可變壓力調節流動控制器制造技術

一種流動控制器，具有第一和第二調節級。第一級是壓力調節級，用來保持中間室（由一系列相互連接的通道和腔體構成）內的壓力處于高于出口壓力的預定范圍內。第二級保持流速在目標流速的預定范圍內。兩級都在出口對壓力進行采樣并且自動調節流體流動從而保證在入口和出口的壓力波動不會影響流速。流速由用戶確定的設定點設定并控制。通過一個或多個反饋系統調節壓力。根據特定的操作環境，反饋系統可以是機械的或者機電的。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

Variable pressure regulating flow controller

A flow controller having first and second regulating stages. The first stage is the pressure regulating stage, which is used to keep the middle chamber (composed of a series of interconnected passages and cavities), and the pressure in the chamber is higher than the outlet pressure. The second level maintains velocity at a predetermined range of target velocity. The two stage is sampled at the outlet to pressure and automatically adjust the flow of the fluid to ensure that the pressure fluctuations at the inlet and outlet do not affect the flow velocity. The flow rate is set and controlled by the user's set point. Adjust pressure by one or more feedback systems. Depending on the operating environment, the feedback system can be mechanical or electromechanical. \ue5cf

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及控制加壓流體流動的系統和方法，更具體的說，本專利技術涉及這樣一種系統和方法，它能夠對來自高壓、可變壓力和/或未知壓力源的流體流動實現精確控制。
技術介紹
在許多領域，必須提供精確數量的加壓流體。所提供的流體數量通常通過調節流體流動來控制。流體流動獨立于導管尺寸和供給壓力等，并且通過控制流動速率來保證按需要輸運精確數量的流體。本專利技術在控制以相對低速流動的氣體方面具有特別的重要性。本專利技術也可應用于其它方面，如液體流動或流速相對較高的情況。本專利技術的范圍應該參照所附的權利要求確定，而不是由下面的詳細描述確定。需要精確控制所提供的氣體數量的一個例子是在將氣體提供給病人時。在這種情況，混合有空氣的氣體通過呼吸器提供給病人以得到理想的效果。如果供給病人的氣體過少，可能得不到理想的效果。在另一方面，如果提供給病人的氣體過多，可能使病人中毒。另一些需要精確控制所提供的氣體數量的例子包括科學和醫學試驗、工業過程和潛水用的呼吸器。保持氣體恒定流動的一個最主要的障礙是供給氣體的壓力可能是未知或者可變的。通常情況中，加壓氣體源是加壓儲存罐或壓縮機。由這些源供給的流體的壓力可能有很大的波動。例如，在加壓儲存罐內的氣體數量減少后，從罐中流出的流體壓力會減小。因此，在很多氣體流動很重要的系統中，為了保持流速在預定的限度內，必須測量和監測流速，如果必要，還需要對系統進行調節。相關技術授予本專利申請人的U.S.專利No.4,015,626披露了一種保持恒定流速的閥門組件。這個閥門組件包括限定了上游室和下游室的外殼，放置在這些室之間的可移動壁組件，位于下游室中起到可移動壁作用的彈簧，位于上游室使得其控制桿與可移動壁接合的自行車式閥門(bicycle valve)，和位于兩個室之間的高阻盤管。在下游室中的壓力變化允許可移動壁移動并且操縱自行車式閥門控制桿打開或關閉自行車式閥門來控制流經閥門組件的流體流動。調節器室彈簧可以得到不同的流動速率。管道系統起到減壓約束的作用并用來平均流經其中的流體流速。專利‘626所披露的閥門組件相對較復雜并且制造成本較高。另外，在確定可得到的流速范圍時通過高阻管道的壓降起到了重要的作用。改變通過管道的壓降以得到不同流速范圍將很困難，這是因為必須應用不同的管道(即改變長度或通道尺寸)。所提供的高阻管道的長度使得系統相對較大并且增加了失效的可能性。而且這種閥門組件設計為只操作在低壓(80到150psi)情況中。在2000年2月22日授予本專利申請人的U.S.專利No.6,026,849也披露了一種用高壓、可變壓力和/或未知壓力源操作的流動調節控制器。專利′849中所披露的系統和方法解決了一些以恒定速率供應流體(特別是氣體)的問題。但是，存在改善諸如專利′849中所披露的流體調節控制器的必要，從而使得這種技術可應用于特殊的環境中。附圖的簡要說明附圖說明圖1是根據并體現本專利技術原理所構造的流動控制器的第一個實施例的端面正視圖；圖2是沿圖1線2-2第一個實施例流動控制器的剖面圖；圖3是放大了的剖面圖，給出了圖2繪出的第一個實施例的流動控制器的細節；圖4是沿圖2線4-4第一個實施例流動控制器的剖面圖；圖5是根據并體現本專利技術原理所構造的流動控制器的第二個實施例的剖面圖；圖6A是剖面圖，給出了圖5繪出的流動控制器第二個實施例輸入級的細節；圖6B是剖面圖，給出了圖5繪出的流動控制器第二個實施例輸出級的細節；圖7是根據并體現本專利技術原理所構造的流動控制器的第三個實施例的剖面圖；圖8是根據并體現本專利技術原理所構造的流動控制器的第四個實施例的剖面圖；圖9是用于和圖8的流動控制器相連接的控制系統簡圖；圖10是根據并體現本專利技術原理所構造的流動控制器的第五個實施例的剖面圖；圖11是用于和圖10的流動控制器相連接的控制系統簡圖；圖12是根據并體現本專利技術原理所構造的流動控制器的第六個實施例的剖面圖；圖13是用于和圖12的流動控制器相連接的控制系統簡圖；優選實施例的詳細描述第一個實施例現在參考圖1，圖中所繪的20是根據并體現本專利技術原理所構造的流動控制器系統。第一個實施例的流動控制器系統20可以用相對低的成本制造，并且可以根據所期望的輸入壓力范圍和理想的流動速率范圍等因素將其設計為可可靠運行的多種結構。示意的流動控制器系統20包括由第一端件24、第二端件26和中間件28組成的外殼組件22以及第一和第二隔膜件30和32。第一和第二端件24和26用螺栓34與中間件28相連接構成了外殼組件22。在這樣裝配后，第一隔膜件30位于第一上部件24和中間件28之間，它們限定了輸入室40和第一調節器室42。第二隔膜件32位于第二上部件26和中間件28之間，它們限定了輸出室44和第二調節器室46。現在參考圖4，可以看出通過對示意的中間件28的磨制限定了第一和第二端腔50和52。示意的第一和第二端腔50和52彼此相似并且都包括外部54、螺紋中間部分56和內部58。第一和第二閥門組件60和62分別大致放置在第一和第二端腔50和52內。除了尺寸上的差別，示意的閥門組件60和62在構造上相似。特別地，第一閥門組件60包括第一閥座件70、第一O形環72、第一閥桿組件74和第一閥門彈簧76。第二閥門組件62包括第二閥座件80、第二O形環82、第二閥桿組件84和第二閥門彈簧86。第一和第二閥座件70和80通過螺紋分別連接到第一和第二端腔50和52的螺紋部分56。利用閥座件70和80將O形環72和82保持在端腔50和52的螺紋部分56內。這樣放置在第一端腔50螺紋部分56內的第一O形環72用來防止腔體50螺紋部分56和內部58之間的流體流動。類似放置在第二端腔52螺紋部分56內的第二O形環82用來防止腔體52螺紋部分56和內部58之間的流體流動。示意閥桿組件74和84完全一樣并且都包括桿件90和閥門件92。示意桿件90為T形部件，它的十字條嵌入閥門件92。閥桿組件74和84的桿件90穿過分別形成在閥座件70和80內的第一和第二閥桿孔110和112，并且由這些孔支撐。另外，閥桿組件74和84的閥門件92放置在靠近形成在閥座件70和80的閥座表面114和116的附近。閥桿組件74和84相對于閥座件70和80移動較短一段距離，使得閥門件96嵌入或脫離閥座表面114和116。當閥門件96從閥座表面114和116脫離時，允許流體流過分別形成在閥座件70和80內的第一和第二閥門通道120和122。但是，當閥門件96嵌入閥座表面114和116時，防止流體流過第一和第二閥門通道120和122。第一和第二閥門彈簧76和86分別放置在第一和第二端腔50和52的內部58內，從而將閥桿組件74和84的閥門件92向閥座表面114和116偏置。閥門組件60和62一般是閉合閥門。另外，閥門組件60和62在響應施加給閥桿組件74和84上部件124和126的第一和第二閥門控制力時幾乎線性打開。閥桿組件74和84的上部件124和126位于輸入室40和44內。輸入室40和44內的第一和第二閥門板130和132分別位于閥桿上部件124和126與第一和第二隔膜件30和32之間。第一和第二活塞件140和142位于第一和第二調節器室42和46內，它們在第一和第二隔膜件30和32與第一和第二閥門板130和132本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種流動控制器，包括：一個外殼組件，它限定了入口、出口和在入口與出口之間延伸的主流動通道；一個放置在主流動通道內的節流件；一個第一閥門組件，其布置成允許或防止流體沿主流動通道流動；一個第二閥門組件，其布置成允 許或防止流體沿主流動通道流動；一個第一調節器組件，其布置成可以根據跨越節流件的壓差操作第一閥門組件；和一個第二調節器組件，其布置成可以根據跨越節流件的壓差操作第二閥門組件。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：彼得索爾達松，帕特里克A洛韋里，
申請(專利權)人：流量矩陣公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]