用于改善隔膜的循环寿命的隔膜接口装置制造方法及图纸

描述了用于改善隔膜的循环寿命的隔膜接口装置。示例性流体调节器包括位于入口与出口之间的流体流动通道，其中感测室限定了所述流体流动通道的一部分。隔膜感测所述感测室中的压强，并且邻近于所述感测室的隔膜接口具有弯曲面，用于接触响应于所述感测室中的压强变化而移动的所述隔膜的一部分。在所述流体调节器运行期间，所述弯曲面影响传递到所述隔膜的所述部分的应力的量。

【技术实现步骤摘要】
用于改善隔膜的循环寿命的隔膜接口装置相关申请的交叉引用本专利作为美国专利申请号为12/496,868，于2009年7月2日提交的，题为“平衡阀芯”的美国专利申请的部分继续申请，在此将其全文引用作为参考。
本专利大体上涉及流体调节器，更具体地，涉及用于改善隔膜的循环寿命的隔膜接口装置。
技术介绍
流体调节器通常遍布于过程控制系统中，用以控制各种流体的压强(例如，液体、气体，等等)。流体调节器通常用于将流体的压强调节到实质上恒定的值。具体地，流体调节器具有通常接收处于相对高压强的供应流体的入口，并在出口处提供相对较低并且实质上恒定的压强。为了调节下游压强，流体调节器通常包括感测元件或隔膜，以感测与下游压强流体连通的出口压强。弹性隔膜性能价格比高，并且通常用于低压应用或非腐蚀性过程流体。对于高纯度应用、高压应用或高腐蚀性过程流体，流体调节器通常采用金属隔膜(例如，不锈钢隔膜)。为了将金属隔膜耦接到流体调节器，传统的流体调节器将金属隔膜的外围边缘夹在调节器阀体与阀盖之间。这种夹紧连接将变形以及应力局限在金属隔膜上。此外，为了给金属隔膜提供支撑，流体调节器通常使用垫片，其具有接合金属隔膜的实质上平的或平坦的接触面。然而，一些金属隔膜包括卷折或波浪形外形以增大隔膜的灵敏度。具有实质上平坦的接触面的垫片接合具有带有相对小接触面的卷折的隔膜，从而在接触区域增大金属隔膜上的应力集中。这种传递(impart)到隔膜的局部应用集中能够显著地减少金属隔膜的循环寿命或疲劳寿命，从而导致增加的维护及费用。
技术实现思路
在一个例子中，流体调节器包括位于入口与出口之间的流体流动通道，其中感测室限定了所述流体流动通道的一部分。隔膜感测所述感测室中的压强，并且邻近于所述感测室的隔膜接口具有弯曲面，用于接触响应于所述感测室中的压强变化而移动的所述隔膜的一部分。在所述流体调节器运行期间，所述弯曲面影响传递到所述隔膜的所述部分的应力的量。在另一例子中，流体调节器包括隔膜支撑，其设置于阀盖与阀体之间，用于支撑流体调节器的隔膜的可移动部分。隔膜支撑具有与所述隔膜的所述可移动部分的面的弯曲面实质上互补的弯曲面，以在运行期间增加所述隔膜支撑与所述隔膜的可移动部分之间的接触面面积。附图说明图1A示出了一种已知的流体调节器；图1B示出了图1A的已知的流体调节器的一部分的放大视图；图2A示出了在此所述的具有金属隔膜的示例性流体调节器，其被示为处于关闭位置；图2B示出了处于打开位置的图2A的示例性流体调节器；图3A是图2A和2B的示例性流体调节器的一部分的放大视图；图3B是图2A、2B和3A的示例性流体调节器的一部分的另一放大视图；图4示出了图2A、2B、3A和3B的示例性流体调节器的在此所述的示例性保持器；图5A示出了图2A、2B、3A和3B的示例性流体调节器的在此所述的示例性隔膜板；图5B是图5A的隔膜板的剖面图。具体实施方式在此所述的示例性流体调节器实质上改善了感测元件或隔膜的循环寿命或疲劳寿命。更具体地，在此所述的示例性流体调节器包括一个或多个隔膜接口或隔膜支撑，以减少在所述流体调节器运行期间移动(例如，挠曲或完曲)的隔膜的部分上的局部变形或应力集中。在此所述的示例性流体调节器包括相邻于流体调节器的感测室的隔膜接口。隔膜接口具有弯曲面，以接触响应于感测室中的压强变化而移动的隔膜的一部分。在运行期间，弯曲面影响传递到隔膜的可移动部分的应力的量。特别地，在此所述的弯曲面接合这种具有增加的接触面面积的可移动的隔膜部分，以将应力分散在隔膜的较大部分上，从而减少在运行期间，移动的隔膜的部分上的局部的应力集中。在一些在此所述的例子中，隔膜接口的弯曲面包括面或接合面，该面或接合面具有与在运行期间隔膜接口接合的隔膜的一部分的轮廓互补的弯曲轮廓。例如，在此所述的流体调节器的隔膜接口包括支撑或接触面，该支撑或接触面具有与隔膜的截面形状或轮廓实质上相似的截面形状或轮廓，以实质上增加隔膜接口与隔膜之间的接触面面积。换言之，接触面被配置或成型以当隔膜弯曲或挠曲以接合隔膜接口时，实质上配对地接合隔膜。因此，通过将传递在隔膜上的应力分散到隔膜的较大面积或部分，流体调节器的隔膜接口与隔膜之间增加的接触面面积减少了应力集中。从而显著减少了隔膜的局部的应力或疲劳变形。因此，隔膜接口实质上提高了隔膜的循环寿命或疲劳寿命。在讨论在此所述的示例性流体调节器之前，在图1A与1B中提供了一种已知的流体调节器100的简要描述。参考图1A及1B，示例性流体调节器100包括阀体102，其螺纹地耦接到阀盖104，该阀盖104限定了入口106与出口108之间的流体通道。负载组件110被设置在阀盖104中，并且可调节地提供负载给隔膜112，其中负载对应于所期望的流体出口压强。隔膜112的外围边缘114被夹在或放置在阀盖104与阀体102之间，以使得隔膜112的第一侧116与阀体102限定感测室118，该感测室118经由通道120与出口108流体连通。此外，为了给隔膜112提供支撑，流体调节器100包括垫片122，其具有实质上平的或平坦的接触面124，该接触面124接合隔膜112的第二侧126的一部分。隔膜112是金属隔膜，其具有多个波浪形外形或卷折128，以增加隔膜112的灵敏度。托架130相对于阀座134移动，以调节或节流入口106与出口108之间的流体的流动。偏置元件136朝阀座134偏置托架130。托架130还包括阀杆138以接合隔膜112与垫片122。在运行中，当出口108处的流体压强向隔膜112的第一侧116提供大于或等于由负载组件110提供给隔膜112的第二侧126的力时，隔膜112与垫片122远离阀杆138移动。因此，托架130密封地接合阀座134以限制入口106与出口108之间的流体流动。当出口108处的流体压强降低以使得提供给隔膜112的第一侧116的力小于由负载组件110提供给隔膜112的第二侧126的力时，隔膜112朝向阀体102挠曲或弯曲并接合托架杆138，这使得托架130远离阀座134移动，从而允许在入口106与出口108之间的流体流动。加压流体在入口106与出口108之间流动，直至隔膜112的两侧116与126上的力平衡。正如图1B中最清楚地显示，隔膜112的外围边缘114在夹点或夹面140处被夹在阀盖104与阀体102之间。这种夹紧连接是不利的，因为当隔膜112在运行期间挠曲或弯曲时，这种夹紧连接在紧邻夹点140的区域或点142处产生了相对高的应力集中。换言之，在其受到相对高的应力集中的影响时，隔膜112的区域142弯曲或挠曲(即，在运行期间移动)，这可能使得区域142在运行期间断裂或疲劳。因此，高度集中的或局部的应力可以减少或限制隔膜112的循环寿命或疲劳寿命。附加地，尽管未示出，在一些已知例子中，当隔板112相对阀座134移动时，垫片122的平坦的接触面124接合隔膜112的波浪形外形128。特别地，因为垫片122的接触面124实质上平坦，所以接触面124经由隔膜112的波浪形外形128的峰端144接合隔膜112。因此，垫片122以相对小的接触面面积接合波浪形外形128的峰端。因此，垫片122可以使得增加的或局部的应力集中经由峰端144传本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.21 US 13/052,4751.一种流体调节器，包括：流体流动通道，其位于入口与出口之间；感测室，其限定所述流体流动通道的一部分；隔膜，其被布置为感测所述感测室中的压强；以及第一隔膜接口和第二隔膜接口，其邻近于所述感测室，其中所述第一隔膜接口包括环形夹具，所述环形夹具包括夹紧部分和支撑部分，所述夹紧部分被配置为保持所述隔膜的外围边缘，所述支撑部分包括第一弯曲面，其中所述第二隔膜接口包括相对于所述感测室布置在负载室内的隔膜板，所述隔膜板包括具有第二弯曲面的表面，其中所述第一弯曲面和第二弯曲面接触响应于所述感测室中的压强变化而移动的所述隔膜的第一部分和第二部分，所述第一弯曲面和第二弯曲面的每一个分别具有与所述隔膜的所述第一部分和第二部分的弯曲轮廓互补的轮廓，由此在所述流体调节器运行期间减少传递到所述隔膜的所述第一部分和第二部分的应力的量。2.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，还包括第三隔膜接口，所述第三隔膜接口包括环形座，其被布置为保持所述隔膜的外围边缘，并且其中所述环形座包括第三弯曲面，所述第三弯曲面包括所述环形座的辐射式内边缘，该辐射式内边缘接触在所述流体调节器运行期间移动的所述隔膜的第三部分。3.根据权利要求2所述的流体调节器，其特征在于，所述环形夹具的所述第一弯曲面从所述隔膜的所述外围边缘向内突出，并在所述流体调节器运行期间仅接触所述隔膜的所述第一部分的一侧。4.根据权利要求2所述的流体调节器，其特征在于，在所述流体调节器运行期间，所述环形夹具的所述第一弯曲面与所述环形座的所述辐射式内边缘接触所述隔膜的相对面。5.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，所述第一弯曲面和第二弯曲面分别增加所述第一隔膜接口和第二隔膜接口与所述隔膜的所述第一部分和第二部分之间的接触面面积。6.根据权利要求1所述的流体调节器，其特征在于，还包括设置在所述流体调节器的所述负载室内的偏置元件，所述偏置元件被配置为经由所述隔膜板向所述隔膜提供偏置负载。7.一种流体调节器，包括：第一隔膜支撑和第二隔膜支撑，其设置于阀盖与阀体之间，用于支撑隔膜的可移动部分，其中所述第一隔膜支撑...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·克利福德，T·W·拉森，B·J·塔特，
申请(专利权)人：泰思康公司，
类型：发明
国别省市：