УСТРОЙСТВО РЕГИСТРАЦИИ ДИНАМИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ПРИВОДОВ И УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ ОТ ИЗБЫТОЧНОГО ДАВЛЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО РАСПОЛОЖЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК F16K31/165 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Изобретение относится к регуляторам расхода жидкости, таким как регуляторы давления газа, и, в частности, к регуляторам давления газа, содержащим систему для предотвращения небезопасных условий выходного давления.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Давление, при котором обычные системы распределения газа подают газ, может варьироваться в зависимости от требований к системе, климата, источника подачи и/или других факторов. Однако большинство установок конечных пользователей, оснащенных газоиспользующим оборудованием, таким как промышленные печи, печи и т.д., требуют подачи газа в соответствии с заданным давлением и при максимальной производительности регулятора давления газа или меньше нее. Следовательно, регуляторы давления газа внедряют в эти системы распределения для обеспечения соответствия поданного газа требованиям установок конечных пользователей. Обычные регуляторы давления газа в целом содержат привод управления с обратной связью для подачи и давления поданного газа и управления им.

[0003] В дополнение к управлению с обратной связью некоторые обычные регуляторы давления газа содержат уравновешенный затвор для улучшения реакции регулятора давления газа на изменения в выходном давлении. Уравновешенный затвор выполнен с возможностью уменьшения влияния входного давления на производительность регулятора давления газа. Входное давление сообщается по текучей среде с уравновешивающей диафрагмой для воздействия на элемент управления регулятора давления газа в направлении, противоположном усилию выходного давления. Соответственно, при изменении входного давления обеспечивается приложение соответствующего усилия для обеспечения равновесия с усилием, образованным входным давлением, как описано далее, таким образом, чтобы обеспечивать действие регулятора давления газа только в ответ на выходное давление.

[0004] Некоторые обычные регуляторы давления газа также содержат дополнительные устройства контроля (устройства защиты от избыточного давления), такие как устройства контроля избыточного давления, активаторы закрытия задвижки, маркерные сигнальные устройства и т.п., обеспечивающие ответное действие при изменении измеренного входного давления, такого как давление далее в технологической цепочке после регулятора, от заданного диапазона обычного рабочего давления. Устройство защиты от избыточного давления обеспечивает управление давлением далее в технологической цепочке после регулятора в случае сбоя регулятора, таким образом приводя к повышению выходного давления до нежелательного уровня. В случае сбоя регулятора и превышения выходным давлением заданной рабочей точки давления устройства контроля, устройство защиты от избыточного давления обеспечивает закрытие пропускного отверстия клапана регулировочного клапана и перекрывание потока газа к компонентам, расположенным далее в технологической цепочке системы распределения газа. При повышении требуемой производительности и/или решении проблемы с регулятором, и падении выходного давления, устройство защиты от избыточного давления обеспечивает открывание пропускного отверстия клапана и, таким образом обеспечивает возможность прохождения газа далее по технологической цепочке.

[0005] Обычно устройство защиты от избыточного давления, такое как устройство контроля избыточного давления, реагирует в случае превышения выходным давлением (т.е. давлением в выпускном отверстии) давления отсечки, измеренного диафрагмой. В частности, нижняя поверхность диафрагмы устройства контроля избыточного давления частично определяет регулировочную полость таким образом, чтобы обеспечивать воздействие давления в регулировочной полости на диафрагму. В одном варианте реализации устройства контроля избыточного давления управляющая линия проходит от регулировочной полости к участку выпускного отверстия регулировочного клапана, при этом управляющая линия расположена снаружи корпуса устройства контроля избыточного давления и участка регулировочного клапана, определяющего выпускное отверстие клапана. При такой конфигурации обеспечивается точная передача выходного давления к регулировочной полости. Однако установка и техническое обслуживание такой конфигурации может быть дорогостоящим.

[0006] Альтернативно, устройства защиты от избыточного давления могут содержать внутреннюю измерительную трубку, проходящую от регулировочной полости к выпускному отверстию регулировочного клапана и проходящую через внутренние участки корпуса устройства защиты от избыточного давления и участок корпуса регулировочного клапана, определяющий выпускное отверстие клапана. Внутренняя измерительная трубка может быть выполнена в целом в цилиндрической форме и иметь постоянное поперечное сечение. Внутренняя измерительная трубка может также содержать открытый наконечник, проходящий в выпускное отверстие регулировочного клапана, при этом давление потока жидкости внутри клапана на выпускном отверстии или рядом с ним измеряют через открытый наконечник внутренней измерительной трубки. Участок внутренней измерительной трубки, содержащий наконечник, может проходить под наклоном в выпускное отверстие или может проходить параллельно общему направлению потока жидкости через выпускное отверстие. Однако при изменении скоростей потока и/или требования к расходу давление, передаваемое к регулировочной полости посредством внутренней измерительной трубки, может соответственно варьироваться. Обычно давление, более низкое, чем действительное давление управления, передается к регулировочной полости через открытый наконечник внутренней измерительной трубки, таким образом искусственным образом обеспечивая повышение клапаном регулировочных давлений. Более конкретно, при прохождении потока через конец внутренней измерительной трубки, на открытом наконечнике образуется область низкого давления, что приводит к более низким показателям регистрируемого давления по сравнению с действительным давлением. В результате изменяется точность измерения давления при изменении расхода, таким образом негативно воздействуя на возможность устройства защиты от избыточного давления защищать систему, расположенную далее по технологической цепочке.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] В соответствии с одним приведенным в качестве примера аспектом настоящего изобретения регулятор расхода жидкости содержит регулировочный клапан, содержащий корпус клапана, определяющий впускное отверстие и выпускное отверстие. Регулировочный клапан также содержит пропускное отверстие клапана, расположенное между впускным отверстием и выпускным отверстием. Привод прикреплен к регулировочному клапану, при этом привод содержит тарелку клапана, тарелка клапана расположена внутри регулировочного клапана и выполнена с возможностью перемещения между закрытым положением, обеспечивающим уплотняющее взаимодействие с пропускным отверстием клапана, и открытым положением с расположением на расстоянии от пропускного отверстия клапана. При нахождении в открытом положении жидкость, протекающая от впускного отверстия к выпускному отверстию, протекает через выпускное отверстие вдоль оси потока. Регулятор расхода жидкости также содержит устройство защиты от избыточного давления, выполненное с возможностью остановки потока от впускного отверстия к выпускному отверстию при достижении давлением в регулировочной полости заданного уровня. Устройство защиты от избыточного давления содержит измерительную трубку, а измерительная трубка имеет второй конец, сообщающийся по текучей среде с регулировочной полостью, и первый конец, сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием регулировочного клапана, таким образом, чтобы обеспечивать сообщение по текучей среде регулировочной полости с выпускным отверстием регулировочного клапана. Первый участок измерительной трубки проходит вдоль оси трубки, параллельной оси потока, при этом первый участок проходит между первой точкой, расположенной между первым концом и вторым концом, и второй точкой, расположенной на первом конце. В измерительной трубке рядом с первым концом расположено по меньшей мере одно отверстие, каждое из которых имеет центровую линию, перпендикулярную оси потока.

[0008] В соответствии с другим приведенным в качестве примера аспектом настоящего изобретения регулятор расхода жидкости содержит регулировочный клапан, содержащий корпус клапана, определяющий впускное отверстие и выпускное отверстие. Регулировочный клапан также содержит пропускное отверстие клапана, расположенное между впускным отверстием и выпускным отверстием. Привод прикреплен к регулировочному клапану, при этом привод содержит тарелку клапана, тарелка клапана расположена внутри регулировочного клапана и выполнена с возможностью перемещения между закрытым положением, обеспечивающим уплотняющее взаимодействие с пропускным отверстием клапана, и открытым положением с расположением на расстоянии от пропускного отверстия клапана. При нахождении в открытом положении жидкость, протекающая от впускного отверстия к выпускному отверстию, протекает через выпускное отверстие вдоль оси потока. Регулятор расхода жидкости также содержит устройство защиты от избыточного давления, выполненное с возможностью остановки потока от впускного отверстия к выпускному отверстию при достижении давлением в регулировочной полости заданного уровня. Устройство защиты от избыточного давления содержит измерительную трубку, измерительная трубка имеет второй конец, сообщающийся по текучей среде с регулировочной полостью, и первый конец, сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием регулировочного клапана, таким образом, чтобы обеспечивать сообщение по текучей среде регулировочной полости с выпускным отверстием регулировочного клапана. Первый участок измерительной трубки проходит вдоль оси трубки, параллельной оси потока, при этом первый участок проходит между первой точкой, расположенной между первым концом и вторым концом, и второй точкой, расположенной на первом конце. Измерительная трубка содержит первый сегмент первого участка, имеющий первый диаметр, и второй сегмент первого участка, имеющий второй диаметр, при этом первый диаметр больше второго диаметра.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] На фиг. 1 показан вид в поперечном сечении сбоку варианта реализации регулятора расхода жидкости при нахождении в открытом положении, содержащего устройство защиты от избыточного давления.

[0010] На фиг. 2 показан частичный вид в поперечном сечении сбоку тарелки клапана и измерительной трубки регулятора расхода жидкости, изображенных на фиг. 1, при нахождении регулятора расхода жидкости в закрытом положении.

[0011] На фиг. 3 показан частичный вид в поперечном сечении сбоку варианта реализации измерительной трубки, изображенного на фиг. 1 и 3.

[0012] На фиг. 4 показан частичный вид в поперечном сечении сбоку другого варианта реализации измерительной трубки.

[0013] На фиг. 5 показан частичный вид в поперечном сечении сбоку дополнительного варианта реализации измерительной трубки.

[0014] На фиг. 6 показан частичный вид в поперечном сечении сбоку другого варианта реализации измерительной трубки.

[0015] На фиг. 7 показан частичный вид в поперечном сечении сбоку другого варианта реализации измерительной трубки.

[0016] На фиг. 8 показан частичный вид в поперечном сечении сбоку измерительной трубки, проходящей от выпускного отверстия регулировочного клапана к камере управления привода.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0017] На фиг. 1 и 2 изображен регулятор 10 расхода жидкости, содержащий регулировочный клапан 12, содержащий корпус 13 клапана, определяющий впускное отверстие 14 и выпускное отверстие 16. Регулировочный клапан 12 также содержит пропускное отверстие 18 клапана, расположенное между впускным отверстием 14 и выпускным отверстием 16. Привод 20 прикреплен к регулировочному клапану 12, при этом привод 20 содержит тарелку 22 клапана, тарелка клапана расположена внутри регулировочного клапана 12 и выполнена с возможностью перемещения между закрытым положением, обеспечивающим уплотняющее взаимодействие с пропускным отверстием 18 клапана, и открытым положением с расположением на расстоянии от пропускного отверстия 18 клапана. При нахождении в открытом положении жидкость, протекающая от впускного отверстия 14 к выпускному отверстию, протекает через выпускное отверстие вдоль оси 24 потока. Регулятор 10 расхода жидкости также содержит устройство 25 защиты от избыточного давления (такое как устройство 26 контроля избыточного давления), выполненное с возможностью остановки потока от впускного отверстия 14 к выпускному отверстию 16 при повышении давления в регулировочной полости 27 до заданного уровня или падении до него.

[0018] Как показано на фиг. 2, устройство 25 защиты от избыточного давления содержит измерительную трубку 28, а измерительная трубка 28 имеет второй конец 29, сообщающийся по текучей среде с регулировочной полостью 27, и первый конец 30, сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием 16 регулировочного клапана 12, таким образом, чтобы обеспечивать сообщение по текучей среде регулировочной полости 27 с выпускным отверстием 16 регулировочного клапана 12. Первый участок 31 измерительной трубки 28 проходит вдоль оси 37 трубки, параллельной оси 24 потока, при этом первый участок 31 проходит между первой точкой 32, расположенной между вторым концом 29 и первым концом 30, и второй точкой 33, расположенной на первом конце 30. По меньшей мере одно отверстие 34 расположено в измерительной трубке 28 рядом с первым концом 30, при этом каждое из по меньшей мере одного отверстия 34 имеет центровую линию 35, перпендикулярную оси 24 потока. При такой конфигурации давление, перпендикулярное расходной трубке, передается к регулировочной полости 27, таким образом устраняя область низкого давления, которая приводит к неточной регистрации давления. В результате, обеспечивается точность давления, зарегистрированного устройством 25 защиты от избыточного давления, и его независимость от изменений в скоростях потока и требуемой производительности расхода.

[0019] Далее будет более подробно описан регулятор 10 расхода жидкости; регулятор 10 расхода жидкости содержит привод 20 и регулировочный клапан 12, как показано на фиг. 1 и 2. Регулировочный клапан 12 содержит впускное отверстие 14 для приема газа от системы распределения газа, например, и выпускное отверстие 16 для подачи газа к установке, содержащей по меньшей мере одну единицу оборудования, например. Привод 20 прикреплен к регулировочному клапану 12 и содержит узел 36, содержащий элемент управления, такой как тарелка 22 клапана. Во время первого или обычного режима работы узел 36 управления измеряет давление на выпускном отверстии 16 регулировочного клапана 12 (т.е. давление выпускного отверстия) и управляет положением тарелки 22 клапана таким образом, чтобы давление выпускного отверстия приблизительно равнялось заданной рабочей точке давления или давлению управления.

[0020] Со ссылкой на фиг. 1 и 2 регулировочный клапан 12 определяет горловину 38 и устье 40 клапана. Горловина 38 расположена между впускным отверстием 14 и выпускным отверстием 16, и имеет пропускное отверстие 18 клапана, расположенное в нем. Для прохождения между впускным отверстием 14 и выпускным отверстием 16 регулировочного клапана 12 жидкость должна пройти через пропускное отверстие 18 клапана. Пропускное отверстие 18 клапана может быть выполнено с возможностью убирания от регулировочного клапана 12 таким образом, чтобы обеспечивалась возможность его замены на другое пропускное отверстие клапана, имеющее отверстие другого диаметра или другую конфигурацию, для настройки рабочих характеристик и характеристик потока регулировочного клапана 12 для конкретного применения. В раскрытом варианте реализации устье 40 клапана определяет отверстие, расположенное вдоль оси, в целом параллельной горизонтальной (т.е. проходящей вдоль или параллельно оси X эталонной системы координат, показанной на фиг. 1) продольной оси 149, и которое может быть выполнено перпендикулярно или по существу перпендикулярно вертикальной (т.е. проходящей вдоль или параллельно оси Y эталонной системы координат, показанной на фиг. 1) оси 24 потока, выровненной или по существу выровненной с общим направлением потока жидкости через впускное отверстие 14 и выпускное отверстие 16 регулировочного клапана 12.

[0021] В соответствии с фиг. 1 привод 20 содержит корпус 42 и узел 36 управления, как описано ранее. Корпус 42 содержит верхний компонент 42а корпуса и нижний компонент 42b корпуса, закрепленные вместе посредством множества крепежных элементов, например. Нижний компонент 42b корпуса определяет регулировочную полость 44 и устье 46 привода. Устье 46 привода присоединено к устью 40 клапана регулировочного клапана 12 для обеспечения сообщения по текучей среде между приводом 20 и регулировочным клапаном 12. Верхний компонент 42а корпуса определяет уравновешивающую полость 48 и башенный участок 50 для приема участка узла 36 управления в соответствии со следующим описанием.

[0022] Узел 36 управления содержит подузел 52 диафрагмы, тарелку, уравновешивающий подузел 54 и перепускной клапан 56. Подузел 52 диафрагмы содержит диафрагму 58, поршень 60, регулировочную пружину 62, уравновешивающую пружину 64, комбинированное седло 68 пружины, седло 72 уравновешивающей пружины, седло 76 регулировочной пружины и направляющую 80 поршня. Более конкретно, диафрагма 58 содержит диафрагму, выполненную в форме диска, определяющую отверстие, проходящее через ее центральный участок. Диафрагма 58 изготовлена из упругого по существу герметичного материала, а ее наружная граница герметично закреплена между верхним и нижним компонентами 42а, 42b корпуса 42. Следовательно, диафрагма 58 отделяет уравновешивающую полость 48 от регулировочной полости 44.

[0023] Комбинированное седло 68 пружины расположено сверху на диафрагме 58 и определяет отверстие, расположенное концентрично отверстию в диафрагме 58. Как показано на фиг. 1, комбинированное седло 68 пружины поддерживает регулировочную пружину 62 и уравновешивающую пружину 64.

[0024] Поршень 60 раскрытого варианта реализации содержит в целом удлиненный элемент, выполненный в форме стержня, имеющий участок 84 манжетного уплотнения, траверсу 88, резьбовой участок 92 и направляющий участок 96. Участок 84 манжетного уплотнения выполнен в вогнутой и в целом дискообразной форме, и проходит по окружности среднего участка поршня 60, и расположен непосредственно под диафрагмой 58. Траверса 88 содержит полость, выполненную с возможностью приема соединения 100, присоединенного к участку тарелки и уравновешивающему поду злу 54 для обеспечения возможности соединения между подузлом 52 диафрагмы, тарелкой и уравновешивающим подузлом 54 в соответствии со следующим описанием.

[0025] Направляющий участок 96 и резьбовой участок 92 поршня 60 проходят через отверстия в диафрагме 58 и комбинированное седло 68 пружины, соответственно. Направляющий участок 96 поршня 60 расположен с возможностью скольжения в полости в направляющей 80 поршня, поддерживающей осевое выравнивание поршня 60 относительно остальной части узла 36 управления. Уравновешивающая пружина 64, седло 72 уравновешивающей пружины и гайка 104 расположены на резьбовом участке 92 поршня 60. Гайка 104 удерживает уравновешивающую пружину 64 между комбинированным седлом 68 пружины и седлом 72 уравновешивающей пружины. Регулировочная пружина 62 расположена сверху на комбинированном седле 68 пружины, как было указано, и внутри башенного участка 50 верхнего компонента 42а корпуса. Седло 76 регулировочной пружины ввинчено в башенный участок 50 и прижимает регулировочную пружину 62 к комбинированному седлу 68 пружины. В раскрытом варианте реализации регулировочная пружина 62 и уравновешивающая пружина 64 включают спиральные пружины сжатия. Соответственно, регулировочная пружина 62 присоединена к верхнему компоненту 42а корпуса и воздействует усилием, направленным вниз, на комбинированное седло 68 пружины и диафрагму 58. Уравновешивающая пружина 64 присоединена к комбинированному седлу 68 пружины и воздействует усилием, направленным вверх, на седло 72 уравновешивающей пружины, которое, в свою очередь, прикладывается к поршню 60. В раскрытом варианте реализации сила, образованная регулировочной пружиной 62, может быть регулируема посредством регулировки расположения седла 76 регулировочной пружины в башенном участке 50, и, следовательно, давление управления регулятора 10 также может быть регулируемо.

[0026] Регулировочная пружина 62 противодействует давлению в регулировочной полости 44, измеряемому посредством диафрагмы 58. Как указано, это давление равняется давлению на выпускном отверстии 16 регулировочного клапана 12. Соответственно, сила, прикладываемая регулировочной пружиной 62, приводит давление выпускного отверстия к требуемой рабочей точке давления или давлению управления для регулятора 10. Подузел 52 диафрагмы функционально прикреплен к тарелке 22 клапана и уравновешивающему подузлу 54, как указано ранее, через траверсу 88 поршня 60 и соединение 100 посредством рычага 108 управления.

[0027] Тарелка и уравновешивающий подузел 54 содержат шток 112 привода, взаимодействующий с рычагом 108 управления для перемещения тарелки 22 клапана между открытым и закрытым положениями при сгибании диафрагмы 58 в результате изменений в выходном давлении. В частности, шток 112 привода является в целом линейным стержнем, торцевая поверхность которого взаимодействует с рычагом 108 управления. Рычаг 108 управления является немного изогнутым стержнем и содержит поворотный конец 108а и свободный конец 108b. Поворотный конец 108а прикреплен с возможностью поворота к нижнему компоненту 130b корпуса и содержит палец 113, имеющий закругленный конец и взаимодействующий с концом поверхности штока 112 привода. Свободный конец 108b выполнен с возможностью приема между верхним участком и штифтом соединения 100, прикрепленным к траверсе 88 поршня 60. Таким образом, соединение 100 и рычаг 108 управления обеспечивают функциональное присоединение тарелки и уравновешивающего подузла 54 к подузлу 52 диафрагмы.

[0028] Как показано на фиг. 2, тарелка 22 клапана тарелки и уравновешивающий подузел 54 функционально присоединены к штоку 112 привода и содержат уплотняющую поверхность 150, взаимодействующую с выпускным отверстием пропускного отверстия 18 клапана для перекрывания потока жидкости через регулировочный клапан 12. Уплотняющая поверхность 150 может быть участком тарелки 22 клапана или может быть участком уплотняющей вставки, закрепленной внутри полости, образованной в тарелке 22 клапана. Уплотняющая поверхность 150 может включать любой подходящий материал или сочетание материалов, таких как упругий сжимаемый материал.

[0029] Тарелка 22 клапана может быть непосредственно или косвенно присоединена к штоку 112 привода посредством штока 116 уравновешенного пропускного отверстия (закрепленного к тарелке 22 клапана) и седлу 120 уравновешивающей пружины, при этом линейное перемещение соединенных элементов поддерживается направляющей 124 штока, стопорной пластиной 128, стопором 132 уравновешивающей диафрагмы и корпусом 136 уравновешивающего пропускного отверстия. Направляющая 124 штока выполнена с возможностью размещения в устье 46 привода и имеет в целом цилиндрический внутренний участок, выполненный с возможностью скользящей фиксации штока 112 привода. Направляющая 124 штока также содержит каналы 140, через которые образован участок пути, обеспечивающий сообщение по текучей среде выпускного отверстия 16 с регулировочной полостью 44 в соответствии со следующим описанием.

[0030] В соответствии с фиг. 2 направляющая 124 штока взаимодействует со стопорной пластиной 128, расположенной между направляющей 124 штока и корпусом 136 уравновешенного пропускного отверстия, для удержания стопорной пластины 128 и корпуса 136 уравновешенного пропускного отверстия на месте внутри устья 126 клапана. Стопорная пластина 128 в целом выполнена в круглой форме и содержит центральное отверстие, через которое проходит шток 116 уравновешенного пропускного отверстия. Корпус 136 уравновешенного пропускного отверстия, в целом цилиндрический и полый, проходит по направлению к пропускному отверстию 18 клапана и имеет внутренний диаметр, размеры которого обеспечивают возможность скользящего приема тарелки 22 клапана. Стопор 132 диафрагмы расположен внутри корпуса 136 уравновешенного пропускного отверстия и отверстия стопорной пластины 128, и удерживается на месте между поверхностью стопорной пластины 128 и внутренним плечом корпуса 136 уравновешенного пропускного отверстия. Уравновешивающая диафрагма 144, выполненная в форме диска и имеющая центральное отверстие, образована внутри корпуса 136 уравновешенного пропускного отверстия. Уравновешивающая диафрагма 144 изготовлена из гибкого по существу герметичного материала, а ее наружная граница закреплена между стопором 132 диафрагмы и корпусом 136 уравновешенного пропускного отверстия. Внутренний край рядом с центральным отверстием уравновешивающей диафрагмы 144 герметично закреплен между тарелкой 22 клапана и штоком 116 уравновешенного пропускного отверстия. При такой конфигурации первая полость 152 образована между участком тарелки 22 клапана, стопором 132 диафрагмы и поверхностью уравновешивающей диафрагмы 144.

[0031] Тарелка 22 клапана, шток 116 уравновешенного пропускного отверстия, закрепленный к тарелке 22 клапана, и шток 112 привода могут быть перемещены по направлению к открытому положению регулировочного клапана 12 посредством уравновешивающей пружины 148, расположенной между седлом 120 уравновешивающей пружины и опорной поверхностью стопора 132 диафрагмы. Более конкретно, опорная поверхность стопора 132 диафрагмы может быть выполнена с возможностью приема первого конца уравновешивающей пружины 148, а второй конец уравновешивающей пружины 148 может быть выполнен с возможностью взаимодействия с участком седла 120 уравновешивающей пружины, как показано на фиг. 2. Уравновешивающая пружина 148 может быть любым подходящим упругим элементом, таким как спиральная пружина, соосно выровненная с продольной осью 24. Так как опорная поверхность стопора 132 диафрагмы неподвижна, второй конец уравновешивающей пружины 148 обеспечивает отклонение седла 120 уравновешивающей пружины во взаимодействие со штоком 112 привода. Уравновешивающая пружина 148 может быть предварительно сжатой для обеспечения подходящей силы смещения в независимости от положения штока 112 привода. Более того, уравновешивающая пружина 148 может быть выбрана из множества уравновешивающих пружин, каждая из которых имеет уникальные характеристики пружины (например, сила сжатия пружины) для настройки тарелки и уравновешивающего подузла 54 для обеспечения требуемых условий потока.

[0032] Как показано на фиг. 2, тарелка 22 клапана тарелки и уравновешивающего подузла 54 содержит уплотняющую поверхность 150, расположенную на первом конце тарелки 22 клапана. Тарелка 22 клапана может также содержать по меньшей мере один канал 151 тарелки, который может проходить в продольном направлении через тарелку 22 клапана от первого конца к противоположному относительно продольного направления второму концу таким образом, чтобы обеспечивать сообщение по текучей среде первой полости 152 и области, примыкающей к выпускному отверстию 125 пропускного отверстия 18 клапана. По меньшей мере один канал 151 тарелки может быть образован сочетанием по меньшей мере одного цилиндрического канала и по меньшей мере одного планарного канала, проходящего через тарелку 22 клапана. Дополнительно, по меньшей мере один из каналов 151 тарелки может по меньшей мере частично включать удлиненные продольные каналы, выполненные в любой подходящей форме поперечного сечения (такой как круглая, овальная или многоугольная, например).

[0033] При нахождении тарелки 22 клапана в открытом положении жидкость проходит через по меньшей мере один канал 155 тарелки от выпускного отверстия 125 пропускного отверстия 18 клапана в первую полость 152 и во взаимодействие с уравновешивающей диафрагмой 144. То есть по меньшей мере один канал 151 тарелки выполнен с возможностью обеспечения сообщения по текучей среде поверхности уравновешивающей диафрагмы 144 напротив пропускного отверстия 18 клапана с входным давлением, направленным на тарелку 22 клапана. Соответственно, уравновешивающая диафрагма 144 обеспечивает приложение силы на тарелку 22 клапана по направлению пропускного отверстия 18 клапана для компенсации силы, прикладываемой к тарелке 22 клапана в результате входного давления жидкости, проходящей через пропускное отверстие 18 клапана. Компоненты тарелки и уравновешивающего подузла 54 настроены таким образом, чтобы обеспечивать приблизительно противоположную направленность и одинаковую величину силы, прикладываемой уравновешивающей диафрагмой 144, и силы входного давления, прикладываемой к тарелке 22 клапана, для устранения воздействия входного давления на подузел 52 диафрагмы и, следовательно, обеспечения большей точности управления выходным давлением посредством регулятора 10 расхода жидкости.

[0034] Как показано на фиг. 1, регулятор 10 расхода жидкости может также содержать дополнительное устройство, представленное устройством 25 защиты от избыточного давления, выполненное с возможностью перекрывания потока жидкости через регулировочный клапан 12 при образовании избыточного давления до понижения выходного давления после сбоя привода 20. Специалисту в данной области техники будет понятно, что устройство 25 защиты от избыточного давления может быть устройством контроля избыточного давления, активатором закрытия задвижки, маркерным сигнальным устройством или любым подобным устройством, известным в области техники, выполненным с возможностью перекрывания потока жидкости через регулировочный клапан 12 при образовании избыточного давления до понижения выходного давления после сбоя привода 20.

[0035] Например, как показано на фиг. 1, устройство 25 защиты от избыточного давления может быть устройством 26 контроля избыточного давления, конфигурация которого подобна приводу 20, при этом устройство 26 контроля избыточного давления также функционирует подобным приводу 20 образом. Так как устройство 26 контроля избыточного давления реагирует только в случае превышения выходным давлением (т.е. давлением в выпускном отверстии 16) давления отсечки, установленного диафрагмой 248 и регулировочной пружиной 252, подузел диафрагмы 242 устройства контроля, тарелку и уравновешивающий подузел 244 настраивают соответственно. Нижняя поверхность диафрагмы 248 устройства 26 контроля избыточного давления частично определяет регулировочную полость 27 таким образом, чтобы обеспечивать воздействие давления в регулировочной полости 27 на диафрагму 248, и сообщение по текучей среде регулировочной полости 27 с выпускным отверстием 16 регулировочного клапана 12 через измерительную трубку 28 для обеспечения возможности воздействия выходного давления на диафрагму 248.

[0036] Как показано на фиг. 1 и 2, измерительная трубка 28 (т.е. пьезометрическая трубка) устройства 26 контроля избыточного давления может быть выполнена в форме цилиндрической трубки или может быть частично образована из цилиндрической трубки. Однако измерительная трубка 28 может быть выполнена в любой подходящей форме поперечного сечения или в сочетании форм, таких как овальная или многоугольная форма, например. Измерительная трубка 28 может быть выполнена цельной, отдельной частью, или может содержать два или более субкомпонентов, закрепленных друг с другом для образования измерительной трубки 28. Измерительная трубка 28 может иметь любую подходящую толщину или толщины, при этом измерительная трубка 28 может быть изготовлена из любого подходящего материала или сочетания материалов (например, сталь, медь, алюминий и т.д.).

[0037] Также со ссылкой на фиг. 1 и 2 второй конец 29 измерительной трубки 28 сообщается по текучей среде с регулировочной полостью 27, а первый конец 30 измерительной трубки 28 сообщается по текучей среде с выпускным отверстием 16 регулировочного клапана 12. При такой конфигурации регулировочная полость 27 сообщается по текучей среде с выпускным отверстием 16 регулировочного клапана 12. Измерительная трубка 28 может иметь первый участок 31, проходящий вдоль оси 37 трубки, параллельной или по существу параллельной вертикальной оси 24 потока. Первый участок 31 проходит между первой точкой 32 (расположенной между вторым концом 29 измерительной трубки 28 и первым концом 30 измерительной трубки 28) и второй точкой 33 (расположенной на первом конце 30 измерительной трубки), при этом первая точка 32 расположена далее первого конца 30 в технологической цепочке. Первый участок 31 может быть полностью расположен внутри выпускного отверстия 16 регулировочного клапана 12, или первый участок 31 может по меньшей мере частично проходить в сегмент трубы, закрепленный к выпускному отверстию 16.

[0038] Измерительная трубка 28 может иметь второй участок 153, проходящий от второго конца 29 измерительной трубки 28 к первой точке 32 первого участка 31 измерительной трубки 28. Второй участок 153 может быть выполнен в любой подходящей форме или сочетании форм для обеспечения сообщения по текучей среде второго конца 29 измерительной трубки 28 и регулировочной полости 27, и прохождения второго участка 153 к первой точке 32 первого участка 31 измерительной трубки 28. Например, второй участок 153 может быть выполнен в изогнутой или по существу изогнутой форме при рассмотрении в поперечном сечении. Альтернативно, по меньшей мере один линейный сегмент или по меньшей мере один закругленный или изогнутый сегмент могут взаимодействовать для образования второго участка 153. Второй участок 153 может по меньшей мере частично проходить через корпус 230 устройства 26 контроля избыточного давления на поверхности контакта устройства 26 контроля избыточного давления и клапана 12 привода или рядом с ней. Второй участок 153 может также по меньшей мере частично проходить через участок корпуса 13 клапана, относящийся к клапану 12 привода, определяющий выпускное отверстие 16. Второй участок 153 может также быть определен в качестве канала (или трубки, расположенной внутри канала), проходящего через корпус 230 устройства 26 контроля избыточного давления и/или корпус 13 клапана 12 привода, определяющий выпускное отверстие 16 (или примыкающий к выпускному отверстию 16), а первый участок 31 может быть закреплен к участку корпуса 13 клапана 12 привода, определяющему выпускное отверстие 16 (или примыкающему к выпускному отверстию 16).

[0039] В варианте реализации измерительной трубки 28, изображенном на фиг. 2 и 3, по меньшей мере одно отверстие 34 расположено в измерительной трубке 28 рядом с первым концом 30, при этом каждое из по меньшей мере одного отверстия 34 имеет центровую линию 35, перпендикулярную оси 37 трубки и оси 24 потока. То есть каждое из по меньшей мере одного отверстия 34 проходит от наружной поверхности 154 измерительной трубки 28 к внутренней поверхности 155 измерительной трубки 28. При такой конфигурации каждое из по меньшей мере одного отверстия 34 образовано на или через поверхность (т.е. наружную поверхность 154), проходящую вдоль или параллельно оси 24 потока (или оси 37 трубки). Каждая из наружной поверхности 154 и внутренней поверхности 155 может проходить вдоль оси 37 трубки, и каждая может быть выполненной в цилиндрической, овальной или многоугольной форме, например. Через измерительную трубку 28 может быть образовано любое количество отверстий 34. Например, по меньшей мере три отверстия 34 могут быть расположены в измерительной трубке 28, и по меньшей мере три отверстия 34 могут быть расположены через равные радиальные интервалы по окружности измерительной трубки 28. Центровая линия 35 каждого из по меньшей мере трех отверстий 34 может быть расположена на эталонной плоскости, перпендикулярной оси 37 трубки и/или оси 24 потока. В одном варианте реализации в измерительной трубке 28 может быть образовано четыре отверстия 34. По меньшей мере одно отверстие 34 может быть выполнено в любой подходящей форме, такой как круг или овал (при рассмотрении вдоль центровой линии 35), и может иметь любой подходящий размер, обеспечивающий возможность прохождения жидкости через отверстие 34 и в регулировочную полость 27.

[0040] Измерительная трубка 28 может содержать вертикальную или по существу вертикальную концевую стенку 156, расположенную на первом конце 30 измерительной трубки 28 или примыкающую к нему. Концевая стенка 156 может быть сплошной (т.е. непористой) и может быть выполнена с возможностью предотвращения протекания жидкости в первый конец 30 измерительной трубки 28 (и из него) вдоль оси 37 трубки (и оси 24 потока). При такой конфигурации жидкость, протекающая в выпускное отверстие, может протекать в измерительную трубку 28 только через по меньшей мере одно отверстие 34. Таким образом, исключена возможность измерения давления в продольном направлении (т.е. вдоль оси 37 трубки) через первый конец 30 измерительной трубки 28 - вместо этого давление жидкости измеряют через по меньшей мере одно отверстие 34. Посредством измерения давления через отверстия 34, проходящие перпендикулярно оси 37 трубки, исключается образование области низкого давления, примыкающей к отверстиям 34, в результате чего обеспечивается точная регистрация давления посредством устройства 26 контроля избыточного давления.

[0041] В варианте реализации измерительной трубка 28, изображенном на фиг. 5, по меньшей мере один выступающий элемент 157 может проходить от наружной поверхности 154 измерительной трубки 28 рядом с первым концом 30. Каждый из выступающих элементов 157 может проходить перпендикулярно или по существу перпендикулярно оси 37 трубки (и оси 24 потока). Дополнительно, каждый из выступающих элементов 34 может быть расположен между по меньшей мере одним отверстием 34 и второй точкой 33 на первом конце 30 измерительной трубки 28. При такой конфигурации выступающий элемент 157 может примыкать к соответствующему отверстию 34, при этом количество выступающих элементов 157 равняется количеству отверстий 34. Выступающие элементы 157 могут быть выполнены в любой подходящей форме, обеспечивающей образование турбулентности в потоке жидкости на соответствующем отверстии 34 или рядом с ним. Эта турбулентность повышает точность измеренного давления внутри выпускного отверстия 16, подаваемого к устройству 26 контроля избыточного давления. Как показано на фиг. 5, выступающие элементы 157 могут быть удлиненными и могут быть выполнены в круглой, многоугольной или овальной форме поперечного сечения.

[0042] В варианте реализации измерительной трубки 28, изображенном на фиг. 4, по меньшей мере участок первого участка 31 измерительной трубки 28 содержит основной участок 158, имеющий наружную поверхность 159, при этом наружная поверхность 159 может быть цилиндрической. Первый участок 31 может также содержать крышку 160, которая может быть расположена на наконечнике основного участка 158. Крышка может иметь наружную поверхность 161 и внутреннюю поверхность 162, при этом каждая из наружной поверхности 161 и внутренней поверхности 162 может быть цилиндрической. Диаметр внутренней поверхности 162 крышки 160 может незначительно превышать диаметр наружной поверхности 159 основного участка 158 таким образом, чтобы обеспечивать прием наконечника основного участка 158 внутренностью крышки 160 (т.е. таким образом, чтобы обеспечивать примыкание участка наружной поверхности 159 основного участка 158 к участку внутренней поверхности 162 крышки 160, или их контакт). Крышка 160 может быть закреплена к основному участку 158 любым известным способом, таким как сварка, клеящие вещества или плотная посадка, например.

[0043] Крышка 160 измерительной трубки 28 может содержать вертикальную или по существу вертикальную концевую стенку 163, расположенную на первом конце 30 измерительной трубки 28, примыкающем к концевому участку крышки 160, или примыкающую к нему. Концевая стенка 163 может быть сплошной (т.е. непористой) и может быть выполнена с возможностью предотвращения потока жидкости в первый конец 30 измерительной трубки 28 (и из него) вдоль оси 37 трубки (и оси 24 потока). Через крышку 160 может быть образовано любое количество отверстий 134, при этом отверстия 34 могут быть идентичными или по существу идентичными отверстиям 34, описанным ранее. Например, в крышке 160 может быть расположено по меньшей мере три отверстия 34, и по меньшей мере три отверстия 134 могут быть расположены через равные радиальные интервалы по окружности крышки 160. В одном варианте реализации в крышке 160 измерительной трубки 28 может быть образовано шесть отверстий 134. Вертикальная поверхность 164 может проходить между наружной поверхностью 161 крышки 160 и наружной поверхностью 159 основного участка 158, при этом вертикальная поверхность 164 может быть расположена между по меньшей мере одним отверстием 134 и первой точкой 32 первого участка 31 измерительной трубки 28. Вертикальная поверхность 164 может быть перпендикулярной или по существу перпендикулярной оси 37 трубки, или может быть выполнена в форме конуса или усеченного конуса. Вертикальная поверхность 164 может быть выступающим элементом 157, выполненным с возможностью образования турбулентности в потоке жидкости на соответствующем отверстии 34 или рядом с ним. Эта турбулентность повышает точность измеренного давления внутри выпускного отверстия 16, подаваемого к устройству 26 контроля избыточного давления.

[0044] В варианте реализации измерительной трубки 28, изображенном на фиг. 6, измерительная трубка 28 может быть идентичной или по существу идентичной описанным ранее вариантам реализации, однако измерительная трубка 28 не содержит по меньшей мере одного отверстия 34, 134, проходящего перпендикулярно оси 37 трубки. Вместо этого, жидкость может проходить во внутренний участок измерительной трубки 28 через открытый первый конец 30, при этом открытый первый конец 30 содержит участок 165 устья. Участок 165 устья может содержать кольцевую поверхность 166 устья, проходящую вокруг периметра участка устья между наружной поверхностью 154 и внутренней поверхностью 155 первого участка 31. Поверхность 166 устья может быть планарной или может быть по меньшей мере частично контурной или закругленной. Поверхность 166 устья может находиться в одной плоскости или по существу в одной плоскости с эталонной плоскостью, при этом эталонная плоскость может пересекать ось 37 трубки для образования острого угла (т.е. угла, меньшего чем 90 градусов). То есть при рассмотрении перпендикулярно оси 37 трубки, эталонная плоскость может казаться линейной эталонной осью 167, образующей острый угол А с осью 37 трубки. В частности, угол А между эталонной осью 167 и осью 37 трубки может составлять от 10 градусов до 80 градусов, и предпочтительно от 40 градусов до 55 градусов. При такой конфигурации участок 165 устья содержит острый участок 168, определенный эталонной осью 167 и наружной поверхностью 154 измерительной трубки 28 при рассмотрении перпендикулярно оси 37 трубки. При рассмотрении перпендикулярно оси 37 трубки вершина острого участка 168 выступает в продольном направлении перед измерительной трубкой 28, а острый участок 168 может быть расположен на боковой стороне измерительной трубки 28, наиболее приближенной к центровой линии 180 выпускного отверстия 16 (при рассмотрении перпендикулярно оси 37 трубки). При такой конфигурации предотвращается завихрение низкого давления на первом конце 30, образованное потоком жидкости, обеспечивая повышение точности измеренного давления внутри выпускного отверстия 16, подаваемого к устройству 26 контроля избыточного давления.

[0045] В варианте реализации измерительной трубки 28, изображенном на фиг. 7, измерительная трубка 28 может быть похожей на описанные ранее варианты реализации, однако измерительная трубка 28 не содержит по меньшей мере одного отверстия 34, 134. Вместо этого, жидкость может проходить во внутренний участок измерительной трубки 28 через открытый первый конец 30. В варианте реализации по фиг. 7 первый сегмент 169 первого участка 31 может быть выполнен в цилиндрической форме и иметь первый внутренний диаметр D1, а второй сегмент 170 первого участка 31 может быть выполнен в цилиндрической форме и иметь второй диаметр D2, отличающийся от первого диаметра D1. Например, первый диаметр D1 может быть больше второго диаметра D2. Более конкретно, первый диаметр D1 может быть от двух до четырех раз больше второго диаметра D2. Второй сегмент 170 может примыкать к первому концу 30 измерительной трубки 28. Измерительная трубка 28 может также содержать переходный сегмент 171, расположенный между первым сегментом 169 и вторым сегментом 170. Переходный сегмент 171 может иметь непостоянный внутренний диаметр, постепенно уменьшающийся от первого диаметра D1 ко второму диаметру D2 вдоль длины переходного сегмента 171. Первый и второй сегменты 169, 170 могут иметь любую подходящую длину. Например, продольная длина первого сегмента 169 может быть по меньшей мере в пять раз длиннее продольной длины второго сегмента 170. Дополнительно, продольная длина второго сегмента 170 может быть от двух до шести раз длиннее второго диаметра D2 второго сегмента 170. При такой конфигурации предотвращается завихрение низкого давления на первом конце 30, образованное потоком жидкости, обеспечивая повышение точности измеренного давления внутри выпускного отверстия 16, подаваемого к устройству 26 контроля избыточного давления.

[0046] Также в соответствии с фиг. 1 устройство 26 контроля избыточного давления также содержит уравновешивающую пружину 214, расположенную между седлом 286 пружины и стопором 292 диафрагмы, обеспечивающую отклонение тарелки 222 клапана к перпендикулярному открытому положению. Соединение 272 и рычаг 276 управления настроены таким образом, что соединение 272 приводит в действие рычаг 276 управления только в таком направлении, чтобы перемещать тарелку 222 клапана по направлению к закрытому положению и во взаимодействие с расположенной далее в технологической цепочке стороной пропускного отверстия 18 клапана для перекрывания потока жидкости через регулировочный клапан 12. Штифт 272а соединения 272 взаимодействует со свободным концом 276b рычага 276 управления для поворота рычага 276 управления при перемещении диафрагмы 248 и поршня 250 по направлению вверх в результате превышения выходным давлением давления отсечки. Наоборот, верхний участок 272а соединения 272 расположен на расстоянии от рычага 276 управления таким образом, чтобы исключать перемещение рычага управления 276 посредством перемещения диафрагмы 248 и поршня 250 по направлению вниз в результате падений в выходном давлении. Разумеется, специалисту в данной области техники будут известны альтернативные конфигурации устройств контроля избыточного давления, включающие устройства контроля, выполненные с возможностью закрывания при падении выходного давления ниже отсечки низкого давления, которые рассматриваются авторами изобретения в качестве применимых в регуляторах давления газа в соответствии с настоящим описанием.

[0047] При задании системе распределения газа требований производительности, например при начале эксплуатации оборудования, такого как промышленная печь, печь и т.д., пользователем, оборудование нагнетает газ от выпускного отверстия 16 и, соответственно, регулировочной полости 44 привода 20 и регулировочной полости 27 устройства 26 контроля избыточного давления, таким образом понижая давление, измеренное диафрагмами 58, 248. При падении давления, измеренного диафрагмой 58, между силой регулировочной пружины и силой давления выпускного отверстия, воздействующей на диафрагму 58, образуется неуравновешенность таким образом, чтобы обеспечивать расширение регулировочной пружины 62, смещающее диафрагму 58 и поршень 60 по направлению вниз относительно корпуса 42. Это приводит к повороту рычага 108 управления по часовой стрелке, в свою очередь обеспечивая поворот пальца 113 относительно поверхности штока 112 привода. В результате обеспечивается возможность перемещения штока 112 привода и тарелки 22 клапана от выпускного отверстия 125 пропускного отверстия 18 клапана вследствие силы уравновешивающей пружины 148 для открывания регулировочного клапана 12. В это время падение давления может также приводить к образованию неуравновешенности сил между силой регулировочной пружины и силой давления выпускного отверстия, воздействующей на диафрагму 248 таким образом, чтобы обеспечивать расширение регулировочной пружины 252, смещающее диафрагму 248 и поршень 250 по направлению вниз относительно корпуса 230. Однако так как верхний участок соединения 272 расположен на расстоянии от рычага 276 управления, устройство 26 контроля избыточного давления не реагирует подобным образом на падение давления с перемещением тарелки 222 клапана.

[0048] При снятии с системы распределения газа требования, например при выключении оборудования пользователем, регулятор 10 изначально реагирует посредством уменьшения потока жидкости через регулировочный клапан 12. По мере продолжения прохождения газа через пропускное отверстие 18 клапана и к расположенному далее в технологической цепочке участку системы обеспечивается повышение давления на выпускном отверстии 16 и, соответственно, в регулировочной полости 44 привода 20 и регулировочной полости 27 устройства 26 контроля избыточного давления. При повышении давления, измеренного диафрагмой 58, и преодолении силы регулировочной пружины обеспечивается толкание диафрагмы 58 и поршня 60 по направлению вверх относительно корпуса 42. Перемещение по направлению вверх обеспечивает поворот рычага 108 управления против часовой стрелки, в свою очередь обеспечивая перемещение штока 112 привода и тарелки 22 клапана по направлению к пропускному отверстию 18 клапана для уменьшения потока жидкости через регулировочный клапан 12. При нормальных рабочих условиях будет обеспечено падение давления выпускного отверстия приблизительно к рабочей точке давления привода и его удержание на этом уровне до изменения требования далее в технологической цепочке, требующего реакцию привода 20.

[0049] Давление отсечки устройства контроля больше рабочей точки давления привода, а устройство 26 контроля избыточного давления обычно не реагирует на изменения давления в пределах обычного рабочего диапазона регулятора 10 расхода жидкости. В случае сбоя привода 20, такого как, например, разрыв диафрагмы 58, тарелка 22 клапана может оставаться открытой, не смотря на повышение выходного давления за пределы рабочей точки давления привода. Постепенно давление на первом конце 30 измерительной трубки 28 достигает давления отсечки устройства 26 контроля избыточного давления. Выходное давление, переданное к регулировочной полости 27 посредством измерительной трубки 28, обеспечивает образование неуравновешенности сил между силой регулировочной пружины и силой давления выпускного отверстия, воздействующей на диафрагму 248, таким образом, чтобы обеспечивать сжатие регулировочной пружины 252, смещающее диафрагму 248 и поршень 250 по направлению вверх относительно корпуса 230. При перемещении поршня 250 обеспечивается поворот штифтом 272а соединения 272 рычага управления 276 для приведения в движение привода 278 и перемещения тарелки 222 клапана во взаимодействие с пропускным отверстием 18 клапана для закрывания потока жидкости через регулировочный клапан 12. Устройство 26 контроля избыточного давления будет продолжать блокирование потока жидкости, пока давление на первом конце 30 измерительной трубки 28 будет оставаться выше давления отсечки устройства контроля.

[0050] Как показано на фиг. 8 вариант реализации регулятора 10 расхода жидкости может содержать измерительную трубку 28, выполненную с возможностью измерения давления в первичном регуляторе (т.е. приводе 20) вместо измерения давления в устройстве 25 защиты от избыточного давления. В этом варианте реализации регулятор 10 расхода жидкости может необязательно содержать устройство 25 защиты от избыточного давления, а дополнительная измерительная трубка 28 может быть выполнена с возможностью измерения давления в устройстве 25 защиты от избыточного давления, как описано ранее. Измерительная трубка 28, использованная с приводом 20, может быть идентичной или по существу идентичной ранее описанным вариантам реализации. Однако второй конец 29 измерительной трубки 28 может сообщаться по текучей среде с регулировочной полостью 44 привода 20, а первый конец 30 измерительной трубки 28 может сообщаться по текучей среде с выпускным отверстием 16 регулировочного клапана 12 (или с впускным отверстием 14 регулировочного клапана 12). При такой конфигурации регулировочная полость 44 сообщается по текучей среде с выпускным отверстием 16 (или впускным отверстием 14) регулировочного клапана 12. Измерительная трубка 28 может иметь первый участок 31, проходящий вдоль оси 37 трубки, параллельной или по существу параллельной вертикальной оси 24 потока. Первый участок 31 проходит между первой точкой 32 (расположенной между вторым концом 29 измерительной трубки 28 и первым концом 30 измерительной трубки 28) и второй точкой 33 (расположенной на первом конце 30 измерительной трубки), при этом первая точка 32 расположена далее первого конца 30 в технологической цепочке. Однако ориентация первого участка 31 может быть обращена таким образом, чтобы обеспечивать расположение первой точки 32 ранее первого конца 30 в технологической цепочке. Первый участок 31 может быть полностью расположен внутри выпускного отверстия 16 регулировочного клапана 12, или первый участок 31 может по меньшей мере частично проходить в сегмент трубы, закрепленный к выпускному отверстию 16.

[0051] Также в соответствии с фиг. 8 измерительная трубка 28 может иметь второй участок 153, проходящий от второго конца 29 измерительной трубки 28 к первой точке 32 первого участка 31 измерительной трубки 28. Второй участок 153 может быть выполнен в любой подходящей форме или сочетании форм, обеспечивающем сообщение по текучей среде второго конца 29 измерительной трубки 28 с регулировочной полостью 44, и обеспечивающем прохождение второго участка 153 к первой точке 32 первого участка 31 измерительной трубки 28. Например, второй участок 153 может быть выполнен в изогнутой или по существу изогнутой форме при рассмотрении в поперечном сечении. Альтернативно, по меньшей мере один линейный сегмент или по меньшей мере один закругленный или изогнутый сегмент могут взаимодействовать для образования второго участка 153. Второй участок 153 может по меньшей мере частично проходить через устье 46 привода 20 на поверхности контакта привода 20 и клапана 12 привода, или рядом с ней. Второй участок 153 может также по меньшей мере частично проходить через участок корпуса 13 клапана 12 привода, определяющий выпускное отверстие 16 (или впускное отверстие 14). Второй участок 153 может также быть определен в качестве канала (или трубки, расположенной внутри канала), проходящего через устье 46 привода 20 и/или корпус 13 клапана 12 привода, определяющий выпускное отверстие 16 или впускное отверстие 14 (или примыкающий к выпускному отверстию 16 или впускному отверстию 14), а первый участок 31 может быть закреплен к участку корпуса 13 клапана 12 привода, определяющему выпускное отверстие 16 или впускное отверстие 14 (или примыкающему к выпускному отверстию 16 или впускному отверстию 14). Варианты реализации измерительной трубки 28 обеспечивают точную регистрацию давления приводом 20 посредством ранее описанного способа.

[0052] Хотя конкретные основные варианты реализации и детали были описаны с целью иллюстрации изобретения, специалистам в данной области техники будет понятно, что могут быть осуществлены различные изменения в способах и устройстве, раскрытых в настоящем описании, без отклонения от объема изобретения.

Изобретение относится к регуляторам расхода жидкости, таким как регуляторы расхода газа, и, в частности, к регуляторам давления газа, содержащим систему для предотвращения небезопасных условий выходного давления. Технический результат направлен на обеспечение регулирования выходного давления текучей среды. Регулятор расхода жидкости содержит регулировочный клапан (12), содержащий впускное отверстие (14), выпускное отверстие (16) и пропускное отверстие (18) клапана, расположенное между впускным отверстием (14) и выпускным отверстием (16). Привод (20) прикреплен к регулировочному клапану (12) и содержит тарелку (22) клапана, выполненную с возможностью перемещения между закрытым положением и открытым положением. Устройство также содержит устройство (25) защиты от избыточного давления, выполненное с возможностью остановки потока жидкости от впускного отверстия к выпускному отверстию при достижении давлением в регулировочной полости заданного уровня. Устройство (25) защиты от избыточного давления содержит измерительную трубку (28), имеющую первый конец (30), сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием (16), и второй конец (29), сообщающийся по текучей среде с регулировочной полостью (27). Измерительная трубка (28) имеет первый участок, проходящий параллельно оси потока. По меньшей мере одно отверстие (34) расположено в измерительной трубке (28) рядом с первым концом (30), при этом каждое из отверстий (34) имеет центровую линию, перпендикулярную оси потока. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Регулятор расхода жидкости, содержащий:

регулировочный клапан, содержащий корпус клапана, определяющий впускное отверстие и выпускное отверстие, и также содержащий пропускное отверстие клапана, расположенное между впускным отверстием и выпускным отверстием;

привод, прикрепленный к регулировочному клапану и содержащий тарелку клапана, расположенную внутри регулировочного клапана и выполненную с возможностью перемещения между закрытым положением, обеспечивающим уплотняющее взаимодействие с пропускным отверстием клапана, и открытым положением с расположением на расстоянии от пропускного отверстия клапана, при этом при нахождении в открытом положении жидкость, протекающая от впускного отверстия к выпускному отверстию, протекает через выпускное отверстие вдоль оси потока;

устройство защиты от избыточного давления, выполненное с возможностью остановки потока от впускного отверстия к выпускному отверстию при достижении давлением в регулировочной полости заданного уровня и содержащее измерительную трубку, имеющую первый конец, сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием регулировочного клапана, и второй конец, сообщающийся по текучей среде с регулировочной полостью, таким образом, чтобы обеспечивать сообщение по текучей среде регулировочной полости с выпускным отверстием регулировочного клапана,

причем первый участок измерительной трубки проходит вдоль оси трубки, параллельной оси потока, первый участок проходит между первой точкой, расположенной между первым концом и вторым концом, и второй точкой, расположенной на первом конце, а в измерительной трубке рядом с первым концом расположено по меньшей мере одно отверстие, каждое из которых имеет центровую линию, перпендикулярную оси трубки.

2. Регулятор расхода жидкости по п. 1, в котором рядом со вторым концом измерительной трубки расположена концевая стенка, выполненная с возможностью предотвращения потока жидкости во второй конец измерительной трубки и из него вдоль оси трубки.

3. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 1 или 2, в котором по меньшей мере один выступающий элемент проходит от наружной поверхности измерительной трубки рядом с первым концом измерительной трубки.

4. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 1 или 2, в котором по меньшей мере один выступающий элемент расположен между указанным по меньшей мере одним отверстием и второй точкой на первом конце измерительной трубки.

5. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 1 или 2, в котором измерительная трубка содержит крышку, закрепленную на основном участке рядом с первым концом измерительной трубки, и в котором по меньшей мере одно отверстие расположено в крышке.

6. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 1 или 2, в котором между наружной поверхностью крышки и наружной поверхностью основного участка вертикально проходит концевая стенка.

7. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 1 или 2, в котором концевая стенка расположена между указанным по меньшей мере одним отверстием и первым концом измерительной трубки.

8. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 1 или 2, в котором указанное по меньшей мере одно отверстие представляет собой по меньшей мере три отверстия, расположенные в измерительной трубке.

9. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 1 или 2, в котором указанные по меньшей мере три отверстия расположены через равные радиальные интервалы по окружности измерительной трубки.

10. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 1 или 2, в котором каждое из указанных по меньшей мере трех отверстий имеет центровую линию и каждая центровая линия каждого из указанных по меньшей мере трех отверстий расположена в одной эталонной плоскости, перпендикулярной оси трубки.

11. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 1 или 2, в котором устройство защиты от избыточного давления является устройством контроля избыточного давления.

12. Регулятор расхода жидкости, содержащий:

регулировочный клапан, содержащий корпус клапана, определяющий впускное отверстие и выпускное отверстие, и также содержащий пропускное отверстие клапана, расположенное между впускным отверстием и выпускным отверстием;

привод, прикрепленный к регулировочному клапану и содержащий тарелку клапана, расположенную внутри регулировочного клапана и выполненную с возможностью перемещения между закрытым положением, обеспечивающим уплотняющее взаимодействие с пропускным отверстием клапана, и открытым положением с расположением на расстоянии от пропускного отверстия клапана, при этом при нахождении в открытом положении жидкость, протекающая от впускного отверстия к выпускному отверстию, протекает через выпускное отверстие вдоль оси потока;

устройство защиты от избыточного давления, выполненное с возможностью остановки потока от впускного отверстия к выпускному отверстию при достижении давлением в регулировочной полости заданного уровня и содержащее измерительную трубку, имеющую открытый первый конец, сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием регулировочного клапана, и второй конец, сообщающийся по текучей среде с регулировочной полостью, таким образом, чтобы обеспечивать сообщение по текучей среде регулировочной полости с выпускным отверстием регулировочного клапана,

в котором первый участок измерительной трубки проходит вдоль оси трубки, параллельной оси потока, при этом первый участок проходит от первой точки, расположенной между первым концом и вторым концом, и второй точки, расположенной на первом конце, при этом измерительная трубка содержит первый сегмент первого участка, имеющий первый диаметр, и второй сегмент первого участка, имеющий второй диаметр, при этом первый диаметр больше второго диаметра.

13. Регулятор расхода жидкости по п. 12, в котором второй сегмент расположен рядом с первым концом измерительной трубки.

14. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 12 или 13, в котором между первым сегментом и вторым сегментом расположен переходный сегмент.

15. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 12 или 13, в котором продольная длина первого сегмента по меньшей мере в пять раз длиннее продольной длины второго сегмента.

16. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 12 или 13, в котором продольная длина второго сегмента от двух до шести раз длиннее второго диаметра второго сегмента.

17. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 12 или 13, в котором первый диаметр от двух до четырех раз больше второго диаметра.

18. Регулятор расхода жидкости по любому из пп. 12 или 13, в котором устройство защиты от избыточного давления является устройством контроля избыточного давления.

19. Регулятор расхода жидкости, содержащий:

регулировочный клапан, содержащий корпус клапана, определяющий впускное отверстие и выпускное отверстие, и также содержащий пропускное отверстие клапана, расположенное между впускным отверстием и выпускным отверстием;

привод, прикрепленный к регулировочному клапану и содержащий тарелку клапана, расположенную внутри регулировочного клапана и выполненную с возможностью перемещения между закрытым положением, обеспечивающим уплотняющее взаимодействие с пропускным отверстием клапана, и открытым положением с расположением на расстоянии от пропускного отверстия клапана, при этом тарелка клапана прикреплена к диафрагме, а давление внутри регулировочной полости воздействует на диафрагму для перемещения тарелки клапана между закрытым положением и открытым положением, при этом при нахождении в открытом положении жидкость, протекающая от впускного отверстия к выпускному отверстию, протекает через выпускное отверстие вдоль оси потока;

причем привод содержит измерительную трубку, имеющую первый конец, сообщающийся по текучей среде с выпускным отверстием регулировочного клапана, и второй конец, сообщающийся по текучей среде с регулировочной полостью, таким образом, что регулировочная полость сообщается по текучей среде с выпускным отверстием регулировочного клапана,

причем первый участок измерительной трубки проходит вдоль оси трубки, параллельной оси потока, первый участок проходит от первой точки, расположенной между первым концом и вторым концом, и второй точки, расположенной на первом конце, при этом в измерительной трубке рядом с первым концом расположено по меньшей мере одно отверстие, каждое из которых имеет центровую линию, перпендикулярную оси трубки.

20. Регулятор расхода жидкости по п. 19, в котором рядом со вторым концом измерительной трубки расположена концевая стенка, выполненная с возможностью предотвращения потока жидкости во второй конец измерительной трубки и из него вдоль оси трубки.