NO20100499L

NO20100499L - In-line justerbar regulator

Info

Publication number: NO20100499L
Application number: NO20100499A
Authority: NO
Inventors: Daryll D Patterson; Eric Jacob Burgett
Original assignee: Tescom Corp
Priority date: 2007-09-14
Filing date: 2010-04-08
Publication date: 2010-04-08
Also published as: RU2010114081A; AU2008302542B2; AU2008302542A1; KR20100072178A; KR101546984B1; CN101802741B; US20090071550A1; CN101802741A; RU2479863C2; MX2010002785A; EP2188691A1; JP5638391B2; JP2010539595A; WO2009038946A1; BRPI0816254A2; CA2699542A1

Abstract

Justerbare in-line væskeregulatorer beskrives. Ett beskrevet eksempel på en væskeregulator har en hoveddel med et væskeinnløp og -utløp. Regulatoren i eksempelet har også en første væskeregulator med en ventil til å regulere væskeflyten fra innløp til utløp, et stempel koblet til ventilen via en stamme der stempelet tar imot et trykk i forbindelse med utløpet. Den første væskeventilen har også en fjærplate som er flyttbar langs lengdeaksen til stammen, en fjær plassert mellom stempelet og fjærplaten og en justeringsinnretning som er koblet til hoveddelen for å kunne flytte fjærplaten og dermed endre sammentrykkingen på fjæren og et regulert utløpstrykk på væskeregulatoren.

Description

IN-LINE JUSTERBAR REGULATOR

PATENTDOKUMENTETS OMRÅDE

[0001] Området til dette patentdokumentet er generelt relatert til væskeregulatorer og mer bestemt til in-line justerbare regulatorer.

BAKGRUNN

[0002] Prosesskontrollsystemer benytter enheter fra en rekke forskjellige felt for å kontrollere prosessparametere. Væskeregulatorer er vanligvis fordelt gjennom hele prosesskontrollsystemene for å regulere trykket til forskjellige væsker (for eksempel væsker, gasser, osv.). Væskeregulatorer benyttes vanligvis til å regulere trykket på en flytende væske til en hovedsakelig konstant verdi. Spesifikt har en væskeregulator et innløp som vanligvis tar imot en forsyning med væske ved relativt høyt trykk som kan variere eller svinge,og sørger for et relativt lavere og hovedsakelig konstant trykk ved utløpet. En gassregulator forbundet med et stykke utstyr kan for eksempel ta imot en gass ved et relativt høyt trykk fra en gassfordelingskilde og kan regulere gassen til lavere, hovedsakelig konstant trykk som er egnet til trygg og effektiv bruk av utstyret.

[0003] Væskeregulatorer regulerer vanligvis flyten og trykket på væsken ved bruk av en membran eller et stempel med fast eller kontrollert trykk påført en av sidene via en belastningsfjær. Membranen er også betjeningsmessig koblet direkte eller via en koblingsdel til en ventilkomponent som flyttes i forhold til en overflate på et underlag som gjennom væskeflyten kobler innløpet på regulatoren til utløpet. Membranen eller stempelet flytter ventilkomponenten som et resultat av forskjellen mellom utløpstrykk og det innstilte eller det kontrollerte trykket for å variere flytbegrensningene gjennom regulatoren og på den måten oppnå et hovedsakelig konstant utløpstrykk. Dette gir en balanserende kraft på den andre siden av membranen eller stempelet som er likt eller proporsjonalt med det faste trykket eller kontrolltrykket.

[0004] Væskeregulatorer kan gi et fast (for eksempel ikke justerbart på stedet) regulert utløpstrykk, mens andre typer væskeregulatorer kan ha én eller flere justeringer for justeringsmessig å stille inn eller variere utløpstrykket. En justerbar væskeregulator har vanligvis en fjær som er sammentrykt med en forhåndsbestemt mengde for å stille inn det regulerte utløpstrykket. I noen regulatorer kan trykket som anvendes på fjæren, reguleres eller justeres for å muliggjøre justering på stedet av det regulerte utløpstrykket på regulatoren. Slike regulatorer som kan justeres på stedet, har vanligvis en knott eller lignende som kan holdes og vendes for å rotere en gjenget stang som muligens har én eller flere mellomliggende komponenter som forandrer sammentrykking på fjæren og dermed endres det regulerte utløpstrykket på regulatoren. Mange av disse justerbare regulatorene krever imidlertid en monteringsoverflate og/eller tar forholdsvis mye plass som kan være mangelvare eller mangle i kontrollskaper så vel som i andre rom der regulatorer vanligvis plasseres i hele prosesskontrollsystemet.

SAMMENDRAG

[0005] I overensstemmelse med ett beskrevet eksempel har en justerbar væskeregulator en hoveddel med et væskeinnløp og et væskeutløp og en første væskeregulator. Den første væskeregulatoren har en ventil for å regulere væskeflyten fra innløp til utløp og et stempel koblet til ventilen via en stamme der stempelet tar imot et trykk i forbindelse med utløpet. I tillegg har den første væskeregulatoren en fjærplate som er flyttbar langs lengdeaksen på stammen, en fjær som er plassert mellom stempelet og fjærplaten og en justeringsinnretning som er koblet til hoveddelen for å flytte fjærplaten for dermed å endre sammentrykkingen på fjæren og et regulert utløpstrykk på væskeregulatoren.

[0006] I overensstemmelse med et annet beskrevet eksempel har en justerbar væskeregulatormontasje en første væskeregulator og en andre væskeregulator som er koblet til den første væskeregulatoren med væske. Den første og andre væskeregulatoren danner en in-line, to-trinns væskeregulator. Den første væskeregulatoren består av en justeringsinnretning for å endre flytreguleringstrykket til den første væskeregulatoren, og justeringsinnretningen konfigureres for å kunne justeres på stedet for å endre sammentrykkingen på en fjær i den første væskeregulatoren.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0007] FIG. 1 viser et tverrsnitt av en kjent in-line, ett-trinns væskeregulator.

[0008] FIG. 2 viser et tverrsnitt av et eksempel på en in-line, ett-trinns justerbar væskeregulator.

[0009] FIG. 3 viser et tverrsnitt av et eksempel på en to-trinns justerbar væskeregulator.

DETALJERT BESKRIVELSE

[00010] Væskeregulatorene som beskrives i dette dokumentet, har ett-trinns eller to-trinns konfigurasjoner med utmerkede reguleringsegenskaper som minimerer effekten av endringer i innløpstrykket på utgangs- eller utløpstrykk. I tillegg har væskeregulatorene som beskrives i dette dokumentet, kompakte konfigurasjoner med justerbart (for eksempel kan justeres på stedet) utløpstrykk. Den relativt kompakte konfigurasjonen i sammenligning med kjente væskeregulatorer forenkler bruken av væskeregulatoreksemplene beskrevet i dette dokumentet i kontrollskap så vel som andre plassbegrensede prosesskontrollmiljøer. Eksemplene på væskeregulatorer som beskrives i dette dokumentet, kan benyttes som et sammentrykkingsledd mellom et stempel og en ventil der leddet kan benyttes til å utøve kontinuerlig tilleggskraft for å produsere et lufttett segl dersom ventilen skulle lekke. Videre kan eksemplene på væskeregulatorer som beskrives i dette dokumentet, benyttes i relativt barske bruksmiljøer som for eksempel i forbindelse med forurensede væsker, store temperaturvariasjoner, høyt innløpstrykk (for eksempel 10 000 psig) osv.

[00011] FIG. 1 beskriver et tverrsnitt av en kjent in-line, ett-trinns væskeregulator 100. Den kjente væskeregulatoren 100 har hovedsakelig sylindrisk hoveddel, hus eller foring 102, inkludert nedre foring eller første del 104 og øvre foring, deksel eller andre del 106. Den første og andre delen 104 og 106 er koblet med sammenpassende gjenger 108 og 110. Den første delen 104 har en innløpsport 112 med innvendige gjenger 114 for å koble til et rør eller andre væskebærende kanaler. I tillegg finnes et filter eller en skjerm 116 i innløpet 112 for å forhindre skitt og avfall fra å forurense regulatoren og hindre bruken. Den første delen 104 holder eller fører en ventilmontasje 118. Ventilmontasjen 118 har en væskeflytkontrolldel eller plugg 120 som flytter seg i forhold til en åpning eller overflaten 122 i en bane 124 som er koblet til innløpet 112 med væske for å regulere flyten inn i regulatoren 100. Flytkontrolldelen eller pluggen 120 er festet til en glidestamme 126 som er koblet til en kjerne 128 i den første delen av huset 104. En o-ring 130 danner et omkretssegl mellom veggen på kjernen 128 og stammen 126. Stammen 126 er en del av glidestempelet 132 som er koblet inne i den øvre eller andre foringsdelen 106. En o-ring 134 danner en forsegling mot den innvendige veggen 136 i den øvre eller andre foringsdelen 106. En øvre overflate 138 på stempelet 132 er koblet med væske til en utløpstrykkport 140 som har innvendige gjenger 142 for at et rør eller andre væskebærende kanaler skal kunne tilkobles.

[00012] Som det tydelig kan sees i FIG. 1, er kjernen 128 koblet med væske til utløpsporten 140 via banene 144 og 146. Når pluggen 120 skilles fra overflaten 122, kan væske flyte fra innløpet 112 til utløpet 140 for å øke trykket ved utløpet 140. En sammentrykkingsfjær 148 er plassert mellom stempelet 132 og et underlag 150 i den første eller nedre foringsdelen 104. Et kammer 152 mellom stempelet 132 og underlaget 150 ventileres via en åpning 154 til atmosfæren og dermed opprettholdes atmosfærisk trykk under bruken av regulatoren 100.

[00013] Under bruk belaster eller presser fjæren 148 stempelet 132 og dermed skyves pluggen 120 vekk fra overflaten 122 slik at ventilen 118 stilles i en vanligvis åpen konfigurasjon. Når det ikke er et trykk som er høyere enn atmosfærisk trykk ved utløpet 140, er ventilen 118 i helt åpen posisjon. Videre, i det innløpet 112 fører væske under trykk til utløpet 140, vil trykket ved utløpet 140 øke og trykket på overflaten 138 til stempelet 132 øker og presser pluggen 120 mot overflaten 122 og dermed begrenses væskeflyten fra innløpet 112 til utløpet 140. Når trykket ved utløpet 140 er tilstrekkelig høyt, fremtvinges en balansetilstand (dvs. trykket som utøves på fjæren vil balansere mottrykket ved utløpet 140) slik at trykket ved utløpet 140 er ved et hovedsakelig konstant trykk lavere enn trykket ved innløpet 112. Den tvungne balansebaserte funksjonen til slike væskeregulatorer er velkjent og beskrives derfor ikke i større detalj i dette dokumentet.

[00014] FIG. 2 viser et tverrsnitt av et eksempel på en ett-trinns in-line justerbar væskeregulator 200. Eksempelet på en væskeregulator 200 har hovedsakelig en sylindrisk hoveddel, hus eller foring 202, inkludert nedre foring eller første del 204 og øvre foring, deksel eller andre del 206. Den første og den andre delen 204 og 206 er koblet med sammenpassende gjenger 208 og 210. Den første delen 204 har en innløpsport 212 med innvendige gjenger 214 for å koble til et rør eller annen væskebærende kanal. I tillegg finnes et filter eller en skjerm 216 ved innløpet for å forhindre skitt og/eller annet avfall fra å forurense regulatoren og hindre bruken. Den første delen 204 holder eller fører også en ventilmontasje 218. Ventilmontasjen 218 har en flytkontrolldel eller plugg 220 som flytter seg i forhold til en åpning eller overflate 222 i en bane 224 som er koblet med væske, til innløpet 212 for å regulere flyten av væske inn i regulatoren 200. Flytkontrolldelen eller pluggen 220 er festet til en stamme 226 som er koblet med glider til en kjerne 228 i den første delen av huset 204. En o-ring 230 danner et omkretssegl mellom veggen på kjernen 228 og stammen 226. Stammen 226 er en del av et stempel 232 som er koblet med glider til den øvre eller andre foringsdelen 206. En øvre overflate 238 på stempelet 232 er koblet med væske til en utløpstrykkport 240 som har innvendige gjenger 242 for at et rør eller andre væskebærende kanaler skal kunne tilkobles.

[00015] I motsetning til kjente væskeregulatorer har væskeregulatoreksempelet 200 en sammentrykkingsfjær 248 som er plassert mellom en fjærplate 250 og stempelet 232. Fjærplaten 250 kan glides langs lengdeaksen på stammen 226. For å føre og forenkle glidingen av fjærplaten 250 kan fjærplaten 250 ha knotter eller projeksjoner 252 og 252 som glir inni en åpning eller kanal 256 i hoveddelen eller huset 202. For å muliggjøre justering av kontrolltrykket i væskeregulatoreksempelet 200 er en justerbar ring 258 montert. Justeringsringen 258 kan kobles med gjengene 260 og 262 til den nedre eller første delen 204 av hoveddelen eller huset 20, slik at rotasjonen av den justerbare ringen 258 flytter fjærplaten 250 mot stempelet 232 for å øke sammentrykkingen av fjæren 248 som øker det regulerte utløpstrykket på væskeregulatoren 200 eller vekk fra stempelet 232 for å redusere sammentrykkingen (dvs. muliggjør utvidelse) av fjæren 248 som reduserer det regulerte utløpstrykket på væskeregulatoren 200. Som klart kan sees i FIG. 2, har væskeregulatoren 200 en relativ kompakt, justerbar in-line, ett-trinns væskeregulatorkonfigurasjon, som har en justeringsinnretning som for eksempel, muliggjør manuell justering på stedet (for eksempel via ringen 258) på det regulerte utløps-eller utgangstrykket på regulatoren 200.

[00016] FIG. 3 viser et tverrsnitt av et to-trinns in-line, justerbart væskeregulatoreksempel 300. Generelt har regulatoreksempelet 300 en første, ikke-justerbar regulator 302 som er koblet i serie med væske, til en justerbar, andre-trinns regulator 304. Den første og andre regulatoren eller trinnene 302 og 304 er integrert i hus eller foring 306 med et innløp 308 og flere utløp 310, 312 og 314. Ett eller flere av utløpene 310, 312 og 314 kan benyttes etter behov for å passe forskjellige innretninger og et hvilket som helst av utløpene 310, 312 og 314 kan plugges igjen eller blokkeres eller forsegles på annen måte. Som beskrevet i forbindelse med den justerbare regulatoren 200 i FIG. 2, gir det andre trinnet 304 et justerbart utløpsreguleringstrykk via en flyttbar fjærplate 316 og justeringsring 318. Justeringsringen 318 er dermed koblet med gjenger til huset eller foringen 306 slik at rotasjonen av ringen 318 i én retning medfører at fjærplaten 316 flytter seg mot utløpene 310, 312 og 314 for å trykke sammen en fjær 320 og øke det regulerte utløpstrykket ved utløpene 310, 312 og 314. Rotasjon av ringen 318 i den andre retningen medfører på lignende måte til at fjærplaten 316 beveger seg vekk fra utløpene 310, 312 og 314 for å redusere sammentrykkingen av fjæren 320 og redusere det regulerte utløpstrykket ved utløpene 310, 312 og 314.

[00017] Selv om de justerbare in-line væskeregulatoreksemplene 200 og 300 beskrevet i dette dokumentet generelt fremstilles som sylinderformede, kan enhver annen form brukes i stedet. For eksempel kan foringene eller hoveddelene ha polygonalt (for eksempel rektangulært) tverrsnitt. I tillegg, selv om justeringsring-mekanismene beskrevet i dette dokumentet fremstilles som direkte, manuelt justerbare, kan enhver variant av tannhjul og/eller elektromagnetisk justeringsmekanismer benyttes som alternativ eller benyttes i tillegg for å lette bevegelse av fjærplatene 250 og 315. For eksempel kan en liten, elektrisk motor tilkobles (for eksempel via tannhjul eller lignende) for å justere ringen slik at den roterer ringen og justerer posisjonen til fjærplatene 250 og 316 ved å aktivere motoren. I tillegg kan én eller flere låseringer benyttes i tillegg til justeringsringene 250 og 316 for å gjøre det mulig å feste eller låse posisjonen(e) til justeringsringene 250 og 316 i én posisjon (for eksempel ved å kontrastramme låseringen(e) mot justeringsringen). I tillegg kan justerings- og/eller låseringene ha flere flater eller andre funksjoner for å lette bruken av verktøy (for eksempel nøkler, tenger, osv.) for å skrue eller rotere justeringsringene.

[00018] Selv om visse apparater beskrives i dette dokumentet, er ikke dette patentets omfang begrenset til disse. Tvert i mot dekker dette patentet alle metoder, apparater og produserte artikler som med rimelighet faller innen omfanget av de tilhørende kravene enten bokstavelig eller under ekvivalenslæren.

Claims

1. Justerbar væskeregulator bestående av: en hoveddel med et væskeinnløp og et væskeutløp, og en første væskeregulator, bestående av: en ventil til å regulere væskeflyt fra innløpet til utløpet, et stempel koblet til ventilen via en stamme der stempelet skal motta ett trykk i forbindelse med utløpet, en fjærplate som er flyttbar langs en lengdeakse på stammen, en fjær som er plassert mellom stempelet og fjærplaten, og en justeringsinnretning som er koblet til hoveddelen for å flytte fjærplaten slik at sammentrykkingen av fjæren endres og et regulert utløpstrykk oppnås i væskeregulatoren.

2. Justerbar væskeregulator som definert i krav 1, der hoveddelen omfatter en første del som er koblet med gjenger til en andre del.

3. Justerbar væskeregulator som definert i krav 1, der hoveddelen omfatter en åpning for å føre bevegelsen til fjærplaten.

4. Justerbar væskeregulator som definert i krav 1, der justeringsinnretningen omfatter en ring koblet til hoveddelen slik at rotasjon av ringen flytter fjærplaten langs en lengdeakse på stammen.

5. Justerbar væskeregulator som definert i krav 4, der ringen er koblet til hoveddelen med gjenger.

6. Justerbar væskeregulator som definert i krav 1, som i tillegg har en andre væskeregulator koblet i serie med væske til den første væskeregulatoren.

7. Justerbar væskeregulator, som definert i krav 6, der den første og andre væskeregulatoren danner en in-line væskeregulator.

8. Justerbar væskeregulator som definert i krav 6, der den andre væskeregulatoren er koblet med væske mellom innløpet og den første væskeregulatoren.

9. Justerbar væskeregulator, som definert i krav 6, der den andre væskeregulatoren har et forhåndsbestemt, ikke-justerbart reguleringstrykk.

10. Justerbar væskeregulator, som definert i krav 6, der den første og andre væskeregulatoren er integrert i hoveddelen.

11. Justerbar væskeregulatormontasje som består av: En første væskeregulator og en andre væskeregulator koblet med væske til den første væskeregulatoren der den første og den andre væskeregulatoren danner en justeringsinnretning for å endre flytreguleringstrykket i den første væskeregulatoren og der justeringsinnretningen er konfigurert for å kunne justeres på stedet slik at sammentrykkingen på en fjær i den første væskeregulatoren kan endres.

12. Justerbar væskeregulator som definert i krav 11, der justerinnretningen omfatter en roterbar ring og en fjærplate og der rotasjonen av ringen forårsaker at fjærplaten enten beveger seg eller trykker sammen fjæren for enten å flytte eller trykke sammen eller utvide fjæren.

13. Justerbar væskeregulator som definert i krav 11, der justeringsinnretningen er plassert mellom et innløp og et utløp i den justerbare væskeregulatoren.

14. Justerbar væskeregulator som definert i krav 11, der hver av den første og andre væskeregulatoren omfatter et stempel og en stamme koblet til stempelet.

15. Justerbar væskeregulator som definert i krav 11, der hver av den første og andre væskeregulatoren omfatter en fjær for å stille inn utgangsreguleringstrykket.

16. Justerbar væskeregulator som definert i krav 11, der den første og andre væskeregulatoren er plassert i en hovedsakelig sylindrisk hoveddel.

17. Justerbar væskeregulator som definert i krav 11, der justeringsinnretningen er koblet med gjenger til en ytre overflate på den justerbare væskeregulatoren for å lette bevegelsen av justeringsinnretningen langs lengdeaksen på hoveddelen.

18. Justerbar væskeregulator som definert i krav 11, der justeringsinnretningen kan justeres manuelt.

19. Justerbar væskeregulator som definert i krav 11, der den justerbare væskeregulatoren omfatter et innløp og flere utløp.

20. Justerbar væskeregulator som definert i krav 11, der sammentrykkingen av fjæren er forbundet med et ønsket utgangsreguleringstrykk.