專利名稱：無泄漏的氣壓式調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣壓式調(diào)節(jié)器，更具體地說，本發(fā)明涉及這樣的一種氣壓式調(diào)節(jié)器，它適合用在不允許氣體從氣壓式調(diào)節(jié)器泄漏到周圍環(huán)境中的場合。
氣壓式調(diào)節(jié)器常用于對從氣源(例如一個氣缸)向氣體接收容器所供氣體的流量和壓力進行控制。在某些場合下，非常重要的一點是從供氣氣缸流向容器中的氣體不允許泄漏到周圍環(huán)境中，一個明顯的例子是向容器中提供燃氣或者含氧氣體，此時周圍環(huán)境存在著起火的潛在危險。
在使用飛機運送鮮活的水產(chǎn)品時，需要向裝有水產(chǎn)品的容器中供氧。用于向裝有水產(chǎn)品的容器中供氧的傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)器包括一個開口，這樣，一旦氣壓式調(diào)節(jié)器失效，調(diào)節(jié)器中的壓力不至于升高到使調(diào)節(jié)器爆裂的程度，也不會達到起火的高溫。這個開口的功能還在于使膜片平衡阻止環(huán)境壓力的變化。
由于可能發(fā)生的氣體泄漏將會增加起火的危險性，在飛機運輸中使用這種氣壓式調(diào)節(jié)器就尤為重要。此外，在其他一些使用這種氣壓式調(diào)節(jié)器控制有毒氣體輸送的應(yīng)用場合中，也事關(guān)公眾的健康和安全。
本發(fā)明的目的是提供一種不會有絲毫氣體泄漏到外部環(huán)境中的氣壓式調(diào)節(jié)器。在這種調(diào)節(jié)器中，沒有任何一個元件的失效而造成所供應(yīng)的氣體泄漏到周圍環(huán)境中。
按照本發(fā)明，提供了一種氣壓式調(diào)節(jié)器，用來調(diào)節(jié)從氣源流向氣體接收容器的氣流，它包括調(diào)節(jié)器主體，該主體設(shè)有氣體入口、氣體出口、以及在所述入口和出口之間延伸的氣體通道；連接于調(diào)節(jié)器主體的第一殼體部件，以及設(shè)置在所述調(diào)節(jié)器主體和第一殼體部件之間的、能夠限制通過氣體通道中某一點處的氣體流量的第一膜片；連接于調(diào)節(jié)器主體的第二殼體部件，以及設(shè)置在所述調(diào)節(jié)器主體和第二殼體部件之間的、能夠限制通過氣體通道中第二點處的氣體流量的第二膜片；其中，該氣壓式調(diào)節(jié)器不包括任何通向外部環(huán)境的開口；調(diào)節(jié)器主體和每個殼體部件都具有充分的強度，以承受所供氣體的全部壓力，這樣，即便某一膜片失效，調(diào)節(jié)器仍能夠繼續(xù)操作(function)，氣體不會泄漏到周圍環(huán)境中；氣體通道還包括一個限制區(qū)，如果第二膜片失效時，該限制區(qū)限制流經(jīng)調(diào)節(jié)器的流量。
正如下文將要進一步詳細說明的那樣，在某一膜片失效的情況下，氣壓式調(diào)節(jié)器繼續(xù)將經(jīng)由調(diào)節(jié)器流向氣體接收容器的氣體流量限制在一定程度，但不需要限制到初始設(shè)定的最大程度。因此，上文所說的“操作”(function)一詞不應(yīng)當(dāng)如此嚴格地理解為只是指常規(guī)的操作功能。
第一膜片最好處于第二膜片的上游。因此，第一膜片構(gòu)成了調(diào)節(jié)器第一級的一部分；第二膜片構(gòu)成了調(diào)節(jié)器第二級的一部分。
限制區(qū)最好位于第二膜片和氣體出口之間。
第一膜片最好是能夠控制的，以便當(dāng)?shù)诙てr，可以將輸出壓力降低到一個較低的適當(dāng)值，通過第一膜片和限制區(qū)把流經(jīng)調(diào)節(jié)器的氣體流量限制在安全范圍。更好的方式是將第一膜片預(yù)置在一個適當(dāng)?shù)奈恢?，以將第一膜片處的輸出壓力降低到一個較低的適當(dāng)值，這樣，當(dāng)?shù)诙てr，通過第一膜片和限制區(qū)把流經(jīng)調(diào)節(jié)器的氣體流量限制在安全范圍。
氣壓式調(diào)節(jié)器的相鄰元件之間最好設(shè)有密封件，以防止氣體泄漏到外部環(huán)境中。這些密封件都具有足夠的強度，以承受所供氣體的全部壓力。
第一和第二殼體部件最好包括第一和第二罩帽構(gòu)成。
第一和第二罩帽最好沿著調(diào)節(jié)器主體的軸向延伸。更好的方式是第一和第二罩帽從調(diào)節(jié)器主體的兩個相反的軸向端部開始延伸。按照一個特定的優(yōu)選實施例，兩個罩帽軸向?qū)R。
第一罩帽最好包括第一控制元件，第二罩帽最好包括第二控制元件，這些控制元件分別用來控制流經(jīng)氣體流動路徑上的第一點處和第二點處的氣體流量。第一控制元件最好能夠預(yù)先設(shè)置，以便把壓力降低到一個預(yù)定值；第二控制元件最好是在調(diào)節(jié)器的整個工作過程中可調(diào)的。例如，第一控制元件可以是一個預(yù)置的調(diào)整螺釘；第二控制元件可以是一個連接有調(diào)整螺釘?shù)目刂菩o。按照這一特定的優(yōu)選實施例，該裝置包括設(shè)置在罩帽和具有足夠強度的調(diào)整螺釘之間的密封件，以承受所供氣體的全部壓力。
流經(jīng)氣壓式調(diào)節(jié)器的氣體的最大流速最好小于或等于5公升/分鐘。
第一控制元件最好是一個預(yù)置的調(diào)整螺釘形式。
第二控制元件最好是一個連接有調(diào)整螺釘?shù)目刂菩o形式。
更好的方式是該裝置包括設(shè)置在罩帽和具有足夠的強度的調(diào)整螺釘之間的密封件，以承受所供氣體的全部壓力。
本發(fā)明還包括將上面所述的氣壓式調(diào)節(jié)器應(yīng)用在運送鮮活水產(chǎn)品的裝置中。所述的鮮活水產(chǎn)品最好由飛機來運送。
下面參照附圖來詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其中

圖1是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的氣壓式調(diào)節(jié)器的截面視圖；圖2是裝有圖1所示氣壓式調(diào)節(jié)器的運送魚的裝置的立體圖。
本發(fā)明優(yōu)選實施例的氣壓式調(diào)節(jié)器1具有兩級，用于調(diào)節(jié)從氣源流向氣體接收容器的氣流。第一級處于第二級的上游。在說明書下文所用的術(shù)語中，“第一”指的是第一級中的元件；“第二”指的是第二級中的元件。
氣壓式調(diào)節(jié)器1包括一個調(diào)節(jié)器主體2，以及分別以第一罩帽3和第二罩帽4形式的第一和第二殼體部分。這些元件2，3，4都由黃銅制成，但也可以由其他材料制成，例如青銅、不銹鋼或者鈦。當(dāng)鋁元件用在高壓氧源中時，由于它極強的易燃性，鋁元件不適合用于這種應(yīng)用場合。
可以采用任何適當(dāng)?shù)姆绞綄⒌谝徽置?和第二罩帽4連接到調(diào)節(jié)器主體2上。按照所示的優(yōu)選實施例，第一罩帽3和第二罩帽4具有內(nèi)螺紋端，用來安裝到調(diào)節(jié)器主體2的相應(yīng)的螺紋部分上。
調(diào)節(jié)器主體2還包括氣體入口5、氣體出口6、以及在入口5和出口6之間延伸的氣體通道7。氣體通道延伸經(jīng)過第一級膜片閥組件25和第二級膜片閥組件26。本領(lǐng)域的技術(shù)人員都能夠理解，術(shù)語“膜片”在具體應(yīng)用時習(xí)慣上用來表示膜片閥或膜片閥組件，但也表示這種閥中實際的膜片元件。因此，術(shù)語“膜片”應(yīng)當(dāng)理解為包含了上述這些含義。
氣源，例如一個氣缸，通過入口接頭8連接至氣體入口5。氣體出口6連接至氣體接收容器。本發(fā)明的氣壓式調(diào)節(jié)器尤其適合用于將含氧的氣體供應(yīng)到要由飛機從一個地點送至另一地點的、鮮活水產(chǎn)品的保鮮箱中。在這一特定的應(yīng)用場合中，絕不允許含氧的氣體從氣壓式調(diào)節(jié)器中泄漏、或者從氣源和容器之間的任一點處泄漏，因為泄漏的確非常危險。
設(shè)置在調(diào)節(jié)器主體2和第一級罩帽3之間的是第一膜片閥組件中的第一膜片9，它能夠在氣體通道的第一位置處限制流經(jīng)氣壓式調(diào)節(jié)器第一級的氣流。第一膜片控制著第一膜片閥組件的閥元件的開啟和關(guān)閉(閥元件未詳細示出)，以此控制著流經(jīng)第一級的氣流。這是以傳統(tǒng)膜片閥的通常方式進行的。當(dāng)要求大量供應(yīng)氣體時，以及膜片表面上的氣壓顯著下降時，膜片彈簧推動該閥開啟得更大；當(dāng)流量需求減小時，流過閥的大開口的氣流使膜片表面上的壓力迅速升高。膜片克服調(diào)節(jié)器彈簧的作用力而被推離閥組件，并且在(未示出的)小型內(nèi)彈簧的作用下使閥關(guān)閉。
第一級膜片密封地連接至調(diào)節(jié)器主體。與調(diào)節(jié)器主體相接的第一膜片9的密封件還提供了調(diào)節(jié)器主體2與第一級罩帽3之間的密封。第一級罩帽還包括預(yù)置的調(diào)整螺釘10。在預(yù)置的調(diào)整螺釘10和第一級罩帽3之間還設(shè)置了一個靜密封形式的密封件11。
第一級罩帽不包括任何與外界環(huán)境相通的孔口。與此相反，現(xiàn)有技術(shù)中的所有的氣壓式調(diào)節(jié)器都包括這種孔口，以避免調(diào)節(jié)器中的壓力升高所帶來的潛在危險，以及消除膜片的背壓。第一級罩帽3還具有足夠的強度以承受氣壓源的全部壓力，這樣，即便第一膜片9失效，氣體也不會從氣壓式調(diào)節(jié)器1的第一級中泄漏。此外，該裝置的相鄰元件之間的用來防止氣體泄漏到外部大氣中的各個密封件(也就是調(diào)節(jié)器主體2與第一級罩帽3之間的密封、以及第一級罩帽3與預(yù)置調(diào)整螺釘10之間的密封)，也都具有足夠的強度來承受氣壓源的全部壓力。這些特征對氣壓式調(diào)節(jié)器的無泄漏特性都有所貢獻。
預(yù)置的調(diào)整螺釘10已被擰入，以便將第一彈簧17預(yù)載到一個適當(dāng)?shù)闹?，以此使調(diào)節(jié)器第一級的輸出壓力降低到一個適當(dāng)?shù)乃健Ｍǔ?，預(yù)置的調(diào)整螺釘已由制造商在制造過程中，或者在氣壓式調(diào)節(jié)器的銷售之前，做好了靜態(tài)設(shè)置。
氣壓式調(diào)節(jié)器還包括設(shè)置在調(diào)節(jié)器主體2與第二罩帽4之間的、第二膜片閥組件中的第二級膜片12，它能夠在氣體通道的第二或點位置處限制流經(jīng)氣壓式調(diào)節(jié)器第二級的氣流。第二級膜片12控制著第二膜片閥組件的閥元件27的開啟和關(guān)閉，采用與第一膜片相同的方式控制著流經(jīng)第二級的氣流。
調(diào)節(jié)器主體2中的氣體通道7還包括級間通道13。級間通道13不包括任何借助于通氣閥或任何其他設(shè)施而與外界環(huán)境相通的孔口。調(diào)節(jié)器主體也具有足夠的強度，以便即使在第一膜片失效，或者氣壓式調(diào)節(jié)器的第一級失效的情況下，也能夠?qū)θ繗鈮哼M行控制。
與第一膜片9相同，第二膜片12也密封地連接至調(diào)節(jié)器主體。該密封件還提供了調(diào)節(jié)器主體2與第二罩帽4之間的密封。對氣壓式調(diào)節(jié)器1第二級中的第二膜片12的調(diào)整是由調(diào)整螺釘?shù)目刂菩o14進行的。擰動控制旋鈕也就改變了第二膜片12的平衡位置，進而改變氣壓式調(diào)節(jié)器第二級的輸出壓力?？刂菩o的設(shè)計類型要適合于在氣流流經(jīng)氣壓式調(diào)節(jié)器1時的操作。
在調(diào)整螺釘?shù)目刂菩o與第二罩帽之間設(shè)置了一個滑動密封形式的密封件15。該密封件具有足夠的強度，以便當(dāng)?shù)诙てr能保持全部的氣體供應(yīng)。第二級罩帽4也具有足夠的強度，當(dāng)?shù)诙て?2失效時能承受全部的氣體壓力。
氣體通道7在第二膜片12和氣體出口6之間的區(qū)域，設(shè)有一個固定開口16形式的限制區(qū)，固定開口16應(yīng)當(dāng)具有這樣的尺寸，使其在第二膜片12失效時能夠限制流經(jīng)調(diào)節(jié)器的氣流。
大體上說，固定開口16設(shè)定了在第二膜片12失效時流經(jīng)氣壓式調(diào)節(jié)器1的最大流量。由于實際的流量值取決于氣體壓力，因而流經(jīng)固定開口的實際最大流量將取決于第一級膜片如何設(shè)置。因此，所說的流經(jīng)膜片的最大流量不應(yīng)當(dāng)狹義地理解為某一特定的恒定最大值。
上文概述的氣壓式調(diào)節(jié)器的特征組合，避免了由于氣壓式調(diào)節(jié)器中的任何一個元件的失效而造成所供氣體的外泄。
在第一膜片9失效的情況下，氣體不能從氣壓式調(diào)節(jié)器第一級的任何部位泄漏到外界環(huán)境中。此外，氣壓式調(diào)節(jié)器的第二級具有足夠的強度，以便對通到第二級的全部供壓提供正常的控制。因此，氣壓式調(diào)節(jié)器可以繼續(xù)操作，而氣體不會泄漏到大氣中。然而應(yīng)當(dāng)理解，此時在出口處的氣體流量將略低于第一和第二膜片正常工作時的初始設(shè)定值。盡管如此，氣壓式調(diào)節(jié)器仍然繼續(xù)對從氣源到容器的氣流進行控制，從這個意義上說，氣壓式調(diào)節(jié)器的確仍在繼續(xù)操作。
為了準備對第二級膜片的失效進行補償，將第一級預(yù)設(shè)的輸出壓力調(diào)整到低于其通常值。在第二膜片失效的情況下，通過將預(yù)置的調(diào)整螺釘調(diào)整到這種程度，即流經(jīng)調(diào)節(jié)器的流量由出口附近的固定開口16限制在允許值范圍內(nèi)。在這種情況下，受控氣體不會泄漏到外部環(huán)境中，全部供氣也不會不受限制地流經(jīng)氣壓式調(diào)節(jié)器，從這個意義上說，氣壓式調(diào)節(jié)器仍在繼續(xù)操作。盡管流過系統(tǒng)的氣體流量將大于預(yù)定值，但它仍被限制在允許值范圍內(nèi)，該允許值主要由第一級膜片的設(shè)置以及出口處附近的固定開口確定。
上面所述的各種情況歸納在下面的表格中
按照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，這種氣壓式調(diào)節(jié)器應(yīng)用在由飛機將水產(chǎn)品從一個地點運送至另一地點的運送裝置19中。該調(diào)節(jié)器可連接應(yīng)用于各種裝置。其中一個實施例的裝置包括一個提供氧氣的氣缸20、一個如圖1所示的氣壓式調(diào)節(jié)器1、以及一個帶有密封蓋的容器21，容器內(nèi)裝有水和水產(chǎn)品，例如魚。
低壓供氧管線22從氣壓式調(diào)節(jié)器1上伸出，容器上還設(shè)有防泄漏的氣孔23。這些元件都裝在位于容器21的密封蓋頂部的防護罩24中。
在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以對所示的實施例作出各種改進，例如，雖然這里的氣壓式調(diào)節(jié)器包含兩級，它也可以改進為設(shè)有第三級，以便在氣壓式調(diào)節(jié)器的任何一級膜片失效的情況下提供進一步的后備保險(back-up)。
權(quán)利要求
1.一種氣壓式調(diào)節(jié)器，用來調(diào)節(jié)從氣源流向氣體接收容器的氣流，它包括調(diào)節(jié)器主體，該主體包括氣體入口、氣體出口、以及在所述入口和出口之間延伸的氣體通道；連接于調(diào)節(jié)器主體的第一殼體部件，以及設(shè)置在所述調(diào)節(jié)器主體和第一殼體部件之間的、能夠限制通過氣體通道中某一點處的氣體流量的第一膜片；連接于調(diào)節(jié)器主體的第二殼體部件，以及設(shè)置在所述調(diào)節(jié)器主體和第一殼體部件之間的、能夠限制通過氣體通道中第二點處的氣體流量的第二膜片；其中，該氣壓式調(diào)節(jié)器不包括任何通向外部環(huán)境的開口；調(diào)節(jié)器主體和每個殼體部件都具有足夠的強度，以承受所供氣體的全部壓力，這樣，即便某一膜片失效，調(diào)節(jié)器仍能夠繼續(xù)操作，而氣體不會泄漏到周圍環(huán)境中；氣體通道還包括一個限制區(qū)，當(dāng)?shù)诙てr，該限制區(qū)限制流經(jīng)調(diào)節(jié)器的流量。
2.如權(quán)利要求1所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中第一膜片位于第二膜片的上游。
3.如權(quán)利要求2所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中限制區(qū)位于第二膜片和氣體出口之間。
4.如權(quán)利要求2或3所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中第一膜片是能夠控制的，以將輸出壓力降低到一個較低的適當(dāng)值，這樣當(dāng)?shù)诙てr，通過第一膜片和限制區(qū)把流經(jīng)調(diào)節(jié)器的氣體流量限制在安全范圍。
5.如權(quán)利要求4所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中第一膜片被預(yù)置到一個適當(dāng)?shù)奈恢茫詫⒌谝荒て幍妮敵鰤毫档偷揭粋€較低的適當(dāng)值，這樣，當(dāng)?shù)诙てr，通過第一膜片和限制區(qū)把流經(jīng)調(diào)節(jié)器的氣體流量限制在安全范圍。
6.如權(quán)利要求2至5中任一項所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中氣壓式調(diào)節(jié)器的相鄰元件之間包括密封件，以防止氣體泄漏到外部環(huán)境中，這些密封件的每一個都具有足夠的強度，以承受所供氣體的全部壓力。
7.如權(quán)利要求2至6中任一項所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中第一和第二殼體部件包括第一和第二罩帽。
8.如權(quán)利要求7所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中第一和第二罩帽沿著調(diào)節(jié)器主體的軸向延伸。
9.如權(quán)利要求8所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中第一和第二罩帽從調(diào)節(jié)器主體的兩個相反的軸向端部延伸。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中第一罩帽包括第一控制元件，第二罩帽包括第二控制元件，這些控制元件分別用來控制流經(jīng)氣體流動路徑上的第一點處和第二點處的氣體流量。
11.如權(quán)利要求10所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中第一控制元件適于被預(yù)先設(shè)置，以便把流量降低到一個預(yù)定值；第二控制元件在調(diào)節(jié)器的整個工作過程中是可調(diào)的。
12.如權(quán)利要求10或11所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中第一控制元件是一個可預(yù)置的調(diào)整螺釘形式。
13.如權(quán)利要求12所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中第二控制元件是一個連接有調(diào)整螺釘?shù)目刂菩o形式。
14.如權(quán)利要求13所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中該裝置包括設(shè)置在罩帽和足夠強度的調(diào)整螺釘之間的密封件，以承受所供氣體的全部壓力。
15.如權(quán)利要求1至14中任一項所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，其中流經(jīng)氣壓式調(diào)節(jié)器的氣體的最大流速小于或等于5公升/分鐘。
16.將前述權(quán)利要求1至15中任一項所述的氣壓式調(diào)節(jié)器，應(yīng)用在運送水產(chǎn)品的裝置上。
17.如權(quán)利要求16所述的氣壓式調(diào)節(jié)器的應(yīng)用，其中水產(chǎn)品由飛機來運送。
18.一種與這里結(jié)合附圖所描述的氣壓式調(diào)節(jié)器基本上相同的氣壓式調(diào)節(jié)器。
19.采用與這里結(jié)合附圖所描述的基本上相同的氣壓式調(diào)節(jié)器，應(yīng)用在由飛機運送的水產(chǎn)品運送裝置上。
全文摘要
一種氣壓式調(diào)節(jié)器(1)，用于調(diào)節(jié)從氣源流向氣體接收容器的氣流，它包括調(diào)節(jié)器主體(2)，該主體設(shè)有氣體入口(5)、氣體出口(6)、以及在入口和出口之間延伸的氣體通道(7)；還包括連接于調(diào)節(jié)器主體(2)的第一殼體部件(3)，和設(shè)置在調(diào)節(jié)器主體(2)與第一殼體部件(3)之間的、能夠限制氣體通道中某一點處的氣體流量的第一膜片(9)；以及連接于調(diào)節(jié)器主體(2)的第二殼體部件(4)，和設(shè)置在所述調(diào)節(jié)器主體(2)與第二殼體部件(4)之間的、能夠限制氣體通道中第二點處的氣體流量的第二膜片(12)。該氣壓式調(diào)節(jié)器不帶有任何通向外部環(huán)境的開口。調(diào)節(jié)器主體和每個殼體部件都具有足夠的強度，以承受所供氣體的全部壓力，因此，即便某一膜片失效，調(diào)節(jié)器仍能夠繼續(xù)工作，氣體不會泄漏到周圍環(huán)境中。氣體通道還包括一個限制區(qū)(16)，當(dāng)?shù)诙てr，該限制區(qū)限制流經(jīng)調(diào)節(jié)器的流量。本發(fā)明的氣壓式調(diào)節(jié)器適用在由飛機運送魚類或其他水產(chǎn)品的運送容器上。
文檔編號G05D16/06GK1398331SQ01804706
公開日2003年2月19日 申請日期2001年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月9日
發(fā)明者彼得·J·福登 申請人:弗洛特帕克有限公司