[发明专利]用于流量调节的方法和装置

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明一般涉及流量调节器，更具体地但并非限制性地涉及流量调节器，所述流量调节器包括流体垫圈以在更大的流体压力范围内保持所需的流量。

2.背景技术

流量调节器用于多种应用中以控制通过管道的流体的流量，使得在可变的压力条件下流体的流量是均匀的。在多种流量调节器中，为了保持流量，结合了流体垫圈。流体垫圈通常由具有延伸穿过其中的中心孔的柔性弹性材料构成。所述流体垫圈的中心孔在不同的压力条件下扭曲到不同的直径。具体地说，所述孔的直径的大小随着源压力的升高而减小。

图1和2示出了本领域公知的流体垫圈600。所述的流体垫圈600被设计用于在到达初始阈值压力之后维持均匀的流量。具体的说，允许流体通过所述流体垫圈的孔601直到到达初始阈值压力。在到达该初始阈值压力之后，进一步的压力增加，使所述流体垫圈600变形减小所述孔601的直径。如图2所示，在所述初始阈值压力之后，进一步的压力增加使所述流体垫圈600变形，使得所述孔601的直径减小，从而随着压力的增加保持所所需的流量。

在多种应用中，流体垫圈的使用受到限制，因为它们只能在有限的压力范围内调节流体的流量。例如，在典型的流体垫圈中，流体垫圈相对于压力的操作范围受到限制，并且一旦压力增加超过工作范围，则流量快速降低。如图3所示，当压力增加超过工作范围时，所述孔的直径减小到流量快速下降的程度。在多种应用中所需的是在更大的压力范围内维持流体流量或多或少相同的流体垫圈。

饮料分配器是需要在一定压力范围内调节流体流速的一种应用。为了使饮料分配器产生适当的品尝喷泉饮料(tasting fountain drink)，饮料分配器必须保持正确的水与糖浆的比例。为了达到适当的水与糖浆比例，饮料分配器必须调节水和糖浆的流速。维持正确的水与糖浆比对于饮料分配器来说可能难以实现。例如，水压力取决于位置，并且也可能受到从饮料分配器分配饮料的用户数量的影响，为了以与水压无关地实现正确的水与糖浆比，饮料分配器使用陶瓷流量调节器，其使用陶瓷套筒和活塞。陶瓷流量调节器使用具有侧孔的陶瓷套筒和移动并阻碍侧孔相应于压力变化的弹簧加载的陶瓷活塞。使用陶瓷流量调节器的饮料分配器在调节给定压力范围内的水和糖浆的流动方面是有效的，从而产生适当的品尝分配的饮料。然而，陶瓷流量调节器在制造上十分昂贵。使用带有流体垫圈的流量调节器的手动阀替换陶瓷流量调节器将是控制饮料分配器制造成本的一种方式。

因此，带有流体垫圈的流量调节器在更大的压力范围内保持期望的流体流速将是有用的。同时，集成带有流体垫圈的流量调节器的饮料分配器将是饮料分配行业的改进。

发明内容

根据本发明，流量调节器系统的流量调节器被放置到流体流动路径内。所述的流量调节器包括流体垫圈和接收所述流体垫圈的调节器主体。

所述的流体垫圈包括设置在支撑壁上的板。所述板包括穿过其中的孔口、入口表面和出口表面。所述的板的出口表面和所述的支撑壁在其间限定了一个腔室。所述的调节器主体包括在其中接收所述的流体垫圈的流体垫圈座，设置在所述流体垫圈座的扩散器组件和包括流体导管入口和流体导管出口的流体导管。流体垫圈座包括壁和邻接壁的流体垫圈接收表面。流体垫圈的支撑壁位于邻接所述壁的流体垫圈接收表面上。所述的扩散器组件包括设置在流体垫圈座中心的扩散器、与所述扩散器相邻的至少一个流体垫圈止动件以及至少一个扩散器通道。此外，一旦流体垫圈座接收流体垫圈，则所述的扩散器组件和流体垫圈限定圆周通道。所述的流体垫圈、扩散器组件和流体导管入口形成输送路径，其中所述流体垫圈的孔与所述输送路径连通，以将流体输送到所述扩散器组件和流体导管入口。具体地，所述流体垫圈的孔与所述扩散器组件连通，使得所述扩散器将流体从流体垫圈的孔输送到扩散器通道中，并且扩散器通道将流体输送到圆周通道中。一旦所述流量调节器系统被放置在所述流体流动路径内，流过流体流动路径的流体接触所述的流体垫圈。在与流体垫圈接触时，流体撞击板的入口表面，在板上产生压力。具体的说，在板的入口表面上产生的压力迫使流体通过流体垫圈的孔并进入所述输送路径。进入所述输送路径的流体填充所述圆周通道，使流体平衡流体垫圈的腔室内的流体压力。流体垫圈的腔室内的相等压力使流体通过流体垫圈的流动稳定并防止流体垫圈在流体垫圈座内产生振动。此外，在圆周通道中收集的流体进入流体导管入口，以经由流体导管输送到流体导管出口。