流体调节器、致动器以及改善流体调节器的稳定性的方法技术

本发明专利技术涉及一种流体调节器、致动器以及用于改善流体调节器的稳定性的方法。用于流体调节器的致动器包括可操作地连接至隔膜的两个或多个控制弹簧，以便控制弹簧中的至少两个平行地独立地偏置该隔膜，并且具有不同的固有频率。还公开了一种用于改进现有技术中的致动器以包括第二控制弹簧的方法。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种流体调节器、致动器以及用于改善流体调节器的稳定性的方法。用于流体调节器的致动器包括可操作地连接至隔膜的两个或多个控制弹簧，以便控制弹簧中的至少两个平行地独立地偏置该隔膜，并且具有不同的固有频率。还公开了一种用于改进现有技术中的致动器以包括第二控制弹簧的方法。【专利说明】
本专利技术大体上涉及一种用于流体调节器的致动器，其中所述致动器具有可操作地耦接至隔膜的多个弹簧。
技术介绍
在通常的气体分配系统中供应气体的压强可根据对系统的要求、气候、供应源和/或其它因素而改变。然而，大多数装备了诸如熔炉、烤炉等气体装置的终端用户设施需要将气体根据预定的压强输送，并且以处于或低于终端用户设施的最大容量进行输送。因此，过程流体调节器在这些分配系统中被实施，用以确保所输送的气体满足终端用户设施的需求。典型地用于这些气体分配系统的过程流体调节器在现有技术中通常是熟知的。图1示出了常用的过程流体调节器10。流体调节器包括调节器主体12、控制元件14以及致动器16。调节器主体12限定流体流动路径18，其从流体入口 20延伸至流体出口 22，并且通过可操作地安置在流体入口 20与流体出口 22之间的孔眼24。诸如阀盘或阀塞的控制元件14移位，以调节沿着流体流动路径18通过孔眼24的流体的流动。致动器16被可操作地连接至调节器主体12，以控制控制元件14相对于孔眼24的位置。致动器包括壳体26、安置在壳体26内的隔膜28、以及连接件，该连接件可操作地将隔膜28连接至控制元件14。隔膜28将壳体26分隔成液压地连接至流体出口的第一腔30和液压地连接至大气的第二腔31。该连接件包括杠杆32，其具有可操作地连接至隔膜28的第一端和可操作地连接至阀杆34的第二端，阀杆34被可操作地连接至控制元件14。响应于出口 22处的压强变化的隔膜28的移动引起连接件以如下方式移位控制元件14，即在流体出口 22处将过程流体压强维持在预选范围内。致动器16包括单个控制弹簧36，其可操作地连接至隔膜28。弹簧36被设置为以所选的力来偏置隔膜28以抗衡流体压强，以便在流体出口 22处维持预选压强范围。典型地，能够使用调节螺丝38来调节由控制弹簧36施加的力。调节螺丝38的调节引起了在出口 22处维持的预选范围的调节。该具有单个控制弹簧36的设置具有易于组装和维护的优点，并且已经被广泛地应用了多年。然而，单个控制弹簧36的使用能够固有地在某些谐振频率上易于产生稳定性限制，这可能在一些运行条件下导致不期望的阀的振颤。
技术实现思路
根据本公开的一些方面，一种用于流体调节器的致动器包括可操作地耦接至隔膜和一个或多个弹簧座面的两个或多个控制弹簧，该一个或多个弹簧座面可操作地连接至致动器壳体，从而该些弹簧中的至少两个独立地平行地偏置该隔膜。优选地，该些控制弹簧中的至少两个具有不同的弹簧常数和/或固有频率，并且抑制调节器的不稳定性。根据一个示例性方面，一种流体调节器包括:调节器主体、控制元件以及致动器。所述调节器主体限定流体入口、流体出口以及流体流动路径，该流动路径将所述流体入口连接至所述流体出口。控制元件安置在所述流体流动路径中并且被设置为在至少第一位置与第二位置之间移位，以控制通过所述流体流动路径从所述流体入口至所述流体出口的流体的流动。所述致动器包括:壳体、隔膜、第一弹簧座、第一控制弹簧以及第二控制弹簧。所述壳体可操作地连接至所述调节器主体并且形成第一腔和第二腔。所述隔膜将所述第一腔与所述第二腔隔开。连接件可操作地将所述控制元件连接至所述隔膜。所述隔膜与所述流体出口流体连通，并且被可操作地设置为响应于所述流体出口处的流体压强来移动所述控制元件。该第一控制弹簧可操作地连接至所述隔膜和所述第一弹簧座并且朝第一方向偏置所述隔膜。该第二控制弹簧可操作地连接至所述隔膜和所述第一弹簧座，并且朝所述第一方向偏置所述隔膜。所述第一控制弹簧和所述第二控制弹簧中的每个控制弹簧独立于另一控制弹簧地偏置所述隔膜。该第一和第二控制弹簧具有不同的固有频率。根据本公开的另一示例性方面，用于流体调节器的致动器包括壳体、隔膜、连接件、弹簧座以及第一和第二控制弹簧，该第一和第二控制弹簧用于控制该隔膜的移动。所述壳体限定第一腔和第二腔。所述隔膜将所述第一腔与所述第二腔隔开。所述隔膜由不透气的柔性材料形成，并且形成在所述第一腔与所述第二腔之间的可移动的压强屏障。所述连接件适于可操作地将所述隔膜连接至阀杆。所述弹簧座安置在所述第二腔中并且可操作地连接至所述壳体。第一控制弹簧和第二控制弹簧中的每个控制弹簧安置在第二腔中，并且可操作地连接至该隔膜和该弹簧座。所述第一控制弹簧和所述第二控制弹簧中的每个控制弹簧独立于另一控制弹簧地偏置所述隔膜。根据另一示例性方面，公开了一种用于改善流体调节器的稳定性的方法。该方法包括如下步骤:提供流体调节器，其具有调节器主体、控制元件以及致动器，所述致动器被设置为控制通过所述调节器主体的流体的流动，所述致动器包括壳体、隔膜以及弹簧座，所述隔膜安置在所述壳体中并且被可操作地设置为感测所述调节器主体内的流体压强，所述弹簧座可操作地连接至所述壳体。该方法还包括如下步骤:提供第一控制弹簧，其中所述第一控制弹簧被选择为具有第一固有频率，以及提供第二控制弹簧，其中所述第二控制弹簧被选择为具有第二固有频率，并且其中所述第二固有频率不同于所述第一固有频率。该方法还包括如下步骤:将所述第一控制弹簧可操作地耦接至所述隔膜和所述弹簧座；将所述第二控制弹簧可操作地耦接至所述隔膜和所述弹簧座，以便所述第一控制弹簧和所述第二控制弹簧中的每个控制弹簧独立地平行地偏置所述隔膜。此外，根据上述任一个或任多个示例性方面，流体调节器可选地可以包括下述优选方式中的任一个或任多个。在一些优选的方式中，所述第一控制弹簧和所述第二控制弹簧中的每个控制弹簧包括螺旋弹簧。第一和第二控制弹簧可以可操作地相互平行。第二控制弹簧可以嵌套在第一控制弹簧内。第一控制弹簧可以具有第一直径，第二控制弹簧可以具有第二直径，并且第二直径可以小于第一直径。第一和第二控制弹簧可以是同轴的。第一和第二控制弹簧可以具有相同的长度或不同的长度。 在一些优选的方式中，所述第一控制弹簧和所述第二控制弹簧中的每个控制弹簧可以安置在第一弹簧座与第二弹簧座之间，并且可操作地抵靠第一弹簧座和第二弹簧座。第一弹簧座可以是单一部件，其可操作地连接至壳体，或者第一弹簧座可以由可操作地连接至壳体的分离的部件形成。第二弹簧座可以是与隔膜连接的刚性隔膜板。隔膜板可以安置在隔膜的第二侧上。在一些优选的形式中，所述第一控制弹簧和所述第二控制弹簧中的每个控制弹簧具有不同的弹簧常数。在一些优选的方式中，第一和第二控制弹簧被设置为阻止相互接触。一个或多个隔离件可以安置在第一控制弹簧与第二控制弹簧之间。阀座和/或隔膜板可以包括用于第一和第二控制弹簧的分离的弹簧座面，和/或可以包括在第一控制弹簧与第二控制弹簧之间延伸的一个或多个凸部。在一些优选的方式中，一个或多个调节器可操作地连接至第一和第二控制弹簧中的一个或每个，并且被设置为调节第一和第二控制弹簧中的一个或每个中的压缩和/或张紧。所述调节器可以包括调节螺丝，其可操作地连接至包围第一和第二控制弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体调节器，包括：调节器主体，其限定流体入口、流体出口以及将所述流体入口连接至所述流体出口的流体流动路径；以及控制元件，其安置在所述流体流动路径中，所述控制元件被设置为在至少第一位置与第二位置之间移位，以控制通过所述流体流动路径从所述流体入口至所述流体出口的流体的流动；以及致动器，其包括：壳体，其可操作地连接至所述调节器主体，所述壳体形成第一腔和第二腔；隔膜，其将所述第一腔与所述第二腔隔开；第一弹簧座，其可操作地耦接至所述壳体；第一控制弹簧，其可操作地耦接至所述隔膜和所述第一弹簧座，其中所述第一控制弹簧朝第一方向偏置所述隔膜；第二控制弹簧，其可操作地耦接至所述隔膜和所述第一弹簧座，其中所述第二控制弹簧平行于并且独立于所述第一弹簧来朝所述第一方向偏置所述隔膜；以及连接件，其可操作地将所述控制元件连接至所述隔膜；其中，所述隔膜与所述流体出口流体连通，并且被可操作地设置为响应于所述流体出口处的压强来移动所述控制元件；以及其中，所述第一控制弹簧具有第一固有频率，并且所述第二控制弹簧具有不同于所述第一固有频率的第二固有频率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范国磊，周彪，
申请(专利权)人：艾默生过程管理调节技术公司，
类型：发明
国别省市：