CN204901001U - 流体调节器和相应的压强控制组件 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种流体调节器、压强控制组件。提供了一种压强控制组件，其耦合至流体调节器，该流体调节器具有调节器主体、致动器以及排放口。致动器包括致动器壳、设置在致动器壳中的隔膜、限定在邻近隔膜的第一侧的第一腔以及限定在邻近隔膜的第二侧的第二腔。排放口形成在致动器壳中以将第一腔耦合至大气。压强控制组件包括柔性元件，其放置在排放口的孔内。柔性元件可响应于第二腔中的压强变化而在孔内移动。

Description

流体调节器和相应的压强控制组件

技术领域

本公开大体上涉及流体调节器，更具体地，涉及用于流体调节器的压强控制组件。

背景技术

通常应用在化学、石油或其他工业过程中的过程控制***，诸如分布式或可扩展过程控制***，通常包括一个或多个过程控制器，其经由模拟、数字或组合的模拟/数字总线可通信地耦合至一个或多个现场设备。现场设备可以包括例如控制阀(例如压强调节器)、阀***、开关和传送器(例如，温度、压强和流速传感器)。现场设备在过程中实施如下功能，诸如打开或关闭阀、测量过程参数或实施基本的诊断。过程控制器接收由现场设备做出的对过程测量的指示的信号、或可以接收其他有关现场设备的运行或状态的信息。随后，过程控制器使用该信息来执行或实施一个或多个控制例程来产生控制信号，其将通过总线被发送至现场设备来控制过程的运行。来自每个现场设备和控制器的信息通常可用于由一个或多个其他硬件设备，诸如主机或用户工作站、个人电脑或计算设备，执行的一个或多个应用。转而，这些应用使得操作员能够实施有关过程的任何期望的功能，诸如设定用于过程的参数、查看过程的当前状态、更改过程的操作或其他希望的功能。

传统地，控制阀和压强调节器包括气压致动器。这些致动器通常包括设置在弹簧壳或壳体中的隔膜，并且该壳体包括排放孔，其便利当控制阀的隔膜响应于过程流体的压强变化时空气进入或离开壳体的移动。因此，排放孔用于将在隔膜的一侧上的压强维持在大气压强。

此外，当控制阀安装在内部环境(例如，过程控制室)中时，排放管道流体地耦合至排放孔。该排放管道直至周围的或外部环境，诸如外部或另一安全位置。当隔膜或控制阀的一些其他部件出故障时，排放管道能够将过程气体从控制器的内部排放至外部环境，以便过程气体没有被排放至或在内部环境中和/或没有损坏控制阀。然而，安装或维护排放管道能够是昂贵的并且需要许多时间，并且一旦排放管道安装完毕，其将占据很大的空间。

实用新型内容

通过本实用新型能够在流体调节器的腔内维持预定的压强，并且能够相对于流体阀所安装的环境分离或密封流体调节器的弹簧壳。通过这样，本公开避免了对外部排放管道的需要，该排放管道通常耦合至排放口并且安装和维护起来成本昂贵和耗时，并且一旦安装需要大量的空间。

根据第一示例性方面，流体调节器包括调节器主体；控制元件，其配置为控制通过所述调节器主体的流体流动；以及致动器，其可操作地耦合至所述控制元件，并且配置为控制所述控制元件的位置。所述致动器包括：致动器壳；隔膜，其设置在所述致动器壳中；第一腔，其被限定在邻近所述隔膜的第一侧；以及第二腔，其被限定在邻近所述隔膜的第二侧。排放口形成在所述致动器中以将所述第二腔流体地耦合至大气。压强控制组件可操作地耦合至所述排放口。所述压强控制组件包括可响应于所述第二腔内的压强变化而移动的柔性元件。

在一个优选的形式中，所述调节器主体限定流体入口、流体出口和所述流体入口与所述流体出口之间的流体流动路径。所述隔膜可响应于所述流体入口或所述流体出口处的压强变化而移动。所述柔性元件可响应于所述隔膜的移动而移动。

在一个优选的形式中，当所述隔膜朝所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为朝外移动至扩张位置，以增加所述第二腔的容量。

在一个优选的形式中，当所述隔膜远离所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为朝内移动至收缩位置，以减少所述第二腔的容量。

在一个优选的形式中，所述致动器壳由第一壳和第二壳组成，所述排放口形成在所述第二壳中。

在一个优选的形式中，所述柔性元件被配置为朝外移动至密封位置，以便所述调节器主体中的流体流动被密封地包含在所述第二腔内。

在一个优选的形式中，所述柔性元件被配置为朝外移动至抵靠所述压强控制组件的一部分的密封位置，以便所述调节器主体中的流体流动不通过所述排放口排放。

在一个优选的形式中，流体调节器不包括耦合至排放口的排放管道。

在一个优选的形式中，排放口与周围环境直接连通。

在一个优选的形式中，所述柔性元件包括柔性薄膜。

根据第二示例性方面，一种压强控制组件可操作地耦合至流体调节器，所述流体调节器具有调节器主体、致动器以及排放口，所述致动器包括致动器壳、设置在所述致动器壳中的隔膜、限定在邻近所述隔膜的第一侧的第一腔以及限定在邻近所述隔膜的第二侧的第二腔。所述隔膜可响应于所述调节器主体的入口和出口处的压强变化而在所述致动器壳内移动。所述排放口形成在所述致动器壳中并且被配置为将所述第二腔流体地耦合至大气。所述压强控制组件包括：柔性元件，其放置在所述排放口的孔内，所述柔性元件可响应于所述隔膜的移动而在所述孔内移动。

优选地，当所述隔膜朝所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为移动至扩张位置，以增加所述第二腔的容量。

优选地，当所述隔膜远离所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为移动至收缩位置，以减少所述第二腔的容量。

在一个优选的形式中，压强控制组件包括间隔件、阻碍件以及塞子。间隔件安置在所述排放口的孔内。阻碍件邻近于所述孔内的间隔件安置。塞子具有第一环形部分和第二环形部分。第一环形部分耦合至所述排放口的外部的致动器壳。所述第二环形部分邻近于所述排放口的孔内的阻碍件安置。所述柔性元件可移动地耦合至所述排放口的孔内的间隔件。

优选地，所述柔性元件被配置为朝外抵靠所述间隔件移动，以便在所述调节器主体内的流体流动不通过所述排放口排放。

优选地，所述柔性元件包括柔性薄膜，其具有圆形边缘和放置在所述圆形边缘之间的柔性主体，所述圆形边缘被固定至所述间隔件。

优选地，所述阻碍件包括具有上表面和下表面的网筛，以及多个孔洞，其延伸过所述上表面和所述下表面，所述上表面与所述塞子的第二环形部分接触，所述下表面与所述间隔件接触，并且所述多个孔洞与所述排放口的孔流体连通。

根据第三示例性方面，一种流体调节器包括：调节器主体，其限定流体入口、流体出口和在所述流体入口与所述流体出口之间的流体流动路径；控制元件，其配置为控制通过所述调节器主体的流体流动；以及致动器，其可操作地耦合至所述控制元件并且被配置为控制所述控制元件的位置。所述致动器包括：致动器壳；隔膜，其设置在所述致动器壳内，并且可响应于在所述流体入口或所述流体出口处的压强变化而在所述致动器壳内移动；第一腔，其被限定在邻近所述隔膜的第一侧；以及第二腔，其被限定在邻近所述隔膜的第二侧。排放口形成在所述致动器壳中以将所述第二腔流体地耦合至大气。压强控制组件，其可操作地耦合至所述排放口。所述压强控制组件包括：间隔件、阻碍件、塞子和柔性元件。间隔件安置在所述排放口的孔内。阻碍件邻近于所述孔内的间隔件安置。塞子具有第一环形部分和第二环形部分，所述第一环形部分耦合至所述排放口的外部的致动器壳，并且所述第二环形部分邻近于所述排放口的孔内的阻碍件安置。柔性元件耦合至所述间隔件，并且被配置为响应于所述隔膜的移动而移动。

在一个优选的形式中，当所述隔膜朝所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为朝所述间隔件移动至扩张位置，以增加所述第二腔的容量。

在一个优选的形式中，当所述隔膜远离所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为远离所述间隔件移动至收缩位置，以减少所述第二腔的容量。

在一个优选的形式中，所述柔性元件被配置为朝所述阻碍件移动并接触所述阻碍件，以便在所述调节器主体内的流体流动不通过所述排放口排放至大气。

附图说明

图1示出了根据本实用新型的原理的、具有一个或多个现场设备的过程控制***的示意图。

图2示出了根据本实用新型的原理构建的现场设备的一个例子。

图3示出了用于图2的现场设备的压强控制组件的分解横截面示意图。

图4示出了耦合至图2的现场设备的图3的压强控制组件的横截面示意图。

图5类似于图4，但示出了在扩张位置的压强控制组件的柔性元件。

图6类似于图4，但示出了在收缩位置的压强控制组件的柔性元件。

图7类似于图4，但示出了在密封位置的压强控制组件的柔性元件。

具体实施方式

本公开涉及压强控制组件，其可操作地耦合至流体调节器的排放口。在此描述的压强控制组件包括柔性元件，其配置为移动以将在与排放口流体连通的流体调节器的腔内维持预定压强。附加地，柔性元件被配置为将流体调节器的弹簧壳与流体调节器安装的环境分隔或密封。因此，柔性元件避免了对传统的管道的需要，该传统的管道安装和维护的成本和时间都很高，并且一旦安装需要大量的空间。

现在参考图1，根据本公开的一个示例构建的过程控制***10被描述为包含与过程控制器通信的一个或多个现场设备15、16、17、18、19、20、21、22和71，该过程控制器转而与数据历史记录12和一个或多个分别具有显示屏14的用户工作站13通信。如此配置，控制器11将向现场设备15、16、17、18、19、20、21、22和71以及工作站13发送信号并从其接收信号，以控制过程控制***。

更详细地，图1中描述的例子的过程控制***10的过程控制器11经由硬线通信连接和经由输入/输出(I/O)卡26和28被连接至现场设备15、16、17、18、19、20、21、22。数据历史记录12可以是任何类型的数据收集单元，其具有任何期望的存储器和任何期望或已知的用于存储数据的软件、硬件或固件。进一步地，虽然在图1中数据历史记录12被示为分离的设备，但是其可以替代地或附加地是工作站12或另一计算设备，诸如服务器，的一部分。控制器11例如可以是由艾默生过程管理出售的DeltaV^TM控制器。控制器11经由通信网络29，例如以太网连接，通信地连接至工作站13和数据历史记录12。

如上所述，控制器11被示为通过使用硬线通信方案被通信地连接至现场设备15、16、17、18、19、20、21和22，硬线通信方案可以包括使用任何期望的硬件、软件和/或固件来实施硬线通信，包括例如标准4-20mA通信和/或使用任何智能通信协议(诸如现场总线通信协议、通信协议等)的任何通信。现场设备15、16、17、18、19、20、21和22可以是任何类型的设备，诸如传感器、控制阀组件(例如，流体阀)、传送器、***等，而I/O卡26和28可以是任何类型的符合任何期望的通信或控制器协议的I/O设备。在图1示出了实施例中，现场设备15、16、17、18是标准4-20mA设备，其通过模拟线路通信至I/O卡26，而数字现场设备19、20、21、22能够是智能设备(诸如通信设备和现场总线现场设备)，其使用现场总线协议通信通过数字总线通信至I/O卡28。当然，现场设备15、16、17、18、19、20、21和22可以符合任何其他期望的一个或多个标准或协议，包括在未来发展的任何标准或协议。

附加地，图1中示出的过程控制***10包括多个无线现场设备60、61、62、63、64和71，其安置在待被控制的工厂中。现场设备60、61、62、63、64被描述为传送器(例如过程变量传感器)，而现场设备71被描述为控制阀组件，包括例如流体调节器。可以使用任何期望的无线通信设备，包括硬件、软件、固件或现有的或以后研发的任何组合来在控制器11与现场设备60、61、62、63、64和71之间建立无线通信。在图1示出的示例中，天线65被耦合并且被用于实施用于传送器60的无线通信，而具有天线67的无线路由器或其他模块66被耦合以集中地处理用于传送器61、62、63和64的无线通信。类似地，天线72被耦合以控制阀组件71来实施用于控制阀组件71的无线通信。现场设备或相关的硬件60、61、62、63、64、66和71可以用于实施由适合无线通信协议使用的协议栈操作，以接收、解码、路由、解码和经由天线65、67和72发送无线信号来实施在过程控制器11和传送器60、61、62、63、64和控制阀组件71之间的无线通信。

如果需要，传送器60、61、62、63、64能够构建在各个过程传感器(传送器)与过程控制器11之间的单一的链接，并且由此依赖该链接来发送准确的信号至控制器11来确保过程性能没有被损害。传送器60、61、62、63、64通常被称为过程变量传送器(PVT)，因此可以在对整个控制过程的控制中启动重要的作用。附加地，作为其操作的一部分，控制阀组件71可以提供由控制阀组件71内的传感器作出的测量值或可以提供由过程阀组件71产生或计算的其他数据至控制器11。当然，如已知地，控制阀组件11还可以从控制器11接收信号来在整个过程中实现物理参数，例如流。

过程控制器11耦合至一个或多个I/O设备73和74，其每个连接至相应的天线75和76，并且这些I/O设备和天线73、74、75、76以传送器/接收器而运作以经由一个或多个无线通信网络与无线现场设备61、62、63、64和71进行无线通信。在现场设备(例如，传送器60、61、62、63、64和控制阀组件71)之间的无线通信可以通过使用一个或多个已知的无线通信协议(诸如协议，Ember协议，WiFi协议，IEEE无线标准等)来实施。更进一步地，I/O设备73和74可以实施由这些通信协议使用的协议栈操作来接收、编码、路由、解码和经由天线75和76发送无线信号来实施控制器11与传送器60、61、62、63、64与控制阀组件71之间的无线通信。

如图1所示，控制器11传统地包括处理器77，其实施或监控存储在存储器78中的一个或多个过程控制例程(或任何模块、块或其子例程)。存储在存储器78中的过程控制例程可以包括正在过程工厂内实施的控制环路或与正在过程工厂内实施的控制环路相关联。通常而言，如所通常获知地，过程控制器11执行一个或多个控制例程并且与现场设备15，16，17，18，19，20，21，22，60，61，62，63，64和71、用户工作站13和数据历史记录12通信来以任何期望的方式控制过程。附加地，图1中的现场设备18、22和71(其中的每个被描述为控制阀组件)中的任一个能够包括根据本公开的原理构建的智能控制阀致动器以与过程控制器11通信，从而便利对致动器状况和完整性的监控。

现在参考图2，为了便于描述，图1的现场设备71被示出为根据本公开构建的控制阀组件100。在此描述的控制阀组件100被安装在内部环境(例如，过程控制室)内、附近或中，但并不必需如此。例如，控制阀组件100能够安装在外部环境(例如，户外)。

在这个例子中，控制阀组件100是过程流体调节器，其包括调节器主体104、控制元件108和致动器组件112。在其他例子中，控制阀组件100能够是不同类型的过程控制设备和/或包括不同和/或附加的部件。

调节器主体104限定流体入口116、流体出口120和流体路径124和孔128。流体流动路径124在流体入口116与流体出口120之间延伸。孔128可操作地安置在流体入口120与流体出口124之间。控制元件108被安置用于在调节器主体104中的移位以控制通过其中的流体的流动。控制元件108包括连接至阀杆136的阀塞或阀盘132。

致动器组件112可操作地连接至调节器主体104，以控制控制元件108相对于孔128的位置。致动器组件112包括壳体140、设置在壳体140内的隔膜144和将隔膜144可操作地连接至控制元件108的连接装置。致动器壳体140由固定(诸如通过一个或多个螺栓连接第一和第二壳146、148的相应的外边缘)在一起的第一或弹簧壳146和第二或隔膜壳148形成。隔膜144将壳体140分隔成第一腔150和第二腔152。第一腔150至少部分地由隔膜144的一侧和隔膜壳148限定。第二腔152至少部分地由隔膜144的另一侧和弹簧壳146限定。

排放口156形成在壳体140的弹簧壳146中，并且延伸至第二腔152。排放口156包括孔160，其从入口164延伸至出口168。孔160有第一壁172和相对第一壁172的第二壁176限定，第一壁172形成或限定弹簧壳146的外表面的一部分，第二壁176形成或限定弹簧壳146的外表面的不同的部分。第一和第二壁172、176分别具有第一壁部分或分段，其过渡转变为第二壁部分或分段184。每个第二壁部分180具有大于每个第一壁部分180的宽度的宽度，以便在第一壁部分180之间孔160宽于在第二壁部分184之间。出口168与附近的周围大气流体连通，并且入口164与第二腔152流体连通，以便排放口156将第二腔152流体地连接至附近的周围大气。转而，第二腔152能够被维持在大致等于附近的周围大气的压强的压强。

连接装置包括杠杆188，其具有可操作地连接至隔膜144的第一端和可操作地连接至阀杆136的第二端。响应于出口120处的压强变化的隔膜144的移动引起连接装置以如下方式移位控制元件108，以将过程流体压强维持在流体出口120处的预先选择的范围中。致动器组件112还包括控制弹簧192，其可操作地连接至隔膜144。弹簧192被安置为以预先选择的力朝流体压强偏置隔膜144，以便在流体出口120处维持预先选择的压强。由控制弹簧192施加的力能够经由调节螺丝196来调节。

在其他实施例中，调节器主体104、控制元件108、致动器组件112或其组合能够与在此所述的不同并且仍实施所期望的功能。在一些实施例中，流体入口116、流体出口120、流体流动路径124和/或孔128的形状、尺寸和/或配置能够与图2所描述的不同。在一些实施例中，致动器壳体140，尤其是第一壳146和隔膜壳148，的形状、尺寸和/或配置能够与图2所描述的不同。此外，排放口的形成、尺寸和/或部件能够与图2所描述的不同。例如，孔160能够具有不同的尺寸和/或形状(例如，其能够由不同尺寸的和/或形状的部件限定)。在另一例子中，第一和第二壁172、176可以仅包括一个壁部分180或184，而不是第一和第二壁部分180、184。

通过如上配置的控制阀组件100，基于隔膜的致动器112用于将控制元件108的阀塞132相对于流动路径124定位，以满足期望的过程控制参数(例如，期望的设定点压强)。致动器组件112的弹簧192将隔膜144相对于图2的定向向下自然偏置，其将转换成控制元件108朝打开位置的移动。为了将控制元件108朝关闭位置移动，气动信号能够被供应至第一腔150以增加第一腔150中的压强。气动信号能够例如响应于或基于(由反馈压强传感器检测的、小于期望的设定点的压强的)入口120或出口124处的压强而被供应。在任何情况下，由隔膜144感应压强的增加，并且最终克服由弹簧192施加的力，由此将隔膜144在朝上方向上移动并且移动杠杆188、阀杆136，并且转而朝关闭位置移动阀塞132。当供应至第一腔150的气动信号减少和/或消失时，弹簧192能够扩张并且使得隔膜144向下移动，并且转而使得杠杆188、阀杆136和阀盖132朝打开位置移动。

如上所述，传统地，排放口156的孔160将被用于便利空气进入排放口156(并且因此第二腔152)和从排放口156(并且因此第二腔152)出来的移动，以意在使得将第二腔152内的压强维持在大气压强。附加地，排放管道传统地被流体地耦合至控制阀组件100的排放口156。排放管道将被运转或连接至远离控制阀组件100的外部或周围环境(例如外部、安全位置)，并且当隔膜144或阀组件100的一些其他部件出故障时，排放管道能够从阀组件100内的(尤其是调节器主体104内)的过程流体传输或排放至外部环境。没有这个排放管道，过程流体将不期望地被排放至控制阀组件100所安装的环境。

然而，这种排放管道能够安装和维护很昂贵并且耗时，并且一旦安装需要大量的空间。因此，本公开描述了一种压强控制组件，其避免了对外部排放管道的需要。在此公开的压强控制组件可操作地耦合至排放口156，并且能够在第二腔152内维持预定压强，并且用于将弹簧壳146相对于控制阀组件100所安装的环境分离或密封，由此消除对如上所述的传统的排放管道的需求。

图3描述了根据本公开构建的示例性压强控制组件200。压强控制组件200包括塞子204、障碍件(barrier)208、支座或间隔件(spacer)212、以及柔性元件216。在其他例子中，压强控制组件200能够包括附加的、不同的或更少的部件。例如，塞子204、障碍件208、间隔件212和/或柔性元件216的形状和/或尺寸能够与图3中描述的不同。在另一例子中，塞子204可以是其他任何适合的形式，例如阀盘。

如图3所示，塞子204具有第一环形部分220、第二环形部分224和孔228。第一环形部分220限定塞子204的上表面，并且第二环形部分224限定塞子204的下表面。第一环形部分220具有大于第二环形部分224的外直径的外直径，以便上表面232具有大于下表面236的外直径。第一环形部分220在肩部238或经由肩部238过渡为第二环形部分224(反之亦然)。孔228延伸通过在上和下表面232与236之间的第一和第二环形部分220、224，并且沿着塞子204的轴240定向，如图3所示。

障碍件208具有基本上环形的形状并且具有大致等于第二环形部分224的外部直径的外部直径。图3中的障碍件208是网筛，诸如金属丝筛网(不锈钢网筛、铜筛、黄铜筛、青铜筛、铝筛等)或其他类型的网筛。因此，图3中的障碍件208具有相对薄的轮廓并且限定上表面244、下表面248和多个延伸通过上表面244和下表面248的小孔洞252。在其他例子中，障碍件208能够是壁、多孔盘或圆柱体或其他类型的分隔器或障碍件。因此，障碍件208能够具有不同的轮廓和/或不需要孔洞252。

支座或间隔件(spacer)是圆柱形的主体，由圆形壁256和延伸通过或在壁256中的孔260限定。圆形壁256限定上表面264和下表面268。圆形壁256具有大致等于第二环形部分224的外直径的外直径，并且孔260的直径大致等于孔228的之间(也即壁256的内直径大致等于第二环形部分224的内直径)。

图3中描述的柔性元件216具有柔性主体280和围绕柔性主体280的圆形边缘282。柔性元件216是柔性薄膜，诸如陶瓷膜(例如由无机材料制成)、高分子膜(例如由)醋酸纤维素、硝化纤维、聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺等制成)、或其他类型的薄膜。柔性薄膜能够具有任何尺寸的小孔(例如，直径小于2nm的小孔、直径在2nm与50nm之间的小孔或直径大于50nm的小孔)。在其他例子中，柔性元件能够是隔膜或一些其他类型的柔性元件(例如由例如橡胶、塑料等柔性材料制成)。

图4示出了结合控制阀组件100使用或应用的、组装的压强控制组件200。如上简述地，压强控制组件200通常耦合至排放口156。更具体地，塞子204、障碍件208、间隔件212和柔性元件216耦合至或在排放口156的孔160内。如图4所示，间隔件212放置或位于孔160内，以便壁256邻近(例如，接触或接合)第一和第二壁172、176的第一壁部分180，下表面268邻近(例如，接触或接合)第一和第二壁172的第二壁部分184，并且孔260与排放口156的孔160对齐(例如同轴)。例如通过固定(例如，粘贴、粘附)柔性元件216的圆形边缘282至间隔件212的下表面268来将柔性元件216耦合至间隔件208。柔性主体280(其在圆形边缘282之间延伸)在孔160内相对于间隔件212设置和可移动，如下文将详述地。

如图4所示，障碍件208设置在孔160内，邻近间隔件212(例如，在间隔件212之上)。更具体地，障碍件208的下表面248抵靠间隔件212的上表面264或沿着间隔件212的上表面264。由此，多个孔洞252位于或布置在间隔件212的孔260内。如图4所示，塞子204至少部分地位于孔160内。具体地，塞子204的下表面236邻近于障碍件208的上表面244或抵靠上表面244，并且塞子204的第二环形部分224邻近于(例如接触或接合)第二和第二壁172、176的第一壁部分180。塞子204的肩部238邻近于(例如，接合或接触)第一和第二壁172、176的第一壁部分180的最外面的部分。塞子204的第一环形部分220设置或位于孔160的外部(即不在其内)。如图4所示，第一环形部分220的一部分覆盖在第一和第二壁172、176中的每个的第一壁部分180的一部分之上。该覆盖部分用于将塞子204保持在如上所述的配置。类似于孔260，孔228与孔160对齐(例如，同轴地)。转而，多个孔洞252与孔228、260和160流体连通。

在其他例子中，塞子204、障碍件208、间隔件212、柔性部件216和/或其部件能够与图4中描述地不同的安置。本领域的技术人员应当理解压强控制组件200能够用于不同于控制阀组件100的控制阀组件。例如，压强控制组件200能够用于其他调节器主体、控制元件、致动器组件、其部件或其组合。

通过如上所示地安置的压强控制组件200，压强控制组件200被配置为在第二腔152维持预定压强，并且将弹簧壳146相对于控制阀100安装的环境隔开和有效地密封。图5-7将用于描述压强控制组件200如何能够实现上述功能中的一个或多个。

参照图4，柔性元件216被示出为原始位置，第一腔152位于预定压强。然而，柔性元件216基于或响应于隔膜152的移动而可在孔160(和孔260，其与孔160对齐)内移动，以便在第二腔152内维持预定压强。该预定压强能够基本上等于外部环境的压强或能够是其他压强。

当气压信号被供应至第一腔150以增加第一腔150中的压强时，隔膜144，如结合图2所述地，将朝上移动。这转而减少了第二腔152的总的有效容量，这将通常增加第二腔152中的压强。为了防止这种情况并且将第二腔152中的压强基本上维持在预定压强，柔性元件216被配置为朝外移动或朝障碍件208移动至扩张位置，如图5所示。更具体地，柔性元件216的主体280被朝外或朝前移动或推动，但不接触或触碰障碍件208。这种移动抵消了由于隔膜144的向上移动引起的容量的损失，以便第二腔152的容量仍基本上等于在隔膜144移动之前的腔152的容量，由此基本上将第二腔152中的压强维持在预定压强。

当供应至第一腔150的气动信号减少或消失时，弹簧192，如结合图2所描述地，扩张并且朝下推动隔膜144。这转而增加了第二腔152的总的有效容量，这通常将减少第二腔152中的压强。为了防止装置情况并且将第二腔152中的压强基本上维持在预定压强，柔性元件216被配置为朝例或远离障碍件208移动至收缩位置，如图6所示。更具体地，柔性元件216的主体280被朝内或远离障碍件208移动或推动。这种移动抵消了由于隔膜144的向下移动引起的容量增加，以便第二腔152的容量仍基本上等于隔膜144移动之前的腔152的容量，由此将第二腔152中的压强基本上维持在预定压强。

然而，当控制阀组件100的一个部件出故障或不正常工作时，压强控制组件220能够有效地相对于控制阀组件100安装的环境密封弹簧壳146，由此防止流体从控制阀组件100排放至环境。当例如隔膜144出故障或不能够正常工作时，弹簧壳146中的压强增加并且转而柔性元件216被配置为朝外或朝障碍件208移动，直至柔性元件216的至少一部分接触障碍件208或被抵靠障碍件208地安置，如图7所示。在这个位置，柔性元件216有效地密封排放口156，并且因此防止任何过程流体从控制阀组件100流出并且被排放至控制阀组件100安装的环境中。

在其他例子中，取决于隔膜144的移动的程度，柔性元件216的移动的程度能够变化。例如，隔膜144的移动的幅度越大，柔性元件215的移动的幅度越大。

基于前述的说明书，应当理解在此所述的设备、***能够在流体调节器的腔内维持预定的压强，并且能够相对于流体阀所安装的环境分离或密封流体调节器的弹簧壳。通过这样，本公开避免了对外部排放管道的需要，该排放管道通常耦合至排放口并且安装和维护起来成本昂贵和耗时，并且一旦安装需要大量的空间。

Claims (20)

1.一种流体调节器，其特征在于，包括

调节器主体；

控制元件，其配置为控制通过所述调节器主体的流体流动；

致动器，其可操作地耦合至所述控制元件，并且配置为控制所述控制元件的位置，所述致动器包括：

致动器壳；

隔膜，其设置在所述致动器壳中；

第一腔，其被限定在邻近所述隔膜的第一侧；以及

第二腔，其被限定在邻近所述隔膜的第二侧；

排放口，其形成在所述致动器壳中以将所述第二腔流体地耦合至大气；以及

压强控制组件，其可操作地耦合至所述排放口，所述压强控制组件包括可响应于所述第二腔内的压强变化而移动的柔性元件。

2.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，所述调节器主体限定流体入口、流体出口和所述流体入口与所述流体出口之间的流体流动路径，并且其中所述隔膜可响应于所述流体入口或所述流体出口处的压强变化而移动，并且其中所述柔性元件可响应于所述隔膜的移动而移动。

3.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，当所述隔膜朝所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为朝外移动至扩张位置，以增加所述第二腔的容量。

4.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，当所述隔膜远离所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为朝内移动至收缩位置，以减少所述第二腔的容量。

5.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，所述致动器壳由第一壳和第二壳组成，所述排放口形成在所述第二壳中。

6.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，所述柔性元件被配置为朝外移动至密封位置，以便所述调节器主体中的流体流动被密封地包含在所述第二腔内。

7.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，所述柔性元件被配置为朝外移动至抵靠所述压强控制组件的一部分的密封位置，以便所述调节器主体中的流体流动不通过所述排放口排放。

8.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，所述排放口与周围环境直接连通。

9.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，所述柔性元件包括柔性薄膜。

10.一种压强控制组件，其特征在于，所述压强控制组件可操作地耦合至流体调节器，所述流体调节器具有调节器主体、致动器以及排放口，所述致动器包括致动器壳、设置在所述致动器壳中的隔膜、限定在邻近所述隔膜的第一侧的第一腔以及限定在邻近所述隔膜的第二侧的第二腔，所述隔膜可响应于所述调节器主体的入口和出口处的压强变化而在所述致动器壳内移动，并且所述排放口形成在所述致动器壳中并且被配置为将所述第二腔流体地耦合至大气，所述压强控制组件包括：

柔性元件，其放置在所述排放口的孔内，所述柔性元件可响应于所述隔膜的移动而在所述孔内移动。

11.根据权利要求10所述的压强控制组件，其特征在于，当所述隔膜朝所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为移动至扩张位置，以增加所述第二腔的容量。

12.根据权利要求10所述的压强控制组件，其特征在于，当所述隔膜远离所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为移动至收缩位置，以减少所述第二腔的容量。

13.根据权利要求10所述的压强控制组件，其特征在于，还包括：

间隔件，其安置在所述排放口的孔内；

阻碍件，其邻近于所述孔内的间隔件安置；以及

塞子，其具有第一环形部分和第二环形部分，所述第一环形部分耦合至所述排放口的外部的致动器壳，并且所述第二环形部分邻近于所述排放口的孔内的阻碍件安置；

其中，所述柔性元件可移动地耦合至所述排放口的孔内的间隔件。

14.根据权利要求13所述的压强控制组件，其特征在于，所述柔性元件被配置为朝外抵靠所述间隔件移动，以便在所述调节器主体内的流体流动不通过所述排放口排放。

15.根据权利要求13所述的压强控制组件，其特征在于，所述柔性元件包括柔性薄膜，其具有圆形边缘和放置在所述圆形边缘之间的柔性主体，所述圆形边缘被固定至所述间隔件。

16.根据权利要求13所述的压强控制组件，其特征在于，所述阻碍件包括具有上表面和下表面的网筛，以及多个孔洞，其延伸过所述上表面和所述下表面，所述上表面与所述塞子的第二环形部分接触，所述下表面与所述间隔件接触，并且所述多个孔洞与所述排放口的孔流体连通。

17.一种流体调节器，其特征在于，包括：

调节器主体，其限定流体入口、流体出口和在所述流体入口与所述流体出口之间的流体流动路径；

控制元件，其配置为控制通过所述调节器主体的流体流动；

致动器，其可操作地耦合至所述控制元件并且被配置为控制所述控制元件的位置，所述致动器包括：

致动器壳；

隔膜，其设置在所述致动器壳内，并且可响应于在所述流体入口或所述流体出口处的压强变化而在所述致动器壳内移动；

第一腔，其被限定在邻近所述隔膜的第一侧；以及

第二腔，其被限定在邻近所述隔膜的第二侧；

排放口，其形成在所述致动器壳中以将所述第二腔流体地耦合至大气；以及

压强控制组件，其可操作地耦合至所述排放口，所述压强控制组件包括：

间隔件，其安置在所述排放口的孔内；

阻碍件，其邻近于所述孔内的间隔件安置；以及

塞子，其具有第一环形部分和第二环形部分，所述第一环形部分耦合至所述排放口的外部的致动器壳，并且所述第二环形部分邻近于所述排放口的孔内的阻碍件安置；

柔性元件，其耦合至所述间隔件，并且被配置为响应于所述隔膜的移动而移动。

18.根据权利要求17所述的流体调节器，其特征在于，当所述隔膜朝所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为朝所述间隔件移动至扩张位置，以增加所述第二腔的容量。

19.根据权利要求17所述的流体调节器，其特征在于，当所述隔膜远离所述第二腔移动时，所述柔性元件被配置为远离所述间隔件移动至收缩位置，以减少所述第二腔的容量。

20.根据权利要求17所述的流体调节器，其特征在于，所述柔性元件被配置为朝所述阻碍件移动并接触所述阻碍件，以便在所述调节器主体内的流体流动不通过所述排放口排放至大气。