[发明专利]用于电子调节的复合加载元件

说明书

技术领域

概括地，本公开内容涉及用于阀或调节器的致动器，更具体而言，涉及用于在阀的或调节器的控制构件上产生力的系统。

背景技术

通常，阀(譬如，控制阀或压力调节器)由气动致动器打开和关闭。例如，在压力下的控制流体被引入致动器的壳体中，并且控制流体作用在耦合到控制阀的阀构件的隔膜上。致动器的壳体中的压力的增加可以导致阀构件朝向控制阀的阀座移位，从而关闭控制阀。致动器的壳体中的压力的降低可以导致阀构件移动离开控制阀的阀座，从而打开控制阀。

通常，气动致动器内的弹簧和空气压力用于产生控制阀的加载力。在一些应用中，电子压力调节器可以与气动致动器结合使用以例如调节控制阀的设定点。电子压力调节器可以使用小的可变的气动信号来压力加载致动器或放大器以增大由信号产生的力。相应地，小的气动信号(通常为0-100psig)控制大的压力(0-10,000psig)。然而，与电子压力调节器、用于感测设定点的压力变送器以及调谐精度相关联的误差也被放大，从而导致设定点的大的波动。

发明内容

一种用于在主阀构件上提供力的系统，包括适用于直接地或间接耦合到所述主阀构件的一部分的第一感测元件。第一加载元件可以直接地或间接地耦合到所述第一感测元件，使得所述第一加载元件在所述第一感测元件上提供第一力。所述第一加载元件适用于将所述第一力传递到所述第一感测元件和所述主阀构件。所述系统还包括直接地或间接耦合到所述第一感测元件的第二感测元件。第二加载元件直接地或间接耦合到所述第二感测元件和所述第一感测元件。所述第二加载元件适用于在第二感测元件上提供第二力以将所述第二感测元件和所述第一感测元件移位第二距离并将所述第二力传递到所述主阀构件。

一种在主致动器或主阀的主阀构件上施加合力的方法，包括通过第一加载元件在第一感测元件上施加第一力，所述第一感测元件直接地或间接地耦合到所述主阀构件。所述方法还包括通过第二加载元件在第二感测元件上施加第二力，所述第二感测元件耦合到所述第一感测元件，使得所述第二力传递到所述第一感测元件和所述主阀构件，其中，所述第一力和所述第二力结合用于所述主阀构件上的所述合力。

附图说明

图1是用于在主致动器的或控制阀的主阀构件上提供力的系统的实施例的示意图；

图2是图1的实施例的卡圈、活塞和插入构件的实施例的详细视图；

图3是第二加载元件的实施例的示意图；

图4是用于在主致动器或控制阀的主阀构件上提供力的系统的另一实施例的示意图；以及

图5是图4的实施例的详细视图。

具体实施方式

如图1中所例示，公开了一种用于在主致动器14的和/或控制阀的主阀构件12上提供力的系统10(即，复合加载元件)，控制阀在13处被示意性地示出。主阀构件12可以是直接地或间接致动控制阀13的闭合构件的主致动器14的任何部分(譬如，主致动器的致动器轴)。主阀构件12还可以是耦合到控制阀13的闭合构件的阀轴。本领域技术人员将认识到，控制阀13的闭合构件可以相对于阀座向上或向下移位来以已知的方式打开和关闭控制阀13。

仍然参考图1，系统10包括适用于直接地或间接地耦合到主阀构件12的一部分的第一感测元件16(例如，活塞17)。第一加载元件18(例如，电子可调节的弹簧19)可以直接地或间接地耦合到第一感测元件16，使得第一加载元件18适用于在第一感测元件16上提供第一力或者使得第一加载元件18在第一感测元件16上提供第一力(并且可以使第一感测元件16移动第一距离)，并且第一力从第一感测元件16传递到主阀构件12。

系统10还可以包括压力放大器25，该压力放大器25可以包括直接地或间接耦合到第一感测元件16的第二感测元件20(例如，隔膜21)。压力放大器25还可以包括直接地或间接地耦合到第二感测元件20和第一感测元件16的第二加载元件22(例如，电子调节器23)。第二加载元件22适用于在第二感测元件20上提供第二力或者第二加载元件22在第二感测元件20上提供第二力(除了由第一加载元件18在第一感测元件16上提供的第一力)，该第二力传递到第一感测元件16并传递到主阀构件12。第二加载元件22还可以使第二感测元件20和第一感测元件16移位第二距离。第二力可以显著地小于第一力。例如，第二力可以处于第一力的0.05％至10％之间。