概括地說(shuō)，本公開(kāi)內(nèi)容涉及流體控制設(shè)備(例如，流體調(diào)節(jié)器)，更具體地說(shuō)，涉及用于流體控制設(shè)備的控制構(gòu)件的配置和組裝。

背景技術(shù)：

流體控制設(shè)備用于各種系統(tǒng)(例如，天然氣輸送系統(tǒng)、化學(xué)處理系統(tǒng)等等)，以控制通過(guò)這些系統(tǒng)的流體的流動(dòng)。流體控制設(shè)備包含各種類型的裝置，包括控制閥和調(diào)節(jié)器。通常，流體控制設(shè)備具有流體流動(dòng)路徑以及用于調(diào)整流體流動(dòng)路徑的尺寸的控制構(gòu)件。

圖1描繪了已知的調(diào)節(jié)器10，調(diào)節(jié)器10包括閥體12和致動(dòng)器14。閥體12包括入口13和出口16以及在入口13與出口16之間延伸的流動(dòng)路徑18。流動(dòng)路徑18的一部分由喉部20限定，并且閥座環(huán)22被設(shè)置在喉部20中。致動(dòng)器14包括致動(dòng)器外殼24，其具有可移除地附接到下部28的上部26。致動(dòng)器14還包括：膜片30，其被設(shè)置在致動(dòng)器外殼24的上部26與下部28之間并且使這兩個(gè)部分分離；以及被設(shè)置在流動(dòng)路徑16中的控制構(gòu)件32。致動(dòng)器外殼24的下部28與下游控制線路(沒(méi)有示出)流體連通。因此，下游壓力被提供給致動(dòng)器外殼的下部28并且對(duì)膜片30施加力。

控制構(gòu)件32被配置為：響應(yīng)于跨膜片30的壓力的變化，在打開(kāi)位置與閉合位置之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在打開(kāi)位置(沒(méi)有示出)中，控制構(gòu)件32與閥座環(huán)22間隔開(kāi)，從而允許流體流動(dòng)通過(guò)喉部20。在閉合位置(圖1中所示出的)中，控制構(gòu)件32密封地接合閥座環(huán)22，以防止或阻止流體流動(dòng)通過(guò)喉部20。

調(diào)節(jié)器組件10包括線圈彈簧34，線圈彈簧34將控制構(gòu)件32偏置到打開(kāi)位置。當(dāng)閥體12的出口壓力低時(shí)，線圈彈簧34將控制構(gòu)件32移動(dòng)到打開(kāi)位置。相比之下，當(dāng)閥體12的出口壓力高時(shí)，對(duì)膜片30施加的壓力抵抗線圈彈簧34的偏置力，從而將控制構(gòu)件32移動(dòng)到閉合位置。由于線圈彈簧34的這種布置，調(diào)節(jié)器10通常被分類成“故障開(kāi)(fail-open)”調(diào)節(jié)器。其它調(diào)節(jié)器被配置成“故障關(guān)(fail-closed)”調(diào)節(jié)器，其中彈簧將控制構(gòu)件偏置到閉合位置。

如圖1中所描繪的，常規(guī)的調(diào)節(jié)器通常采用閥桿40將線圈彈簧34連接到控制構(gòu)件32。閥桿40的下端42具有環(huán)形突出部44和帶螺紋的端部46。在組裝期間，帶螺紋的端部46插入穿過(guò)控制構(gòu)件32中的通孔，以使得控制構(gòu)件32位于環(huán)形突出部44與帶螺紋的端部46之間。隨后，保持螺母48圍繞帶螺紋的端部46轉(zhuǎn)動(dòng)并螺旋地推進(jìn)為與控制構(gòu)件32的底表面50接觸?？刂茦?gòu)件32從而被固定在環(huán)形突出部44與保持螺母48之間。

常規(guī)的控制構(gòu)件通常具有跨其整個(gè)寬度是平面的底表面。因此，如圖2中所描繪的，保持螺母48從控制構(gòu)件32的底表面50向外突出，并向控制構(gòu)件32的底部賦予球形輪廓。因此，在操作期間流體必須圍繞保持螺母48流動(dòng)。隨著控制構(gòu)件32在操作期間改變位置，圍繞保持螺母48的流體的路徑也改變。因此，在某些流動(dòng)條件下，對(duì)控制構(gòu)件32的底表面50施加的流體壓力可能小于對(duì)控制構(gòu)件32的頂表面52施加的流體壓力。在一些情況下，這種壓力差會(huì)使得控制構(gòu)件32陷入高頻振蕩的模式中，這轉(zhuǎn)而會(huì)引起調(diào)節(jié)器10的不穩(wěn)定的輸出壓力。這種現(xiàn)象更有可能發(fā)生在低流動(dòng)條件下，其中在低流動(dòng)條件下，控制構(gòu)件32的位置的任何改變會(huì)對(duì)力平衡具有大的影響。

本公開(kāi)內(nèi)容闡述了流體控制設(shè)備和組裝這種設(shè)備的方法，該流體控制設(shè)備和組裝方法體現(xiàn)現(xiàn)有的流體控制設(shè)備和現(xiàn)有的組裝方法的有利替代方案，并且可以解決上面提到的挑戰(zhàn)或需求中的一個(gè)或多個(gè)，還提供其它的益處和優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)第一示例性方面，一種流體控制設(shè)備包括閥體、閥座、致動(dòng)器外殼、控制構(gòu)件、偏置構(gòu)件、閥桿和連接構(gòu)件。所述閥體限定用于流體的流動(dòng)路徑。所述閥座可以沿所述流動(dòng)路徑被設(shè)置在所述閥體中。所述致動(dòng)器外殼可以連接到所述閥體。所述控制構(gòu)件可以被設(shè)置在所述閥體中并且能夠在打開(kāi)位置與閉合位置之間移動(dòng)，所述控制構(gòu)件在所述打開(kāi)位置時(shí)與所述閥座間隔開(kāi)，所述控制構(gòu)件在所述閉合位置時(shí)接合所述閥座。所述連接構(gòu)件可以圍繞所述閥桿安裝，并且接合所述控制構(gòu)件的底表面。通孔可以形成在所述控制構(gòu)件的所述底表面中并且與縱向軸線對(duì)齊。所述通孔可以接收所述閥桿。第一沉孔可以形成在所述控制構(gòu)件的所述底表面中并且與所述縱向軸線對(duì)齊。另外，所述第一沉孔可以接收所述連接構(gòu)件。

根據(jù)第二示例性方面，提供了一種用于氣體調(diào)節(jié)器的控制構(gòu)件。所述控制構(gòu)件可以具有：閥體，所述閥體限定用于流體的流動(dòng)路徑；閥座，所述閥座沿所述流動(dòng)路徑被設(shè)置在所述閥體中；致動(dòng)器外殼，所述致動(dòng)器外殼連接到所述閥體；偏置構(gòu)件，所述偏置構(gòu)件被設(shè)置在所述致動(dòng)器外殼中并且被配置為將所述控制構(gòu)件偏置到閉合位置或打開(kāi)位置；閥桿，所述閥桿連接在所述偏置構(gòu)件與所述閥座之間；以及螺母，所述螺母以螺紋方式接合所述閥桿。所述控制構(gòu)件可以包括頂表面和底表面，所述頂表面被配置為：當(dāng)所述控制構(gòu)件被布置在所述閉合位置時(shí)接合所述閥座，所述底表面被配置為接合所述螺母。通孔可以形成在所述控制構(gòu)件的所述底表面中并且被配置為接收所述閥桿。第一沉孔可以形成在所述控制構(gòu)件的所述底表面中并且被配置為接收所述螺母。另外，所述第一沉孔可以與所述通孔對(duì)齊。此外，所述第一沉孔的深度可以大于或等于所述螺母的厚度，以使得當(dāng)所述螺母接合所述控制構(gòu)件的所述底表面時(shí)，所述螺母不從所述第一沉孔突出。

根據(jù)第三示例性方面，提供了一種組裝氣體調(diào)節(jié)器的方法。所述方法可以包括：(a)提供偏置彈簧、螺母、具有帶螺紋的端部的閥桿、以及控制構(gòu)件，所述控制構(gòu)件具有通孔和與所述通孔對(duì)齊的第一沉孔；(b)將所述閥桿插入穿過(guò)所述偏置彈簧并穿過(guò)所述控制構(gòu)件的所述通孔，直到所述閥桿的所述帶螺紋的端部被設(shè)置在所述控制構(gòu)件的所述第一沉孔中為止；以及(c)使所述螺母圍繞所述閥桿的所述帶螺紋的端部轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得所述螺母沿所述閥桿的所述帶螺紋的端部被螺旋地推進(jìn)為與所述控制構(gòu)件的底表面接合。

進(jìn)一步根據(jù)前述第一、第二或第三方面中的任何一個(gè)或多個(gè)方面，流體控制設(shè)備、控制構(gòu)件和/或組裝氣體調(diào)節(jié)器的方法可以進(jìn)一步包括以下優(yōu)選形式中的任何一個(gè)或多個(gè)優(yōu)選形式。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述連接構(gòu)件的厚度可以小于或等于所述第一沉孔的深度，以使得所述連接構(gòu)件不從所述第一沉孔突出。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述連接構(gòu)件可以具有第一直徑，并且所述第一沉孔可以具有第二直徑，其中，所述第二直徑大于所述第一直徑。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述通孔可以具有第三直徑，所述第三直徑小于所述第一直徑和所述第二直徑。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述控制構(gòu)件的所述底表面可以包括第二沉孔，所述第二沉孔與所述縱向軸線對(duì)齊，并且所述第二沉孔可以具有第四直徑，所述第四直徑大于所述第二直徑。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述控制構(gòu)件可以包括頂表面，所述頂表面被配置為：當(dāng)所述控制構(gòu)件被布置在所述閉合位置時(shí)，接合所述閥座。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，膜片可以被設(shè)置在所述致動(dòng)器外殼中并且操作地連接到所述控制構(gòu)件，以響應(yīng)于所述流體控制設(shè)備的出口壓力的變化而移動(dòng)所述控制構(gòu)件。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述連接構(gòu)件可以具有帶螺紋的內(nèi)表面，并且所述閥桿可以具有帶螺紋的外表面，其中，通過(guò)使所述連接構(gòu)件的所述帶螺紋的內(nèi)表面圍繞所述閥桿的所述帶螺紋的外表面轉(zhuǎn)動(dòng)，所述連接構(gòu)件可以緊固到所述控制構(gòu)件的所述底表面。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述偏置構(gòu)件可以被配置為：將所述控制構(gòu)件偏置到所述打開(kāi)位置。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述第一沉孔可以具有比所述通孔大的直徑。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，第二沉孔可以形成在所述底表面中，以使得所述第一沉孔被布置在所述通孔與所述第二沉孔之間，其中，所述第二沉孔可以具有比所述第一沉孔大的直徑。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述控制構(gòu)件的所述頂表面可以是平面的。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述底表面可以包括第一平面部和第二平面部，所述第一沉孔可以在所述第一平面部與所述第二平面部之間延伸，并且所述第一平面部可以被配置為：當(dāng)所述螺母被接收到所述第一沉孔中時(shí)，接合所述螺母。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述第一沉孔的深度可以等于所述螺母的厚度，以使得當(dāng)所述螺母被接收到所述第一沉孔中并接合所述控制構(gòu)件的所述底表面的所述第一平面部時(shí)，所述螺母的端面與所述底表面的所述第二平面部齊平。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述第一沉孔的深度可以大于或等于所述螺母的厚度，以使得當(dāng)所述螺母被布置為抵靠所述控制構(gòu)件的所述底表面時(shí)，所述螺母不從所述第一沉孔突出。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述控制構(gòu)件可以包括與所述第一沉孔對(duì)齊的第二沉孔，其中，所述第二沉孔可以具有比所述第一沉孔大的直徑。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述控制構(gòu)件的所述底表面可以包括第一平面部和第二平面部，并且所述第一沉孔可以在所述第一平面部與所述第二平面部之間延伸。

在一個(gè)優(yōu)選形式中，所述第一沉孔的深度可以等于所述螺母的厚度，并且其中，使所述螺母圍繞所述閥桿的所述帶螺紋的端部轉(zhuǎn)動(dòng)可以包括：沿所述閥桿的所述帶螺紋的端部螺旋地推進(jìn)所述螺母并推進(jìn)為與所述控制構(gòu)件的所述底表面的所述第一平面部接合，以使得所述螺母的端面與所述控制構(gòu)件的所述底表面的所述第二平面部齊平。

附圖說(shuō)明

通過(guò)結(jié)合附圖進(jìn)行的以下描述將更充分地理解本公開(kāi)內(nèi)容。已通過(guò)省略所選擇的要素來(lái)簡(jiǎn)化附圖中的一些附圖，以便更清楚地示出其它要素。除非如可以在對(duì)應(yīng)的書(shū)面描述中明確地描繪，否則在一些附圖中對(duì)要素的這種省略不一定指示在示例性實(shí)施例中的任何實(shí)施例中存在或者不存在特定的要素。附圖都未必按比例縮放。

圖1是包含常規(guī)流體控制構(gòu)件的流體控制設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖2是圖1的部分a的放大視圖；

圖3是包含根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的原理而構(gòu)造的控制構(gòu)件的流體控制設(shè)備的一個(gè)實(shí)施例的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖4是圖3的部分b的放大視圖；

圖5是圖3中所示出的控制構(gòu)件的頂部透視圖；

圖6是圖3中所描繪的控制構(gòu)件的底部透視圖；

圖7是圖3中所示出的控制構(gòu)件的橫截面?zhèn)纫晥D；

圖8是對(duì)配備有常規(guī)控制構(gòu)件的調(diào)節(jié)器執(zhí)行的測(cè)試的壓力與流量的關(guān)系圖；

圖9是對(duì)配備有根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的原理而構(gòu)造的控制構(gòu)件的調(diào)節(jié)器執(zhí)行的測(cè)試的壓力與流量的關(guān)系圖；

圖10是對(duì)配備有常規(guī)控制構(gòu)件的調(diào)節(jié)器執(zhí)行的測(cè)試的壓力與時(shí)間的關(guān)系圖；以及

圖11是對(duì)配備有根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的原理而構(gòu)造的控制構(gòu)件的調(diào)節(jié)器執(zhí)行的測(cè)試的壓力與時(shí)間的關(guān)系圖。

具體實(shí)施方式

概括地說(shuō)，本公開(kāi)內(nèi)容涉及如用于流體控制設(shè)備(例如，控制閥、調(diào)節(jié)器等等)中的控制構(gòu)件，該控制構(gòu)件提供增加的穩(wěn)定性，特別是在低流體流動(dòng)條件期間?？刂茦?gòu)件包括凹陷部(例如，沉孔)以用于接收將控制構(gòu)件耦合到閥桿的連接構(gòu)件(例如，保持螺母)。通過(guò)將連接構(gòu)件部分地或完全地隱蔽在控制構(gòu)件的凹陷部中，連接構(gòu)件不太可能影響圍繞控制構(gòu)件的流體流動(dòng)。因此，控制構(gòu)件的相對(duì)側(cè)之間的壓力差不太可能存在或者甚至可能消除。因此，與常規(guī)控制構(gòu)件(其具有暴露的并且突出的連接構(gòu)件)相比，本公開(kāi)內(nèi)容的控制構(gòu)件不太可能陷入高頻振蕩的模式中，并且因此有助于流體控制設(shè)備的穩(wěn)定的輸出壓力。

參考圖3-圖11，現(xiàn)在將描述本公開(kāi)內(nèi)容的各個(gè)實(shí)施例。圖3是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的原理而構(gòu)造的流體控制設(shè)備100的橫截面?zhèn)纫晥D。流體控制設(shè)備100可以充當(dāng)調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器將高壓流體供應(yīng)降低為可用于工業(yè)和/或商業(yè)應(yīng)用(包括例如，熔爐、燃燒器和/或其它設(shè)備)的壓力。通常，流體控制設(shè)備100可以包括閥體110、閥座環(huán)112和致動(dòng)器114。致動(dòng)器114可以包括控制組件116，控制組件116可在閉合位置與打開(kāi)位置之間移動(dòng)，其中在閉合位置，控制組件116密封地接合閥座環(huán)112(如圖3中所示出的)，在打開(kāi)位置，控制組件116與閥座環(huán)112間隔開(kāi)(沒(méi)有示出)。如下面更詳細(xì)描述的，控制組件116響應(yīng)于流體控制設(shè)備100的下游壓力的變化而移動(dòng)。

仍然參考圖3，閥體110包括入口120和出口122，以及在入口120與出口122之間延伸的流動(dòng)路徑124。流動(dòng)路徑124的一部分由閥體110的喉部126限定。喉部126可以被閥體110的環(huán)形臺(tái)階部118環(huán)繞，其中環(huán)形臺(tái)階部118被配置為容納并支持閥座環(huán)112。在一些實(shí)施例中，閥座環(huán)112可以具有帶螺紋的外表面，其以螺紋方式接合環(huán)形臺(tái)階部118的螺紋的內(nèi)表面(沒(méi)有示出)。此外，在一些實(shí)施例中，o形環(huán)(沒(méi)有示出)可以被設(shè)置在閥座環(huán)112與環(huán)形臺(tái)階部118之間，以提供兩者之間的流體緊密密封。

除了控制組件116，致動(dòng)器114還可以包括致動(dòng)器外殼130，致動(dòng)器外殼130具有上部132和下部134，如圖3中所描繪的。致動(dòng)器外殼130的上部132和下部134可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)帶螺紋的緊固件136以及一個(gè)或多個(gè)相應(yīng)的保持螺母138實(shí)現(xiàn)可移除地彼此連接。致動(dòng)器外殼130的下部132還可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)帶螺紋的緊固件139可移除地附接到閥體110。致動(dòng)器外殼130的上部132可以限定腔138以用于容置偏置構(gòu)件(下面更詳細(xì)地討論)。腔138可以通過(guò)致動(dòng)器外殼130的上部132的壁中的開(kāi)口140排放到大氣。致動(dòng)器外殼130的下部134可以限定腔142以用于接收來(lái)自位于閥體110的出口122的下游和/或與出口122流體連通的導(dǎo)管或其它元件(沒(méi)有示出)的下游壓力。下游壓力可以通過(guò)控制線路(沒(méi)有示出)提供給腔142，其中控制線路連接到在致動(dòng)器外殼130的下部134的壁中形成的開(kāi)口144。

另外，致動(dòng)器114可以包括膜片組件150，膜片組件150包括至少柔性膜片152、上部膜片板154和下部膜片板156。如圖3中所示出的，柔性膜片152的徑向向內(nèi)部分可以被夾緊在上部膜片板154與下部膜片板156之間，而柔性膜片152的徑向向外部分可以被夾緊在致動(dòng)器外殼130的上部132與下部134之間。因此，柔性膜片152可以將致動(dòng)器外殼130的上部132中的腔138與致動(dòng)器外殼130的下部134中的腔142密封。在一些實(shí)施例中，膜片152可以由彈性體材料或其它彈性材料制成。

仍然參考圖3，致動(dòng)器114還可以包括偏置組件160，偏置組件160包括至少?gòu)椈?62、彈簧座164和調(diào)整螺釘166。彈簧162(其充當(dāng)偏置構(gòu)件)可以被設(shè)置在致動(dòng)器外殼130的上部132中。在所示出的實(shí)施例中，彈簧162是線圈彈簧，然而，可以包含任何其它適當(dāng)類型的彈簧或者甚至多個(gè)彈簧。彈簧162被布置并壓縮在彈簧座164與上部膜片板154之間。雖然本實(shí)施例的上部膜片板154在本實(shí)施例中提供彈簧座，但在其它實(shí)施例中，可以在彈簧162的下端與上部膜片板154之間放置單獨(dú)的彈簧座?？烧{(diào)整螺釘166延伸穿過(guò)并以螺紋方式接合致動(dòng)器外殼130的上部132的壁中的帶螺紋的開(kāi)口168。通過(guò)螺旋地推進(jìn)調(diào)整螺釘166穿過(guò)帶螺紋的開(kāi)口168并抵靠彈簧座164，來(lái)調(diào)整彈簧162的壓縮量，并且因此調(diào)整由彈簧162提供的偏置力的量。

圖3示出了控制組件116可以包括至少閥桿170、控制構(gòu)件172、第一連接構(gòu)件174和第二連接構(gòu)件176。閥桿170可以沿縱向軸線a延伸并具有上端178和下端180。閥桿170的上端178可以包括遠(yuǎn)離上端178的終端部的第一環(huán)形突出部182以及靠近上端178的終端部的第一帶螺紋的端部184。在組裝期間，閥桿170的上端178可以插入穿過(guò)下部膜片板156、柔性膜片152、上部膜片板154中的每一個(gè)中的中心開(kāi)口，以使得第一環(huán)形突出部182接合下部膜片板156的面朝下的表面。隨后，第一連接構(gòu)件174(在本實(shí)施例中，第一連接構(gòu)件174采取具有帶螺紋的內(nèi)表面的保持螺母的形式)可以圍繞閥桿170的第一帶螺紋的端部184轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得第一連接構(gòu)件174螺旋地推進(jìn)為與上部膜片板154的面朝上的表面接合。抵靠上部膜片板154來(lái)固定第一連接構(gòu)件174可以將柔性膜片152、上部膜片板154和下部膜片板156的組合夾緊在第一連接構(gòu)件174與第一環(huán)形突出部182之間。此外，抵靠上部膜片板154來(lái)固定第一連接構(gòu)件174得到閥桿170的上端178與膜片152之間的固定連接，以使得閥桿170與膜片152一起移動(dòng)。

閥桿170的下端180可以包括遠(yuǎn)離下端180的終端部的第二環(huán)形突出部186以及靠近下端180的終端部的第二帶螺紋的端部188。如下面更詳細(xì)討論的，第二連接構(gòu)件176(在本實(shí)施例中，第二連接構(gòu)件176采取具有帶螺紋的內(nèi)表面的保持螺母的形式)可以圍繞第二帶螺紋的端部188轉(zhuǎn)動(dòng)，以將控制構(gòu)件172固定地連接到在第二環(huán)形突出部186與第二連接構(gòu)件176之間的閥桿170的下端180。

如圖3和圖4中所示出的，第二連接構(gòu)件176可以具有外直徑d1和厚度t。厚度t是第二連接構(gòu)件176的相對(duì)的軸向端面187與189之間的距離。

參考圖4-圖7，現(xiàn)在將描述控制構(gòu)件172的一個(gè)實(shí)施例的配置和實(shí)現(xiàn)方式。通常，控制構(gòu)件172可以充當(dāng)控制通過(guò)閥體110的喉部126的流體流動(dòng)的閥塞或閥墊?？刂茦?gòu)件172可以包括頂表面190(即，密封表面)，頂表面190面向閥座環(huán)112，并且當(dāng)控制構(gòu)件172被閥桿170移動(dòng)到閉合位置(見(jiàn)圖3)時(shí)密封地接合閥座環(huán)112。當(dāng)被安裝到流體控制設(shè)備100中時(shí)，頂表面190可以被布置為面朝向上方向，如圖3中所示出的。當(dāng)閥桿170將控制構(gòu)件172移動(dòng)到打開(kāi)位置時(shí)，頂表面190可以與閥座環(huán)112間隔開(kāi)。在一些實(shí)施例中，整個(gè)頂表面190可以是平面的。在其它實(shí)施例中，頂表面190可以具有環(huán)形凹槽(沒(méi)有示出)，當(dāng)控制構(gòu)件172處于閉合位置時(shí)該環(huán)形凹槽接收閥座環(huán)112的邊緣部。

控制構(gòu)件172還可以具有位于控制構(gòu)件172的與頂表面190相對(duì)的側(cè)上的底表面192。在一些實(shí)施例中，頂表面190和底表面192可以是相對(duì)的軸向端面。如圖3中所示出的，底表面192可以面朝下并且遠(yuǎn)離閥座環(huán)112。第一沉孔194、第二沉孔196和通孔198均可以形成在底表面192中。當(dāng)組裝流體控制設(shè)備100時(shí)，第一沉孔194、第二沉孔196和通孔198中的每一個(gè)可以與閥桿170的縱向軸線a對(duì)齊，以使得縱向軸線a穿過(guò)或中心地穿過(guò)第一沉孔194、第二沉孔196和通孔198中的每一個(gè)。第一沉孔194可以是形成在底表面192中的第一凹陷部或杯狀部，并且第二沉孔196可以是形成在底表面192中的第二凹陷部或杯狀部。如圖4-圖7中所示出的，第一沉孔194可以被布置在通孔198與第二沉孔196之間。

通孔198可以延伸穿過(guò)整個(gè)控制構(gòu)件172，并且因此在底表面192與頂表面190之間延伸。在一端處，通孔198可以打開(kāi)到第一沉孔194中，并且在相對(duì)端處，通孔198可以打開(kāi)到喉部126的與控制構(gòu)件172的頂表面190緊鄰的部分中。通孔198可以具有內(nèi)直徑d2，內(nèi)直徑d2大于或等于閥桿170的外直徑d3，以使得閥桿170在組裝期間可以插入穿過(guò)通孔198。

仍然參考圖4-圖7，底表面192可以包括第一平面部200、第二平面部202和第三平面部204。第一平面部200、第二平面部202和第三平面部204中的每個(gè)部分可以沿縱向軸線a彼此平行并且彼此間隔開(kāi)，從而形成底表面192中的多個(gè)臺(tái)階部。第一沉孔194可以在第一平面部200與第二平面部202之間延伸并且具有被定義為這兩個(gè)部分之間的距離的深度x1。第二沉孔196可以在第二平面部202與第三平面部204之間延伸并且具有被定義為這兩個(gè)部分之間的距離的深度x2。

第一沉孔194的大小和尺寸可以被設(shè)置以接收第二連接構(gòu)件176。因此，第一沉孔194可以具有內(nèi)直徑d4，內(nèi)直徑d4大于或等于第二連接構(gòu)件176的外直徑d1。此外，第一沉孔194可以具有深度x1，深度x1大于或等于連接構(gòu)件176的厚度t。在第一沉孔194的深度x1等于第二連接構(gòu)件176的厚度t的實(shí)施例中，當(dāng)軸向端面187接合控制構(gòu)件172的底表面192的第一平面部200時(shí)，第二連接構(gòu)件176的軸向端面189可以與控制構(gòu)件172的底表面192的第二平面部202齊平，如圖4中所示出的。因此，連接構(gòu)件176的軸向端面189和控制構(gòu)件172的底表面192的第二平面部202可以形成平面的或基本上平面的表面。

由于第二連接構(gòu)件176不從控制構(gòu)件172向外突出，因此第二連接構(gòu)件176在操作期間不太可能干擾圍繞控制構(gòu)件172的流體的流動(dòng)。因此，在控制構(gòu)件172的頂表面190與底表面192之間不太可能存在流體壓力差。因此，與常規(guī)控制構(gòu)件(參見(jiàn)例如圖1的控制構(gòu)件32)不同，控制構(gòu)件172不太可能(至少當(dāng)控制構(gòu)件172在低流體流動(dòng)操作期間初始地打開(kāi)時(shí))陷入高頻振蕩或以其它方式振顫的模式中。因此控制構(gòu)件172可以改善流體控制設(shè)備100的輸出壓力的穩(wěn)定性。

參考圖7，第二沉孔196(其與第一沉孔194對(duì)齊)可以具有內(nèi)直徑d5，內(nèi)直徑d5大于第一沉孔194的內(nèi)直徑d4。在一些實(shí)施例中，第二沉孔196的深度x2可以小于第一沉孔194的深度x1。第二沉孔196可以減小跨控制構(gòu)件172的壓力下降，并且因此減小控制構(gòu)件172的頂表面190與底表面192之間的壓力差。因此，第二沉孔196可以進(jìn)一步增加流體控制設(shè)備100的穩(wěn)定性。

在所示出的實(shí)施例中，第一沉孔194和第二沉孔196以及通孔198均具有圓形橫截面。然而，其它的橫截面是可能的，包括多邊形橫截面、橢圓形橫截面或者任何其它適當(dāng)?shù)臋M截面。

在組裝期間，在致動(dòng)器外殼130的上部132從致動(dòng)器外殼130的下部134移除的情況下，閥桿170可以軸向地插入穿過(guò)彈簧162，然后穿過(guò)上部膜片板154、膜片152、下部膜片板156、并最終穿過(guò)控制構(gòu)件194的通孔198。因此，閥桿170的第二帶螺紋的端部188被設(shè)置在控制構(gòu)件172的第一沉孔196中。接著，第二連接構(gòu)件176可以被放置在閥桿170的第二帶螺紋的端部188上并且圍繞其轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得第二連接構(gòu)件176沿閥桿170的第二帶螺紋的端部188螺旋地推進(jìn)，直到第二連接構(gòu)件176的軸向端面187接合控制構(gòu)件172的底表面192的第一平面部200為止。以此方式，第二連接構(gòu)件176可以將控制構(gòu)件172固定到閥桿170。如上面所討論的，由于第一沉孔194的深度x1大于或等于第二連接構(gòu)件176的厚度，因此連接構(gòu)件176可以隱蔽在控制構(gòu)件172內(nèi)，并且因此防止或至少阻止影響圍繞控制構(gòu)件172的流體流動(dòng)。

在操作期間，當(dāng)對(duì)流體流動(dòng)的下游需求下降時(shí)，腔142中的流體壓力途經(jīng)連接到開(kāi)口144的控制線路(沒(méi)有示出)會(huì)增加，以使得膜片152稍微向上移動(dòng)。因此，控制構(gòu)件172可以移動(dòng)到閉合位置，在閉合位置，控制構(gòu)件172的頂表面190密封地接合閥座環(huán)112，從而防止流體流動(dòng)通過(guò)喉部126。當(dāng)對(duì)流體流動(dòng)的下游需求增加時(shí)，控制線路中的流體壓力以及腔142中的流體壓力會(huì)減小，以使得膜片152在彈簧162的偏置力下稍微向下移動(dòng)。因此，控制構(gòu)件172可以移動(dòng)到打開(kāi)位置，在打開(kāi)位置，控制構(gòu)件172的頂表面190與閥座環(huán)112間隔開(kāi)，從而允許流體流動(dòng)通過(guò)喉部126。

雖然本實(shí)施例的流體控制設(shè)備100被公開(kāi)為充當(dāng)調(diào)節(jié)器，但替代的實(shí)施例可以(例如，在流體控制設(shè)備100被配置為控制閥的情況下)以不同方式來(lái)配置。此外，雖然本實(shí)施例的流體控制設(shè)備100包括將控制構(gòu)件偏置到打開(kāi)位置的偏置構(gòu)件(即，故障開(kāi)配置)，但替代的實(shí)施例可以被布置有將控制構(gòu)件偏置到閉合位置的偏置構(gòu)件(即，故障關(guān)配置)。

參考圖8-圖11中所示出的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)，現(xiàn)在將配備有常規(guī)控制構(gòu)件(例如，控制構(gòu)件32)的調(diào)節(jié)器的性能與配備有根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的控制構(gòu)件(例如，控制構(gòu)件172)的調(diào)節(jié)器的性能進(jìn)行比較。

圖8和圖9分別示出了常規(guī)控制構(gòu)件的流量圖和根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的控制構(gòu)件的流量圖。在用圖6和圖7中所示出的數(shù)據(jù)表示的測(cè)試中的每個(gè)測(cè)試中，調(diào)節(jié)器被設(shè)置成具有125磅/平方英寸表壓(psig)的入口壓力和14psig的出口壓力。每幅圖表中的x軸對(duì)應(yīng)于以標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/小時(shí)(scfh)為單位的流動(dòng)速率，并且每幅圖中的y軸對(duì)應(yīng)于以psig為單位的所測(cè)得的出口壓力p2。如圖8的圖表中看到的，具有常規(guī)控制構(gòu)件的調(diào)節(jié)器的出口壓力在低流動(dòng)速率處(0－100,000scfh)顯著地不穩(wěn)定。相比之下，如圖9的圖表中看到的，具有本文所公開(kāi)的控制構(gòu)件的調(diào)節(jié)器的出口壓力在低流動(dòng)速率處(0－100,000scfh)相對(duì)穩(wěn)定。這種增加的穩(wěn)定性是將連接構(gòu)件隱蔽在控制構(gòu)件的第一沉孔中的意外結(jié)果。

參見(jiàn)圖10和圖11，示出了分別與常規(guī)控制構(gòu)件和根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的控制構(gòu)件相對(duì)應(yīng)的出口壓力與時(shí)間的關(guān)系曲線。在用圖10和圖11中所示出的數(shù)據(jù)表示的測(cè)試中的每個(gè)測(cè)試中，調(diào)節(jié)器被設(shè)置成具有125磅/平方英寸表壓(psig)的入口壓力和14psig的出口壓力。每幅圖中的x軸對(duì)應(yīng)于在調(diào)節(jié)器打開(kāi)之后經(jīng)過(guò)的時(shí)間量(秒)，并且每幅圖中的y軸對(duì)應(yīng)于以psig為單位的所測(cè)得的出口壓力p2。如圖10的圖表中看到的，具有常規(guī)控制構(gòu)件的調(diào)節(jié)器的出口壓力在打開(kāi)閥之后不久的時(shí)間段(50－170秒)內(nèi)顯著地不穩(wěn)定。相比之下，如圖11的圖表中看到的，具有本文所公開(kāi)的控制構(gòu)件的調(diào)節(jié)器的出口壓力在相同的時(shí)間段期間相對(duì)穩(wěn)定。這種增加的穩(wěn)定性是將連接構(gòu)件隱蔽在控制構(gòu)件的第一沉孔中的意外結(jié)果。

通過(guò)前述內(nèi)容，可以看到，本公開(kāi)內(nèi)容有利地提供了用于流體控制設(shè)備的改善的控制構(gòu)件，該控制構(gòu)件有效地減少和/或消除了因用于將控制構(gòu)件連接到閥桿的連接構(gòu)件引起的湍流。湍流的這種減少和/或消除(至少在低流體流動(dòng)條件期間)有利地降低了控制構(gòu)件振顫的可能性，并且因此增加了流體控制設(shè)備的出口壓力的穩(wěn)定性。

雖然已針對(duì)某些實(shí)施例描述了本公開(kāi)內(nèi)容，但要理解的是，可以對(duì)這些實(shí)施例作出改變，這些改變?nèi)匀辉谒綑?quán)利要求的范圍內(nèi)。