流体调节器制造技术

公开了流体调节器。一种示例性的阀体包括进口、出口、以及设置在进口与出口之间的孔，出口包括表面结构，以提高流体流经出口的横截面的流型的均匀性。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容总体上涉及流体控制设备，并且更具体来说，涉及流体调节器。
技术介绍
流体调节器可以在进口处接收相对高的压力并且在出口处提供相对较低的设定控制压力。在一些实例中，通过出口的流动可以基于与流体调节器耦合的系统的下游需求而变化。
技术实现思路
一种示例性的阀体包括进口、出口、以及设置在进口与出口之间的孔，出口包括表面结构，以增大流体流经出口的横截面的流型的均匀性。附图说明图1示出了根据本公开内容的教导的示例性流体调节器。图2示出了图1的示例性流体调节器的一部分，该部分包括示例性的出口流动路径内所限定的示例性的第一孔图案。图3示出了图1的示例性流体调节器的一部分，该部分包括示例性的出口流动路径内所限定的示例性的第二孔图案。图4示出了图1的示例性流体调节器的一部分，该部分包括示例性的出口流动路径内所限定的示例性的第一突出部图案。图5示出了图1的示例性流体调节器的一部分，该部分包括示例性的出口流动路径内所限定的示例性的第二突出部图案。图6-图9示出了使用本文所公开的例子而获得的示例性测试结果。图10示出了根据本公开内容的教导的另一个示例性流体调节器。图11示出了根据本公开内容的教导的另一个示例性流体调节器。图12示出了根据本公开内容的教导的另一个示例性流体调节器。附图并非是按比例缩放的。在任何可能的情况下，贯穿附图以及所附书面描述将使用相同的附图标记以指代相同或相似的部件。具体实施方式一些公知的流体调节器在其出口处呈现不可预测的流动和/或压力。如果流体离开调节器的出口的流型是相对不可预测的，则安置在调节器下游的传感器(例如，皮托管)可能不能提供准确的和/或可靠的读数。这种不准确的读数可能导致调节器欠行程(under travelling)和/或超行程(over travelling)，并且更通常来说，所设定的下游压力将不会保持一致。与这些公知的调节器中的一些调节器形成对比，使用本文所公开的例子，使得出口流动更加可预测和/或可重复，这使得下游传感器能够提供更准确的读数并增加了调节器的可用容量。例如，为了增大出口流动的可预测性、降低升压(boost)和/或增加输送压力，本文所公开的示例性流体调节器的出口路径包括使得流体流动分层的表面结构。在一些例子中，流体流动的分层使得通过出口路径的流型能够在各种压降上(例如，10磅每平方英寸(PSI)的压降、90PSI的压降、等等)是可预测的和/或可重复的。在一些例子中，出口流动路径内的示例性表面结构通过减小流体速度来增加出口路径中部的流体流动的压力，并通过增大流体速度来降低紧邻出口路径的壁的流体流动的压力。因此，通过增大紧邻出口路径的壁的流体速度并减小出口路径的中部的流体速度，示例性表面结构使得跨出口的横截面的流体压力和/或速度能够相对一致和/或均匀。在一些例子中，出口路径内的表面结构包括凹面的凹部、凸面的凹部、孔、突出部和/或诸如鲨鱼皮纹理之类的纹理。可以以不规则的图案、随机的图案和/或一致的或规则的图案来设置表面结构。图1示出了示例性调节器100，示例性调节器100包括耦合至调节器阀104的致动器102。致动器102包括隔膜106，隔膜106被捕获在致动器壳体108内，以限定加载腔110和感测腔112。为了向隔膜106的第一侧114提供控制负载和/或压力，加载腔110经由进口端口116接收控制流体，并容置抵靠隔膜106而作用的弹簧118。在一些例子中，由弹簧118和/或控
制流体提供的控制负载和/或压力与由调节器100提供的期望的出口压力相对应。图1的调节器阀104包括阀体120，阀体120限定了进口124与出口126之间的流体通道122。在该例子中，阀体120耦合至致动器壳体108，以使得阀体120的喉部128与感测腔112流体连通，以使得感测腔112和/或设置在喉部128内的皮托管130能够感测阀体120的出口126处的压力。为了控制通过阀体120的流体流动，阀塞131被设置在通道122内，以便相对于阀座和/或孔口132移动。在该例子中，阀塞131经由联动装置134耦合至隔膜106。然而，阀塞131可以以任何适当的方式耦合至隔膜106。在操作中，在图1的例子中，响应于跨隔膜106的压差，隔膜106经由联动装置134移动阀塞131。当下游的需求增加并使得下游压力降低到低于控制负载和/或压力时，跨隔膜106的压差和弹簧118的弹力使得隔膜106朝向感测腔112移动，由此移动阀塞131远离阀座132，以实现通过通道122的流体流动。当下游的需求降低并使得下游压力增加到高于控制负载和/或压力时，跨隔膜106的压差使得隔膜106朝向加载腔110移动，由此移动阀塞131朝向阀座132，以防止或减少通过通道122的流体流动。基于当调节器100暴露于一系列压差(以及因此，流体流率)时调节器100将出口压力保持在设定控制压力的能力，可以通过某种额定容量或准确性分类来对调节器100进行归类。当调节器100提供偏离设定控制压力的下游出口压力时，调节器100不再在特定的操作参数内进行控制，并且其准确性分类或容量大幅下降。例如，当调节器100暴露于高的进口压力或高的压差时，如果下游压力突然增加并且流体以相对高的速度流经通路122，则调节器100可能产生升压。具有相对高的速度的流体流动可能造成喉部128和/或出口126内不可预测的压力区域和/或压力区，以偏离下游压力。取决于跨隔膜106的压降，这些压力区域和/或压力区的位置可以移位，由此使得使用皮托管130来准确地感测压力的能力变得困难。例如，在一些公知的调节器(例如，非图1的调节器100)中，当跨孔口132出现第一压降时，横向于出口126的纵轴延伸、限定第一压力区的垂直的压力梯度可以形成于出口126内的第一位置中，并且当跨隔膜106
出现第二压降时，以不同方式限定第一压力区的垂直的压力梯度可以形成于出口126内的第二位置中。由于这些压力区域和/或压力区的移动和/或垂直的压力梯度的移动，因此在一些例子中，将皮托管130置于当调节器100暴露于不同的压降时获得可靠的压力读数的位置中是困难的。如果测量到的压力是不准确的(例如，比实际出口压力低的压力)，则调节器100可能偏离控制压力，由此使得调节器100由于例如压力测量结果的差的准确性而具有较低的额定容量。与一些公知的调节器(即，非图1的调节器100)遭遇的问题形成对比，为了降低出口126内的升压，本文所公开的例子包括出口126内的表面结构和/或纹理136，该表面结构和/或纹理136使得出口126内的流体流动具有更一致和/或均匀的速度，具有更一致和/或均匀的压力梯度、和/或具有跨出口126的横截面的更一致和/或均匀的压力。表面结构136可以包括孔、凹面的凹部、凸面的凹部、鲨鱼皮表面结构、纹理、等等。然而，表面结构136可以是可靠地控制流经调节器100的流体(例如，气体、液体、浆液)的流动的任何适当的结构、纹理和/或图案。在一些例子中，表面结构136被配置为增大紧邻出口126的壁的流体流动的湍流和速度，并减小出口126的中部的流体流动的湍流和速度，以使得跨出口126的整个横截面的流体流动的速度和/或压力相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：阀体，所述阀体包括进口、出口、以及设置在所述进口与所述出口之间的孔，所述出口包括表面结构以提高流体流经所述出口的横截面的流型的均匀性。

【技术特征摘要】
2015.03.31 US 14/675,4481.一种装置，包括：阀体，所述阀体包括进口、出口、以及设置在所述进口与所述出口之间的孔，所述出口包括表面结构以提高流体流经所述出口的横截面的流型的均匀性。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述均匀性的提高使得沿着所述出口的纵轴所限定的压力梯度形成于所述出口内，所述压力梯度用于限定压力区。3.根据权利要求2所述的装置，其中，当提供不同的压降时，所述压力区的位置基本上保持一致。4.根据权利要求2所述的装置，还包括皮托管，所述皮托管具有设置在所述压力区内的端部。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述均匀性的提高将降低升压。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述表面结构包括孔。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述表面结构包括突出部。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述表面结构包括纹理。9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述孔包括阀座，并且还包括阀塞以选择性地接合所述阀座来控制所述进口与所述出口之间的流体流动。10.根据权利要求9所述的装置，还包括：耦合至所述阀体的调节器。11.根据权利要求9所述的装...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·W·哈特，
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：美国;US