[发明专利]具有阀座载荷偏置的气动放大器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是2010年10月8日提交的美国专利申请No.12/901,018的部分继续申请。该申请的全部内容通过参考并入本文。

技术领域

本公开涉及气动放大器和包括该气动放大器的气动系统。

背景技术

用来控制诸如压缩气体、天然气、石油、丙烷等流体的流动的系统在本领域是已知的。这些系统通常包括至少一个控制阀，用来控制流体的不同流动参数。典型的控制阀包括例如阀塞等阀控制元件，其可移动地布置在流动通路内，用来控制流体的流动。如本领域中已知的，这种控制元件的位置可借助例如活塞致动器或基于隔膜的致动器等气动致动器由定位器来控制。例如，常规的定位器将气动信号传递到致动器，以在打开位置和闭合位置之间冲击阀控制元件。但是，标准定位器冲击控制阀的速度部分地取决于致动器和控制阀的大小。例如，较大的致动器/控制阀通常需要更长的时间来冲击。

因此，这种系统还使用位于定位器和致动器之间的一个或多个气动放大器。对于单作用阀，通常使用单个气动放大器。对于双作用阀，使用两个气动放大器，耦接到阀的致动器控制元件(即，活塞或隔膜)的每一侧各使用一个。该气动放大器用来放大从定位器发出的气动信号的体积，由此增加致动器冲击控制阀的速度。

发明内容

本公开的一个方面提供一种流体流动控制装置，包括供给端口、出口、排放端口、内件阀芯(trim cartridge)、隔膜组件以及控制元件。所述供给端口用来接收加压流体供给。所述出口用来传递加压流体供给。所述排放端口用来排放加压流体供给。所述内件阀芯布置在所述供给端口和所述出口之间以及所述出口和所述排放端口之间。所述内件阀芯限定了阀芯供给端口和上平坦表面。所述阀芯供给端口沿着所述供给端口和所述出口之间延伸的供给通路布置。所述上平坦表面沿着在所述出口和所述排放端口之间延伸的排出通路设置。所述隔膜组件布置在所述出口和所述排放端口之间，并限定沿排出通路的排出端口。所述控制元件可移动地布置在所述内件阀芯内，并包括供给塞、排出塞和在所述供给塞和所述排出塞之间延伸的杆。所述供给塞可选择地接合所述内件阀芯的阀芯供给端口，由此封闭供给通路。所述排出塞可选择地接合所述隔膜组件的所述排出端口，由此封闭所述排出通路。所述排出塞包括布置在所述排出塞和所述杆的接合部位的下平坦表面。所述排出塞的下平坦表面与所述内件阀芯的上平坦表面共面。

本公开的另一个方面提供一种流体流动控制装置，其包括本体、隔膜壳体、弹簧帽、供给通路、排出通路、内件阀芯、隔膜组件和控制元件。所述本体限定了适于耦接到至少一个加压气体供给的供给端口和适于耦接到控制阀的致动器的出口。所述隔膜壳体被耦接到所述本体并限定适于连通至周围大气的排放端口。所述弹簧帽被耦接到所述隔膜壳体并限定适于接收气动控制信号的控制信号端口。所述供给通路在所述本体的供给端口和出口之间延伸。所述排出通路在所述本体的出口和所述隔膜壳体的排放端口之间延伸。所述内件阀芯被布置在所述本体内并限定阀芯供给端口和上平坦表面。所述阀芯供给端口沿着在所述本体的供给端口和出口之间的供给通路布置。所述上平坦表面沿着在所述本体的出口和所述隔膜壳体的排放端口之间的排出通路布置。所述隔膜组件布置在所述隔膜壳体内，并限定沿着在所述本体的出口和所述隔膜壳体的排放端口之间的排出通路布置的排出端口。

所述控制元件布置在所述本体内，并包括供给塞、排出塞和在所述供给塞和所述排出塞之间延伸的杆，所述排出塞包括布置在所述排出塞和所述杆的接合部位的下平坦表面。所述控制元件和所述隔膜组件能够分别在所述本体和所述隔膜壳体中相对于静态位置移动，其中供给端口阀座载荷推进所述供给塞来接合所述阀芯供给端口，同时排放端口阀座载荷推进所述隔膜组件的排出端口来接合所述控制元件的排出塞，以封闭所述排出通路。当所述控制元件和所述隔膜组件处于静态位置时，所述内件阀芯的上平坦表面与所述排出塞的下平坦表面相对齐。