Объемный бустер с переменной асимметрией

Объемный бустер с переменной асимметрией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Это изобретение относится к системам регулирования потока текучей среды и, более конкретно, к объемным бустерам потока для улучшения производительности регулирующего клапана в системах регулирования потока текучей среды.

Уровень техники

Системы для регулирования потоков текучих сред, таких как сжатый воздух, природный газ, нефть, пропан или тому подобные, в общем случае являются известными в данной области. Эти системы часто включают по меньшей мере один регулирующий клапан для регулирования различных параметров потока текучей среды. Типичные регулирующие клапаны включают регулирующий элемент, такой, например, как стержень клапана, подвижным образом расположенный в протоке для регулирования потока текучей среды. Положение такого регулирующего элемента может регулироваться с помощью позиционера посредством пневматического привода, такого как поршневой исполнительный механизм или мембранный привод, как известно в данной области. Традиционные позиционеры, например, передают пневматические сигналы приводу для перевода регулирующего элемента регулирующего клапана между открытым и закрытым положениями. Однако скорость, с которой стандартный позиционер может переводить регулирующий клапан, частично зависит от размеров привода и регулирующего клапана. Например, приводы/регулирующие клапаны больших размеров требуют, как правило, большего времени для перевода.

Следовательно, в таких системах дополнительно применяются один или более объемных бустеров, расположенных между позиционером и приводом. Объемные бустеры используются для увеличения объема пневматического сигнала, посылаемого от позиционера, тем самым увеличивая скорость, с которой привод переводит регулирующий элемент регулирующего клапана. Традиционные объемные бустеры предлагаются с различными мощностями, так что определенный объемный бустер может быть установлен в систему регулирования таким образом, чтобы он удовлетворял требованиям конкретного применения. Если применение изменяется, объемный бустер может быть переключен на другой объемный бустер, имеющий другую мощность.

Краткое описание чертежей

На Фигуре 1 схематически представлена пружина одностороннего действия и узел мембранного привода, включающий объемный бустер, сконструированный согласно принципам настоящего изобретения.

На Фигуре 2 показан вид сбоку в разрезе одного варианта воплощения объемного бустера, сконструированного согласно принципам настоящего изобретения.

На Фигуре 3 показан вид сбоку в разрезе другого варианта воплощения объемного бустера, сконструированного согласно принципам настоящего изобретения.

На Фигуре 4 схематически представлен узел поршневого исполнительного механизма двойного действия, включающий два объемных бустера, сконструированных согласно настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

Примеры, т.е. варианты воплощений, описанные здесь, не имеют целью быть исчерпывающими или ограничить объем изобретения точной описанной формой или формами. Скорее, нижеследующее описание выбрано с тем, чтобы предоставить специалистам в данной области примеры одного или более предпочтительных вариантов воплощений.

На Фигуре 1 схематически представлена пружина одностороннего действия и узел мембранного привода 10, сконструированный согласно принципам настоящего изобретения. В частности, узел привода 10 содержит привод 12, позиционер 14 и объемный бустер 16. В описанном варианте воплощения узел привода 10 также изображен связанным посредством текучей среды с регулятором 18. Привод 12 приспособлен быть функционально связанным с регулирующим клапаном (не показан), оснащенным подвижным регулирующим элементом для регулирования потока текучей среды через систему, такую, например, как система распределения текучей среды или другая система управления текучей средой.

Все еще обращаясь к Фигуре 1, объемный бустер 16 включает впускное отверстие 30, общее отверстие 32, регулировочное отверстие 34 и выпускное отверстие 36. Позиционер 14 включает вход 38 и выход 40. Привод 12 включает отверстие сообщения с бустером 42. Привод 12, позиционер 14, объемный бустер 16 и регулятор 18 сообщаются друг с другом посредством множества линий текучей среды. В частности, регулятор 18 сообщается посредством текучей среды с позиционером 14 и объемным бустером 16 посредством подводящей магистрали L1, которая расщепляется на первую подводящую магистраль L1' и вторую подводящую магистраль L1''. Выход 40 позиционера 14 сообщается посредством текучей среды с регулировочным отверстием 34 объемного бустера 16 посредством выходной сигнальной линии L2. Общее отверстие 32 объемного бустера 16 сообщается посредством текучей среды с отверстием сообщения с бустером 42 привода 12 посредством линии управления L3.

Как будет описано более подробно, первая подводящая магистраль L1' приспособлена для передачи давления питания к входу 38 позиционера 14, и вторая подводящая магистраль L1'' приспособлена для передачи давления питания к впускному отверстию 30 объемного бустера 16. Давление питания может подаваться в подводящую магистраль L1 через регулятор 18 от источника давления, такого, например, как компрессор. Кроме того, позиционер 14 приспособлен для передачи пневматического управляющего сигнала объемному бустеру 16 через выходную сигнальную линию L2 для регулирования работы привода 12.

Например, основываясь на электрическом сигнале, полученном от контроллера 20 через электрическое соединение Е1, позиционер 14 передает пневматический сигнал к регулировочному отверстию 34 объемного бустера 16 через выходную сигнальную линию L2. Пневматический сигнал проходит через объемный бустер 16 с целью выдачи команды приводу 12 на приведение в действие регулирующего клапана (не показан). Как правило, позиционер 14 приспособлен генерировать пневматический сигнал относительно умеренного давления. Следовательно, в зависимости от размера привода 12 и/или желаемой скорости, с которой привод 12 должен переводить регулирующий клапан, объемный бустер 16 может функционировать, дополняя пневматический сигнал дополнительной текучей средой, источником которой является подводящая магистраль L1, как будет описано.

В варианте воплощения, изображенном на Фигуре 1, привод 12 включает отказоустойчивый привод, содержащий диафрагму 22 и пружину 24, находящиеся в кожухе диафрагмы 26. Диафрагма 22 разделяет кожух 26 на верхнюю полость 26а и нижнюю полость 26b. Пружина 24 расположена в нижней полости 26b кожуха 26 и смещает диафрагму 22 по направлению вверх. Следовательно, когда позиционер 14 посылает пневматический сигнал объемному бустеру 16 через выходную сигнальную линию L2, пневматическое давление подается в верхнюю полость 26а привода 12, тем самым приводя к смещению диафрагмы 22 по направлению вниз. Это смещение по направлению вниз переводится затем в соответствующее смещение регулирующего элемента сопряженного регулирующего клапана (не показан), как это понимается в данной области.

Предпочтительным образом кожух 26 включает одно или более выпускных отверстий 28 таким образом, что текучая среда, содержащаяся в нижней полости 26b, выпускается из кожуха 26, когда диафрагма 22 смещается по направлению вниз. Такой выпуск способствует смещению диафрагмы 22 по направлению вниз. Для перевода привода 12 по направлению вверх позиционер 14 останавливается, посылая пневматический сигнал объемному бустеру 16 таким образом, что пружина 24 смещает диафрагму 22 по направлению вверх. По мере смещения диафрагмы 22 по направлению вверх давление, накопленное в верхней полости 26а кожуха 26, выводится в атмосферу через линию управления L3 и выпускное отверстие 36 объемного бустера 16. Этот вывод в атмосферу способствует смещению диафрагмы 22 по направлению вверх.

Теперь со ссылкой на Фигуру 2 будет описан один вариант воплощения объемного бустера 16, изображенного на Фигуре 1. В общем случае объемный бустер 16 включает корпус 44, узел регулировки 46, регулирующий элемент 48, мембранный узел 50 и регулятор байпасного дросселя 52.

Корпус 44 в общем случае включает часть каркаса 54, часть крышки 56 и часть втулки 58. Часть каркаса 54 корпуса 44 задает впускное отверстие 30 и общее отверстие 32. Кроме того, часть каркаса 54 задает подводящее регулировочное отверстие 60, камеру всасывания 62, общую камеру 64, область горловины 66, вытяжную камеру 68 и байпасный канал 69. Область горловины 66 расположена между камерой всасывания 62 и общей камерой 64 и в общем случае задает цилиндрическую полость, включающую нижнюю перемычку 70 и верхнюю перемычку 72. Каждая из нижней и верхней перемычек 70, 72 включает резьбовые цилиндрические отверстия, в которые помещаются части узла регулировки 46, как будет описано. Подобным образом подводящее регулировочное отверстие 60 включает резьбовое цилиндрическое отверстие, в которое помещается часть узла регулировки 46.

Узел регулировки 46 включает подводящий регулирующий компонент 74 и выводящий регулирующий компонент 76. Подводящий регулирующий компонент 74 включает цилиндрическую втулку, вкрученную съемным образом в подводящее регулировочное отверстие 60 части каркаса 54 корпуса 44 объемного бустера 16. В частности, подводящий регулирующий компонент 74 включает часть юбки 80, часть шестигранной гайки 82 и гнездо пружины 84.

Часть юбки 80 включает в общем случае полый цилиндрический элемент, проходящий от части шестигранной гайки 82 в камеру всасывания 62 части каркаса 54 корпуса 44. Часть юбки 80 задает множество каналов 86, проходящих через нее в радиальных направлениях. В изображенном варианте воплощения каналы 86 включают цилиндрические отверстия. Таким образом, каналы 86 проходят вдоль оси, которая в общем случае является перпендикулярной оси части юбки 80. В такой конфигурации часть юбки 80 подводящего регулирующего компонента 74 ограничивает поток текучей среды через корпус 44 от камеры всасывания 62 к области горловины 66.

Обращаясь все еще к Фигуре 2, выводящий регулирующий компонент 76 включает цилиндрическую втулку, вкрученную съемным образом в цилиндрическое отверстие верхней перемычки 72 области горловины 66 корпуса 44. В частности, выводящий регулирующий компонент 76 включает часть шестигранной гайки 88, часть ограничителя 90, часть юбки 92 и опорную часть 94.

Часть шестигранной гайки 88 выводящего регулирующего компонента 76 расположена в вытяжной камере 68 корпуса 44 и упирается торцом в верхнюю перемычку 72. Часть ограничителя 90 включает в общем случае сплошной цилиндрический элемент, расположенный в цилиндрическом отверстии верхней перемычки 72, и задает множество выводящих каналов 96 и регулировочное отверстие 97. В изображенном варианте воплощения каналы 96 в части ограничителя 90 включают цилиндрические отверстия, проходящие в осевом направлении через выводящий регулирующий компонент 76. Часть юбки 92 проходит от части ограничителя 90 в область горловины 66 и задает множество окон 98. В такой конфигурации множество каналов 96 в части ограничителя 90 обеспечивает постоянное сообщение посредством текучей среды между общей камерой 64 и вытяжной камерой 68 через окна 98 в части юбки 92.

Опорная часть 94 выводящего регулирующего компонента 76 включает в общем случае цилиндрический элемент, расположенный в цилиндрическом отверстии нижней перемычки 70 корпуса 44. Опорная часть 94 задает центральное отверстие 100 и гнездо клапана 102. Центральное отверстие 100 задается здесь как «подводящее отверстие» объемного бустера 16. В описанном варианте воплощения опорная часть 94 также включает внешнюю круговую канавку 104, в которую помещается уплотнение 106, такое как кольцевое уплотнение. Уплотнение 106 обеспечивает герметичное уплотнение между опорной частью 94 выводящего регулирующего компонента 76 и нижней перемычкой 70.

Как проиллюстрировано на Фигуре 2, регулирующий элемент 48 описанного варианта воплощения объемного бустера 16 включает регулирующий элемент в форме гантели, содержащий подводящую заглушку 108, выводящую заглушку 110 и стержень 112. Стержень 112 проходит между подводящей заглушкой 108 и выводящей заглушкой 110, соединяя их, и расположен сдвижным образом в регулировочном отверстии 97 части ограничителя 90 выводящего регулирующего компонента 76. В такой конфигурации выводящая заглушка 110 располагается в вытяжной камере 68 корпуса 44 и подводящая заглушка 108 располагается в камере всасывания 62 корпуса 44. В частности, подводящая заглушка 108 располагается внутри части юбки 80 подводящего регулирующего компонента 74 и смещается по направлению от подводящего регулирующего компонента 74 с помощью пружины 114. Пружина 114 устанавливается в гнездо пружины 84 подводящего регулирующего компонента 74. Пружина 114 смещает подводящую заглушку 108 регулирующего элемента 48 до приведения в контакт с гнездом клапана 102 опорной части 94 выводящего регулирующего компонента 76, тем самым перекрывая «подводящее отверстие» 100. В описанном варианте воплощения каждая из подводящей и выводящей заглушек 108, 110 включает конусообразный цилиндрический корпус, задающий опорную поверхность в форме усеченного конуса. Разумеется, могут быть воплощены и другие формы для соответствия намеченным функциям.

Как упоминалось выше, часть втулки 58 корпуса 44 объемного бустера 16 заключена между частью крышки 56 и частью каркаса 54. В общем случае часть втулки 58 включает кольцо, задающее радиальное сквозное отверстие, которое содержит выпускное отверстие 36 объемного бустера 16. Кроме того, часть втулки 58 задает осевое сквозное отверстие 116, совмещенное с байпасным каналом 69 части каркаса 54 корпуса 44. Выпускное отверстие 36 обеспечивает сообщение посредством текучей среды между вытяжной камерой 68 части каркаса 54 корпуса 44 и атмосферой через мембранный узел 50, как будет описано.

Мембранный узел 50 содержит плавающий коллектор 120, заключенный между первой и второй диафрагмами 122, 124. Первая диафрагма 122 включает гибкую диафрагму, изготовленную из известного материала диафрагмы, и включает периферическую часть 122а и центральную часть 122b. Периферическая часть 122а зажимается между частью крышки 56 и частью втулки 58 корпуса 44 объемного бустера 16. Периферическая часть 122а, кроме того, задает отверстие 126, совмещенное с осевым сквозным отверстием 116 части втулки 58. Вторая диафрагма 124 подобным образом включает гибкую диафрагму, изготовленную из известного материала диафрагмы, и включает периферическую часть 124а и центральную часть 124b. Периферическая часть 124а второй диафрагмы 124 зажимается между частью втулки 58 и частью каркаса 54 корпуса 44. Периферическая часть 124а, кроме того, задает отверстие 129, совмещенное с осевым сквозным отверстием 116 части втулки 58. Центральная часть 124b далее задает центральное отверстие 131. Коллектор 120 располагается между центральными частями 122b, 124b первой и второй диафрагм 122, 124 таким образом, что между коллектором 120 и частью втулки 58 корпуса 44 задается кольцевой канал 127.

Коллектор 120 содержит элемент в форме диска, расположенный подвижным образом внутри части втулки 58 корпуса 44. Коллектор 120 задает осевое отверстие 128, внутреннюю полость 130 и множество радиальных каналов 132. Осевое отверстие 128 совмещено с центральным отверстием 131 во второй диафрагме 124 и задается здесь как «выводящее отверстие» объемного бустера 16. Осевое отверстие 128 оснащено опорным элементом 135, задающим гнездо клапана 137. Осевое отверстие 128 обеспечивает сообщение посредством текучей среды между вытяжной камерой 68 части каркаса 54 корпуса 44 и внутренней полостью 130 коллектора 120. Радиальные каналы 132 обеспечивают сообщение посредством текучей среды между внутренней полостью 130 коллектора 120 и круговым каналом 127, расположенным между коллектором 120 и частью втулки 158 корпуса 44.

Как также изображено на Фигуре 2, настоящий вариант воплощения объемного бустера 16 включает опорный стакан 134 и пружину 136, расположенные между мембранным узлом 50 и частью крышки 56 корпуса 44. В опорном стакане 134 помещается пружина 136, и пружина 136 смещает мембранный узел 50 по направлению от части крышки 56 таким образом, что гнездо клапана 137 опорного элемента 135, расположенное в осевом отверстии 128 коллектора 120, приходит в контакт с выводящей заглушкой 110 регулирующего элемента 46. Этот контакт приводит к перекрытию «выводящего отверстия» 128.

Наконец, часть крышки 56 корпуса 44 объемного бустера 16 включает регулировочное отверстие 34 и резьбовое отверстие 138, соединенные каналом текучей среды 140. Кроме того, часть крышки 56 задает сигнальную камеру 142, расположенную над мембранным узлом 50 и сообщающуюся посредством текучей среды с регулировочным отверстием 34. В резьбовом отверстии 138 размещается регулятор байпасного дросселя 52, который в одном варианте воплощения может включать регулировочный винт. Регулятор байпасного дросселя 52 может, следовательно, регулироваться для регулировки объема текучей среды, который может пройти от регулировочного отверстия 34 к общей камере 64, как будет описано.

Как описано выше, для приведения в действие привода 12 по направлению вниз позиционер 14 посылает пневматический сигнал объемному бустеру 16. В зависимости от величины давления пневматического сигнала сигнал либо приводит в действие привод 12 сам по себе, либо сигнал активирует объемный бустер 16, и сигнал дополняется давлением текучей среды, подаваемым от регулятора 18.

Например, если имеющий избыточное давление сигнал не достаточно сильный для активации объемного бустера 16, как будет описано, текучая среда проходит от регулировочного отверстия 34, через канал текучей среды 140 в части крышки 56, вне регулятора байпасного дросселя 52 и в общую камеру 64 части каркаса 54 корпуса 44, через осевое сквозное отверстие 116 в части втулки 58 и байпасный канал 69 в части каркаса 54 корпуса 44. Оттуда текучая среда выходит из корпуса 44 через общее отверстие 32 и входит в отверстие сообщения с бустером 42 привода 12 для смещения диафрагмы 22 по направлению вниз.

В то время как имеющий избыточное давление сигнал приводит в действие привод 12, он также подается в сигнальную камеру 142, задаваемую частью крышки 56 корпуса 44. Кроме того, стационарное давление питания непрерывно подается в камеру всасывания 62 части каркаса 54 корпуса 44 от регулятора 18 (показан на Фигуре 1).

С целью описания перепад давлений через объемный бустер 16 задается как перепад давлений, имеющий место через мембранный узел 50, т.е. между сигнальной камерой 142 и вытяжной камерой 68. Поскольку вытяжная камера 68 постоянно сообщается посредством текучей среды с выходной камерой 64 части каркаса 54 корпуса 44 (через выводящие каналы 96 в выводящем регулирующем компоненте 76), можно также сказать, что перепад давлений через объемный бустер 16 задается как перепад давлений, имеющий место между сигнальной камерой 142 и выходной камерой 64.

Если перепад давлений через объемный бустер 16 незначителен, подводящая и выводящая заглушки 108, 110 регулирующего элемента 48 остаются в закрытых положениях, как изображено на Фигуре 2, при этом каждая из заглушек входит в уплотнительный контакт с гнездами клапана 102, 137 соответствующих подводящего и выводящего отверстий 100, 128. В таком расположении мембранный узел 50 остается в статическом положении без нагрузки. Этому положению также способствует пружина 114, смещающая подводящую заглушку 108 до приведения в контакт с подводящим отверстием 100, и пружина 136, смещающая мембранный узел 50 до приведения в контакт с выводящей заглушкой 110.

В противоположность этому значительным перепадом давлений через объемный бустер 16 является тот, который является достаточно большим для оказания воздействия на мембранный узел 50 как по направлению вверх, так и вниз, со смещением регулирующего элемента 48 относительно ориентации объемного бустера 16, изображенной на Фигуре 2.

При работе условие положительного перепада достигается тогда, когда давление в сигнальной камере 142 является существенно большим, чем в вытяжной камере 68, так, как это происходит, когда позиционер 14 передает сигнал высокого давления регулировочному отверстию 34. Это может происходить, например, тогда, когда контроллер 20 выдает команду позиционеру 14 перевести привод 12 по направлению вниз. Сигнал высокого давления толкает плавающий мембранный узел 50 по направлению вниз, что приводит к смещению регулирующего элемента 48 по направлению вниз, тем самым удерживая выводящую заглушку 110 в закрытом положении в выводящем отверстии 128 и смещая подводящую заглушку 108 по направлению от подводящего отверстия 100. Таким образом, объемный бустер 16 открывает «подводящий путь», который обеспечивает поток текучей среды от регулятора 18 к приводу 12 через объемный бустер 16. В частности, текучая среда от регулятора 18 втекает в камеру всасывания 62, затем через подводящее отверстие 100 и общую камеру 64 к приводу 12 через общее отверстие 32. Снова, поскольку общая камера 64 также непрерывно сообщается посредством текучей среды с вытяжной камерой 68 через выводящие каналы 96 в выводящем регулирующем компоненте 76, давление в общей камере 64 также регистрируется на второй диафрагме 124 мембранного узла 50.

Когда контроллер 20 выдает команду позиционеру 14 перевести привод 12 назад по направлению вверх, позиционер 14 может уменьшить давление пневматического сигнала, передаваемого объемному бустеру 16. Это приводит к уменьшению давления в сигнальной камере 142 и его выравниванию с давлением в общей камере 64. Мембранный узел 50 начинает смещаться назад по направлению вверх, и пружина 114 смещает регулирующий элемент 48 назад по направлению вверх таким образом, что подводящая заглушка 108 снова запечатывает гнездо клапана 102 подводящего отверстия 100, тем самым перекрывая «подводящий путь».

Как только «подводящий путь» перекрыт, регулирующий элемент 48 не может смещаться далее по направлению вверх, однако обратное давление из общей камеры 64 приводит к смещению мембранного узла 50 далее по направлению вверх против действия силы пружины 136. Это приводит к смещению мембранного узла 50 по направлению от выводящей заглушки 110 регулирующего элемента 48 и открытию выводящего отверстия 128. С открытым выводящим отверстием 128 объемный бустер 16 задает «выводящий путь», лежащий между общей камерой 64 и выпускным отверстием 36. То есть текучая среда, находящаяся под избыточным давлением в общей камере 64, проходит к вытяжной камере 68 через каналы 96 в выводящем регулирующем компоненте 76, затем к центральной полости 130 коллектора 120 через центральное отверстие 128, через радиальные каналы 132 в коллекторе 120 и из выпускного отверстия 36 в атмосферу.

Как упоминалось выше, регулятор байпасного дросселя 52 может быть отрегулирован таким образом, что разные давления от позиционера 14 будут активировать объемный бустер 16, как описано только что. Например, если регулятор байпасного дросселя 52 почти полностью блокирует сообщение между регулировочным отверстием 34 и байпасным каналом 69, ведущим к общей камере 64, относительно малое давление от позиционера 14 может активировать объемный бустер 16. Это происходит, поскольку почти все давление, передаваемое позиционером 14, будет входить в сигнальную камеру 142 и давить на первую диафрагму 122, тем самым толкая мембранный узел 50 и регулирующий элемент 48 по направлению вниз для открытия «подводящего пути» путем открытия подводящего отверстия 100. В противоположность этому, если регулятор байпасного дросселя 52 дает возможность протекания большого объема текучей среды через байпасный канал 69 и в регулирующую камеру 64, меньшее давление текучей среды будет давить на первую диафрагму 122 мембранного узла 50, и объемный бустер 16 будет активироваться только под действием сравнительно более высокого давления от позиционера 14.

Объемные бустеры данного типа могут в общем случае быть охарактеризованы как имеющие выводящую мощность и подводящую мощность. Выводящая мощность может быть описана как максимальный объем текучей среды, который может пройти вдоль «выводящего пути», т.е. от общей камеры 64 к выпускному отверстию 36, когда выводящее отверстие 128 открыто. Выводящая мощность объемного бустера 16, изображенного на Фигуре 2, по меньшей мере частично зависит от геометрии и размеров «выводящего пути», такого как выводящие каналы 96 в выводящем регулирующем компоненте 76. То есть выводящий регулирующий компонент 76 функционирует как ограничение потока текучей среды вдоль «выводящего пути».

Например, подводящие каналы 86 задают сопротивление потоку текучей среды для подводящего регулирующего компонента 74, которое оказывает непосредственное влияние на мощность «подводящего пути», т.е. подводящую мощность. Сопротивление потоку текучей среды является функцией геометрии части юбки 80, включая диаметр Ds, продольный размер Ls и число каналов 86. Продольный размер Ls равен и, следовательно, зависит от радиального размера части юбки 80, в то время как диаметр Ds может быть выбран произвольным образом или тщательно вычислен и выбран на основе желаемых характеристик потока объемного бустера 16.

Подводящая мощность может быть описана как максимальный объем текучей среды, который может пройти вдоль «подводящего пути», т.е. от камеры всасывания 62 к общей камере 64, когда подводящее отверстие 100 открыто. Подводящая мощность объемного бустера 16, изображенного на Фигуре 2, по меньшей мере частично зависит от геометрии и размеров подводящих каналов 86 в подводящем регулирующем компоненте 74. То есть подводящий регулирующий компонент 74 функционирует как ограничение потока текучей среды вдоль «подводящего пути».

Например, выводящие каналы 96 задают сопротивление потоку текучей среды для выводящего регулирующего компонента 79, которое оказывает непосредственное влияние на мощность «выводящего пути», т.е. выводящую мощность. Сопротивление потоку текучей среды является функцией геометрии выводящего регулирующего компонента 76, включая диаметр De, продольный размер Le и число выводящих каналов 96. Продольный размер Le равен и, следовательно, зависит от размера по оси выводящего регулирующего компонента 76, в то время как диаметр De может быть выбран произвольным образом или тщательно вычислен и выбран на основе желаемых характеристик потока объемного бустера 16.

Оптимальные условия функционирования позволяют приводу 12, изображенному на Фигуре 1, быть приведенным в действие в любом направлении в общем случае в то же самое время, что называется симметричной производительностью. Для обеспечения симметричной производительности подводящая мощность и выводящая мощность объемного бустера 16, изображенного на Фигуре 2, должны быть в значительной степени идентичными. В такой конфигурации текучая среда может протекать вдоль «подводящего пути» в общем случае с такой же мощностью, с какой она может протекать вдоль «выводящего пути». В зависимости от многообразия факторов системы геометрия объемного бустера 16 может влиять на то, возможно или нет достижение симметричной производительности.

Следовательно, описанный здесь объемный бустер 16 включает подводящий и выводящий регулирующие компоненты 74, 76, которые прикрепляются съемным образом в корпусе 44. Это позволяет преимущественно настраивать подводящую и выводящую мощности для определенных условий функционирования.

Например, часть шестигранной гайки 82 подводящего регулирующего компонента 74 дает возможность технику захватить подводящий регулирующий компонент 74, например, гаечным ключом для установки подводящего регулирующего компонента 74 в корпус 44, а также для отсоединения подводящего регулирующего компонента 74 от корпуса 44 таким образом, что он может быть заменен на альтернативный подводящий регулирующий компонент. Сменные подводящие регулирующие компоненты могут иметь другим способом сконфигурированные части юбки, тем самым задавая различные сопротивления потоку текучей среды и подводящие мощности. Например, сменные подводящие регулирующие компоненты могут включать части юбки, задающие каналы различных диаметров. Каналы с меньшими диаметрами будут производить большее сопротивление потоку текучей среды, чем каналы с большими диаметрами. Кроме того, сменные подводящие регулирующие компоненты могут включать части юбки различных толщин, тем самым задавая каналы различных продольных размеров. Каналы с меньшими продольными размерами будут производить меньшее сопротивление потоку текучей среды, чем каналы с большими продольными размерами. Более того, сменные подводящие регулирующие компоненты могут включать части юбки, задающие каналы, которые имеют иную форму и конфигурацию, чем те, которые включают цилиндрические отверстия для задания различных сопротивлений потоку текучей среды. Еще далее, сменные подводящие регулирующие компоненты 74 могут иметь другое число каналов 86 для изменения сопротивления потоку.

Подобно подводящему регулирующему компоненту 74, выводящий регулирующий компонент 76 может быть отсоединен от корпуса 44 и заменен на альтернативный выводящий регулирующий компонент, имеющий другую выводящую мощность. Выводящий регулирующий компонент 76 может быть отсоединен от корпуса 44 путем отсоединения вначале части крышки 56, части втулки 58 и мембранного узла 50. Затем инструмент, такой, например, как гаечный ключ, может быть использован для захвата части шестигранной гайки 88 выводящего регулирующего компонента 76 для отсоединения выводящего регулирующего компонента 76 от корпуса 44. Сменные выводящие регулирующие компоненты 76 могут иметь выводящие каналы 96 других диаметров, других продольных размеров, большее или меньшее число каналов 96 или каналы 86, имеющие определенные формы и конфигурации для произведения в общем случае любой желаемой выводящей мощности.

На Фигуре 3 изображен альтернативный объемный бустер 216, сконструированный согласно принципам настоящего изобретения. Например, объемный бустер 16, изображенный на Фигуре 1, содержит шаровидный корпус 44, в то время как объемный бустер 216, изображенный на Фигуре 3, содержит уголковый корпус 244. Уголковый корпус 244 обеспечивает другое конструкционное оформление, которое может минимизировать избыточное применение внешних трубопроводов в некоторых применениях в системах. Тем не менее, корпус 244 содержит часть каркаса 254, часть крышки 256 и часть втулки 258. Корпус 244 далее включает впускную соединительную муфту 260. Часть крышки 256 и часть втулки 258 идентичны части крышки 56 и части втулки 58, описанным выше со ссылкой на объемный бустер 16, изображенный на Фигуре 2, и, следовательно, подробности относительно них не будут повторяться.

Часть каркаса 254 корпуса 244 включает общее отверстие 232, общую камеру 264, часть горловины 266 и вытяжную камеру 268. Часть горловины 266 задает нижнюю перемычку 270, верхнюю перемычку 272, камеру горловины 267 и входное отверстие 269. Впускная соединительная муфта 260 корпуса 244 задает впускное отверстие 230 и камеру всасывания 262. Впускная соединительная муфта 260 присоединена с помощью резьбового соединения к части горловины 266 части каркаса 254 корпуса 244 таким образом, что впускное отверстие 230 расположено под углом приблизительно 90° относительно общего отверстия 232.

Обращаясь все еще к Фигуре 3, объемный бустер 216 включает узел регулировки 246, регулирующий элемент 248, мембранный узел 250 и регулятор байпасного дросселя 252. В общем случае регулирующий элемент 248, мембранный узел 250 и регулятор байпасного дросселя 252 идентичны соответствующим компонентам, описанным выше со ссылкой на объемный бустер 16, изображенный на Фигуре 2, и, следовательно, подробности относительно них не будут повторяться.

Узел регулировки 246 объемного бустера 216 включает подводящий регулирующий компонент 274 и выводящий регулирующий компонент 276.

Подводящий регулирующий компонент 274 содержит втулку с радиальным фланцем 275, зафиксированную между впускным компонентом 260 корпуса 244 и входным отверстием 269 части горловины 266 корпуса 244. Подводящий регулирующий компонент 274 задает множество подводящих каналов 286 и гнездо пружины 284. Гнездо пружины 284 поддерживает пружину 214, которая смещает регулирующий элемент 248 по направлению вверх относительно ориентации объемного бустера 216, изображенного на Фигуре 3. Подводящие каналы 286 проходят через подводящий регулирующий компонент 274 для обеспечения сообщения посредством текучей среды между впускным отверстием 230 и камерой горловины 267.

Выпускной регулирующий компонент 276 включает цилиндрическую втулку, вкрученную съемным образом в цилиндрическое отверстие верхней перемычки 272 области горловины 266 корпуса 244. В частности, выпускной регулирующий компонент 76 включает часть шестигранной гайки 288, часть ограничителя 290, часть юбки 292 и опорную часть 294.

Часть шестигранной гайки 288 выпускного регулирующего компонента 276 упирается торцом в верхнюю перемычку 272 части горловины 266 таким образом, что часть ограничителя 290 располагается в цилиндрическом отверстии верхней перемычки 272. Часть ограничителя 290 является в общем случае цилиндрическим элементом, задающим множество выводящих каналов 296 и регулировочное отверстие 297. В изображенном варианте воплощения выводящие каналы 296 в части ограничителя 290 включают цилиндрические отверстия, проходящие в осевом направлении через выводящий регулирующий компонент 276. Часть юбки 292 проходит от части ограничителя 290 в область горловины 266 и задает множество окон 298. В такой конфигурации множество выводящих каналов 296 в части ограничителя 290 обеспечивает непрерывное сообщение посредством текучей среды между общей камерой 264 и вытяжной камерой 268 через окна 298 в части юбки 292.

Опорная часть 294 выводящего регулирующего компонента 276 включает в общем случае цилиндрический элемент, расположенный в цилиндрическом отверстии нижней перемычки 270 корпуса 244. Опорная часть 294 задает центральное отверстие 300 и гнездо клапана 302. Центральное отверстие 300 задается здесь как «подводящее отверстие» объемного бустера 216. В описываемом варианте воплощения опорная часть 294 также включает внешнюю круговую канавку 404, в которую помещается уплотнение 306, такое как кольцевое уплотнение. Уплотнение 306 обеспечивает герметичное уплотнение между опорной частью 294 выводящего регулирующего компонента 276 и нижней перемычкой 270 корпуса 244.

При работе объемный бустер 216, описанный со ссылкой на Фигуру 3, функционирует идентично способу способу функционирования объемного бустера 16, описанного выше со ссылкой на Фигуру 2. Следовательно, конкретные детали не будут повторяться.

Кроме того, подобно объемному бустеру 16, описанному выше, подводящий и выводящий регулирующие компоненты 274, 276 объемного бустера 216, изображенного на Фигуре 3, могут быть отсоединены и заменены на сменные подводящий и выводящий регулирующие компоненты для изменения выводящей и подводящей мощностей объемного бустера 216 для получения желаемых мощностей для конкретных применений. Для замены подводящего регулирующего компонента 274 впускной компонент 260 корпуса 244 выкручивается из положения в присоединении к входному отверстию 269 части каркаса 254 корпуса 244. Подводящий регулирующий компонент 274 может затем быть отсоединен и заменен на другой подводящий регулирующий компонент 274, имеющий другой набор подводящих каналов 284, задающий другие ограничение потока текучей среды и мощность. Затем впускной компонент 260 может быть вкручен снова во входное отверстие 269 для закрепления подводящего регулирующего компонента 274 на месте. Для замены выводящего регулирующего компонента 276 часть крышки 256 и часть втулки 258 корпуса 244, а также мембранный узел 250 должны сначала быть отсоединены от части каркаса 254 корпуса 244. Затем техник может захватить часть шестигранной гайки 288 выводящего регулирующего компонента 276 с помощью гаечного ключа или другого инструмента и отсоединить выводящий регулирующий компонент 276. Сменный выводящий регулирующий компонент 276, имеющий другой набор каналов, задающий другие ограничение выводящего потока текучей среды и мощность, может быть опущен в часть каркаса 254 корпуса 244 и вкручен в отверстие в верхней перемычке 272.

Соответственно, следует понимать, что объемные бустеры 16, 216, описанные здесь, позволяют преимущественно отсоединять подводящий и/или выводящий регулирующие компоненты и заменять их на альтернативные регулирующие компоненты для изменения выводящей и подводящей мощностей о