CN204267856U - 用于调节器热量传递的装置 - Google Patents

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Abstract

公开了用于调节器热量传递的装置。示例性的装置包括调节器，所述调节器包括本体、布置在其中的杆、第一入口和第一出口。所述调节器调节从第一入口流到第一出口的流体的压力。所述示例性的装置包括布置在本体中的涡流发生器，以将热量传输到调节器的阀。所述杆控制调节器和涡流发生器。另一示例性的装置包括：本体，其具有入口、出口以及布置在本体中的杆；涡流发生器，其布置在本体中，涡流发生器用于加热从入口流到出口的流体；以及第一阀，其用于调节流体的压力，所述杆控制第一阀和涡流发生器。另一示例性的装置包括压力调节装置和用于加热所述压力调节装置的加热装置。

Description

用于调节器热量传递的装置
技术领域
本公开大体上涉及流体调节器，更具体地，涉及一种加热流体调节器。
背景技术
流体调节器可能在压降的位置由于水合物而发生结冰。在一些情形下，该结冰可能发生在冰冻以上的温度下。冰块可能形成在调节器中，由此妨碍了调节器的性能。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于调节器热量传递的装置，以防止发生结冰。
公开了用于调节器热量传递的装置。示例性的装置包括调节器，所述调节器包括本体、布置在所述本体中的杆、第一入口和第一出口。所述调节器调节从所述第一入口流到所述第一出口的流体的压力。所述示例性的装置包括布置在所述本体中的涡流发生器，以将热量传输到所述调节器的阀。所述杆控制所述调节器和所述涡流发生器。
其中，所述调节器和所述涡流发生器之间的接触区域的尺寸与传输到所述阀的热量相关。
其中，还包括隔离所述涡流发生器和围绕所述本体的周围环境的隔离件。
其中，所述本体包括向所述涡流发生器提供压缩流体的第二入口。
其中，所述本体包括第二出口和第三出口，所述第二出口将所述压缩流体的第一部分传输离开所述涡流发生器，所述第三出口将所述压缩流体的第二部分传输离开所述涡流发生器，所述压缩流体的所述第一部分的温度高于所述压缩流体的所述第二部分的温度。
其中，还包括用于控制所述压缩流体的所述第一部分远离所述涡流发生器的流动的第二阀。
其中，还包括布置在所述第一入口和所述第二阀之间的密封件。
其中，还包括布置在所述第二出口和所述第二阀之间以减小声音到周围环境的传递的穿孔板。
其中，还包括布置在所述密封件和所述第二阀之间以操作所述第二阀的杠杆，其中所述杆控制所述杠杆。
另一示例性的装置包括具有入口、出口以及布置在其中的杆的本体、布置在所述本体中以加热从所述入口流到所述出口的流体的涡流发生器以及用于调节所述流体的压力的第一阀。所述杆控制所述第一阀和所述涡流发生器。
其中，还包括布置在所述涡流发生器中的解旋器。
其中，还包括第二阀，所述第二阀控制由所述涡流发生器产生的加热流体，所述加热流体通过所述第二阀流入所述第一阀。
其中，还包括位于所述第一阀和所述第二阀之间的腔室。
其中，所述加热流体通过所述第二阀的流动与传输到所述第一阀的热量相关。
其中，所述本体还包括先导入口，所述第一阀调节从先导入口流到出口的第二流体的压力。
其中，还包括布置在所述先导入口中的限流器，所述限流器减小通过所述先导入口流动的所述第二流体的压力。
其中，还包括将由所述涡流发生器产生的加热流体传输到所述先导入口的通道。
其中，所述通道包括其中限定有孔的板。
另一示例性的装置包括压力调节装置和用于加热所述压力调节装置的加热装置，所述压力调节装置和所述加热装置包括一个本体。
其中，还包括控制所述压力调节装置和所述加热装置的控制装置，所述控制装置使得所述加热装置相应地响应于所述压力调节装置。
这里描述的示例性的装置可用来向流体调节器提供热量，而不需要外部的加热源。特别地，这里描述的示例使用在调节器的本体中的涡流发生器，其中涡流发生器将热量传输到调节器以避免在调节器中结冰。
附图说明
图1是根据本公开的一个或多个方面的第一装置的示意图。
图2是通过示例性的涡流发生器的流体的流动对比于通过涡流发生器流动的流体与输入流体之间的温度差的图表示意图。
图3是根据本公开的一个或多个方面的第二装置的示意图。
图4是根据本公开的一个或多个方面的第三装置的示意图。
图5是图4的第三装置的横截面视图。
图6是根据本公开的一个或多个方面的第四装置的示意图。
附图并非按照规定比例。相反地，为了说明多个层和区域，层的厚度可以在附图中放大。只要可能，在附图和下面的说明中使用的相同附图标记表示相同或相似的部分。如本实用新型中所使用的，应声明任何部分(例如，层、薄膜、区域或板)以任何方式布置于(例如，布置于、定位于、设置于或者形成于)另一部分上，意味着所涉及的部分或者与另一部分接触，或者所涉及的部分位于另一部分上，其间布置一个或多个中间部分。应声明任何部分与另一部分接触意味着这两部分之间没有中间层。
具体实施方式
这里公开的示例性的装置涉及加热流体调节器。更具体地，这里描述的示例可用来向流体调节器提供热量，而不需要外部的加热源。特别地，这里描述的示例使用在调节器的本体中的涡流发生器，其中涡流发生器将热量传输到调节器以避免在调节器中结冰。
当例如水和天然气在低温度和高压力下接触时形成水和碳氢化合物的水合物或结冰混合物。引起水合物形成的其它因素包括例如高流速、流体搅动、压力脉动以及二氧化碳和/或氢化硫的存在。当包含例如水和二氧化碳的碳氢化合物流体通过调节器流动时可由于水合物而发生结冰。当流体的压力根据调节器的操作而减小时，流体的温度也根据焦耳-汤姆逊效应减小。由于温度下降，流体流中的任何湿气可引起水合物的形成。水合物可形成在例如调节器中的压降位置，诸如在调节器的阀门处。
调节器中例如水合物的形成可妨碍调节器的性能。例如，在调节器阀的水合物的形成可阻止调节器阀适当地关闭或打开，从而影响调节器响应于调节器上的需求变化来控制流体的压力的能力。调节器中的结冰可通过例如阻塞调节器的出口来进一步妨碍调节器的流体输出。
尽管包含可形成水合物的流体的调节器的一些已知的应用已经包括加热源来减少结冰的情形，但是这些加热源通常是附加的装置，其在外部安装到调节器的本体。一个这种外部加热源是涡流发生器。涡流发生器通过在高速下旋转经由例如管道的压缩流体(例如，压缩气体)来形成涡流而产生热量。引起的涡流包括热流体流，热流体流的一部分可通过涡流发生器的出口流出。涡流流体的剩余部分以较慢的速率流回涡流发生器的管道，使得较慢移动的流体中的热量被传递到较快移动的进入流体。热量的传递产生冷流体流，其在与热流体流的出口相反的出口处流出涡流管道。通过各自出口的热流体流的流动和冷流体流的流动可通过阀门来调节。
根据这里公开的教导，涡流发生器和调节器设置在调节器本体中。热流体流由涡流发生器产生并通过邻近调节器的阀设置的出口流出，以提供热量到调节器阀来避免在调节器的操作过程中结冰。具体地，由涡流发生器产生并传递到调节器阀的热量可避免在调节器中的压降位置处由于水合物的形成而引起的结冰。在一些示例中，热量可经由例如传导、流体混合和/或经由连续流动通过涡流发生器和调节器的流体而传递到调节器阀。另外，双座单杆阀的设计提供了调节器本体中的调节器和涡流发生器的同时控制。
现转向附图，图1示出了包括调节器102的示例性的装置100，调节器102具有设置在调节器本体104中的第一调节器腔室102a和第二调节器腔室102b。诸如天然气或压缩气体等过程流体进入过程流体入口106并流入第一调节器腔室102a。调节器阀108布置在第一调节器腔室102a和第二调节器腔室102b之间，以调节流动通过调节器102的过程流体的压力。
调节器阀108由布置在调节器本体104中的杆110来控制。杆110打开并关闭调节器阀108，以在调节器出口112处提供过程流体的基本恒定的输出压力。杆110控制调节器阀108，以响应于通过加载机构114产生并通过感应元件116感测的力。杆110可通信地连接到感应元件116，由于通过加载机构114产生的力引起的感应元件116的移位使得杆110打开调节器阀108。在装置100中，加载机构114包括弹簧，并且感应元件116是隔膜。在一些实施例中，调节器102是压力加载或圆顶加载的调节器或者重力加载的调节器。在其它的实施例中，加载机构114包括弹簧加载、圆顶加载和/或重力的组合。感应元件116可包括例如弹性体材料、活塞或波纹管。
另外，涡流管118布置在调节器本体104中。输入流体经由涡流管入口120a、120b进入涡流管118。尽管图1示出了装置100具有两个涡流管入口120a、120b，但是装置100可具有更少或更多的涡流管入口。此外，输入流体可以是与进入调节器102的过程流体入口106的过程流体相同的流体，或者与过程流体不同的流体。
涡流管入口120a、120b包括喷嘴121，以当输入流体流入涡流管入口120a、120b时使输入流体旋转来产生涡流。在一些实施例中，喷嘴121包括切向入口或具有阿基米德螺旋线形状的入口。喷嘴121可包括用来使输入流体旋转的一个或多个入口。在输入流体进入涡流管入口120a、120b时通过喷嘴121旋转输入流体增加了输入流体在从涡流管入口120a、120b流到涡流管118时的切向速度并产生涡流。
输入流体在涡旋流动中通过涡流管118，包括输入流体的第一流体流或部分和输入流体的第二流体流或部分。第一流体流具有比第二流体流更高的温度，使得第一流体流是相对热的流体流，而第二流体流是相对冷的流体流。作为涡流管118的操作的一个示例，涡流通过旋转输入流体而产生。涡流可被看作是由第一流体流构成的主涡流。第一流体流朝着涡流管118的第一端流动，第一流体流的一部分在第一端流出涡流管118。第一流体流的剩余部分或者第二流体流朝着涡流管118的第二端流动。第二流体流作为次涡流在主涡流的低压区域内行进。第一流体流和第二流体流分别朝着涡流管118的第一端和第二端沿相反的方向流动，同时以相同的角速度沿相同的方向旋转。从次涡流到主涡流损失角动量。能量的损耗引起第一流体流和第二流体流之间的温度差，使得第一流体流的温度相比于第二流体流的温度增加。
例如，热流体流的温度可以比进入涡流管入口120a、120b的输入流体高大约120°F。热流体流和输入流体之间的温度差可大于或小于120°F。当热流体流和输入流体之间的温度差为大约120°F时，冷流体流和输入流体之间的温度差为大约60°F。在该些实施例中，冷流体流的温度比输入流体的温度低大约60°F。热流体流和/或冷流体流与输入流体之间的温度差与来自涡流管118的热流体流和冷流体流的输出流动相关，这里将在下面进一步描述。
在装置100中，热流体流通过涡流管118流动并经由热流体出口122流出装置100。另外，涡流管阀124布置在涡流管118中，使得热流体流在经由热流体出口122流出装置100之前流动穿过涡流管阀124。冷流体流通过与热流体出口122相对的冷流体出口126流出涡流管118。在一些实施例中，第二涡流管阀布置在冷流体出口126中，以控制冷流体流的输出。
当杆110控制或调整调节器阀108以调节通过调节器102流动的过程流体的压力时，杆110还控制或调整涡流管阀124以相对于调节器102上的需求向调节器阀108提供热量。在共同控制调节器本体104中的调节器阀108和涡流管阀124时，单个杆110控制调节器阀108以维持经由调节器出口112流出调节器102的过程流体的恒定输出压力。杆110还控制涡流管阀124以将热量从热流体流传递到调节器阀108。另外，杆110控制涡流管阀124，使得热流体流和进入涡流管118的输入流体之间的温度差相对于在调节器阀108的过程流体的压降被最大化。
为了维持经由调节器出口112流出调节器102的过程流体的恒定压力输出，杆110响应于加载机构114和感应元件116的行为来调整调节器阀108的位置。当由加载机构114产生的力大于对应于第二调节器腔室102b中的过程流体的力而引起感应元件116移动时，杆110打开调节器阀108，以增加通过调节器102的过程流体的流动的量。当来自紧靠感应元件116的加载机构114的力小于对应于第二调节器腔室102b中的过程流体的力时，杆110关闭调节器阀108以限制通过调节器102的过程流体的流动。杆110控制调节器阀108以在调节器出口112维持由加载机构114限定的恒定输出压力。
为了向调节器阀108提供热量，输入流体经由涡流管入口120a、120b进入涡流管118，涡流产生在涡流管118中。涡流包括热流体流，其温度高于在涡流管入口120a、120b的输入流体的温度。当调节器阀108打开时，杆110定位涡流管阀124，使得热流体流的一部分流出涡流管阀124。当通过涡流管阀124时，热流体流进入设置在调节器本体104中并布置在涡流管118和热流体出口122之间的膨胀腔室128。在图1中所示的装置100中，膨胀腔室128邻近第一调节器腔室102a布置在调节器本体104中。
密封件130布置在调节器102和膨胀腔室128之间。密封件130阻止通过第一调节器腔室102a流动的过程流体与通过涡流管118流动的输入流体混合。密封件130可包括弹性体材料，以允许杆110在调节器102和涡流管118之间滑动，从而控制调节器阀108和涡流管阀124的打开和关闭。例如，密封件130可包括弹性体O形环。
当热流体流流入膨胀腔室128时，热量从热流体流传递到第一调节器腔室102a中的过程流体。在示例性的装置100中，热量通过传导来传递。特别地，热量通过在调节器102和膨胀腔室128之间的接触区域132传递。接触区域132包括调节器102的表面134。表面134包括导热材料，例如，具有高传热系数的金属。在一些实施例中，表面134包括叶片，以增加表面134的表面面积并由此增加传热速率。当热量通过表面134传导到流动通过第一调节器腔室102a的过程流体时，过程流体被加热。当加热的过程流体流动穿过调节器阀108时，减少和/或阻止了水合物在调节器阀108的形成。
杆110还控制通过涡流管阀124的热流体流的流动的量，以相对于过程流体在调节器阀108的压降的量值提供传递到过程流体的最大量的热量。在确定相对于在调节器阀108发生的压降的量值所传递到过程流体的热量时，涡流管118中的涡流的流动行为被考虑。特别地，热流体流和冷流体流与流入涡流管118的输入流体之间的温度差和通过涡流管118的涡流流体的流动可通过图2的示例图表来表示。图2的图表示出了流入涡流管的输入流体与涡流的冷流体流和热流体流之间的温度差对比于通过涡流管的冷流体出口的冷流体流的整体流动的百分比。
如图2的图表中所示，反比关系存在于涡流的热流体流的温度和经由热流体出口122流出涡流管118的热流体流的流动量。例如，当通过冷出口的冷流体流的流动包括总输出流动的大约80％以及因此通过热出口的热流体流的流动包括总输出流动的大约20％时，热流体流和输入流体之间的温度差为大约120°F。对于相同的流动，冷流体流和输入流体之间的温度差为大约-60°F。
图2的图表还示出了当通过冷出口的冷流体流的流动包括总输出流动的大约40％以及因此热流体流包括总流动的大约60％时，热流体流和输入流体之间的温度差为大约40°F。对于相同的流动，冷流体流和输入流体之间的温度差为大约-120°F。如图2的图表所示，热流体流的增加的温度对应于通过涡流管的热流体流的减小的输出流动。
在装置100中，当涡流管阀124几乎关闭并且离开热流体出口122的热流体流的流动小于离开冷流体出口126的冷流体流的流动时，热流体流的温度如图2的图表中所示的根据涡流管的行为而增加。当杆110响应于调节器102上的增加需求而调整调节器阀108时，杆110还调整涡流管阀124以向调节器阀108提供增加的热量，从而阻止由于在调节器阀108发生的增加的压降而引起的结冰。
例如，响应于调节器102上的增加需求，杆110打开调节器阀108，以增加通过调节器102的过程流体的流动并在调节器出口112维持恒定的过程流体输出压力。当过程流体流动穿过调节器阀108时，过程流体的压力减小。当过程流体的压力减小时，在调节器阀108处形成水合物而发生结冰的风险由于增加的压降而增加。
为了解决增加的结冰风险，杆110调整涡流管阀124，以相对于在调节器阀108处发生的压降的量值向调节器阀108提供最大量的热量。杆110定位涡流管阀124，使得穿过涡流管阀124的热流体流的流动小于经由冷流体出口126流出涡流管118的冷流体流的流动。在该些实施例中，涡流管阀124处于部分或几乎关闭位置。当通过调节器102的过程流体的流动由于调节器阀108的打开而增加时，通过涡流管阀124的热流体流的流动由于部分关闭涡流管阀124而减少。当热流体流的流动减少时，涡流管118中的热流体流的温度增加。当热流体流流出涡流管118时，来自热流体流的热量被传递到调节器102中的过程流体。在示例性的装置100中，热量的传递通过在接触区域132的传导来实现。
杆110控制调节器阀108和涡流管阀124以平衡通过调节器102的过程流体的流动、热流体流的温度以及传递到调节器102的热量。在达到该平衡的过程中，杆110用来维持恒定的调节器输出压力并阻止调节器阀108中水合物的形成。
在一些实施例中，装置100包括布置在调节器本体104中并围绕涡流管118的隔离件136。隔离件136减少了由于涡流管118中涡流的形成而产生的热量向除了调节器102以外的环境的传递(例如，损耗)。在一些实施例中，隔离件包括吸声材料，其将涡流管118中的涡流产生的声能转换成热量。包括吸声材料的隔离件136还可围绕冷流体出口126，以在冷流体流流出涡流管118时减小噪声。隔离件136不限于装置100，并可包含在这里公开的示例性装置中。
在一些实施例中，板138布置在涡流管阀124和热流体出口122之间，以减小由于涡流管118中的涡流的形成而产生的噪声。板138减弱经由热流体出口122流出涡流管118的热流体流的喷射。在一些实施例中，板138是穿孔的板。在一些实施例中，减声板138附加地或替换地布置在冷流体出口126中。板138布置在热流体出口122和/或冷流体出口126中，以不阻塞热流体出口122和/或冷流体出口126。
图3示出了用来向调节器阀提供热量的第二示例性的装置300。装置300包括布置在调节器本体304中的涡流管118。当输入流体通过喷嘴121进入涡流管入口120a、120b并行进通过涡流管118时，形成包括相对热流体流和相对冷流体流的涡流。涡流管阀124调节流出涡流管118的热流体流的流动。冷流体流通过冷流体出口126流出涡流管118。
在装置300中，杆100控制调节器阀108和涡流管阀124。当调节器阀108打开以例如增加通过调节器102的过程流体的流动来维持恒定压力输出时，杆110定位涡流管阀124，使得热流体流流出涡流管118并流入邻近调节器102的表面134布置在本体304中的膨胀腔室128。表面134具有布置在其中的通道336a、336b，热流体流通过通道336a、336b从膨胀腔室128流入第一调节器腔室102a。来自热流体流的热量通过热流体流与第一调节器腔室102a中的过程流体混合而传递到过程流体。当过程流体与热流体流混合并穿过调节器阀108流入第二调节器腔室102b时，热量被提供到调节器阀108以减少和/或阻止水合物的形成。
为了相对于调节器102上的需求而将最大量的热量传递到调节器阀108，杆110如图2中的示例图表中表示的根据涡流管118的行为来控制涡流管阀124。例如，当调节器阀108打开并且通过调节器102的过程流体的流动增加时，杆110部分地封闭涡流管阀124，以经由穿过通道336a、336b的热流体流的流动将热量提供到调节器102。输入流体和经由部分封闭的涡流管阀124流出涡流管118的热流体流之间的温度差被最大化，以响应于过程流体在调节器阀108的增加的压降。
装置300通过热流体流与调节器102中的过程流体混合将热量传递到调节器102。为了将传递到调节器102的热量最大化，诸如限流阀等限流器338布置在过程流体入口106中。当过程流体进入过程流体入口106并流入第一调节器腔室102a时，限流器338提供压降。限流器338通过减小过程流体的压力帮助热流体流与过程流体混合。在一些情形下，第一调节器腔室102a中的过程流体的压力高于从涡流管阀124流出并通过通道336a、336b流动的热流体流的压力。限流器338在过程流体入口106提供压降，以减小过程流体的压力并帮助过程流体与热流体流混合。在流动通过限流器338以后，第一调节器腔室102a中的过程流体的压力小于流动通过涡流管118和通道336a、336b之后的热流体流的压力。通过热流体流与过程流体混合，热量随着过程流体和热流体流的混合物流动穿过调节器阀108而提供到调节器阀108。
在一些实施例中，通道336a、336b包括其上具有孔的板。热流体流通过穿孔的板流入第一调节器腔室102a。形成通道336a、336b的板的直径基于当热流体流经由涡流管阀124从涡流管118流入膨胀腔室128时热流体流的压降的量值来选择。通道336a、336b的尺寸这样选择，使得当热流体流经由通道336a和336b，通过涡流管阀124，并流入第一调节器腔室102a中时，热流体流维持比过程流体更高的压力。另外，尽管图3示出了装置300具有两个通道336a、336b，但是装置300可包括附加的或较少的通道。
图4示出了用于将热量传递到调节器阀的第三示例性的装置400。装置400包括布置在调节器本体404中的涡流管118。涡流管入口420a、420b用作过程流体经由本体404中的单个流动通路流入涡流管118和调节器102的入口。过程流体通过喷嘴421流入涡流管入口420a、420b并穿过涡流管118行进，涡流形成在过程流体流入第一调节器腔室102a之前。涡流包括较热部分的过程流体或热过程流体流以及较冷部分的过程流体或冷过程流体流。
涡流管阀124控制流出涡流管118的热过程流体的流动。在流出涡流管118以后，热过程流体流流入第一调节器腔室102a。在调节器102的操作中，热过程流体流穿过调节器阀108流入第二调节器腔室102b并经由调节器出口112流出装置400。在进入调节器102之前流动通过涡流管118的过程中，过程流体由于涡流管118中产生的涡流而被加热。过程流体的加热避免了由于流体压力在调节器阀108降低而发生结冰的情形。
在装置400中，涡流管入口420a、420b用作向涡流管118和调节器102提供过程流体的入口。过程流体在进入调节器102之前流动通过涡流管118。因此，杆110控制涡流管阀124，以通过向调节器102传递热量来平衡调节器102上的需求。具体地，杆110控制涡流管阀124，以向调节器102提供充足的热过程流体流输入，从而在调节器出口112维持恒定压力输出。在调节涡流管阀124以向调节器102提供充足输入的过程中，杆110还基于通过涡流管阀124的热过程流体流的温度和流动量来控制提供到调节器102的热量。
杆110平衡涡流管阀124的打开程度，以在热过程流体流流出涡流管118时随着热过程流体流的温度向调节器102提供充足的输入。根据图2的示例图表中所示的涡流输出流动的行为，杆110定位涡流管阀124，使得流出涡流管阀124的热过程流体流的温度相对于为在调节器出口112维持恒定输出压力所需的通过涡流管阀124的过程流体的流动量而最大化。在装置400中，杆110控制涡流管阀124，以向调节器102提供充足的输入和充足热量来阻止由于过程流体在调节器阀108的减少而引起的结冰。
另外，杆110控制调节器阀108和涡流阀124，以提供穿过装置400的阶段式压降。当热过程流体流流动通过调节器102时，通过减小在调节器阀108的压降的量值，阶段式压降增加了装置400的稳定性。例如，当杆110调节涡流管阀124以向调节器102提供足够的热过程流体流的流动时，第一压降发生在热过程流体流流动通过涡流管阀124并流入第一调节器腔室102a时。当进入第一调节器腔室102a时，热过程流体流的压力由于在涡流管阀124的第一压降而减小。当热流体流流动穿过调节器阀108时，在调节器阀108发生第二压降。由于在流入第一调节器腔室102a之前，热过程流体流的压力在涡流管阀124减小，所以第二压降的量值比热过程流体流没有遇到第一压降要小。在涡流管阀124的第一压降允许加载机构114和感应元件116的更小尺寸，以平衡对应于加载机构114和过程流体的力。因此，由于在调节器本体404中的两个阀座处的阶段式压降，装置400的稳定性增加。
图5是示例性装置400的更详细的第二操作图。图5示出了通过涡流管118的输入过程流体442的流动和杆110的行为。当输入过程流体442通过喷嘴421流入涡流管入口420a、420b时，涡流444产生。涡流444包括相对热的过程流体流444a和相对冷的过程流体流444b。
在图5中所示的装置400中，杆110响应于调节器102上的需求来控制调节器阀108和涡流管阀124的打开和关闭，以维持压力输出并阻止结冰。随着调节器上的需求增加，杆110打开调节器阀108。另外，杆110定位涡流管阀124，使得热过程流体流444a和输入过程流体442之间的温度差相对于为在调节器出口112维持恒定压力输出所需的通过装置400的输入过程流体442的流动量而最大化。
当调节器102上的需求减小时，杆110使调节器阀108关闭。在该些情形下，杆110将涡流管阀124移动到更完全的打开位置，使得热过程流体流444a和输入过程流体442之间的温度差比涡流管阀124部分关闭时更小。在装置400的操作中，杆110基于调节器102上的需求连续地调整调节器阀108和涡流管阀124。
在装置400中，冷流体流通过冷流体出口126流出涡流管118。在一些实施例中，冷流体流流入例如位于示例性装置400下游的管道。在一些实施例中，冷流体流444b是释放到大气中的气体。另外，在示例性的装置100和300中，冷流体流可另外以针对示例性的装置400所描述的方式在流出冷流体出口126时被限制或释放。
在一些实施例中，解旋器446邻近涡流管阀124布置在涡流管118中。解旋器446在热过程流体流444a流动穿过涡流管阀124之前使热过程流体流444a变直。在使热过程流体流444a变直的过程中，解旋器446帮助热过程流体流444a与冷过程流体流444b分离。在分离热过程流体流444a和冷过程流体流444b的过程中，当热过程流体流444a通过涡流管阀124流出涡流管118时，解旋器446提供增加的热量输出。解旋器446并不限于图5中所示的示例性的装置400。解旋器446还可实施在示例性的装置100和示例性的装置300中。用于分离热过程流体流444a和冷过程流体流444b的其它机构也可以实施在这里公开的示例性的装置中。
图6示出了示例性的装置100具有用来控制涡流管阀124的杠杆650。杠杆650布置在调节器本体104中密封件130和涡流管118之间。杠杆650被连接到杆110，使得杠杆650调节涡流管阀124，以响应于杆110由于来自加载机构114的力而调整调节器阀108的行为。
在装置100中，杆110打开调节器阀108以提供通过调节器102的过程流体的增加的流动，从而在调节器出口112维持恒定的压力输出。同时，杠杆650使得涡流管阀124部分关闭，以经由涡流管118中产生的涡流的热流体流向调节器阀传递热量。例如，热量可经由调节器102和膨胀腔室128之间的接触区域132通过传导传递到调节器102。
在一些实施例中，涡流管118在调节器本体104中的位置相对于杆110和密封件130的位置偏斜。当杠杆650控制涡流管阀124打开和关闭时，偏斜涡流管118的位置容许杠杆650的臂的运动。
杠杆650并不限于图6中所示的示例性的装置100。相反地，杠杆650可被实施，以通过如示例性的装置300中的流体的混合或者通过如示例性的装置400中的输入流体的连续流动来将热量传递到调节器。另外，杠杆650可在除了图6中所示的配置以外的实施中与杆110一起配置。
根据前面所述，应理解上面公开的示例性的装置包括布置在一个本体中的调节器和涡流发生器，以调节压力并提供热量来减小或者阻止在调节器中的压降位置发生可能妨碍调节器的性能的结冰情形。上面公开的实施例向调节器传递热量，而不需要外部的加热源，也不会有将外部的加热源连接到调节器而引起的到环境的温度损耗。热量通过例如传导、流体混合或者经由涡流发生器和调节器的流体的连续流动而有效地传递到调节器。另外，除了压缩流体，涡流发生器不需要任何其它源来产生热量。在一些实施例中，提供到涡流发生器的压缩流体可以与从调节器输出的流体相同。
另外地，这里公开的示例性的装置在调节器出口维持恒定的出口压力。另外，上面公开的示例性的装置提供了相对于调节器上的需求以及在调节器阀发生的对应于增加的结冰风险的压力降低量值的最大热量传递到调节器。双座单杆阀杆允许对调节器和涡流发生器的控制，以响应于通过调节器的流动的变化而实时调整供给到调节器的热量。应理解单杆通过向调节器传递热量平衡了维持恒定输出压力所需的通过调节器的流动的量，以避免由于调节器中流体的压降而引起的结冰。
另外，通过在流体流出涡流发生器并流入调节器时提供第一压降，阶段式压降增加了这里公开的示例性装置的稳定性。第一压降减小了在调节器阀维持恒定的调节器压力输出所需的流体的压降量值。阶段式压降允许较小的加载机构和感应元件用于示例性的装置，而不需要牺牲调节器的稳定性，同时避免了可能妨碍调节器性能的水合物的形成。
尽管这里已经描述了某些示例性的方法、装置和制造物品，但是本实用新型的覆盖范围并不限于此。相反地，本实用新型覆盖了合理落入本实用新型的权利要求的范围内的所有方法、装置和制造物品。

Claims (20)

1.一种用于调节器热量传递的装置，其特征在于，包括：
调节器，其包括本体、布置在所述本体中的杆、第一入口和第一出口，所述调节器调节从所述第一入口流到所述第一出口的流体的压力；以及
涡流发生器，其布置在所述本体中，所述涡流发生器将热量传输到所述调节器的阀，所述杆控制所述调节器和所述涡流发生器。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调节器和所述涡流发生器之间的接触区域的尺寸与传输到所述阀的热量相关。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括隔离所述涡流发生器和围绕所述本体的周围环境的隔离件。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述本体包括向所述涡流发生器提供压缩流体的第二入口。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述本体包括第二出口和第三出口，所述第二出口将所述压缩流体的第一部分传输离开所述涡流发生器，所述第三出口将所述压缩流体的第二部分传输离开所述涡流发生器，所述压缩流体的所述第一部分的温度高于所述压缩流体的所述第二部分的温度。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括用于控制所述压缩流体的所述第一部分远离所述涡流发生器的流动的第二阀。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括布置在所述第一入口和所述第二阀之间的密封件。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括布置在所述第二出口和所述第二阀之间以减小声音到周围环境的传递的穿孔板。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括布置在密封件和所述第二阀之间以操作所述第二阀的杠杆，其中所述杆控制所述杠杆。
10.一种用于调节器热量传递的装置，其特征在于，包括：
本体，其具有入口、出口以及布置在所述本体中的杆；
涡流发生器，其布置在所述本体中，所述涡流发生器用于加热从所述入口流到所述出口的流体；以及
第一阀，其用于调节所述流体的压力，所述杆控制所述第一阀和所述涡流发生器。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括布置在所述涡流发生器中的解旋器。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括第二阀，所述第二阀控制由所述涡流发生器产生的加热流体，所述加热流体通过所述第二阀流入所述第一阀。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括位于所述第一阀和所述第二阀之间的腔室。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述加热流体通过所述第二阀的流动与传输到所述第一阀的热量相关。
15.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述本体还包括先导入口，所述第一阀调节从先导入口流到出口的第二流体的压力。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，还包括布置在所述先导入口中的限流器，所述限流器减小通过所述先导入口流动的所述第二流体的压力。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括将由所述涡流发生器产生的加热流体传输到所述先导入口的通道。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述通道包括其中限定有孔的板。
19.一种用于调节器热量传递的装置，其特征在于，包括：
压力调节装置，其调节流体的压力；以及
加热装置，其加热所述压力调节装置，所述压力调节装置和所述加热装置包括一个本体。
20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，还包括控制所述压力调节装置和所述加热装置的控制装置，所述控制装置使得所述加热装置相应地响应于所述压力调节装置。
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