用于改進氣體壓力調(diào)節(jié)器的響應(yīng)的附加室的制作方法
【專利說明】用于改進氣體壓力調(diào)節(jié)器的響應(yīng)的附加室
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請涉及于2012年I月31日提交的美國專利N0.8，104, 397，該申請的全部內(nèi)容通過參引并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003]本發(fā)明涉及用于控制氣體壓力傳輸?shù)臋C械自操作式彈簧加載的商用調(diào)節(jié)器。壓力調(diào)節(jié)器減小和/或保持壓力水平以在需要的流量范圍上調(diào)節(jié)氣體壓力傳輸。
[0004]用于具有快速控制件的氣體消耗裝置的復(fù)雜的計算機控制的操作系統(tǒng)的開發(fā)和采用已經(jīng)對現(xiàn)有的氣體壓力調(diào)節(jié)器提出了新的和極端的要求。
[0005]高效率商用鍋爐可以使用如下特征:諸如無人操作電子點火、按鍵開關(guān)的閥、燃燒空氣和燃料氣體混合物的強力吸入，以及在流量的寬范圍上的快速的調(diào)節(jié)燃料需求，因而需要幾分之一秒的壓力響應(yīng)時間。常規(guī)的氣體壓力調(diào)節(jié)器還未被設(shè)計成適應(yīng)這些先前未預(yù)見的壓力響應(yīng)時間。
[0006]然而，即使面對這些新的有挑戰(zhàn)性的應(yīng)用，已經(jīng)在過去50年或更多年的使用范圍中有效地服務(wù)的常規(guī)的氣體壓力調(diào)節(jié)器仍然被使用。這在某種程度上是由于:常規(guī)氣體壓力調(diào)節(jié)器易于在狹窄的空間中且以多個取向安裝、其簡單的內(nèi)部自身控制、低維護設(shè)計和結(jié)構(gòu)、長的可靠服務(wù)壽命以及經(jīng)濟性成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]鑒于上文提到的問題，理想的是獲得能夠處理與現(xiàn)有氣體供給調(diào)節(jié)器相關(guān)聯(lián)的服務(wù)操作問題的裝置，該現(xiàn)有氣體供給調(diào)節(jié)器不能夠足夠快速地響應(yīng)于氣體消耗裝置的復(fù)雜操作系統(tǒng)。
[0008]用于調(diào)節(jié)氣體系統(tǒng)的壓力的氣體壓力調(diào)節(jié)器包括:第一室；第一隔膜，該第一隔膜將第一室分成第一隔間和第二隔間；以及第二室，該第二室還已知為附加室，該第二室具有第二隔膜，該第二隔膜將第二室分成第三隔間和第四隔間。第四隔間與第一室的第一隔間連接并且連通。第一隔膜的移動使得第一隔間中的壓力改變。第一隔膜的移動還致使第二隔膜進行相應(yīng)的移動，該第二隔膜的相應(yīng)移動改變第四隔間的容積。
【附圖說明】
[0009]在參照附圖作出的下列描述中，更詳細地闡述了示例性實施方式的特征和優(yōu)點。
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明的實施方式的氣體壓力調(diào)節(jié)器的示意性截面圖；
[0011]圖2為根據(jù)本發(fā)明的實施方式的氣體壓力調(diào)節(jié)器的截面圖；
[0012]圖3為與氣體壓力調(diào)節(jié)器的彈簧塔架連接的第二室的第一示例性實施方式的截面圖；
[0013]圖4為與氣體壓力調(diào)節(jié)器連接的第二室的第一示例性實施方式的截面圖；
[0014]圖5為第二室的第二示例性實施方式的截面圖；
[0015]圖6為第二室的第三示例性實施方式的截面圖；以及
[0016]圖7A和圖7B為具有第二室的氣體壓力調(diào)節(jié)器的一些示例性實施方式的等距視圖。
【具體實施方式】
[0017]文中描述的示例性實施方式的一個目的和特征是提供用于改善壓力調(diào)節(jié)器的響應(yīng)的室。
[0018]與壓力調(diào)節(jié)器的響應(yīng)自由度單獨相比，第二室的示例性實施方式增大了系統(tǒng)的響應(yīng)自由度，并且使得系統(tǒng)對瞬時壓力改變更快速地作出反應(yīng)。文中描述的示例性第二室的一個優(yōu)點是具有在沒有擴大通風管線的尺寸、不產(chǎn)生相關(guān)聯(lián)的成本以及不需要使調(diào)節(jié)器與通風機構(gòu)部件相協(xié)調(diào)的情況下改善系統(tǒng)響應(yīng)并且保持穩(wěn)定的操作狀態(tài)的能力。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的示例性第二室能夠有利地定尺寸為使得所需的附加的高度最小化，并且利用圍繞壓力調(diào)節(jié)器彈簧塔架的現(xiàn)有的空間。文中描述的示例性第二室的另一優(yōu)點是具有通過安全帽提供至主要彈簧的進入以設(shè)定壓力水平的能力。
[0020]第二室的示例性實施方式安全地改善了氣體壓力調(diào)節(jié)器的響應(yīng)，尤其針對快速作用氣體點火空間和水加熱器所使用的高流動能力的商用和工業(yè)應(yīng)用的調(diào)節(jié)器。第二室的示例性實施方式還可以允許氣體壓力調(diào)節(jié)器更快速地響應(yīng)于在壓力和流量需求方面的快速改變，同時保持安全和穩(wěn)定的操作。
[0021]根據(jù)考慮包括附圖的說明書，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，文中描述的示例性第二室的這些和其他目的、優(yōu)點和特征將變得明顯。
[0022]壓力調(diào)節(jié)器可以用于以穩(wěn)定受控的壓力供給氣體，從而將氣體壓力傳輸控制在流量需求的范圍上。例如，壓力調(diào)節(jié)器可以根據(jù)用于一系列住宅用、商用和工業(yè)上的應(yīng)用的燃燒器、加熱器以及過程設(shè)備來滿足燃料氣體的變化的需求流量。
[0023]壓力調(diào)節(jié)器一一諸如機械自操作式彈簧加載的壓力調(diào)節(jié)器一一可以包括氣流量控制元件、壓力響應(yīng)元件、壓力參考元件以及安全元件。
[0024]參照圖1，壓力調(diào)節(jié)器的示例性實施方式包括具有膜或隔膜140的室，該膜或隔膜140將室分成第一隔間120和第二隔間130。在非限制性的示例中，第二隔間為加壓的隔間，并且第一隔間為未加壓的或環(huán)境大氣側(cè)隔間。柔性的隔膜用作壓力響應(yīng)元件，該柔性隔膜在其外周處被支承和密封，并且聯(lián)接至閥180。
[0025]將彈簧150封圍的彈簧塔架110延伸通過未加壓的隔間，并且通過安全帽100封閉。彈簧和彈簧塔架可以提供對抗隔膜的預(yù)設(shè)定彈簧力。安全帽將殼體密封并且確保在隔膜損壞的情況下沒有氣體漏出壓力調(diào)節(jié)器。安全帽還允許提供至彈簧的進入，以通過轉(zhuǎn)動因而向下或向上移動具有中央開口 125的內(nèi)螺紋襯圈155而進行設(shè)定點調(diào)節(jié)?？梢苿拥拈y180用作氣流量控制元件。
[0026]在操作中，隨著在入口 10處從供給管進入壓力調(diào)節(jié)器的流量增大，氣流經(jīng)打開的閥而進入第二隔間130中，在第二隔間130中，壓力增大并且抵抗由預(yù)設(shè)定彈簧150施加的力而將隔膜140向上推動。隨著隔膜向上移動，閥最終封閉第二隔間130，從而阻止壓力的任何進一步的增大。當在第二隔間中的壓力降低時，例如由于在出口處的流量需求增大，則彈簧150的力將閥180向下推動，從而使得氣流從入口 10進入第二隔間并且使壓力再次增大。隨著通過出口 20離開壓力調(diào)節(jié)器的流量增大，在第二隔間中的壓力降低，這進而使彈簧150將隔膜140向下推動并且打開閥180。
[0027]隨進入壓力調(diào)節(jié)器的流量增大，在第二隔間中壓力升高，這進而抵抗彈簧150而移動隔膜140并且關(guān)閉閥180。因此，能夠保持幾乎穩(wěn)定的供給壓力，前提是壓力調(diào)節(jié)器能夠足夠快速地響應(yīng)于流量在打開方向和關(guān)閉方向上的改變。調(diào)節(jié)器多快地響應(yīng)于流量改變某種程度上取決于在第二隔間中的壓力的變化速率，即，在第二隔間中的壓力改變能夠被多快地增大或減小。在第二隔間中的壓力的變化速率進一步地與第一隔間中的壓力的變化速率有關(guān)，S卩，空氣多快地在第一隔間中被壓縮或從第一隔間釋放，以在彈簧力使隔膜返回至閥打開位置之前適應(yīng)隔膜140的向上移動。在示例性實施方式中，如圖1中所示，在第一隔間上設(shè)置有安全通風孔或通氣孔165，并且該安全通風孔或通氣孔165允許當隔膜向上移動時空氣從第一隔間被排出至排放管道系統(tǒng)。相反地，當隔膜向下移動時，通氣空氣通過安全通風孔165被吸入到第一隔間中。在壓力調(diào)節(jié)器操作期間，安全通風孔結(jié)合為隔膜140提供所需阻尼穩(wěn)定性的彈簧加載的雙路片狀件和小的排出孔。在隔膜140可能損壞的緊急情況下，從第二隔間130逸出至第一隔間120中的氣體通過安全通氣孔165和連接的管道系統(tǒng)被引導(dǎo)至安全排放位置。作為附加的安全特征，一些壓力調(diào)節(jié)器與內(nèi)部過壓限制減壓閥結(jié)合，如通過彈簧160示出的，該彈簧160保持使隔膜穿透閥(diaphragm pass-throughvalve) 170關(guān)閉。在第二隔間130中發(fā)生過壓的情況下，在隔膜140上的合成的力會克服彈簧150和160的組合的關(guān)閉力