NO874114L

NO874114L - FLUIDUMS PRESSURE REGULATION AND PROCEDURE.

Info

Publication number: NO874114L
Application number: NO874114A
Authority: NO
Inventors: Paul G Eidsmore
Original assignee: Paul G Eidsmore
Priority date: 1986-02-04
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1987-09-30
Also published as: CN87102162A; DK517687D0; WO1987004765A1; IT1216874B; IT8719258A0; EP0256114A1; GB2193559B; MX171410B; IE870293L; NO874114D0; JPS63502699A; GB2193559A; ZA87799B; FI874325A; DK517687A; AU7034387A; FI874325A0; EP0256114A4; GB8723263D0

Description

Denne søknad er en continuation-in-part søknad av ekstister-ende søknad No. 826,022 med tittel FLUID FLOW ISOLATION AND CONTROL APPARATUS AND METHOD som er en continuation-in-part søknad av eksisterende søknad nr. 675,825 med tittel FLUID This application is a continuation-in-part application of existing application No. 826,022 entitled FLUID FLOW ISOLATION AND CONTROL APPARATUS AND METHOD which is a continuation-in-part application of existing application no. 675,825 entitled FLUID

FLOW CONTROL VALVE AND METHOD.FLOW CONTROL VALVE AND METHOD.

Systemer som opererer med fluida under trykk krever vanligvis trykkregulater for å sikre at fluidum fra en kilde under høyt trykk leveres til systemet på lavt, I alt vesentlig stabilt trykk, uavhengig av variasjoner i fluidumstrykket på kilden. Systems that operate with fluids under pressure usually require a pressure regulator to ensure that fluid from a source under high pressure is delivered to the system at a low, essentially stable pressure, regardless of variations in the fluid pressure at the source.

I gassystemer som mates eksempelvis fra en sylinder med komprimert gass på ekstremt høye trykk, er det vanlig praksis å innstallere en trykkregulator som etterfølger avstengningsventilen på sylinderen for å redusere delene av systemet som opererer på potensielt risikofylt høye trykk, og å sikre en tilførsel av den komprimerte gassen på i alt vesentlig stabilt, lavt trykk til tross for fallet i trykk av gassen i sylinderen ettersom gassen frigis eller oppbrukes over tid. Ettersom imidlertid gassvolumet Innenfor sylinderen er direkte relatert til gasstrykket på en gitt temperatur, er det vanlig praksis å innstallere en høytrykksmåler mellom avstengningsventilen på sylinderen og trykkregulatoren for å gi en indikasjon av tilførselstrykket og derfor volumet av gass i sylinderen. In gas systems fed, for example, from a cylinder of compressed gas at extremely high pressures, it is common practice to install a pressure regulator following the shut-off valve on the cylinder to reduce the parts of the system operating at potentially dangerously high pressures, and to ensure a supply of the compressed the gas at a substantially stable, low pressure despite the drop in pressure of the gas in the cylinder as the gas is released or used up over time. However, as the volume of gas inside the cylinder is directly related to the gas pressure at a given temperature, it is common practice to install a high-pressure gauge between the shut-off valve on the cylinder and the pressure regulator to give an indication of the supply pressure and therefore the volume of gas in the cylinder.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse omfatter en trykkregulator en trykk-reagerende belg som er anbragt til å operere en ventiltetning på kontrollert måte som reaksjon på fluidumstrykk som virker på belgen på et sted nedstrømsrela-tivt ventiltetningen. I tillegg etablerer trykkregulering i henhold til den foreliggende oppfinnelse et omvendt forhold mellom gassvolum som er gjenværende i sylinderen og det regulerte utløpstrykket slik at kun 1avtrykksmå1 ing behøves for å oppnå indikasjon av volumet av gass som er gjenværende i tilførselssylinderen. Dette unngår behovet for høytrykks-måling, med tilhørende risiko for brudd og lekkasje på et sted oppstrøms relativt trykkregulatoren, og tillater direkte kobling av regulatoren til avstengningsventilen for sylinderen for å redusere de potensielt risikofylte deler av systemet som opererer på høye trykk. Et enhetlig filtrer-ingssystem er også innbefattet innenfor koplingsorgan fittingsene for å redusere antallet av høytrykksforbindelser som er utsatt for lekkasjer eller svikt og for å tillate hensiktsmessig endring av filter hver gang en ny tilførsels-sylinder koples til regulatoren. Figur 1 er et tverrsnittriss av en utf ørelsesf orm av en generelt sylindrisk-formet regulator i henhold til den foreliggende oppfinnelse vist opererende under en ekstrem betingelse med høyt utløpstrykk, Figur 2 er et tverrsnittriss av utførelsesformen vist i figur 1 som opererer under den ekstreme betingelse med lavt utløpstrykk, Figur 3 er et tverrsnittriss av den illustrerte utførelses-form i figur 1, oppvisende en modifikasjon av belgen for kontrollering av reguleringstrykket, Figur 4 er et tverrsnittriss av en annen utførelsesf orm av trykkregulatoren ifølge den foreliggende oppfinnelse som er generelt sylindrisk formet i koaksial konfigurasjon og som er vist opererende i en ekstrem betingelse med lavt utløpstrykk, Figur 5 er et tverrsnittriss av utførelsesformen I figur 4 illustrert opererende i en ekstrem betingelse med høyt utløpstrykk, Figur 6 er et illustrerende riss over et gasstrykksystem som er sammenstilt i henhold til foreliggende oppfinnelse, og Figur 7 er et diagram som viser det inverse avvik av regulert utløpstrykk som en funksjon av innløpstrykk som muliggjør According to the present invention, a pressure regulator comprises a pressure-responsive bellows which is arranged to operate a valve seal in a controlled manner in response to fluid pressure acting on the bellows at a location downstream relative to the valve seal. In addition, pressure regulation according to the present invention establishes an inverse relationship between the volume of gas remaining in the cylinder and the regulated outlet pressure so that only pressure measurement is needed to obtain an indication of the volume of gas remaining in the supply cylinder. This avoids the need for high pressure metering, with associated risk of rupture and leakage at a location upstream of the pressure regulator, and allows direct connection of the regulator to the cylinder shut-off valve to reduce the potentially risky parts of the system operating at high pressures. A uniform filtering system is also included within the coupling member fittings to reduce the number of high pressure connections that are prone to leaks or failure and to allow convenient filter changes each time a new supply cylinder is connected to the regulator. Figure 1 is a cross-sectional view of an embodiment of a generally cylindrical-shaped regulator according to the present invention shown operating under an extreme condition of high outlet pressure, Figure 2 is a cross-sectional view of the embodiment shown in Figure 1 operating under the extreme condition with low outlet pressure, Figure 3 is a cross-sectional view of the illustrated embodiment in Figure 1, showing a modification of the bellows for controlling the regulating pressure, Figure 4 is a cross-sectional view of another embodiment of the pressure regulator according to the present invention which is generally cylindrical in shape in coaxial configuration and which is shown operating in an extreme condition of low outlet pressure, Figure 5 is a cross-sectional view of the embodiment in Figure 4 illustrated operating in an extreme condition of high outlet pressure, Figure 6 is an illustrative view of a gas pressure system assembled according to to the present invention, and Figure 7 is a diagram so m shows the inverse deviation of regulated outlet pressure as a function of inlet pressure which enables

lavtrykksovervvåkning av resterende gassvolum i tilførsels-sylinderen. low-pressure monitoring of the remaining gas volume in the supply cylinder.

Idet der nå vises til figur 1, er der vist et tverrsnittriss av en utførelsesform av trykkregulatoren ifølge foreliggende oppfinnelse. Regulatorlegemet 9 er generelt sylindrisk med innløpsport 11 og utløpsport 13 avtettet mot legemet, eksempelvis ved hjelp av elektron-stråle sveiseteknikker for å sikre enhetlig, lekkasjefri fastgjørelse til legemet 9. Konvensjonell høytrykks fittings (ikke vist) kan tilveiebringes på innløps og utløpsporten 11, 13 for hensiktsmessig fastgjøring til andre fluidumskoblingsorgan i systemet. Legemet 9 omfatter et tetningssett 15 rundt åpning 17 som forbinder innløpskammeret 19 som er knyttet til innløpsporten 11 med utløpskammeret 21 som er knyttet til utløpsporten 13. Referring now to Figure 1, there is shown a cross-sectional view of an embodiment of the pressure regulator according to the present invention. The regulator body 9 is generally cylindrical with the inlet port 11 and outlet port 13 sealed against the body, for example by means of electron-beam welding techniques to ensure a uniform, leak-free attachment to the body 9. Conventional high-pressure fittings (not shown) can be provided on the inlet and outlet ports 11, 13 for appropriate attachment to other fluid coupling means in the system. The body 9 comprises a seal set 15 around opening 17 which connects the inlet chamber 19 which is connected to the inlet port 11 with the outlet chamber 21 which is connected to the outlet port 13.

Et generelt sylindrisk stempel 23 er glidbart anbragt innenfor innløpskammeret 19 til å kunne bevege seg i en retning inn i og vekk fra tettende inngrep med tetningssetet 15. Enelastomer tetning 25 kan festes til stempelet 23, eksempelvis ved strøpning eller kald-valsing av en flens innad over tetningen, for å sikre fluidums-tett tettende inngrep med tetningssetet 15. Tetningen 25 kan formes av perfluorelastomer (tilgjengelig som Kalrez fra DuPont Co.), eller annen egnet kjemisk-inert elastomer. Stemplet 23 bærer også en sentral stang 27 som rager gjennom åpningen 17 inn i utløpskammeret og også bærer en permanent magnet 29 som er innkapslet i stemplets 23 legeme. Innløpskammeret 29 er avtettet med en endekapsel 32 som også innkapsler en permanent magnet 33 deri i magnetisk-frastøtningsorientering relativt magneten 29. Tetningen mellom legemet 9 og endekapselen 31 kan også være dannet ved hjelp av stråle-sveisingsteknikker eller lignende (etterat delene er sammenstillet innenfor Innløpskammeret 19) for å eliminere mulighetene for gasslekkasjer inn i miljøet. Således, med magnetene 29 og 33 orientert til å frastøte hverandre, blir stemplet 23 og tetningen 25 tvunget inn i normalt-lukket, tettende Inngrep med tetningssetet 15, og stangen 27 rager ut gjennom åpningen inn i utløpskammeret 21. Dette tettende inngrep forbedres ved trykk fra fluidumet på innløpsporten 11 som virker på et området av stemplet omtrentlig lik området av åpningen 17. Selvfølgelig kan stemplet 23 og tetningen 25 tvinges til tettende inngrep med overflaten 15 ved hjelp av en fjær i stedet for de frastøtende magneter 29 og 33. A generally cylindrical piston 23 is slidably arranged within the inlet chamber 19 to be able to move in a direction into and away from sealing engagement with the seal seat 15. An elastomeric seal 25 can be attached to the piston 23, for example by straddling or cold-rolling a flange inside over the seal, to ensure fluid-tight sealing engagement with the seal seat 15. The seal 25 may be formed of perfluoroelastomer (available as Kalrez from DuPont Co.), or other suitable chemically inert elastomer. The piston 23 also carries a central rod 27 which projects through the opening 17 into the outlet chamber and also carries a permanent magnet 29 which is encased in the body of the piston 23. The inlet chamber 29 is sealed with an end cap 32 which also encloses a permanent magnet 33 therein in a magnetic repulsion orientation relative to the magnet 29. The seal between the body 9 and the end cap 31 can also be formed by means of beam welding techniques or the like (after the parts have been assembled within the inlet chamber 19) to eliminate the possibility of gas leaks into the environment. Thus, with the magnets 29 and 33 oriented to repel each other, the piston 23 and the seal 25 are forced into normally-closed, sealing engagement with the seal seat 15, and the rod 27 protrudes through the opening into the outlet chamber 21. This sealing engagement is improved by pressure from the fluid on the inlet port 11 acting on an area of the piston approximately equal to the area of the opening 17. Of course, the piston 23 and the seal 25 can be forced into sealing engagement with the surface 15 by means of a spring instead of the repulsive magnets 29 and 33.

I utløpskammeret 21 er der en trykk-reagerende styreenhet 35 som omfatter en generell sylindrisk belg 37 som er avtettet mot endekapslene 39 og 41 til å danne en utvidbar trykkbe-holder. Endekapselen 41 er anbragt til å danne kontakt med stangen 27 som rager gjennom åpningen 17 og endekapselen 39 er avtettet mot legemet 9, eksempelvis ved hjelp av elektron-stråle sveisingsteknikker eller lignende. Således kan delene av regulatoren som skal avtettes mot trykklekkasjer, alle være formet av slike bindingsbare materialer som aluminium, rustfritt stål, palst og lignende, som heller ikke i vesentlig grad påvirker den magnetiske fluks for magnetene 29 og 33. Endekapslene 39 og 41 er Innvendig dimensjonert til å hindre over-kompresjon av belgen foråt overflatene 43 og 45 kommer I kontakt med hverandre. Videre innbefatter enden av kapselen 39 en elastomer kule 47 som er anbragt i en innvendig fordypning av kanalen 49 for å tjene som en midlertidig tilbakeslagsventil inntil kulen 51 i den ytre fordypningen 53 sveises og avtettes på plass. Således dannes belgenheten og trykksettes så til et valgt trykk over omgivelsestrykket og avtettes ved hjelp av sveisningskulen 51 i fordypningen 53. Denne innvendige trykksetting bevirker belgen 37 til å utvide seg i langsgående retning mot sin egen gjenvinningskraft og derved plassere endekapselen 41 relativt endekapselen 39 på et sted som er representativt for netto trykkdifferensialet som virker på arealet av endekapselen 41. In the outlet chamber 21 there is a pressure-responsive control unit 35 which comprises a general cylindrical bellows 37 which is sealed against the end caps 39 and 41 to form an expandable pressure vessel. The end cap 41 is arranged to make contact with the rod 27 which projects through the opening 17 and the end cap 39 is sealed against the body 9, for example by means of electron beam welding techniques or the like. Thus, the parts of the regulator that must be sealed against pressure leaks can all be made of such bondable materials as aluminium, stainless steel, plastic and the like, which also do not significantly affect the magnetic flux for the magnets 29 and 33. The end caps 39 and 41 are Internal dimensioned to prevent over-compression of the bellows before the surfaces 43 and 45 come into contact with each other. Furthermore, the end of the capsule 39 includes an elastomeric ball 47 which is placed in an inner recess of the channel 49 to serve as a temporary check valve until the ball 51 in the outer recess 53 is welded and sealed in place. Thus, the bellows unit is formed and then pressurized to a selected pressure above the ambient pressure and sealed by means of the welding ball 51 in the recess 53. This internal pressurization causes the bellows 37 to expand in the longitudinal direction against its own recovery force and thereby position the end cap 41 relative to the end cap 39 on a location representative of the net pressure differential acting on the area of the end cap 41.

Under drift blir det tettende inngrepet av tetning 25 mot tetningssetet 15 styrt av graden av utvidelse av belgen 37 som reaksjon på fluidumstrykket i utløpskammeret 21 som virker på belgen 37. Derfor, i en ekstrem tilstand med høyt utløpstrykk, blir belgen kompremert til grensen for overflatene 43 og 45 som kommer sammen, og den sentrale stangen 27 løsgjøres fra endekapselen 41, som vist i figur 1. Det trykk-forbedrete og magnetisk-forbedrete tetningsinngrepet mellom tetningen 25 og tetningssetet 15 bevares og intet fluidum strømmer gjennom regulatoren. During operation, the sealing engagement of seal 25 against seal seat 15 is controlled by the degree of expansion of bellows 37 in response to fluid pressure in outlet chamber 21 acting on bellows 37. Therefore, in an extreme condition of high outlet pressure, the bellows is compressed to the limit of the surfaces 43 and 45 that come together, and the central rod 27 is detached from the end cap 41, as shown in Figure 1. The pressure-enhanced and magnetically-enhanced sealing engagement between the seal 25 and the seal seat 15 is preserved and no fluid flows through the regulator.

Med henvisning nå til figur 2, er der vist et tverrsnittriss av regulatoren i figur 1 som opererer i en annen ekstrem tilstand med i alt vesentlig intet fluidumstrykk i utløpskam-meret 21. Under denne tilstand vil belgen 37 strekke seg maksimalt inntil endekapselen 41 danner kontakt med støtten 48 for tetningssetet 15 og skyver stangen 27 og det festede stempelet 23 og tetningen 25 vekk fra tetningssetet 15. Fluidum under trykk er derfor fritt til å strømme fra innløpsporten 11 gjennom åpningen 17 til utløpsporten 13. Frastøtningskraften fra magnetene 29 og 33 overvinnes ved hjelp av trykkraften som leveres av belgenheten, og ventiltetningen 15, 23 forblir åpen for fluidumsstrømning dergjennom inntil trykket øker i utløpskammeret 21. Ettersom utløpstrykket øker, vil belgen komprimeres proporsjonalt og, via stang 27, stemplet 23 og tetningen 25 nærmer seg tetningssetet 15 under den statiske magnetiske kraft som tilveiebringes av magnetene 29 og 33. Ettersom avstanden mellom tetningen 25 og setet 15 minsker (på grunn av økt trykk i utløpskammeret 21), avtar strømmen av fluidum derigjennom, hvorved trykket i utløpskammeret 21 avtar. Minsket trykk I utløpskammeret 21 bevirker belgen til å utvide seg og, via stang 27 øke avstanden mellom tetning 25 og setet 15 til å tillate større fluidumsstrømning dergjennom til å øke fluidumstrykket i kammeret 21. Grensemessig utvider belgenheten seg til en avstand mellom tetning og sete som etablerer et fluidumstrykk i utløpskammeret 21 som er omtrentlig lik det Innvendige trykket i belgen 37. Således etablerer begynnelsestrykksettingen av belgen 37 den faste grensen for utløpsfluidumstrykk rundt hvilket den foreliggende oppfinnelse regulerer. With reference now to figure 2, there is shown a cross-sectional view of the regulator in figure 1 which operates in another extreme condition with essentially no fluid pressure in the outlet chamber 21. Under this condition, the bellows 37 will extend maximally until the end cap 41 makes contact with the support 48 for the seal seat 15 and pushes the rod 27 and the attached piston 23 and the seal 25 away from the seal seat 15. Fluid under pressure is therefore free to flow from the inlet port 11 through the opening 17 to the outlet port 13. The repulsive force from the magnets 29 and 33 is overcome by by means of the compressive force supplied by the bellows assembly, and the valve seal 15, 23 remains open to fluid flow therethrough until the pressure increases in the outlet chamber 21. As the outlet pressure increases, the bellows will be compressed proportionally and, via rod 27, the piston 23 and the seal 25 approach the seal seat 15 below the static magnetic force provided by the magnets 29 and 33. As the distance between the seal 25 and the seat 15 decreases (due to increased pressure in the outlet chamber 21), the flow of fluid through it decreases, whereby the pressure in the outlet chamber 21 decreases. Reduced pressure in the outlet chamber 21 causes the bellows to expand and, via rod 27, increase the distance between the seal 25 and the seat 15 to allow greater fluid flow therethrough to increase the fluid pressure in the chamber 21. Limitingly, the bellows assembly expands to a distance between seal and seat that establishes a fluid pressure in the outlet chamber 21 which is approximately equal to the internal pressure in the bellows 37. Thus, the initial pressurization of the bellows 37 establishes the fixed limit for outlet fluid pressure around which the present invention regulates.

Som vist i figur 3, modifiseres regulatoren i figur 1 til å innbefatte et fluidumstrykk koblingsorgan 55 til det indre av belgenheten slik at reguleringstrykkgrensen for enheten kan kontrolleres som reaksjon på trykket som leveres til det indre av belgen 37. As shown in Figure 3, the regulator of Figure 1 is modified to include a fluid pressure coupling means 55 to the interior of the bellows assembly so that the control pressure limit of the assembly can be controlled in response to the pressure delivered to the interior of the bellows 37.

I henhold til den foreliggende oppfinnelse kan driftsforhold-ene for regulatoren fintilpasses til å tilveiebringe svak økning rundt reguleringsverdien av utløpstrykket i omvendt proporsjon til innløps- eller tilførselstrykket, som vist i diagrammet i figur 7. Som vist i risset i figur 6, er denne karakteristikk ønskelig for overvåkning av gassvolumet som er gjenværende i sylinderen 81 av gassen under høyt trykk, ganske enkelt ved å måle 83 utløpstrykket på langt lavere trykknivå. Først blir det innvendige gassvolumet i belgenheten i regulatorene 82 ifølge den foreliggende oppfinnelse opprettholdt lavt ved å innkorporere de faste volumer av kapslene 39 og 41 innenfor belgens indre volum for effektivt "å avstive" belgens ettergivenhet overfor endrende trykkfor-hold. Dernest påvirker diameteren av endekapselen 41 og dermed det effektive overflatearealet av belgen størrelsen av avvik og med en stabil verdi (i form av fall eller sig) i kurven for utgangstrykk som en funksjon av strømningshastig-het. Således vil størrelsen av slikt avvik avta ettersom det effektive arealet av belgen øker. For det tredje blir tverrsnittsarealet av åpningen 17 valgt til å etablere en liten omvendt variasjon 85 i den regulerte verdien av utløpstrykket 87 for variasjoner i innløpstrykk på grunna v eksempelvis avtagende volum av gass i en tilførselssylinder 81. For et gitt trykk vil økning av åpningsstørrelsen øke den kraft som kreves for å overvinne trykket mot tetningen. Belgen (med forutinnstilt ladning) anvender en konstant kraft mot en varierende åpningskraft, hvilket gir det ønskede omvendte avvik i utløpstrykk. Ved således å velge åpnings- diameter og belgdiameter på passende måte, kan en svak omvendt variasjon 85 i utløpstrykk av f.eks. 137,9 kPa According to the present invention, the operating conditions of the regulator can be fine-tuned to provide a slight increase around the regulation value of the outlet pressure in inverse proportion to the inlet or supply pressure, as shown in the diagram in Figure 7. As shown in the diagram in Figure 6, this characteristic desirable for monitoring the gas volume remaining in the cylinder 81 of the gas under high pressure, simply by measuring 83 the outlet pressure at a much lower pressure level. First, the internal gas volume in the bellows assembly in the regulators 82 of the present invention is maintained low by incorporating the fixed volumes of the capsules 39 and 41 within the internal volume of the bellows to effectively "brace" the compliance of the bellows to changing pressure conditions. Secondly, the diameter of the end cap 41 and thus the effective surface area of the bellows affects the size of the deviation and with a stable value (in the form of drop or dip) in the curve for outlet pressure as a function of flow rate. Thus, the size of such deviation will decrease as the effective area of the bellows increases. Thirdly, the cross-sectional area of the opening 17 is chosen to establish a small inverse variation 85 in the regulated value of the outlet pressure 87 for variations in inlet pressure due to, for example, decreasing volume of gas in a supply cylinder 81. For a given pressure, increasing the opening size will increase the force required to overcome the pressure against the seal. The bellows (with preset charge) applies a constant force against a varying opening force, giving the desired inverse deviation in outlet pressure. By thus choosing the opening diameter and bellows diameter appropriately, a slight inverse variation 85 in outlet pressure of e.g. 137.9 kPa

(20 psi) manometertrykk fremkom i den nominelt regulerte verdi av utløpstrykket ettersom tilførselstrykket fra en høytrykksgassylinder 81 varierer ettersom den tømmes med bruk. (20 psi) gauge pressure appeared in the nominally regulated value of the outlet pressure as the supply pressure from a high pressure gas cylinder 81 varies as it is deflated with use.

Slike små variasjoner 85 i utløpstrykk over det brede området 91 av innløpstrykk tillater hensiktsmessig lavtrykks-måling 83 å gi indikasjon av tilførselstrykket, og dermed det gjenværende volum av gass i tilførselssylinderen 81. En sekundær regulator 89 kan inbefattes i systemet på et sted nedstrøms relativt måleren og foran et brukssystem til å redusere variasjonen 85 i trykket av fluidum som leveres til brukssystemet. Such small variations 85 in outlet pressure over the wide range 91 of inlet pressure allow appropriate low-pressure gauge 83 to provide an indication of the supply pressure, and thus the remaining volume of gas in the supply cylinder 81. A secondary regulator 89 may be included in the system at a location downstream relative to the gauge and in front of a utility system to reduce the variation 85 in the pressure of fluid supplied to the utility system.

I hver av utførelsesformene som er illustrert i figurene 1, 2 og 3 er der vist ringformet skjerm 70 og sentral ambolt 72 som er konsentrisk anbragt over åpningen 17, med ambolten 72 i kontakt med den sentrale stangen 27 for å aktivere stempelet 23 og tetningen 25 gjennom åpningen. Skjærmen 70 omfatter flere åpninger eller ventileringshull 74 gjennom denne på adskilte steder rundt omkretsen. Denne sammenstilling i konstruksjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse avbryter sideveis strømningen av fluidum fra åpningen 17 og reduserer derved Bernoulli-effekten på endekapselen 41. Dette sikrer jevnere regulatordrift ved å redusere forholdene som har tendens til å sette opp oscillasjoner i posisjonen for endekapselen 41. In each of the embodiments illustrated in Figures 1, 2 and 3, there is shown an annular screen 70 and central anvil 72 which is concentrically positioned over the opening 17, with the anvil 72 in contact with the central rod 27 to actuate the piston 23 and the seal 25 through the opening. The screen 70 comprises several openings or ventilation holes 74 through it at separate locations around the circumference. This assembly in the construction according to the present invention interrupts the lateral flow of fluid from the opening 17 and thereby reduces the Bernoulli effect on the end cap 41. This ensures smoother regulator operation by reducing the conditions that tend to set up oscillations in the position of the end cap 41.

Idet der nå vises til figur 4, er der vist et tverrsnittriss av en trykkregulator som er orientert i koaksial konfigurasjon med dens tilhørende innløps og utløps forbindelser. Regulatorens legeme 61 er generelt sylindrisk fra innløps-porten 63 til utløpsporten 65, og omslutter generelt generelt sylindrisk innløpskanal 67 og utløpskanal 69 som er forbundet via sentral åpning 71. Standard høytrykkskoblingsorgan kan sveises til legemet 61 ved innløps og utløpsporten for å hindre lekkasjer. Et stempel som bærer en tetning for inngrep med åpningen er anbragt innenfor innløpskanalen 69, med en stang som bæres av stemepelt ragende gjennom åpningen 71 Inn i utløpskanalen 69. Stempelet og tetningen tvinges til inngrep med tetningsoverflaten som omgir åpningen 71 ved hjelp av fjæren 75 som hviler mot filterelementet 77, som, i sin tur, hviler mot og tetter mot en tilpasset overflate i en standard høytrykkssylinderventil. Filterelementet 77 er et generelt sylindrisk belgskall av passende sintret metall eller keramisk materiale som er åpent ved inngangsenden og lukket ved den indre enden. Dette filter 77 er anordnet innenfor innløpsporten 63 til å filtrere det fluidum som mottas fra en tilførsel. Filteret 77 kan således hensiktsmessig erstattes hver gang en ny tilførselssylinder tilkobles på ny til Innløpsporten 63. Referring now to Figure 4, there is shown a cross-sectional view of a pressure regulator which is oriented in a coaxial configuration with its associated inlet and outlet connections. The body 61 of the regulator is generally cylindrical from the inlet port 63 to the outlet port 65, and generally encloses generally cylindrical inlet channel 67 and outlet channel 69 which are connected via central opening 71. Standard high pressure coupling means can be welded to the body 61 at the inlet and outlet ports to prevent leaks. A piston carrying a seal for engagement with the opening is positioned within the inlet channel 69, with a rod carried by the piston rod projecting through the opening 71 into the outlet channel 69. The piston and seal are forced into engagement with the sealing surface surrounding the opening 71 by means of the spring 75 which rests against the filter element 77, which, in turn, rests against and seals against a matching surface in a standard high pressure cylinder valve. The filter element 77 is a generally cylindrical bellows shell of suitable sintered metal or ceramic material which is open at the inlet end and closed at the inner end. This filter 77 is arranged within the inlet port 63 to filter the fluid received from a supply. The filter 77 can thus be suitably replaced every time a new supply cylinder is connected again to the inlet port 63.

Utløpskanalen 69 omfatter en belgsammenstilling 73 som er forutladet til et nivå av f luidumstrykk om hvilket regulatoren skal operere som tidligere beskrevet. Således, som vist i figur 4, er åpningen 71 åpen for f luidumsstrømning dergjennom med belgsammenstillingen 73 utvidet under forhold med lavt trykk innenfor utløpskanalen 69. Og, som vist i figur 5, er åpningen 71 lukket mot f luidumsstrømning som reaksjon på at belgsammenstillingen 73 komprimeres under tilstand med høyt trykk innenfor utløpskanalen 69. Mellom disse yttertilstander, opererer denne viste utførelsesform av regulatoren ifølge den foreliggende oppfinnelse som tidligere beskrevet i forbindelse med utførelsesformen vist i figurene 1 og 2 til å justere apparaturåpningen som reaksjons på fluidumstrykket i utløpskanalen 69. På denne måte blir utløpstrykket opprettholdt på i alt vesentlig det samme trykket som er avtettet innenfor belgsammenstillingen 73, i alt vesentlig uavhengig av variasjoner i tilførselstrykket. The outlet channel 69 comprises a bellows assembly 73 which is pre-charged to a level of fluid pressure about which the regulator is to operate as previously described. Thus, as shown in Figure 4, the opening 71 is open to fluid flow therethrough with the bellows assembly 73 expanded under low pressure conditions within the outlet channel 69. And, as shown in Figure 5, the opening 71 is closed to fluid flow in response to the bellows assembly 73 is compressed under a condition of high pressure within the outlet channel 69. Between these extreme conditions, this shown embodiment of the regulator according to the present invention operates as previously described in connection with the embodiment shown in Figures 1 and 2 to adjust the apparatus opening in response to the fluid pressure in the outlet channel 69. in this way, the outlet pressure is maintained at essentially the same pressure that is sealed within the bellows assembly 73, essentially independent of variations in the supply pressure.

Claims

1. Fluidum's pressure regulator device, characterized by: a body having an apparatus between the inlet and outlet chambers to maintain fluid flow therethrough, an element mounted within the inlet chamber for selective movement into and away from fluid-tight sealing engagement with the opening, means arranged to yield to force said element into fluid-tight sealing engagement with said apparatus, an activator which is guided on said element to protrude through said opening into the outlet chamber, and bellows means which have longitudinally expandable side walls arranged between the ends thereof, said bellows means being placed within the outlet chamber with one end thereof arranged to engage with said activator for placing said activator and said element relative to said apparatus in response to pressure applied to the bellows means.

2. Fluidum's pressure regulator device as specified in claim 1, characterized in that said means arranged to yield to force said element includes a first permanent magnet carried by said element, and a second permanent magnet mounted with respect to the first permanent magnet in magnetic repulsion orientation thereby to force said element to sealing engagement with said opening.

3. Fluidum's pressure regulator device as specified in claim 1, characterized in that said bellows means comprises a first fluid coupling means thereto for pressurizing the interior thereof to a selected pressure.

4. Fluidum's pressure regulator device as stated in claim 1, characterized in that the end of said bellows means which is placed to form an engagement with said activator comprises shielding means which surrounds the place where said activator forms an engagement, said shielding means comprising descending wall sections which are positioned to interrupt the outward flowing flow of fluid from said opening.

5. Fluidum's pressure regulator device as stated in claim 1, characterized in that said bellows means comprises a stopper which is placed within the side walls and sealed therein to limit the inward movement of the ends thereof and to substantially reduce an internal volume between said side walls and ends.

6. Fluidum's pressure regulator device as stated in claim 1, characterized by that said inlet channel and said outlet channel chambers are essentially coaxially arranged with said opening and said activator and said element and said bellows means, that said inlet chamber comprises an internal recess, and that filter means of a generally elongated and hollow configuration is slidably placed within said depression, and has an opening at the inlet and hence communicating with the hollow interior, and has a closed end which is remote from the inlet end, said filter means having porous walls to allow fluid to flow through it and to prevent the passage of particles through it.

7. Method for regulating the pressure of fluid flowing in a utility system from a fluid supply under pressure, characterized in that the method includes: to limit the fluid under pressure from the supply to the utility system, to Include within the utility system an expandable element that is pressurized to a selected fluid pressure, sensing the amount of expansion under the fluid pressure in the utility system relative to said selected value of fluid pressure, and to change said construction of fluid under pressure in relation to expansion of the element under fluid pressure in the utility system.

8. Method as stated in claim 7, characterized by the step of selectively pressurizing the expandable elements to a pressure level determined independently of the supply fluid pressure and the utility system fluid pressure.

9. Method as stated in claim 7, characterized in that in the step of changing said construction the fluid pressure in the utility system increases as the fluid supply pressure decreases, and comprises the step of monitoring the utility system fluid pressure to give an indication of the supply fluid pressure.