[发明专利]具有放气阀的流体调节器

说明书

技术领域

本发明大体涉及过程流体调节器，更具体地，涉及具有致动器的过程流体调节器，该致动器包括一高压放气阀，当致动器安装在竖直位置时，该放气阀清除致动器中被困在隔膜下方的气体，以允许更大体积的控制液体来加压致动器的一个腔室。

背景技术

在过程系统中，过程流体调节器用于整个行业以控制流体流动。通常，过程流体调节器包括调节器本体，该调节器本体具有由流体通道连接的流体入口和流体出口。一个可移动的控制元件，例如阀塞，与阀座配合以改变在流体通道中开口的大小，来控制通过过程流体调节器的过程流体的流量。致动器附着到调节器本体并连接到控制元件以可操作地控制控制元件相对于阀座的位置。致动器可包括壳体和配置在壳体中的隔膜，该隔膜将壳体内部至少分为两个腔室。隔膜通过致动器杆连接到控制元件，使得控制元件与隔膜一起移动。控制弹簧偏置隔膜到期望位置，其偏置控制元件到一期望位置(例如，到打开位置或关闭位置)。过程流体压力(无论是控制元件的上游还是控制元件的下游)可用于作为致动器的输入以抵消或克服控制弹簧产生的弹簧力。致动器使用输入过程流体压力来调节控制元件的位置(通过隔膜和阀杆)以维持期望的下游过程流体压力。通过这种方式，过程流体调节器“调节”过程流体的下游压力。

在某些系统中，过程流体是在高压下流过系统的液体。当使用高压过程液体作为过程流体调节器的致动器的输入时，残余的气体可能被困在一个腔室中，从而减少了腔室中可用于过程液体的容积。当过程流体调节器安装在竖直位置，而致动器位于调节器本体上方时尤其如此。可用容积的减少可减少致动器的效能，并因此减少过程流体调节器自身的效能。

发明内容

根据一个示例性的方面，根据在此公开的教导装配的过程流体调节器包括具有通过流体流动路径连接的流体入口和流体出口的调节器本体。控制元件设置在流体流动路径中，控制元件与阀座配合以控制流过调节器本体的流体。致动器连接到调节器本体，致动器提供力以相对于阀座移动控制元件。致动器包括壳体和壳体中的隔膜，隔膜将致动器壳体分为上部腔室和下部腔室。高压放气阀连接到下部腔室以从下部腔室中排出残余的气体，这将在下部腔室中产生用于过程液体的额外的容积。这个额外的容积改善过程流体调节器的效能和响应时间。

进一步根据前述的示例性方面，过程流体调节器可进一步包括一个或多个下述优选形式。

在某些优选的形式中，过程流体调节器可配置为高压放气阀连接到位于下部腔室中的入口接头。入口接头可位于下部腔室中的中间位置，使得隔膜不能翻过入口接头。放气阀可包括远离上部腔室定向的排气管。放气阀可包括一个或多个具有中心孔和横向孔的入口接头插塞、至少部分地设置在中心孔中的排气螺钉、至少部分地设置在横向孔的一端中的排气管和至少部分地设置在横向孔的另一端中的止动螺钉。排气管可以为中空的，形成使流体流出下部腔室的流体流动路径。排气螺钉在一端可包括塞部，该塞部与在中心孔中形成的肩部配合来控制流体流过中心孔并流出排气管。排气螺钉可包括在排气螺钉的塞部和头部之间向外延伸的环形凸缘。凹形区域可形成在排气螺钉的杆部上、在环形凸缘和头部之间。止动螺钉可包括直径减小的端部，该直径减小的端部至少部分地位于凹形区域中。直径减小的端部可大约为凹形区域的大小的1／2。隔膜通过隔膜板和隔膜头部连接到致动器杆，隔膜至少部分地位于隔膜板和隔膜头部之间。隔膜头部可形成限制隔膜向阀座移动的限位部，从而防止隔膜翻过入口接头。隔膜头部的厚度可大约为下部腔室的上端和下部腔室的下端之间的距离的75％。上部腔室可包括排气口，而下部腔室可包括下部控制入口，排气口形成流入和流出上部腔室的流体流动路径，而下部控制入口形成流入和流出下部腔室的流体流动路径，下部控制入口流体地连接下部腔室与控制元件下游的过程流体。

附图说明

图1为根据本发明的第一公开实施例的教导组装的过程流体调节器的横截面视图，过程流体调节器的致动器包括高压排气阀。

图2为图1的致动器的下部腔室的放大横截面视图。

图3为连接到图2的下部腔室的高压放气阀的放大横截面视图。

具体实施方式

通常，过程流体调节器通过使用上游过程流体压力或下游过程流体压力作为致动器的输入来调节过程流体的下游压力。过程流体压力可通过位于致动器壳体中的控制线连接进行登记。当输入过程流体压力升高到设定压力以上时，致动器中的过程流体压力增加并克服控制弹簧力以移动控制元件。一旦输入过程流体压力下降到设定压力以下，控制弹簧力克服过程流体压力，沿相反的方向移动控制元件。