NO341304B1 - Ventilapparatur for å forhindre kontaminering av fluid i en fluidregulator - Google Patents

Description

Ventilapparatur for å forhindre kontaminering av fluid i en fluidregulator Oppfinnelsens område

[0001 ] Dette patentet gjelder generelt fluidregulatorer og, mer spesielt,

ventilapparatur for å forhindre kontaminering av et fluid i en fluidregulator.

Bakgrunn

[0002 ] Fluidregulatorer blir vanligvis fordelt gjennom hele

prosessreguleringssystemene for å styre trykkene i forskjellige fluider (f.eks. væsker, gasser, osv.). Fluidregulatorer brukes typisk for å regulere trykket for et fluid til en hovedsakelig konstant verdi. Spesifikt, en fluidregulator har et innløp som typisk tar imot et tilførselsfluid ved et forholds høyt trykk og tilveiebringer et forholdsvis lavere og hovedsakelig konstant trykk ved et

utløp.

[0003 ] For å regulere nedstrømstrykket, vil fluidregulatorer vanligvis innbefatte et sensorelement eller -membran for å føle et utløpstrykk i fluidkommunikasjon med en nedstrømskilde. En ventilapparatur anordnes innenfor fluidstrømningspassasjen for å styre eller modulere fluidstrømning mellom et innløp og utløpet. Ventilapparaturen er operativt koblet til sensorelementet, som gjør at ventilapparaturen flytter seg mellom en åpen posisjon for å gi anledning for fluidstrømning mellom innløpet og utløpet og en lukket posisjon for å forhindre eller begrense fluidstrømning mellom innløpet og utløpet,

basert på et trykkdifferensiale over sensorelementet.

[0004 ] Eksempler på fluidregulatorer er vist i WO2011/00259, US5443083,

US4055198, US5904178 og US2612728.

[0005 ] WO2011/00259 viser en trykkreduserende ventil inkluderende en balansert ventilpatron. Den balanserte ventilpatronen har en tilbakeholder inkluderende ett sentralt hull. Et ventilsete og en ventilplugg er anordnet innenfor det sentrale hullet og samvirker for å åpne og lukke ventilen. Et lokk lukker en ende av det sentrale hullet, lokket inkluderer ett blindhull for å motta en del av ventilpluggen. Nedstrøms fluidtrykk sendes inntil blindhullet gjennom en hul deel av ventilpluggen, slik at ventilpluggen balanseres innenfor tilbakeholderen.

[0006 ] For å koble ventilapparaturen i fluidstrømningspassasjen, vil noen kjente fluidregulatorer bruke en tilbakeholder eller et annet element som er gjengbart koblet til et hull i fluidregulatorlegemet. Imidlertid, under sammenstillingen vil en slik gjenget forbindelse kunne danne urenheter (f.eks. partikulært stoff, rusk eller kontaminanter) nedstrøms fra et filter i ventilapparaturen. Under drift vil et høytrykks prosessfluid kunne forårsake urenheter i strømmen i fluidstrømningspassasjen og kontaminere nedstrømskomponenter eller utstyr. For applikasjoner med høy renhet, vil et kontaminert fluid kunne være uakseptabelt. I tillegg, eller alternativt, vil urenheter kunne sedimentere seg på en tetningsflate i ventilapparaturen, som vil kunne forårsake en feil tetning når fluidregulatoren er i en lukket posisjon og/eller påføre skade på ventilapparaturen.

Sammendrag for oppfinnelsen

[0007 ] I ett eksempel vil en ventilapparatur innbefatte et hus anordnet innenfor en fluidstrømningspassasje i fluidregulatoren for å definere en lavtrykksside av fluidstrømningspassasjen og en høytrykksside av fluidstrømningspassasjen. Huset har et hull som i det minste delvis definerer fluidstrømningspassasjen når koblet til fluidregulatoren. Huset har en bevegelig ventilsammenstilling anordnet innenfor hullet via en ikke-gjenget forbindelse i fluidkommunikasjon med lavtrykkssiden av fluidstrømningspassasjen og utvendige gjenger for gjengbar kobling av huset til en åpning på fluidregulatoren. Et tetningssystem forhindrer urenheter fra å strømme mellom høytrykkssiden av

fluidstrømningspassasjen og lavtrykkssiden av fluidstrømningspassasjen.

[0008 ] I et annet eksempel vil en fluidregulator innbefatte et ventillegeme som har en gjenget åpning som i det minste delvis definerer en fluidstrømningspassasje mellom et innløp og et utløp. Fluidregulatoren innbefatter en ventilpatron som har et hus som innbefatter utvendige gjenger for på en avtagbar måte koble ventilpatronen til den gjengede åpningen på ventillegemet og ventilpatronen har et filter koblet til huset. Huset har et hull for å ta imot en strømningsreguleringssammenstilling, slik at

strømningsreguleringssammenstillingen kobles til huset via en ikke-gjenget forbindelse nedstrøms fra filteret. En tetning kobles til huset på ventilpatronen og tetningen er på plass mellom de utvendige gjengene på ventilpatronen og

et sensorkammer av fluidregulatoren for å forhindre urenheter fra å kontaminere et prosessfluid nedstrøms for filteret hvor tetningen og filteret isolerer urenheter innenfor åpningen på fluidregulatoren oppstrøms fra

filteret.

[0009 ] Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen fremkommer ved de tilhørende

patentkravene.

Kort beskrivelse av tegningene

[0010] FIG. 1 illustrerer en kjent fluidregulator.

[0011 ] FIG. 2 illustrerer et forstørret riss av en kjent ventilapparatur som vil kunne

brukes for å implementere den kjente fluidregulatoren av FIG. 1.

[0012 ] FIG. 3 illustrerer en eksempelvis fluidregulator beskrevet her, men som ikke

utgjør en del av oppfinnelsen.

[0013 ] FIG. 4 er et forstørret riss av et parti av den eksempelvise fluidregulatoren i

FIG. 3.

[0014 ] FIG. 5 illustrerer et delriss av en fluidregulator som viser eteksempel på

ventilapparatur i henhold til den foreliggende oppfinnelse beskrevet her.

[0015 ] FIG. 6 illustrerer et delriss av en fluidregulator som har enda en annen eksempelvis ventilapparatur beskrevet her men som ikke utgjør en del av oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse

[0016 ] Eksempelvis ventilapparatur beskrevet her vil betydelig redusere eller forhindre urenheter (f.eks. kontaminanter, rusk, partikulært materiale, osv.) fra å strømme til nedstrømskomponenter eller utstyr og/eller fra å akkumulere på tetningsflater på ventilapparaturen. Mer spesifikt vil den eksempelvise ventilapparaturen beskrevet her ha utvendige gjenger for på en avtakbar måte koble ventilapparaturen til et fluidregulatorlegeme. Når koblet til fluidregulatorlegemet, vil ventilapparaturen definere en lavtrykksside av en fluidstrømningspassasje og en høytrykksside av fluidstrømningspassasjen, og vil kunne innbefatte et flyttbart ventilelement for å styre fluidstrømningen mellom lavtrykkssiden og høytrykkssiden i fluidsstrømningspassasjen passasjen. Ventilapparaturen beskrevet her bruker et tetningssystem for å forhindre urenheter fra å strømme mellom høytrykkssiden av

fluidstrømningspassasjen og lavtrykkssiden av fluidstrømningspassasjen. Med andre ord vil tetningssystemet kunne forhindre urenheter fra å strømme i et filtrert parti av fluidstrømningspassasjen på fluidregulatoren. I noen eksempler vil et tetningssystem kunne innbefatte en tetning anordnet på en lavtrykksside av de utvendige gjengene på ventilapparaturen. F.eks. vil en tetning kunne anordnes mellom de utvendige gjengene på ventilapparaturen og et sensorkammer på fluidregulatoren for å forhindre urenheter fra å strømme i en fluidstrømningspassasje via sensorkammeret. Således vil den eksempelvise tetningen forhindre fluidkommunikasjon mellom de utvendige

gjengene på ventilsammenstillingen og fluidstrømningspassasjen.

[0017 ] I tillegg, vil innbefatter ventilapparaturen et filter anordnet i fluidstrømningspassasjen, slik at de utvendige gjengene blir anordnet mellom filteret og tetningen. På denne måten vil den eksempelvise tetningen og filteret forhindre urenheter fra å strømme inn i fluidstrømningspassasjen. Spesielt vil det eksempelvise filteret og tetningen isolere eller fange urenheter (f.eks. urenheter produsert av de utvendige gjengene) oppstrøms for filteret og forhindre slike urenheter fra å strømme inn i fluidstrømningspassasjen og/eller akkumulere på et ventilsete eller fluidreguleringsapparatur. Således vil det eksempelvise filteret og tetningen

fange eller inneholde eventuelle urenheter oppstrøms for filteret.

[0018 ] Videre, til forskjell fra konvensjonelle fluidregulatorer, vil ventilapparaturen i det illustrerte eksemplet holde tilbake en bevegelig

strømningsreguleringssammenstilling innenfor et hull på ventilapparaturen via en ikke-gjenget forbindelse. Med andre ord vil ikke den eksempelvise ventilapparaturen beskrevet her måtte ha gjengede forbindelser nedstrøms fra filteret eller en filtrert side av fluidstrømningspassasjen. Således, den ikke-gjengede forbindelse reduserer videre sannsynligheten for

kontaminering av prosessfluidet nedstrøms fra filteret.

[0019 ] I enda flere eksempler som ikke utgjør en del av oppfinnelsen vil det eksempelvise tetningssystemet for en ventilapparatur kunne ha en første tetning (f.eks. en O-ring) anordnet tilgrensende en første side av de utvendige gjengene på ventilapparaturen (dvs. lavtrykkssiden av passasjen) og en andre tetning (f.eks. en O-ring) anordnet tilgrensende en andre side av

de utvendige gjengene (dvs. høytrykkssiden av passasjen). På denne måten vil den eksempelvise første og andre tetningen fange urenheter mellom de utvendige gjengene som vil kunne produseres under sammenstilling av

fluidregulatoren.

[0020 ] Før det diskuteres en eksempelvis fluidregulator som er beskrevet her, vil det bli tilveiebrakt en kort beskrivelse av en kjent fluidregulator 100 i FIG. 1. Med referanse til FIG. 1, vil den eksempelvise fluidregulatoren 100 innbefatte et ventillegeme 102 gjengbart koblet til en kappe 104 som definerer en fluidpassasje mellom et innløp 106 og et utløp 108. En lastsammenstilling 110 anordnes innenfor kappen 104 for å tilveiebringe en last på en membran 112, hvor lasten tilsvarer et ønskelig fluidutløpstrykk. Membranen 112 fanges mellom kappen 104 og ventillegemet 102 slik at membranen 112 og ventillegemet 102 definerer et sensorkammer 114 som er i

fluidkommunikasjon med utløpet 108 via en passasje 116.

[0021 ] En ventilapparatur eller tallerkenskive 118 beveger seg i forhold til et ventilsete 120 for å regulere eller modulere fluidstrømning mellom innløpet 106 og utløpet 108. Et forspenningselement 122 forspenner tallerkenskiven 118 mot ventilsetet 120. Tallerkenskiven 118 innbefatter også en stang 124 for operativt å kunne koble membranen 112 og tallerkenskiven 118. En tilbakeholder 128 holder tilbake ventilsetet 120 og tallerkenskiven 118

innenfor et hull 130 på ventillegemet 102.

[0022 ] Under sammenstillingen vil forspenningselementet 122 og tallerkenskiven 118 være anordnet innenfor hullet 130. Ventilsetet 120 anordnes innenfor hullet 130 og bæres på en skulder 132 i hullet 130. Tilbakeholderen 126 er gjengbart koblet til hullet 130 i ventillegemet 102. Tilbakeholderen 126 har et sylindrisk legeme som innbefatter utvendige gjenger 134 for å komme i inngrep med gjenger 136 i ventillegemet 102. Imidlertid, under sammenstilling vil gjengene 134 på tilbakeholderen 126 og/eller gjengene 136 på ventillegemet 102, hvorvidt de er pletterte eller ikke-pletterte med et belegningsmateriale, kunne forårsake eller produsere urenheter (f.eks. kontaminanter, partikulært materiale eller rusk). F.eks., under sammenstilling vil gjengekronene 134, 136 kunne ha ruheter (f.eks. som vil kunne dannes under maskinering av gjengene 134, 136) som brekkes av eller produserer

metallpartikler eller -spon etter hvert som gjengene 134,136 kommer i inngrep med eller roterer i forhold til hverandre. I noen tilfeller, i høytrykksapplikasjoner eller trykksyklusapplikasjoner som produserer trykkpulser, vil et prosessfluid kunne forårsake at urenhetene eller det partikulære materiale blir agitert og strømmer inn i sensorkammeret 114, for derved å kontaminere prosessfluidet som strømmer gjennom fluidstrømningspassasjen 116 og kontaminere nedstrømskomponenter eller

utstyr.

[0023 ] I tillegg, eller alternativt, vil urenhetene eller det partikulære materiale kunne strømme eller akkumulere på ventilsetet 120 og/eller tallerkenskiven 118, for derved å forhindre en tett forsegling siden tallerkenskiven 118 kommer i inngrep med ventilsetet 120 når fluidregulatoren 100 er i en lukket posisjon. I tillegg vil akkumulering av urenheter på ventilsetet 120 og/eller tallerkenskiven 118 kunne forårsake skader på tallerkenskiven 118 og/eller ventilsetet 120, for derved å redusere driftslevetiden for tallerkenskiven 118

og/eller ventilsetet 120.

[0024 ] Gjengene 134 på tilbakeholderen 126 og gjengene 136 på ventillegemet 102

er typiske rette gjenger, slik at tilbakeholderen 126 kan bli nøyaktig posisjonert i forhold til ventillegemet 102 og membranen 112. Imidlertid, på grunn av at gjengene 134, 136 er rette gjenger, vil høytrykksfluid fra innløpet 106 kunne strømme mellom gjengene 134, 136 til sensorkammeret 114, for derved å forårsake at urenheter strømmer inn i fluidstrømningspassasjen. Videre, vil noen kjente fluidregulatorer kunne innbefatte en tetning anordnet under gjengene 134, 136 på innløpssiden 106 av fluidstrømningspassasjen. Imidlertid vil vibrasjon og/eller trykkpulser over fluidstrømningspassasjen kunne agitere rusk eller urenheter mellom gjengene 134, 136, som får urenhetene til å strømme inn i fluidstrømningspassasjen via sensorkammeret 114. I noen tilfeller vil orientering av fluidregulatoren 100 kunne være slik at tyngdekraft og/eller vibrasjon forårsaker rusk eller urenheter mellom gjengene 134, 136 på strømmen inn i fluidstrømningspassasjen. F.eks., dersom fluidregulatoren 100 orienteres opp ned, vil urenheter mellom gjengene 134, 136 kunne falle inn i sensorkammeret 114 på grunn av tyngdekraft og/eller vibrasjon.

[0025 ] Videre, selv om et NPT-gjenget inngrep kan tilveiebringe en tetning mellom gjengene som griper inn i hverandre, vil en NPT-gjenging istedenfor rette gjenger 134, 136 ikke behøve å være egnet fordi en NPT-gjenging vil kunne forårsake at tilbakeholderen 126 kommer i en upassende posisjon (f.eks. en høyde, en rettvinkelhet, osv.) i forhold til ventillegemet 102, som derved innvirker på posisjonen for tallerkenskiven 118 i forhold til ventilsetet 132 og, således, en fluidstrømningsrate for en gitt slagposisjon for membranen 112. F.eks., dersom tilbakeholderen 126 er ved en lavere høyde i forhold til ventillegemet 308 enn det som er ønskelig, vil membranen 112 kunne måtte ha en slaglengde med større avstand enn det som er nødvendig for å få den

ønskelige fluidstrømningsraten.

[0026 ] Videre vil en renseprosess ikke nødvendigvis være egnet etter sammenstilling av fluidregulatoren 100 i noen tilfeller, fordi en renseløsning kanskje vil ikke bli fullstendig fjernet fra fluidregulatoren 100 ette rensing. Som en følge av dette vil løsningsmidlet kunne vekselvirker med et prosessfluid (f.eks. oksygen) under drift når fluidregulatoren 100 kobles til et

prosessystem.

[0027 ] FIG. 2 illustrerer en kjent ventilpatron eller -apparatur 200 som vil kunne brukes til å implementere fluidregulatoren 100 i FIG.1.1 dette eksemplet vil ventilapparaturen 200 innbefatte et legeme eller hus 202 for gjengbart å koble ventilapparaturen 200 til et ventillegeme (f.eks. ventillegemet 102 i fluidregulatoren 100 i FIG. 1). I tillegg innbefatter ventilapparaturen 200 et deksel 204 som har utvendige gjenger 206 som kommer i inngrep med innvendige gjenger 208 i legemet 202 for å holde tilbake et ventilsete 210 innenfor det legemet 202 i ventilapparaturen 200. Imidlertid er de gjengene 206 i legemet 202 og gjengene 208 i dekslet 204 i fluidkommunikasjon med en fluidstrømningspassasje 212 i ventilapparaturen 200. Med andre ord anordnes gjengene 206 og 208 nedstrøms fra et filter 214. Således, rusk, kontaminanter eller urenheter dannet av gjengene 206 i legemet 202 og gjengene 208 (f.eks. rette gjenger) i dekslet 204 under sammenstilling vil kunne strømme innenfor fluidstrømningspassasjen 212 under drift, for derved å kontaminere nedstrømskomponenter eller utstyr. I tillegg, eller alternativt, vil urenheter kunne sette seg på respektive tetningsflater i ventilsetet 210

og/eller en tallerkenskive 216 i ventilapparaturen 200, for derved å forhindre en hovedsakelig tett tetning når tallerkenskiven 216 kommer i inngrep med ventilsetet 210 når ventilapparaturen 200 er i en lukket posisjon. I tillegg vil en slik akkumulering av urenheter kunne ødelegge ventilsetet 210 og/eller

tallerkenskiven 216.

[0028 ] FIG. 3 illustrerer et eksempel på en fluidregulator 300 som ikke utgjør en del av den foreliggende oppfinnelse og som har en ventilpatron eller ventilapparatur 302 beskrevet her. Med referanse til FIG. 3 innbefatter den eksempelvise fluidregulatoren 300 et regulatorlegeme 304 som har et øvre legemsparti eller kappe 306 koblet (f.eks. gjengbart koblet) til et nedre legemsparti eller ventillegeme 308. Ventillegemet 308 danner en fluidstrømningspassasje mellom et innløp 310 og et utløp 312 i fluidregulatoren 300. En membran 314 fanges mellom ventillegemet 308 og kappen 306 slik at en første side 316 i membranen 314 og kappen 306 definerer et lastkammer 318 for å ta imot en lastsammenstilling 320. En andre side 322 av membranen 314 og en innvendig flate 324 av ventillegemet 308 definerer et sensorkammer 326. Sensorkammeret 326 er fluidmessig koblet til utløpet 312 via en passasje 328 og føler trykket fra

fluidet ved utløpet 312.

[0029 ] Lastsammenstillingen 320 er operativt koblet til membranen 314 via en membranplate eller støtteplate 330 og tilveiebringer en referansekraft eller - last (f.eks. en forhåndsinnstilt kraft) på membranen 314.1 dette eksemplet vil lastsammenstillingen 320 innbefatte et forspenningselement 322 (f.eks. en fjær) anordnet innenfor lastkammeret 318, som tilveiebringer en last på membranen 314 via membranplaten 330. Forspenningselementet 332 setter seg mellom membranplaten 330 og en fjærknapp 334 som er operativt koblet til en fjærjustering 336 via en skrue 338. Fjærjusteringen 336 flytter forspenningselementet 332 via fjærknappen 334 for å justere (f.eks. øke eller redusere) mengden av en forhåndsinnstilt kraft eller last som forspenningselementet 332 utøver på de første siden 316 i membranen 314. F.eks. vil rotasjon av fjærjusteringen 334 i en første retning (f.eks. en retning med klokken) eller en andre retning (f.eks. en retning mot klokken) variere mengden med kompresjon for forspenningselementet 332 (f.eks. komprimere

eller dekomprimere forspenningselementet 332) og dermed mengden av last

som utøves på den første siden 316 i membranen 314.

[0030 ] For å styre eller modulere fluidstrømning mellom innløpet 310 og utløpet 312,

bruker fluidregulatoren 300 ventilapparaturen eller ventilpatronen 302. Ventilapparaturen 302 i det illustrerte eksemplet er en underkomponent som anordnes innenfor et hull eller en åpning 342 (f.eks. en gjenget åpning) av ventillegemet 308 som definerer et innløpskammer 344 som er fluidmessig koblet til innløpet 310. Ventilapparaturen 302 blir operativt koblet til membranen 314 slik at membranen 314 forårsaker at ventilapparaturen 302 beveger seg mellom en åpen posisjon for å gi anledning for fluidstrømning gjennom passasjen i fluidregulatoren 300 og en lukket posisjon for å begrense fluidstrømning gjennom passasjen i fluidregulatoren 300 basert på en trykkdifferensiale ved motstilling av membranen 314 tilveiebrakt av

forspenningselementet 332 og trykket i sensorkammeret 326.

[0031 ] FIG. 4 er et forstørret riss av ventilapparaturen 302 i FIG. 3. Som vist i FIG. 4

innbefatter ventilapparaturen 302 et hus eller en tilbakeholder 402. Huset 402 har et sylindriskformet legeme som har et gjenget parti 404 for gjengbart å koble ventilapparaturen 302 til åpningen 342 i ventillegemet 308 i

fluidregulatoren 300.

[0032 ] Huset 402 innbefatter et hulrom eller hull 406 for i det minste delvis definere fluidstrømningspassasjen når ventilapparaturen 302 kobles til ventillegemet 308. Mer spesifikt, når koblet innenfor fluidstrømningspassasjen til fluidregulatoren 300, vil ventilapparaturen 302 definere en høytrykksside 403 i fluidstrømningspassasjen i fluidkommunikasjon med innløpet 310 og en lavtrykksside 405 i fluidstrømningspassasjen i fluid kommunikasjon med

utløpet 312.

[0033 ] En flyttbar ventil eller strømningsreguleringssammenstilling 408 anordnes innenfor hullet 406 for å styre fluidstrømning mellom innløpet 310 og utløpet 312. I dette eksemplet vil strømningsreguleringssammenstillingen 408 innbefatte en tallerkenskive 410, et ventilsete 412 og et forspenningselement 414. Forspenningselementet 414 anordnes mellom en skulder 416 av tallerkenskiven 410 og et fjærsete 418 for å forspenne tallerkenskiven 410 mot ventilsetet 412 (f.eks. en lukket posisjon). Membranen 314 beveger seg i

forhold til (f.eks. kommer i inngrep) en stang 413 på tallerkenskiven 410 for å flytte tallerkenskiven 410 i forhold til ventilsetet 412, for å modulere eller styre

fluidstrømning gjennom passasjen.

[0034 ] For å holde tilbake strømningsreguleringssammenstillingen 408 inne i hullet 406 i huset 402, vil ventilapparaturen 302 innbefatte et deksel 420. Dekslet 420 innbefatter utvendige gjenger 422 for gjengbart å koble dekslet 420 til en ende 424 av huset 402. I andre eksempler vil dekslet 420 kunne krympes på

enden 424 av huset 402.

[0035 ] I dette eksemplet vil ventilapparaturen 302 også innbefatte et filter eller filterpatron 426 (f.eks. en sikt) koblet til huset 402 slik at filteret 426 anordnes innenfor innløpskammeret 344. Som vist vil filteret 426 bli anordnet mellom dekslet 420 og ventilsetet 412 for å filtrere urenheter (f.eks. rusk, kontaminanter, osv.) i det fluidet som strømmer til innløpskammeret 344 fra innløpet 310. Således vil dekslet 420 holde tilbake filteret 426 innenfor hullet 406 i huset 402. Som vist vil filteret 426 være en sylindriskformet sintret metallfilter som i hovedsak omfavner eller omslutter tallerkenskiven 410. Filteret 426 kommer i inngrep med ventilsetet 412 for å holde tilbake ventilsetet 412 mot en skulder i huset 402 for å forhindre fluid fra

innløpskammeret 344 fra å strømme forbi ventilsetet 412.

[0036 ] For å tilveiebringe en tetning mellom sensorkammeret 326 og innløpskammeret 344 vil ventilapparaturen 302 innbefatte en tetning 428. Tetningen 428 (f.eks. en O-ring) anordnes mellom huset 402 i ventilapparaturen 302 og ventillegemet 308 i fluidregulatoren 300.1 tillegg anordnes tetningen 428 mellom sensorkammeret 326 og gjengene 404 i huset 402. Spesielt anordnes tetningen 428 på lavtrykkssiden 405 av gjengene 404 (dvs. ovenfor gjengene 404 i orienteringen til FIG. 3 og 4) og forhindrer urenheter eller rusk fra å strømme gjennom høytrykkssiden 403 i fluidstrømningspassasjen til lavtrykkssiden 405 i fluidstrømningspassasjen via sensorkammeret 426. Med andre ord anordnes tetningen 428 mellom en ytre flate på huset 402 og en indre flate på åpningen 342 i ventillegemet 308 for å forhindre urenheter som grenser til gjengene 404, fra å strømme inn i fluidstrømningspassasjen via sensorkammeret 326. Åpningen 342 på ventillegemet 308 forårsaker at O-ringen kollapser eller deformeres når

koblet til åpningen 342 for å tilveiebringe en relativt fluidtett tetning mellom

ventillegemet 308 og huset 402.

[0037 ] I det illustrerte eksemplet innbefatter huset 402 en flens 430 for å holde tilbake tetningen 428. Videre tilveiebringer flensen 430 en positiv stopper som kommer i inngrep med en flate 431 på ventillegemet 308 for å tilveiebringe en riktig posisjon eller orientering (f.eks. en høyde, rettvinkelhet, osv.) i ventilapparaturen 302 i forhold til ventillegemet 308. I tillegg er gjengene 404 i huset 402 og gjengene 434 i åpningen 342 rette gjenger slik at ventilapparaturen 302 kan gjenges til åpningen 342 i ventillegemet 308 inntil flensen 430 kommer i inngrep med overflaten 431 på ventillegemet 308. Inngrep av en flate 436 i flensen 430 med flaten 431 i ventillegemet 308 tilveiebringer en riktig posisjon (f.eks. en høyde, rettvinkelhet, osv.) for ventilapparaturen 302 i forhold til ventillegemet 308. Således vil en NPT-gjenging ikke trenge å være egnet fordi en slik gjenging vil kunne forhindre flensen 430 fra å komme i inngrep med overflaten 431. En riktig posisjon eller orientering av ventilapparaturen 302 tilveiebringer en predikert strømningsrate over blendeåpningen for fluidkontrollsammenstillingen 408 for en gitt slagposisjon for membranen 314. Dersom ventilapparaturen 302 ikke er posisjonert på en riktig måte (f.eks. ved en høyde som er større enn eller mindre enn den posisjonen som er vist i FIG. 4) vil membranen 314 kunne forårsake at tallerkenskiven 410 beveger seg ved en avstand (f.eks. en større avstand, en mindre avstand) vekk fra ventilsetet 412 som tilveiebringer en annen fluidstrømningsrate over blendeåpningen for

fluidkontrollsammenstillingen 408 enn en predikert fluidstrømningsrate ved en gitt slaglengde for membranen 314 (f.eks. en fluidstrømningsrate som er større enn eller mindre enn den predikerte fluidstrømningsraten ved den gitte

slaglengden).

[0038 ] I tillegg, eller alternativt, dersom ventilapparaturen 302 justeres for høyt, vil membranen 314 kunne komme i inngrep med koblingsstangen 413 og tilveiebringe en forhåndslastet tilstand på tallerkenskiven 410 som vil kunne tilveiebringe en kraft på tallerkenskiven 410 for å forhindre tallerkenskiven 410 fra å komme i inngrep med ventilsetet 412 på en tettende måte og forårsake fluidlekkasje over ventilsetet 412. Dersom ventilapparaturen 302 er

posisjonert for lavt (f.eks. ved en høyde som er lavere enn det som er vist) vil membranen 314 måtte bevege seg eller flekse med en større mengde eller avstand for å flytte tallerkenskiven 410 vekk fra ventilsetet 412 til den åpne posisjonen, som vil kunne forårsake at membranen 314 svikter på grunn av

belastning eller utmatting.

[0039 ] Videre vil ventilapparaturen 302 i det illustrerte eksemplet bruke en ikke-gjenget forbindelse på lavtrykkssiden 405 i fluidstrømningspassasjen for å huse eller inneholde strømningsreguleringssammenstillingen 408 innenfor hullet 406. Med andre ord vil ventilapparaturen 302 av det illustrerte

eksemplet ikke innbefatte innvendige gjenger på ventilapparaturen 302 i fluidkommunikasjon med lavtrykkssiden 405, som vil kunne introdusere urenheter eller rusk nedstrøms for filteret 426 og kontaminere det fluidet som strømmer gjennom passasjen og/eller forårsake skader på ventilsetet 412 og/eller tallerkenskiven 410. Mer spesifikt vil

strømningsreguleringssammenstillingen 408 holdes tilbake innenfor hullet 406 i huset 402 ved anvendelse av en ikke-gjenget forbindelse nedstrøms fra filteret 426. F.eks. vil tallerkenskiven 410, ventilsetet 412 og forspenningselementet 414 bli holdt eller holdt tilbake innenfor hullet 406 mellom skulderen i huset 402 og dekslet 420 når dekslet 420 er gjengbart koblet til huset 402. Videre vil gjengene 422 i dekslet 420 og gjengene 432 i huset 402 være oppstrøms fra filteret 426 eller tilgrensende en ikke-filtrert side av filteret 426 og/eller i kommunikasjon med høytrykkssiden 403.

Således vil tetningen 428 og filteret 426 isolere eller forhindre urenheter dannet fra gjengene 422 og 432 under sammenstilling, fra å strømme inn i lavtrykkssiden 403 i passasjen. Videre vil tetningen 428 forhindre urenheter dannet mellom gjengene 404 i ventilapparaturen 302 og gjengene 434 i åpningen 342 på ventillegemet 308 under sammenstillingen, fra å strømme

inn i lavtrykkssiden 403 i fluidstrømningspassasjen.

[0040 ] Med referanse til FIG. 3 og 4, vil den eksempelvise fluidregulatoren 300

fluidmessig koble til, under operasjon, f.eks. en oppstrøms trykkilde som tilveiebringer et fluid med relativt høyt trykk (f.eks. en gass) via innløpet 310 og som fluidmessig kobler til f.eks. en lavtrykksnedstrømsanordning eller system via utløpet 312. Fluidregulatoren 300 regulerer utløpstrykket for

fluidet som strømmer gjennom fluidregulatoren 300 til et ønskelig trykk som tilsvarer den forhåndsinnstilte lasten tilveiebrakt med den justerbare

lastsammenstillingen 320.

[0041 ] For å oppnå et ønskelig utløpstrykk, blir justeringsenheten 336 rotert (f.eks. i en retning som er med eller mot klokken) for å øke eller redusere lasten utøvet av forspenningselementet 332 på den første siden 316 i membranen 314. Med referansetrykket satt, vil sensorkammeret 326 føle et trykk av det trykksatte fluidet ved utløpet 312 via passasjen 328, som forårsaker at membranen 314 beveger seg som respons på trykkendringer i sensorkammeret 326, basert på et trykk- eller kraftdifferensiale tilveiebrakt over membranen 314 med det trykksatte fluidet i sensorkammeret 326 og forspenningselementet 332. Et trykkdifferensiale over membranen 314 forårsaker at tallerkenskiven 410 beveger seg mellom enn lukket posisjon hvor tallerkenskiven 410 kommer i inngrep (f.eks. kommer i inngrep på en tettende måte) med ventilsetet 412 for å begrense fluidstrømning mellom innløpet 310 og utløpet 312 og en åpen posisjon hvor tallerkenskiven 410 beveger seg vekk fra ventilsetet 412 for å gi anledning for fluidstrømning mellom innløpet 310 og utløpet 312. Det trykksatte fluidet strømmer mellom innløpet 310 og utløpet 312 inntil trykkene eller kreftene på motsatte sider av

membranen 314 er utjevnet.

[0042 ] Urenheter (f.eks. rusk, kontamineringer eller partikulært materiale) i fluidet og/eller mellom gjengene 404, 422 som vil kunne produseres under sammenstilling av ventilapparaturen 302 eller fluidregulatoren 300 strømmer mot filteret 426, som forhindrer eller vesentlig begrenser passasje av urenheter, partikulært materiale eller kontaminanter inn i fluidstrømningspassasjen. Dessuten vil tetningen 428 forebygge urenheter innenfor gjengene 404 og/eller innløpskammeret 344 fra å strømme inn i fluidstrømningspassasjen via sensorkammeret 326. Som en følge av dette vil tetningen 428 og filteret 426 fange urenheter som er oppstrøms fra filteret 426 og vekk fra fluidstrømningspassasjen. Som en følge av dette vil urenheter i fluidet og/eller som vil kunne dannes under sammenstilling av fluidregulatoren 300 sette seg innenfor innløpskammeret 344 eller bli kontaminert innenfor høytrykkssiden 403 på fluidstrømningspassasjen. I

tillegg blir ventilsetet 412 og tallerkenskiven 410 beskyttet fra urenheter fordi tetningen 428 og filteret 426 forhindrer urenheter fra å nå frem til eller

akkumulere seg på ventilsetet 412 og/eller tallerkenskiven 410.

[0043 ] Videre vil ventilapparaturen 302 tilveiebringe en ikke-gjenget forbindelse i fluidkommunikasjon med lavtrykkssiden 405 av fluidstrømningspassasjen. Således vil ikke ventilsammenstillingen 302 danne urenheter nedstrøms fra filteret 426 når ventilapparaturen 302 sammenstilles med fluidregulatoren

300.

[0044 ] Ventilapparaturen 302 i FIG. 3 og 4 er en balansert ventilapparatur. En balansert ventilapparatur vil kunne brukes med større Cv (relativt høye strømningsrater) og høyere innløpstrykk for prosessfluid (f.eks. 4 500 psi). For å balansere tallerkenskiven 410, vil tallerkenskiven 410 innbefatte en fluidstrømningspassasje 440 for på en fluidmessig måte koble et tomrom 444 av tallerkenskiven 410 mellom setet 412 og dekslet 420 til utløpet 312. En tetning 442 anordnes mellom tomrommet 444 og dekslet 420 for å forhindre innløpstrykk fra å strømme inn i tomrommet 444. Under operasjon vil tallerkenskiven 410 være hovedsakelig balansert med utløpstrykket slik at membranen 314 ikke må overkomme en kraft fra innløpstrykket når tallerkenskiven 410 flyttes. Med fravær av tetningen vil en kraft tilveiebrakt av innløpstrykket kunne forårsake skade på tallerkenskiven 410 og/eller

ventilsetet 412.

[0045 ] FIG. 5 viser et delvis riss av en fluidregulator 500 med et annet eksempel på

en ventilapparatur eller ventilpatron 502 i henhold til den foreliggende oppfinnelse beskrevet her. Ventilapparaturen 502 innbefatter et filter 504 som kobles til et hus 506 i ventilapparaturen 502 for å tilbakeholde en strømningsreguleringssammenstilling 508 innenfor et hull 510 på huset 506. Således, i motsetning til ventilapparaturen 302 i FIG. 3 og 4, vil filteret 504 av den eksempelvise ventilapparaturen 502 holde tilbake strømningsreguleringssammenstillingen 508 innenfor hullet 510 i huset 506 for å eliminere en gjenget forbindelse mellom dekslet 420 og huset 402. Filteret 504 kobles til en ende 512 av huset 506 via interferenstilpasning. Mer spesifikt vil enden 512 på huset 506 innbefatte fliker eller fingere 514 for å ta imot et forstørret parti 516 av filteret 504. Til forskjell fra ventilapparaturen

302 i FIG. 4 vil ventilapparaturen 502 i FIG. 5 ikke være balansert. Spesielt vil ventilapparaturen 502 kunne brukes med relativt lav Cv (lav strømning)

karakteristikker og forholdsvis lavere innløpstrykk for prosessfluidet.

[0046 ] Tilsvarende ventilapparaturen 302 i FIG. 3 er ventilapparaturen 502 en underkomponent som innbefatter utvendige gjenger 518 for på en gjengbar måte koble til et ventillegeme 520 i fluidregulatoren 500. Spesielt, i dette eksemplet er huset 506 et sylindrisk legeme som har de utvendige gjengene 518. Filteret 504 anordnes i et hull eller innløpskammer 522 i kommunikasjon med et innløp 524 i ventillegemet 520 for å forhindre urenheter fra å strømme innenfor hullet 510 eller en fluidpassasje under drift. En tetning 526 anordnes mellom gjengene 518 og et sensorkammer 528 for å forhindre urenheter mellom filteret 504 og tetningen 526 (f.eks. i innløpskammeret 522) fra å strømme inn i fluidstrømningspassasjen via sensorkammeret 528. Huset 506 i det illustrerte eksemplet innbefatter en flens 530 for å holde tilbake

tetningen mellom huset 506 og ventillegemet 520.

[0047 ] Videre vil ventilapparaturen 502 innbefatte en ikke-gjenget forbindelse nedstrøms for filteret 504. Således vil filteret 504 og tetningen 526 fange eller inneholde urenheter oppstrøms for filteret 504. Under drift vil filteret 504 og tetningen 526 isolere urenheter (f.eks. produsert med de utvendige gjengene 518) oppstrøms fra filteret 504 og forhindrer urenheter fra å strømme inn i fluidstrømningspassasjen og/eller akkumulere på fluidreguleringsapparaturen

508.

[0048 ] FIG. 6 er en delbetraktning av en fluidregulator 600 som viser et annet eksempel på ventilapparatur 602 beskrevet her men som ikke utgjør en del av oppfinnelsen. I dette eksemplet anordnes ventilapparaturen 602 innenfor et hull eller innløpskammer 604 i ventillegemet 606 på fluidregulatoren 600. I motsetning til ventilapparaturen 302 og 502 i FIG. 3-5, bruker

ventilapparaturen 602 en dobbel tetningsapparatur 608 for å fange eller inneholde urenheter (f.eks. kontaminert rusk eller partikulært materiale)

innenfor gjengene 610 på ventilapparaturen 602.

[0049 ] Med henvisning til FIG. 6 vil ventilapparaturen 602 innbefatte et tilbakeholderdeksel 612 for å holde tilbake en

strømningsreguleringsapparatur 614 i hullet 604 på ventillegemet 606.

Dekslet 612 har et sylindrisk legeme med utvendige gjenger 616. En første tetning 618 anordnes tilgrensende en første ende 620 på gjengene 616, og en andre tetning 622 anordnes tilgrensende en andre ende 624 av gjengene 616. Med andre ord anordnes den første tetningen 618 mellom gjengene 616 og en lavtrykksside eller sensorkammer 626 og den andre tetningen 622 anordnes mellom gjengene 616 og høytrykkssiden eller innløpskammeret 604 til ventillegemet 606. På denne måten vil den første og andre tetningen 618 og 622 fange eller inneholde urenheter som ville kunne dannes under sammenstilling når dekslet 612 er gjengbart koblet til hullet 604. Under drift vil tetningene 618 og 622 fange eller inneholde urenheter eller rusk for å forhindre urenheter eller rusk fra å strømme inn i fluidstrømningspassasjen for fluidregulatoren 600. Videre vil et filter 626 kunne anordnes innenfor et

innløp 628 for å filtrere urenheter i fluidet oppstrøms for innløpet 628.

[0050 ] Selv om visse eksempelvise fremgangsmåter, apparaturer og

fremstillingsartikler har blitt beskrevet her, vil omfanget for dekning av dette patentet ikke være begrenset til dette. På en annen side vil dette patentet dekke alle fremgangsmåter, apparaturer og fremstillingsartikler som greit faller innenfor omfanget av de vedføyde kravene.

Claims (13)

1. En ventilsammenstilling (502) for anvendelse med en fluidregulator (500), omfattende: et hus (506) for å anordnes innenfor en fluidstrømningspassasje for fluidregulatoren (500) for å definere en lavtrykksside av fluidstrømningspassasjen og en høytrykksside av fluidstrømningspassasjen, huset (506) har et hull (510) som i det minste delvis definerer fluidstrømningspassasjen når den er koblet til fluidregulatoren (500), huset (506) har en strømningskontrollsammenstilling (508) anordnet innenfor hullet (510) via en ikke-gjenget forbindelse i fluid kommunikasjon med lavtrykkssiden for fluidstrømningspassasjen og utvendige gjenger (518) for på en gjengbar måte koble huset (506) til en åpning på fluidregulatoren(500), og et tetningssystem for å forhindre urenheter fra å strømme mellom høytrykkssiden av fluidstrømningspassasjen og lavtrykkssiden av fluidstrømningspassasjen, ventilsammenstillingen (502) videre omfattende et filter (504) for å fange urenheter innenfor et innløpskammer (522) definert med åpningen på fluidregulatoren (500), filteret (504) har en periferidel som omslutter en del av den flyttbare ventilsammenstillingen (508) og en lukket ende som holder den flyttbare ventilsammenstillingen (508) innenfor hullet (510) for huset (506),karakterisert vedat filteret (502) utgjør en interferenskobling med huset (506).

2. Ventilsammenstilling (502) ifølge krav 1, hvor strømningskontrollsammenstillingen (508) skal styre fluidstrømning mellom lavtrykkssiden og høytrykkssiden av fluidstrømningspassasjen, hvor strømningskontrollsammenstillingen (508) omfatter et ventilsete, en tallerkenskive og et forspenningselement anordnet innenfor hullet (510) på huset (506).

3. Ventilsammenstilling (502) ifølge ethvert av de foregående krav, hvor tetningssystemet omfatter en tetning (526).

4. Ventilsammenstilling (502) ifølge krav 3, hvor tetningen (526) anordnes tilgrensende et utvendig parti av huset (506) mellom de utvendige gjengene (518) for huset (506) og et sensorkammer (528) av fluidregulatoren (500) når ventilsammenstillingen er koblet til fluidregulatoren for å forhindre urenheter fra å strømme inn i fluidstrømningspassasjen via sensorkammeret (528).

5. Ventilsammenstilling (502) ifølge krav 3 eller krav 4, hvor filteret (504) kobles til huset (506) og anordnes innenfor høytrykkssiden av fluidstrømningspassasjen mellom et innløp (524) til fluidregulatoren (500) og hullet (510), slik at tetningen (526) og filteret (504) fanger urenheter oppstrøms for filteret (504), for å forhindre kontaminering av et prosessfluid nedstrøms for filteret (504) når ventilsammenstillingen er koblet til fluidregulatoren (500).

6. Ventilsammenstilling (502) ifølge ethvert av kravene 2-5, hvor filteret (504) hovedsakelig omslutter tallerkenskiven.

7. Ventilsammenstilling (502) ifølge krav 3 eller et hvilket som helst krav direkte eller indirekte avhengig av krav 3, hvor tetningen (526) omfatter en O-ring anordnet tilgrensende en ende av de utvendige gjengene (518).

8. En fluidregulator (500), omfattende: et ventillegeme (520) som har en gjenget åpning som i det minste delvis definerer en fluidstrømningspassasje mellom et innløp (524) og et utløp, en ventilsammenstilling (502) som har et hus (506) som innbefatter utvendige gjenger (518) for på en avtakbar måte koble ventilsammenstillingen (502) til den gjengede åpningen i ventillegemet (520) hvor ventilsammenstillingen (502) har et filter (504) koblet til huset (506) og huset (506) har et hull (510) for å ta imot en strømningsreguleringssammenstilling (508), der strømningsreguleringssammenstillingen (508) kobles til huset (506) via en ikke-gjenget forbindelse nedstrøms for filteret (504), og en tetning (526) koblet til huset (506) i ventilsammenstillingen (502), der tetningen (526) er posisjonert mellom de utvendige gjengene (518) på ventilsammenstillingen (502) og et sensorkammer (528) for fluidregulatoren (500) for å forhindre urenheter fra å kontaminere et prosessfluid nedstrøms for filteret (504), hvor tetningen (526) og filteret (504) isolerer urenheter innenfor åpningen på fluidregulatoren (500) oppstrøms for filteret (504), filteret (504) har en periferidel som omslutter en del av den flyttbare ventilsammenstillingen (508) og en lukket ende som holder den flyttbare ventilsammenstillingen (508) innenfor hullet (510),karakterisert vedat filteret (504) utgjør en interferenskobling med huset (506).

9. Fluidregulator (500) ifølge krav 8, hvor ventilsammenstillingen (502) innbefatter et sylindrisk legemsparti og et flenseparti (530).

10. Fluidregulator (500) ifølge krav 8 eller 9, hvor strømningsreguleringssammenstillingen (508) omfatter et ventilsete, en tallerkenskive og et forspenningselement.

11. Fluidregulator (500) ifølge ethvert av kravene 8-10, hvor filteret (504) og tetningen (526) holder urenheter innenfor et innløpskammer (522) i fluid kommunikasjon med innløpet (524) mellom tetningen (526), filteret (504) og en innvendig flate på åpningen i ventillegemet (520).

12. Ventilsammenstilling (502) for anvendelse med en fluidregulator (500), omfattende: et sylindrisk legeme som har utvendige gjenger (518) for på en avtakbar måte koble ventilsammenstillingen til en fluidregulator (500), og et hull (510) mellom en første ende og en andre ende av legemet for i det minste delvis definere en fluidstrømningspassasje for fluidregulatoren (500), et ventilsete anordnet innenfor hullet (510) slik at ventilsetet kommer i inngrep med en skulder i legemet, en tallerkenskive anordnet innenfor hullet (510) forspent mot ventilsetet via et forspenningselement, og en tetning (526) anordnet mellom eksterne gjenger (518) til legemet og et sensorkammer (528) for fluidregulatoren (500) for å hindre urenheter i å flyte innenfor fluidstrømpassasjen via sensorkammeret (528) for fluidregulatoren (500),

13.karakterisert vedat ventilsammenstillingen (502) videre omfatter et filter (504) som utgjør en interferenskobling med den første enden av legemet og inneholdende: (i) en periferidel som omgir en del av tallerkenskiva, og (ii) en lukket ende for å holde tilbake ventilsetet, tallerkenskiven og forspenningselementet innenfor hullet (510).