高壓調節器的製作方法

2023-06-30 07:49:51 1

專利名稱：高壓調節器的製作方法
技術領域：
本發明大體上涉及一種針對高壓應用的壓力調節器，更具體而言，涉及一種針對分配壓縮氫氣的儲罐的高壓調節器。
背景技術：
由於氫氣消耗的副產品只有熱和水，因此氫氣已被證明是一種針對包括汽車在內的很多應用的非常吸引人的可選燃料供給。目前，氬燃料供給依靠氫燃料電池由儲存的氫氣產生電，所產生的電可以被用於操作馬達以為汽車
提供動力。在 汽車燃料電池應用中，氫氣通常在接近700 bar或IO，OOO psi的相對高壓下以氣態儲存在儲罐中。該高壓儲存在減'J、的儲存容量中提供大量的氫氣供給。燃料電池根據需要通過管路或管道系統從儲罐中引出氫氣以維持能量轉換，但是為了減小系統費用和為了安全性，燃料電池必須在顯著地低於儲存氫氣的壓力(例如，200 psi)下操作。通常，在儲罐和燃料電池之間設置有至少一個壓力調節器，以將來自儲罐的壓縮氫氣的壓力減小到適用於燃料電池系統的壓力。
容易理解的是，當氫氣從儲罐通過壓力調節器被排出時，氬氣壓力的迅速下降將導致壓力調節器內的氫氣溫度的相應下降，該溫度能夠接近-50攝
氏度。另外，在特定環境中，工作溫度也能夠達到+85攝氏度的溫度。這種極端的溫度範圍使得對調節器進行密封變得非常困難。例如，在極低的溫度下，金屬對金屬密封件和彈性密封件會收縮，從而導致調節器中發生洩漏，該洩漏可降低壓力控制性能。用於減少密封件收縮問題的常規設計技術包括提供密封件對密封表面的容差和適宜在低溫下密封的結構材料。已知這些相同的設計技術 6"卡死"現象，從而妨礙調節器的操作。另外，氫氣自儲罐的周期或循環分 配可能會產生問題。
根據對來自儲罐的氫氣的需求，隨著氫氣從儲罐中被分配，壓力調節器 會經受反覆的熱或冷卻循環。這些反覆的循環能夠對壓力調節器造成不希望 的操作和維護問題。例如，許多常規壓力調節器使用多部件內閥組件，這些
組件依靠該閥組件內的高壓密封件。熱循環引起高壓密封部件的膨脹/收縮 循環，該循環能夠導緻密封磨損加劇，從而可能造成高壓洩漏或甚至調節器 和/或燃料電池系統的嚴重失效。因此，在高壓氣體分配應用中提供一種顯 著地不易受到洩漏和操作失效影響的壓力調節器是有利的。

發明內容
在一個公開的示例中，高壓調節器包括優選為基本圓柱形的主體，並包 括優選與外膛孔同心的內膛孔，使得該內膛孔限定壓力入口並包括位於該內 膛孔內的座圈。帽形成帶有通孔的壓力腔，該通孔限定優選與內膛孔同心對 準的壓力出口。在內部設置在主體和帽之間的活塞組件選擇性地接合內膛孔 的座圈，以控制流體乂人壓力入口向壓力出口流動。活塞組件包括活塞、活塞 座和加載元件，其中所述活塞座在外部壓配合在所述活塞上以沿周向接合活 塞基底，從而在極低的溫度下獲得改善的活塞座固定。所述活塞包括針對第 一操作模式的第 一有效感應面積和針對第二操作模式的第二有效感應面積。
在另一公開的示例中，高壓調節器包括主體，該主體具有基本圓柱形形 狀，包括與外膛孔基本同心的內膛孔，使得所述內膛孔限定壓力入口並包括 位於該內膛孔內的座圈。基本圓柱形的帽形成帶有通孔的壓力腔，該通孔限 定與所述內膛孔基本同心對準的壓力出口 。在內部設置在主體和帽之間的活 塞組件選擇性地接合內膛孔的座圈，以控制流體從壓力入口向壓力出口流 動。所述活塞組件包括具有第一密封構件和第二密封構件的活塞、活塞座和 加載元件，該加載元件被操作性地聯接到所述活塞以提供加載元件力。所述 第一密封構件和第二密封構件的配置為活塞組件在帽處和主體處提供密封，使得第 一和第二密封構件不^皮暴露於相對較高的入口壓力下，從而基本上減 小主體內的入口壓力洩漏。


圖1為具有預定調節壓力的示例性高壓調節器的剖視圖。 圖2具有可調的調節壓力的示例性高壓調節器的剖視圖。
具體實施例方式
總體而言，本文所描述的示例性高壓調節器提供單一調節器主體，該主 體包含用於控制流體流動通過調節器的內活塞組件。通過依靠直接的出口壓 力反饋來控制流體壓力，示例性高壓調節器的出口壓力可以保持基本不受入 口壓力變化的影響。以下更加詳細描述的優選示例性高壓調節器利用整個活 塞組件上的壓縮力平衡來操作，以將調節器出口壓力維持在預定壓力或設定 點。優選地，活塞組件內單一或整體式活塞可以減少所需部件的數量，從而 能夠使設計更加緊湊且使可靠性和性能得到改善，並降低生產和組裝成本。
本領域技術人員將理解的是，示例性壓力調節器僅在調節器的出口側或 低壓側配置有密封件，以基本上消除調節器內的入口壓力氬氣洩漏。本領域 技術人員將進一步理解的是，活塞座在不需要額外的保持器件的情況下被聯 接到活塞，以提供改善的低溫性能。如果在活塞關閉時活塞座上發生流體洩 漏，則該示例性調節器還有利地提供出口壓力輔助切斷功能。
現在參見圖1,其示出針對用於氫燃料電池的高壓氣體分配系統的示例
性不可調的高壓調節器100的剖視圖。示例性高壓調節器100具有相對較小 的總尺寸(例如，約D2.40"xH3.00")，並具有基本上減少的部件總數。因 此，所公開的示例提供了更為可靠且價格低廉的內聯、高壓調節器。總體而 言，示例性高壓調節器100由設置在基本單一或整體式主體110內的內活塞 組件或模塊130組成。螺紋連接到主體110的帽150形成用於壓力控制的出 口壓力腔160。在以下描述中，示例性高壓調節器IOO被示出為處於打開位置，例如調節器在完全打開和完全關閉位置之間過渡時的位置。
如上所述並如圖1所示，示例性高壓調節器100的優選實施例包括具有
單一壓力入口 112的主體110,該壓力入口 112由從主體IIO延伸的中空圓 柱體形成，並包括沿縱向軸線C定位的具有不同直徑的多個同心通路。如圖 所示，在壓力入口 112上設置有外螺紋115,用於將調節器IOO連接到壓縮 氣體源，例如高壓氫氣儲罐(未示出)。本領域技術人員已知的針對這種高 壓應用的其它適當的聯接機構也可被使用。優選地，在壓力入口 112中形成 有凹槽117,用於容納高壓密封件，例如平板墊(未示出)，以將調節器100 密封到儲罐。在壓力入口 112的另一端，通^各113被形成在主體110中，以 將活塞組件130通過入口壓力腔114流體連接到壓力入口 112,以下將對其 進4亍更i羊細的i寸"i侖。
主體110進一步包括由主體110的內壁126限界的內圓柱形空腔149。 圓柱形空腔149優選與壓力入口 112的縱向軸線C基本對準。該圓柱形空腔 149被提供用於保持加載元件135,該加載元件135優選為彈簧或其它合適 的加載元件或偏壓器件。如以下更加詳細所述，加載元件135沿觀看附圖時 大致向上的方向偏壓活塞組件130。主體IIO還可以在外壁127的上部包括 外螺紋lll，用於螺紋地接合示例性高壓調節器100的帽150，以形成控制 流體流動所需的壓力保持組件。本領域技術人員能夠理解的是，示例性高壓 調節器也可以在外壁上包含內螺紋並在帽150上包含外螺紋，或利用其它已 知的連接手段將主體IIO螺紋聯接到帽150。
壓力出口 170沿縱向軸線C形成在帽150上，並優選與壓力入口 112 基本對準。如圖所示，在帽150上設置有外螺紋159或類似物，以提供與燃 料電池系統的螺紋連接。在帽150上還可以設置環形溝槽171，以容納密封 件，例如O型圈密封件(未示出)。壓力出口 170與出口壓力腔160直接 流體連通以提供出口壓力反饋控制。
出口壓力控制通過作用在活塞感應面積158上的調節器100出口壓力來 實現。如以下詳細描述，感應面積158由活塞組件130的出口壓力側155來限定。帽150和活塞組件130還限定單獨的環境壓力腔162來裝入活塞組件 130。還應該理解的是，帽150包括位於環境壓力腔162內的通氣口 174， 以允許腔內的壓力平衡，從而消除任何可能對操作活塞組件130所需的力平 衡產生不利影響的"空氣彈簧，，效應。
示例性高壓調節器IOO的活塞組件130在正常打開位置在壓力入口 112 和壓力出口 170之間操作(即，在低於預定壓力或設定點的壓力下，流體大 致不受限地從入口向出口流動)，以調節流體壓力，從而調節流體流動。根 據公開的示例，活塞組件130包括單一活塞132、彈簧135、活塞座129和 兩個環形密封件136和138。
如圖所示，活塞132由與活塞頭137基本同心對準的大致圓柱形基底 139形成。活塞頭132優選為圓形或基本圓形，但其可以是其它有效的形狀。 如圖所示，活塞132具有大致T形截面。活塞132進一步包含圍繞活塞頭 137形成的第一環形通道144和圍繞中心部147與活塞基底139相鄰或在活 塞基底139上方形成的第二環形通道146,用於容納兩個環形密封件136(在 通道144中)和138 (在通道146中)。密封件136和138可以是0型圈。 密封件136在環境壓力腔和出口壓力腔160之間提供密封，而密封件138在 環境壓力腔162和入口壓力腔114之間提供密封。密封件136和138可以由 具有合適的低溫性能和抗磨損的聚合物製造，例如可從德拉瓦州威名頓的杜 邦公司獲得的乙丙橡膠(EPDM)。其它材料也可適用。
根據圖1應該理解的是，密封件136和138將環境壓力腔162與出口壓 力腔160隔離，以將流體引導向壓力出口 170並防止流體通過帽150中的通 氣口 174漏出。如以下更詳細地解釋，密封件136和138以及活塞座129被 布置為通過將調節器的特定區域與流體流動相隔離而基本減小在調節器內 發生高壓洩漏的危險。另外，活塞132的下表面161也可以優選地;陂配置為 接納加載元件135 (其可以為彈簧)，以提供預定力來抵消和/或平衡作用在 活塞132的感應面積158上的出口壓力。活塞座129包含內通道129a，內通 道129a在尺寸上適於接合活塞基底上的環形圏129b。為了將氫氣,人壓力入口 112引導到壓力出口 170以進行壓力控制，活塞 132包括位於活塞基底139內的至少一個交叉膛孔168,該交叉膛孔168通 過活塞132內的軸向膛孔169將氫氣從儲罐互連到出口 170。為了選擇性地 控制流體從高壓入口 112的流動，主體110內的活塞座129和座圏128在入 口壓力腔114處形成可變限制，以控制調節器100內的流體壓力。具體地， 為了在壓力控制過程中密封或關閉閥，活塞座129在形狀上適於密封地接合 調節器主體110內的座圈128的倒角邊緣。本領域普通技術人員應該理解的 是，閥所提供的限制在調節器內形成壓降。也就是，示例性高壓調節器的受 調節的出口壓力由作用在活塞132上的力平衡來控制。利用已知的工程原理 可知，由於作用在活塞座面積上的來自入口 112的流體壓力以及加載元件 135的向上的力，活塞132受到向上的力。由於作用在活塞132的感應面積 上的來自出口的流體壓力，活塞132受到向下的力。感應面積可以是由凹槽 157構成的第一有效感應面積(例如當活塞132位於其最上方位置時)，或 者可以是由活塞132的整個直徑形成的第二有效感應面積(例如當活塞132 稍微向下移動時)。
活塞132的感應面積158由活塞132的上表面133限定。在啟動伊始， 當出口壓力基本上低於期望的設定點時，活塞132上的出口凹槽157通過軸 向膛孔169接納控制壓力，該控制壓力產生與相關於出口凹槽157的第一有 效感應面積成比例的第一出口力，以4氐消由入口壓力和彈簧135產生的力。 在7>開的示例中，在例如本示例性應用的高壓應用中，活塞中的出口凹槽 157確保，當閥被初始完全打開時，通過提供額外的面積(即，大於出口面 積)，初始出口壓力足以初始化壓力控制以抵抗高入口壓力。 一旦活塞132 移動離開帽150,活塞132的整個上表面133將被暴露，以形成約等於出口 凹槽157的面積和環形面積156的第二有效感應面積，環形面積156在壓力 控制過程中使出口壓力產生成比例增大。根據公開的示例，凹槽157的面積 小於整個活塞的面積。更具體地，凹槽157的直徑約為1.694英寸，而整個 活塞的直徑約為1.976英寸。
li增大的有效感應面積通過提供由增加的第二有效感應面積導致的較大 的反饋力來提供加強的壓力控制。本領域技術人員應該進一步理解的是，如
圖所示，示例性活塞132在活塞基底139處具有最小的入口表面積，使得出 口壓力反饋基本上抵消由極高的入口壓力產生在活塞132上的入口力。該構 造允許作用在感應面積158上的力來支配出口壓力控制。
如圖l所示，活塞組件130，更具體地，活塞組件130上的密封裝置， 限定調節器內的多個壓力帶或區域。由於活塞132可滑動地接合帽密封表面 145和主體110的內膛孔118的密封表面143，壓力區域形成在密封件136 和138上。例如，第一或高壓區域存在於壓力入口 112、座圈128和活塞座 129之間。第二或相對低壓或受控出口壓力區域存在於軸向膛孔169和壓力 出口 170之間在入口環形密封件138和出口環形密封件136之間的出口壓力 腔160中，且第三或環境壓力區域存在於環境壓力腔162內。本領域普通技 術人員應該理解的是，壓力區域在調節器內的形成基本上減少了對在高壓和 極低溫度操作下一般易於洩漏的高壓密封件的需求(即，O型圈密封件僅需 要在相對較低的出口壓力下密封)。
在壓力控制之前，彈簧135將活塞132偏壓離開座圈128並與帽150的 內表面131緊密接觸，以允許流體從壓力入口 112向壓力出口 117基本不受 限地流動。流體從壓力入口 112流動通過交叉膛孔通^各168並立即將出口壓 力腔160加壓到高於預定出口壓力的壓力。隨著出口壓力腔160中的出口壓 力增加，增大的力以預定方式^皮施加到活塞132的第 一有效感應面積157上， 使得與出口凹槽157的環形面積相關的力抵消加載元件135的加載力，以使 受到壓縮的活塞132 4氐抗加載元件135朝向座圏128移動，^v而將環形圈 156的第二有效感應面積暴露於出口反饋壓力。
這樣，當調節器IOO接近壓力控制時，活塞132已移動離開內表面131， 並且出口壓力作用在活塞132的整個感應面積158上，以克力l加載元件135 的加載力。當出口壓力基本等於由力平衡確定的期望操作壓力或設定點時， 活塞座129完全接合座圏128以基本上阻止流體流動通過調節器。本領域技術人員應該進一步理解的是，在操作過程中活塞132持續地在朝向和離開活
塞座128之間循環以響應入口壓力的變化來維持壓力控制。
在本實施例中，活塞132的表面積優選為座圈128的表面積的16倍 (16x)以抵消入口流體壓力。本領域技術人員應該理解的是，在不脫離示 例性高壓調節器的精神和範圍的情況下，其它比率也是可能的，但是一般而 言相對較大的活塞出口表面積確保較高的調節器增益，這導致較低的調節器 "壓力下降(droop)"且在較寬的溫度和壓力範圍內形成穩定的控制。 如上所述，來自儲罐的高壓氣體的壓力的調節或下降導致高壓調節器 100內的溫度極低。具體地，氣體在座圈128處的迅速膨脹將內部溫度減小 到接近-50攝氏度。這種極低的溫度使得包括座圈128、活塞基底139和調 節器主體110的調節器部件產生局部收縮，該收縮一般能夠引起調節器洩漏 並降低控制性能。本示例性高壓調節器100使用外部壓配合的活塞座129來 減輕熱收縮對調節器性能的影響。也就是，在低溫操作下，活塞座129圍繞 活塞基底139收縮以使得其間的連接改善。在優選實施例中，活塞座129由 溫度穩定的聚醯亞胺(例如來自德拉瓦州威名頓杜邦公司的威斯派爾 (Vespel) )來製造。本領域普通技術人員應該理解的是，Vespel的熱膨 脹係數能夠大於或等於優選由316L不鏽鋼製造的活塞基底139的熱膨脹系 數。因此，由於不同的熱膨脹特性，在低於或基本低於環境流體溫度的壓力 入口流體溫度下，活塞座圍繞活塞基底牢固地收縮。
如此，在:^喿作過程中，在高壓下活塞座129以比活塞基底139大的比率 收縮從而形成較緊的連接。另外，流體壓力沿著將活塞座129驅使到活塞基 底139上的方向施加到活塞座129上，從而確保連接更加嚴密。本領域普通 技術人員還應該理解的是，如果在活塞座129和座圈128之間存在洩漏，出 口壓力可能會上升到設定點以上。在這種情況下，附加的流體流動造成活塞 組件130的出口側的壓力增加，且產生附加的關閉力作用在感應面積158上。 由洩漏產生的附加力與座圈128上的壓差成比例增加，以"強制切斷"活塞 組件130從而將出口壓力快速回復到設定點。最後，環形密封件136和138用於將加載元件135與流體流動相隔離。應該理解的是，在氫氣應用中，氫 氣可能引起金屬的氫脆，而金屬的氫脆能夠大幅地減小工作壽命。示例性高
壓調節器通過基本上消除氬氣暴露來提高加載元件135的工作壽命。另外， 加載元件135可以由來自伊利諾斯州埃爾金市的埃爾吉洛伊特殊金屬公司 的埃爾吉洛伊(Elgiloy) @來製造，已知其基本上較不易於受到以上提到的 脆化效應的影響。
圖2示出了替代實施例，其包括可調的高壓調節器200。如上所述，示 例性調節器使用整個活塞組件上的力平衡來操作以控制流體流動。在本替代 實施例中，出口壓力能夠通過改變保持在帽250內的調整彈簧285的預負載 來調整。用於本實施例的活塞232包括形成鎖定螺母組件286的至少一個鎖 定螺母(優選兩個鎖定螺母280和281 )，該鎖定螺母組件286與活塞232 的軸向膛孔269相結合以控制調整彈簧285的預負載。另外，帽250包含肩 部253，該肩部253淨皮配置為當活塞232被初始安裝在主體210內時保持調 整彈簧285。應該理解的是，調整彈簧285的預負載與其壓縮成比例，而其 壓縮由鎖定螺母280和281在軸向膛孔269中的位置來控制。也就是，通過 旋轉或反向旋轉內/外配合螺紋251和252來增加或減小調整彈簧285的預 負載，調整彈簧285的偏壓力能夠被控制。由於調整彈簧285為出口壓力提 供附加的力來抵抗或抵消上述入口壓力和加載元件力，應該理解的是，通過 調整內部鎖定螺母280和281的位置，能夠控制該附加的力，從而能夠調整 出口壓力。
雖然本文描述了特定的設備、方法和製造品，但本專利所覆蓋的範圍不 限於此。相反，本專利覆蓋文字上地或在等同原則下清楚地落入所附權利要 求的範圍內的所有實施例。
權利要求
1、一種壓力調節器，包括具有壓力入口的主體；帽，其具有壓力出口並被操作性地聯接到所述主體；和活塞組件，其在內部設置在所述主體和所述帽之間，用於選擇性地接合所述主體內的座圈，以控制流體從所述壓力入口向所述壓力出口流動，其中所述活塞組件包括具有活塞頭和活塞基底的活塞，所述活塞基底包含貫穿該活塞基底的膛孔以將所述壓力入口聯接到所述壓力出口，所述活塞具有針對第一操作模式的第一有效感應面積和針對第二操作模式的第二有效感應面積；加載元件，其被操作性地聯接到所述活塞以在活塞上提供加載力來預定出口壓力；和活塞座，用於接合所述座圈以進行流體控制，其中所述活塞座沿周向接合所述活塞基底。
2、 根據權利要求1所述的壓力調節器，其中所述第一有效感應面積小於所 述第二有效感應面積。
3、 根據權利要求1所述的壓力調節器，其中所述活塞座在外部聯接到所述 活塞基底，使得入口壓力提供用於將所述活塞座保持到所述活塞基底上的附加 力。
4、 根據權利要求1所述的壓力調節器，其中所述活塞座的熱膨脹係數大於 所述活塞基底的熱膨脹係數。
5、 根據權利要求4所述的壓力調節器，其中所述活塞座為威斯派爾。
6、 根據權利要求1所述的壓力調節器，其中所述加載元件為埃爾吉洛伊。
7、 根據權利要求1所述的壓力調節器，其中所述主體包括具有密封表面的 內膛孔，且其中所述活塞包括聯接到所述活塞頭的第一密封件和聯接到所述活 塞基底並密封所述內膛孔的第二密封件，由此所述活塞座以及所述第一和第二密封件協作以最小化或減小入口流體壓力對所述密封件的影響。
8、 根據權利要求1所述的壓力調節器，其中所述活塞膛孔包括調整裝置， 用於調整所述出口壓力。
9、 根據權利要求8所述的壓力調節器，其中所述調整裝置包括可調的彈簧 組件，用於抵消由所述加載元件產生的所述加載力。
10、 一種壓力調節器，包括具有壓力入口的主體，所述壓力入口與形成在所述壓力入口和設置在該壓 力入口上的座圈之間的入口壓力腔互連；帽，具有與形成在所述帽內的壓力出口腔互連的壓力出口，並被操作性地 聯接到所述主體；和活塞組件，其在內部設置在所述主體和所述帽之間，用於選擇性地接合所 述主體內的座圈，以控制在所述入口壓力腔處具有相對壽交高入口壓力的流體流 動為在所述出口壓力腔處具有相對較低出口壓力，其中所述活塞組件包括具有活塞頭和活塞基底的活塞，所述活塞基底包含貫穿該活塞基底的膛孔以將所述入口壓力腔流體聯接到所述出口壓力腔，所述活塞頭具有第一密封構件以在所述帽處密封所述活塞組件，所述活塞基底具有第二密封構件以在所述主體處密封所述活塞組件，^吏得所述第一和第二密封構件不被暴露於所述入口壓力腔的所述入口壓力；加載元件，其被操作性地聯接到所述活塞以在所述活塞上提供加載力來預定出口壓力；和活塞座，用於接合所述座圏以進行流體控制，其中所述活塞座沿周向接合所述活塞基底。
11、 根據權利要求IO所述的壓力調節器，其中所述活塞包括針對第一操作 模式的第 一有效感應面積和針對第二操作模式的第二有效感應面積。
12、 根據權利要求IO所述的壓力調節器，其中所述活塞座的熱膨脹係數大 於所述活塞基底的熱膨脹係數，使得在基本低於環境流體溫度的壓力入口流體 溫度下，所述活塞座圍繞所述活塞基底牢固地收縮。
13、 根據權利要求IO所述的壓力調節器，其中形成在所述出口壓力腔中的所述出口壓力與由作用在所述活塞頭上的出口壓力產生的力、作用在所述活塞 座上的入口壓力以及由所述加載元件產生的加載力成比例。
14、 根據權利要求IO所述的壓力調節器，其中所述活塞膛孔被配置為包括 調整裝置，用於調整形成在所述第二壓力腔中的所述出口壓力。
15、 根據權利要求14所述的壓力調節器，其中所述調整裝置包括可調的彈 簧組件，用於抵消由所述加載元件產生的所述加載力。
16、 一種壓力調節器，包括具有內膛孔和外膛孔的主體，所述內膛孔形成在座圈處終止的壓力入口 ， 所述外膛孔限定所迷壓力調節器的第 一壓力腔；帽，其被操作性地聯接到所述主體以限定所述壓力調節器的第二壓力腔， 所述帽具有通孔以形成與所述壓力入口對準的壓力出口 ；和活塞組件，用於選才奪性地接合所述座圈，以控制流體從所述壓力入口向所 述壓力出口流動，所述活塞組件在內部設置在所述主體中，其中所述活塞組件包括具有活塞頭和活塞基底的活塞，所述活塞基底包括貫穿該活塞基底的 膛孔以將所述壓力入口聯接到所述壓力出口 ；加載元件，其被設置在所述主體的所述外膛孔內，用於在所述活塞上 提供加載力來預定出口壓力；和活塞座，其中所述活塞座沿周向接合所述活塞基底。
17、 根據權利要求16所述的壓力調節器，其中所述活塞座沿周向接合所述 活塞基底。
18、 根據權利要求17所述的壓力調節器，其中所述活塞座在外部聯接到所 述活塞基底，使得所述入口壓力提供用於將所述活塞座保持到所述活塞基底上 的附加力。
19、 根據權利要求17所述的壓力調節器，其中所述活塞座的熱膨脹係數大 於所述活塞基底的熱膨脹係數，使得在基本低於環境流體溫度的壓力入口流體溫度下，所述活塞座圍繞所述活塞基底牢固地收縮。
20、 根據權利要求16所述的壓力調節器，其中所述活塞膛孔被配置為包括 調整裝置，用於調整所述壓力調節器的所述出口壓力。
21、 一種壓力調節器，包括閥體，具有壓力入口、壓力出口、外壁、內壁，並封裝環境壓力腔；座圏，具有孔道，並被-沒置在所述閥體中與所述壓力入口相鄰；活塞，其被可滑動地設置在所述閥體內，並具有密封所述外壁的上部、密封所述內壁的中間部和狹窄的基底，所述活塞包括通孔，該通孔在所述狹窄的基底和所述壓力出口之間提供流動路徑；將所述活塞朝向第一位置偏壓的加載元件；活塞座，其被聯接到所述活塞基底，並被定位為響應所述活塞的運動來選 擇性地打開和關閉所述座圈中的所述孔道；所述活塞能夠在所述第一位置和第二位置之間移位，在所述第一位置，所 述活塞座與所述座圏相分離以通過所述通孔在所述入口和所述出口之間提供流 動連通，在所述第二位置，所述活塞座^^氐靠所述座圈；和當所述活塞位於所述第一位置時所述活塞的所述上部具有第一有效感應面 積，當所述活塞移動離開所述第一位置時所述活塞的所述上部具有第二有效感 應面積。
全文摘要
一種高壓調節器包括具有壓力入口和壓力出口的主體。活塞被設置在所述主體中，且被流體聯接到所述壓力入口和所述壓力出口。所述活塞被配置為響應通過所述壓力出口施加到所述活塞的一表面上的壓力而壓縮操作以接觸座圈，從而控制流體從所述壓力入口向所述壓力出口流動。活塞座沿周向接合所述活塞以在低溫下提供改善的密封。
文檔編號G05D16/10GK101681173SQ200880020911
公開日2010年3月24日 申請日期2008年5月29日 優先權日2007年6月19日
發明者埃裡克·W·伊曼, 大衛·L·託馬斯, 託德·W·拉森 申請人:泰思康公司