的功能的示例性流体调节器700和致动器702的那些部件。相反，感兴趣的读者可以参考上面的相应描述。为了促进该过程，类似的附图标记将用于类似的结构。

在这些示例中的一些示例中，流体调节器700可以是失效的关闭阀、失效的打开阀、或取决于阀的部件的特定取向的任何其它分类的阀和/或调节器。流体调节器700具有限定入口208、出口210、以及入口端口316、进入端口338的调节器本体202，设置在调节器本体202内并且耦接到进入端口338的加载腔室312，阀组件至少部分地设置在入口208与出口210之间，并且与加载腔室312连通以通过调节入口208和出口210之间的流体流速来调节出口210处的流体流动，以及至少部分地设置在进入端口338内的限流器710。

加载腔室312和阀组件适于响应于加载压力的变化，以使得达到修改的速率。限流器710适于调节达到修改的速率的响应速度。

流体调节器700还可以包括孔口212处的阀座214和阀组件的流动控制构件216。通过包含在第一腔室228中的偏置元件236(例如，弹簧)推进流动控制构件216朝向与阀座214接触。偏置元件236接合隔膜板222，以可操作地耦接到阀杆220，阀杆220又可操作地耦接到流动控制构件216。

如上所述，当在入口端口316处接收的加载压力处于稳态值时，加载腔室312中的压力也处于稳态值。偏置元件236施加等于加载腔室312内的压力的力，以将流动控制构件216维持在相对于阀座214的均衡位置。这样，入口208和出口210之间的流体流动处于恒定速率。当在入口端口316处接收的加载压力改变时，加载腔室312处的压力也改变，并且使得偏置元件236进行调节，以施加等于加载腔室312内的压力的经调节的力。因此，流动控制构件216被重新定位，并且入口208和出口210之间的流体流动处于不同的速率。

限流器710设置在进入端口338内，以调节加载腔室312经历压力变化的速度。限流器710包括具有纵向轴线714的螺钉712，纵向轴线714基本上垂直于加载流体通路314的第二部分326的轴线332。限流器710包括螺纹连接在第一壳体部分304的进入端口338内的螺纹部分716，以使得限流器710的位置能够在第一位置(例如，完全打开位置)与第二位置(例如，完全关闭位置)之间移动，从而改变或调节经由加载流体通路314流到加载腔室312的加载流体的流体流速。具体地，通过加载流体通路314的流速可以被调节为处于在限流器710位于第一位置(例如，完全打开位置)时的第一流速(例如，最大流速)与在限流器710位于第二位置(例如，完全关闭位置)时的、比第一流速小的第二流速(例如，最小流速)之间的各个不同流速。在一些示例中，限流器710可以被摩擦配合到进入端口338中和/或限流器710可以包括延伸了限流器710的长度的通道，以允许一定量的流体在进入端口338与加载腔室312之间流动。限流器710包括密封件718，以防止加载流体通路314的第二部分326中的加载流体流过进入端口338的开口410。锁定销720可以将限流器710保持在进入端口338内，并防止限流器710从进入端口338中移除(例如，完全移除)。在一些示例中，锁定销720可以限制或防止限流器710移动超出第一位置。在所示示例中，限流器710的逐渐变细的端部725在将第一部分324和第二部分326流体耦合的加载流体通路314的圆柱形过渡部分730内移动。

可以通过使限流器710围绕轴线714在第一方向上旋转来使限流器710朝向第一位置移动，并且可以通过使限流器710围绕轴线714在与第一方向相对的第二方向上旋转来使限流器710朝向第二位置移动。在第一位置，限流器710被定位为使得逐渐变细的端部725与过渡部分730间隔开，从而实现在加载流体通路314的第一部分324与第二部分326之间的流体流动。因此，在第一位置，限流器710的逐渐变细的端部725露出过渡部分730的至少一部分，以增加经由加载流体通路314的第二部分326流到加载腔室312的加载流体的流速。在第二位置，限流器710的逐渐变细的端部725被定位成完全延伸到过渡部分730中，以使得逐渐变细的端部725阻塞过渡部分730。因此，在第二位置，限流器710的逐渐变细的端部725阻塞或阻挡过渡部分730，以防止经由加载流体通路314的第二部分326流到加载腔室312的加载流体的流动。限流器710还可以被定位在处于第一位置与第二位置之间的各个位置处，以至少部分地限制加载流体通路314的第一部分324与第二部分326之间的流动。在限流器710从第二位置离开时，由于减小了逐渐变细的端部725的横截面面积以及圆柱形过渡部分730的恒定横截面面积，在第一部分324与第二部分326之间提供的流动面积缓慢地增加。因此，限流器710适于至少部分地设置在过渡部分730内，以可调节地限制流体的流速。

当限流器710处于第一位置时，通过第二部分326的加载流体的增加的流体流速增加了流动控制构件216(图1)移动到打开位置的速度。当限流器710处于第二位置时，防止流动控制构件216(图1)移动。当限流器710被定位在第一位置与第二位置之间时，与第一位置相比的通过第二部分326的加载流体的减小的流速降低了流动控制构件216(图1)移动到打开位置的速度。取决于限流器710在过渡部分730内的位置，逐渐变细的端部725的逐渐变细部的不同部分被设置在过渡部分730内。随着设置在过渡部分730内的限流器710的逐渐变细的端部725的横截面直径增加，由于流动路径的开放体积减小，通过过渡部分730的流动路径速率降低。因此，可以改变或控制加载腔室312接收负载压力的速率。

因为限流器710的外轮廓包含逐渐变细的端部725，因此可以容易地检查该单元以确保没有损坏。此外，因为流速调节被封装在限流器710内，所以不需要复杂的布置和/或结构。

尽管上面已经描述了各个实施例，但是本公开内容并不旨在限于此。本领域技术人员将认识到的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以关于上述实施例作出各种各样的修改、改变、和组合，并且可以将这种修改、改变和组合视为在本发明概念的范围之内。

Claims (10)

1.一种流体调节器，包括：

阀本体，所述阀本体限定入口、出口、加载端口、以及进入端口；

加载腔室，所述加载腔室设置在所述阀本体内并耦接到所述加载端口；

阀组件，所述阀组件至少部分地设置在所述入口与所述出口之间并与所述加载腔室连通，所述阀组件适于与所述加载腔室配合，以通过调节所述入口与所述出口之间的流体流速来调节所述出口处的流体流动；以及

限流器，所述限流器至少部分地设置在所述进入端口内；

其中，所述加载腔室和所述阀组件适于对加载压力的变化作出响应，以使得达到修改的速率，并且，所述限流器适于调节达到所述修改的速率的响应速度。

2.根据权利要求1所述的流体调节器，其中，所述限流器包括逐渐变细的端部，所述逐渐变细的端部能够调节，以获得多个响应速度。

3.根据权利要求2所述的流体调节器，其中，所述限流器还包括螺纹部分，所述螺纹部分适于螺纹地插入所述进入端口中。

4.根据权利要求3所述的流体调节器，其中，在所述加载压力改变时，所述加载腔室适于经历压力变化，所述压力变化使得所述阀组件促使达到所述修改的速率。

5.根据权利要求1所述的流体调节器，还包括定位在加载流体通路的第一部分与第二部分之间的过渡部分，其中，所述限流器适于至少部分地设置在所述过渡部分内，以能够调节地限制传播通过所述加载流体通路的流体的流速。

6.根据权利要求1所述的流体调节器，其中，所述限流器包括螺纹部分。

7.根据权利要求1所述的流体调节器，还包括至少部分地设置在所述加载腔室内的隔膜，其中，所述隔膜适于响应于所述加载压力的变化而移动，以使所述加载腔室中的所述加载压力与由偏置元件施加的力相等。

8.根据权利要求2所述的流体调节器，其中，所述限流器包括用于将所述限流器密封在所述进入端口内的密封件。

9.一种用于调节进入流体调节器的加载腔室的流速的装置，所述装置包括：

限流器，所述限流器适于至少部分地设置在进入端口和加载流体通路中，所述限流器包括沿纵向轴线延伸的螺钉和逐渐变细的端部，所述逐渐变细的端部具有横截面，其中，横截面面积沿着所述逐渐变细的端部的长度减小，其中，当所述限流器被插入到所述进入端口中时，所述限流器基于插入深度限制传播通过所述加载流体通路的流速。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述限流器包括螺纹部分，以使得所述限流器螺纹地耦接到所述进入端口。