CN118318151A - 压力感测装置 - Google Patents

Abstract

一种高压流体存储系统，其具有可执行压力调节器装置的功能的至少一个压力感测装置(PSD)。所述PSD可经由增材制造工艺制造以包含第一及第二单个一体式构造，其中外壳主体及内部压力调节机构在所述工艺期间一起制成。所述PSD可在无任何焊接组件或伸缩管的情况下制成。

Description

压力感测装置

技术领域

本公开涉及真空致动气缸(VAC)及具有压力调节阀的低气压气体递送系统的领域。

背景技术

低气压递送系统(例如VAC)可使用压力感测装置来调节阀的打开及闭合。

发明内容

传统压力感测组合件(TPSA)通常包含多于10个组件，所述组件需要组装及焊接组件的多个步骤。在一些TPSA中，可存在由不同材料制成的17个或更多个单独组件。组装这些各种组件及焊接那些组件以产生TPSA可导致不一致性能、由于不良制造工艺及质量控制所致的故障，或两者。此外，TPSA的那多个组件通常在不同位置处或由不同制造商制造，且其间的不同公差可导致具有不一致质量及性能的最终经组装TPSA。例如，不一致性能可包含气体尖峰、气体压力振荡或两者。在操作期间通常检测到TPSA的故障。在经组装的TPSA中识别此类故障的具体原因是困难的，因为可存在许多不同组件，其可为故障的原因。

在一些实施例中，本文公开一种可取代这些TPSA的装置。

本公开的一些实施例涉及一种压力感测装置(PSD)。在一些实施例中，PSD是VAC调节器装置。PSD可具有比TPSA更佳的性能一致性，且减少气体尖峰、气体压力振荡，或两者。

本公开的一些实施例涉及一种具有VAC调节器装置的VAC，其中VAC调节器装置包含PSD的实施例。本公开的一些实施例涉及一种具有一或多个VAC调节器装置的VAC，其中至少一个VAC调节装置包含PSD的实施例。

本公开的一些实施例涉及一种PSD，其不具有TPSA中可存在的任何制造缺陷。

本公开的一些实施例涉及一种不具有任何焊接组件的PSD。

本公开的一些实施例涉及一种不具有任何伸缩管的PSD。

本公开的一些实施例涉及一种不具有任何柔性隔膜的PSD。

本公开的一些实施例涉及一种PSD，所述PSD可经由增材制造工艺(例如3D打印)制造。

在一些实施例中，PSD是由能够增材制造的材料制成。在一些实施例中，材料是聚合物。在一些实施例中，材料是金属，举例来说例如不锈钢。在一些实施例中，材料是复合材料，其为材料的组合。在一些实施例中，PSD由不同材料制成，其中一些部件由第一材料制成，而其它部件由第二材料制成等。例如，构成PSD的一些实施例的外壳、具有滑动接头的可移动板及O形环可由彼此不同的材料构成。在一些实施例中，外壳及具有滑动接头的可移动板可由相同材料制成。在一些实施例中，O形环可由与外壳、可移动板及/或滑动接头不同的材料制成。

在一些实施例中，PSD包含外壳及减压机构。在一些实施例中，外壳是无任何焊接的一体式构造。在一些实施例中，减压机构(例如，具有滑动接头的可移动板)是无任何焊接的一体式构造。在一些实施例中，外壳及减压机构经由增材制造一起形成，使得减压机构经形成以装纳于由单个一体式主体制成的外壳内。例如，在此制造工艺期间，还可经由增材制造或通过获得O形环及将其在适当时间放置在适当位置而引入O形环。

在一些实施例中，减压机构至少包含具有滑动接头的可移动部分，所述滑动接头是装纳于通过外壳的结构界定的内部腔室中的组件，且所述滑动接头经配置以相对于外壳的内部非移动结构移动所述可移动部分(例如，可移动板或面板)。经由滑动接头的移动打开或闭合定位于入口附近的阀。

如本文中所使用，术语“流体”包含气体。

在一些实施例中，在可移动部分与外壳之间不存在焊接件。

在一些实施例中，装置包括第一单个一体式主体，所述第一单个一体式主体包含外壳，其中外壳包含入口及出口；及第二单个一体式主体，其包含减压机构，所述减压机构经装纳于所述外壳内，且经安置于所述入口与所述出口之间，其中所述减压机构包含连接到阀的可移动部分，其中所述减压机构经配置以接收经由所述入口进入的具有第一压力的流体，以第一二压力引导所述流体流动朝向所述出口。

在装置的一些实施例中，所述减压机构进一步包括杆，其中所述阀包含提升阀，其中所述杆的第一端经连接到所述可移动部分，所述杆的第二端经连接到所述提升阀，其中所述减压机构操作使得当所述可移动部分朝向所述入口移动时，所述提升阀处于打开状态，且当所述可移动部分静止或朝向所述出口移动时，所述提升阀处于闭合状态。

在所述装置的一些实施例中，所述外壳及所述减压机构不具有任何焊接件或焊接组件。

在所述装置的一些实施例中，本文中所描述的任何单个一体式主体由金属制成。在所述装置的一些实施例中，所述金属包含不锈钢。

在所述装置的一些实施例中，所述单个一体式主体进一步包括第二减压机构，所述第二减压机构经装纳于所述外壳内且经安置于所述减压机构与所述出口之间，且其中所述减压机构经配置以接收来自所述减压机构的具有第二压力的流体，且接着以第三压力引导所述流体流动朝向所述出口。

在所述装置的一些实施例中，所述第一压力高于低气压。

在所述装置的一些实施例中，所述第二压力为低气压。

在所述装置的一些实施例中，所述第二压力低于所述第一压力。

在一些实施例中，装置包括第一单个一体式主体，其包含外壳，其中所述外壳包含入口及出口；及第二单个一体式主体，其包含减压机构，所述减压机构经装纳于所述外壳内且经安置于所述入口与所述出口之间，其中所述减压机构包含连接到阀的可移动部分，其中所述减压机构经配置以接收经由所述入口进入的具有第一压力的流体，以第二压力引导所述流体流动朝向所述出口。

在所述装置的一些实施例中，所述减压机构进一步包括杆，其中所述阀包含提升阀，其中所述杆的第一端经连接到所述可移动部分的一侧，所述杆的第二端经连接到所述提升阀，其中所述减压机构操作使得当所述可移动部分朝向所述入口移动时，所述提升阀处于打开状态，且当所述可移动部分静止或朝向所述出口移动时，所述提升阀处于闭合状态。

在所述装置的一些实施例中，所述外壳及所述减压机构不具有任何焊接件或焊接组件。

在所述装置的一些实施例中，所述第一单个一体式主体由金属制成。

在所述装置的一些实施例中，所述金属包含不锈钢。

在所述装置的一些实施例中，所述第二单个一体式主体由金属制成。

在所述装置的一些实施例中，所述金属包含不锈钢。

在所述装置的一些实施例中，所述减压机构不包含伸缩管、隔膜或两者。

在一些实施例中，所述装置进一步包括第三单个一体式主体，所述第三单个一体式主体包含第二减压机构，所述第二减压机构经装纳于所述外壳内且经安置于所述减压机构与所述出口之间，其中所述第二减压机构经配置以接收来自所述减压机构的具有所述第二压力的流体，且接着以第三压力引导所述流体流动朝向所述出口。

在所述装置的一些实施例中，所述第一压力高于低气压。

在所述装置的一些实施例中，所述第二压力为低气压。

在所述装置的一些实施例中，所述第二压力低于所述第一压力。

在一些实施例中，流体供应系统包括：容器主体，其界定用于在第一压力下存储流体的内腔；及压力调节器装置，其经安置于所述内腔中。所述压力调节器装置包含第一单个一体式主体，所述第一单个一体式主体包含外壳，其中所述外壳包含入口及出口；及第二单个一体式主体，其包含减压机构，所述减压机构经装纳于所述外壳内且经安置于所述入口与所述出口之间，其中所述减压机构包含连接到阀的可移动部分，其中所述减压机构经配置以接收经由所述入口进入的具有第一压力的流体，以第二压力引导所述流体流动朝向所述出口。

在所述流体供应系统的一些实施例中，所述减压机构进一步包括杆，其中所述阀包含提升阀，其中所述杆的第一端经连接到所述可移动部分的一侧，所述杆的第二端经连接到所述提升阀，其中所述减压机构操作使得当所述可移动部分朝向所述入口移动时，所述提升阀处于打开状态，且当所述可动部分静止或朝向所述出口移动时，所述提升阀处于闭合状态。

在一些实施例中，所述流体供应系统进一步包括第二压力调节器装置，其中所述第二压力调节器装置的入口经连接到所述压力调节器装置的出口。

在一些实施例中，所述流体供应系统进一步包括经连接到所述压力调节器装置的所述入口的过滤器装置。

附图说明

本文中仅通过实例参考附图描述本公开的一些实施例。现具体详细参考图式，应强调，所展示的实施例通过实例且出于对本公开的实施例的说明性论述的目的。在此方面，结合图式的描述使所属领域的技术人员明白可如何实践本公开的实施例。

图1描绘具有本文中所描述的一或多个PSD的低气压递送系统的非限制性实施例的示意图。

图2描绘本文中所描述的PSD的非限制性实施例的示意性侧视图。

图3描绘图2的PSD的示意性截面图。

图4描绘本文中所描述的PSD的非限制性实施例的透视图。

具体实施方式

在已经公开的那些优点及改进当中，将从结合附图的以下描述明白本公开的其它目的及优点。本文中公开本公开的详细实施例；然而，应理解，所公开的实施例仅说明本公开可以各种形式体现。此外，关于本公开的各种实施例所给出的实例中的每一者希望是说明性，而非限制性。

贯穿说明书及权利要求书，除非上下文另有明确规定，否则以下术语具有本文中明确相关联的含义。本文中所使用的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”及“在一些实施例中”不一定(尽管其可)指代相同实施例。此外，本文中所使用的短语“在另一实施例中”及“在一些其它实施例中”不一定(尽管其可)指代不同实施例。本公开的所有实施例希望在不脱离本公开的范围或精神的情况下为可组合的。

如在本文中所使用，术语“基于”并非排他性且允许基于未描述的额外因素，除非上下文另有明确规定。此外，贯穿说明书，“一”、“一个”及“所述”的含义包含多个参照物。“在…中”的含义包含“在…中”及“在…上”。

如在本文中所使用，术语“在…之间”不一定需要安置成直接紧邻其它元件。通常，此术语意味着其中通过两个或更多个其它事物夹置某一事物的配置。同时，术语“在…之间”可描述直接紧邻两个相对事物的事物。因此，在本文中所公开的任何一或多个实施例中，经安置于两个其它结构元件之间的特定结构部分可为：

直接安置于两个其它结构元件之间使得所述特定结构部分与两个其它结构元件直接接触；

安置成直接紧邻两个其它结构元件中的仅一者使得所述特定结构部分与两个其它结构元件中的仅一者直接接触；

安置成间接靠近两个其它结构元件中的仅一者使得所述特定结构部分不与两个其它结构元件中的仅一者直接接触，且存在另一元件，所述另一元件使所述特定结构部分与两个其它结构元件中的所述一者并列；

间接安置于所述两个其它结构元件两者之间使得所述特定结构部分不与两个其它结构元件两者直接接触，且其它特征可安置于其间；或

其任何组合。

如在本文中所使用，术语“单个一体式主体”及“一体式主体”意味着已经由增材制造工艺(例如3D打印)一体式地形成或建构的物品。

如在本文中所使用，术语“一体式装置”意味着经由增材制造工艺(例如3D打印)制造的装置。因而，“一体式装置”可具有一或多个“单个一体式主体”。即，“一体式装置”可具有相对于彼此移动的若干部件，举例来说例如，装纳于容器外壳内的组件，其中所述组件可移动地与所述容器外壳接触(例如，经由铰链或滑动接头)。术语“一体式装置”不一定排除作为其部件的其它非增材制造组件。通常，“一体式装置”不包含任何焊接组件或焊接或胶合接缝。用于增材制造工艺的材料的实例包含聚合物、金属、不锈钢、复合材料或其组合。

图1描绘具有机械装置102、104的低气压递送系统100的非限制性实施例的示意图，所述机械装置经配置以降低流体的压力使得流体的输出处于低气压。机械装置102、104包含处于阶段1的第一VAC调节器102及处于阶段2的第二VAC调节器104。VAC调节器102、104中的每一者可为或包含本文中所描述的PSD。第一VAC调节器102经连接到入口过滤器装置106，且还连接到第二VAC调节器104。图1中所展示的系统100具有成直线串联连接的入口过滤器装置106、第一VAC调节器102及第二VAC调节器104。因此，在高压(举例来说，例如100到1600psig)下存储的流体流动到入口过滤器106中，且接着通过第一VAC调节器102及第二VAC调节器104，其中VAC调节器102、104降低流体的压力，且可在低气压下将流体递送出系统100。

在一些实施例中，机械装置102、104中的每一者是一体式装置。因此，两个一体式装置102、104可如在图1中所展示的示范性实施例中所描绘般连结在一起。

图2展示PSD 200的非限制性实施例的侧视图。PSD 200具有拥有入口204及出口206的外壳202。应理解，根据一些实施例，两个或更多个PSD可一起形成于单个外壳中(例如，参见图1及4)。

图3展示PSD 300的实施例的示意性侧视图。PSD 300包含外壳302，所述外壳是单个一体式主体构造。外壳302包含入口304及出口306。PSD 300包含第二一体式主体构造，所述第二一体式主体构造包含可移动部分(例如，可移动面板)308，所述可移动部分经由一组O形环密封件310、312连接到外壳302的内部腔室。可移动面板308还经连接到滑动接头314，所述滑动接头经配置以沿外壳302的内部腔室的内表面的部分滑动或滑行。经由杆320将可移动面板308连接到阀316。即，当可移动面板308相对于外壳302移动时，杆320的一端连接到经配置以与孔(例如，流体流开口)318相互作用的阀316。当可移动面板308靠向入口304移动时，阀316(其可为或包含提升阀)具有打开状态。当可移动面板308靠向出口306移动时，阀316具有闭合状态。可移动面板308、杆320、阀316及滑动接头314可为构成减压机构的单个一体式主体的所有部件。因此，可经由增材工艺(即，3D打印)制造PSD 300，而外壳(第一单个一体式主体)及减压机构(第二单个一体式主体)两者一起形成。因此，PSD 300不需要各种部件或组件的任何焊接。

在一些实施例中，机械装置(在图1中所展示的102、104)一起为一体式装置PSD400。如在图4中所示，在PSD 400的此类实施例中，存在串联地装纳于单个外壳406中的两个部分402、404(未经展示的内部结构，但类似于例如在图3中所展示的内部结构)，其中外壳406及两个压力部分402、404由单个一体式主体形成。此单个一体式主体可经由例如增材制造工艺制成。因此，在制造工艺之后，PSD 400不需要焊接或组装。因此，PSD 400不包含任何焊接件。在一些实施例中，部分402、404中的每一者包含单独操作部件。因此，流体可经由入口408进入，行进通过内部隔室(例如，如在图中所展示及本文中所描述)，且接着行进通过部分404的内部隔室(例如，如在图3中所展示及本文中所描述)，且接着经由出口410行进出去。虽然图4展示两个部分402、404，但应理解，在PSD的一些实施例中，可存在呈串联、并联或其任意组合的多于两个部分。

应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可进行详细的改变，尤其在经采用的构造材料及部件的形状、尺寸及布置方面。本说明书及所描述的实施例是实例，其中本公开的真实范围及精神通过所附权利要求书指示。

Claims (16)

1.一种装置，其包括：

第一单个一体式主体，其包含：

外壳，

其中所述外壳包含：

入口，及

出口；及

第二单个一体式主体，其包含：

减压机构，所述减压机构经装纳于所述外壳内且安置于所述入口与所述出口之间，

其中所述减压机构包含连接到阀的可移动部分，

其中所述减压机构经配置以接收经由所述入口进入的具有第一压力的流体，

以第二压力引导所述流体流动朝向所述出口。

2.根据权利要求2所述的装置，其中所述减压机构进一步包括杆，

其中所述阀包含提升阀，

其中所述杆的第一端经连接到所述可移动部分的一侧，

所述杆的第二端经连接到所述提升阀，

其中所述减压机构操作使得当所述可移动部分朝向所述入口移动时，所述提升阀处于打开状态，且当所述可移动部分静止或朝向所述出口移动时，所述提升阀处于闭合状态。

3.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的装置，其中所述外壳及所述减压机构不具有任何焊接件或焊接组件。

4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的装置，其中所述第一单个一体式主体由金属制成。

5.根据权利要求4的装置，其中所述金属包含不锈钢。

6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的装置，其中所述第二单个一体式主体由金属制成。

7.根据权利要求6的装置，其中所述金属包含不锈钢。

8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的装置，其中所述减压机构不包含伸缩管、隔膜或两者。

9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的装置，其进一步包括：

第三单个一体式主体，其包含：

第二减压机构，其经装纳于所述外壳内且安置于所述减压机构与所述出口之间，

其中所述第二减压机构经配置以接收来自所述减压机构的具有所述第二压力的所述流体，且接着以第三压力引导所述流体流动朝向所述出口。

10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的装置，其中所述第一压力高于低气压。

11.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的装置，其中所述第二压力为低气压。

12.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的装置，其中所述第二压力低于所述第一压力。

13.一种流体供应系统，其包括：

容器主体，其界定用于在第一压力下存储流体的内腔；及

压力调节器装置，其经安置于所述内腔中，且包含：

第一单个一体式主体，其包含：

外壳，其中所述外壳包含：

入口，及

出口；及

第二单个一体式主体，其包含：

减压机构，所述减压机构经装纳于所述外壳内且经安置于所述入口与所述出口之间，

其中所述减压机构包含连接到阀的可移动部分，

其中所述减压机构经配置以接收经由所述入口进入的具有第一压力的流体，以第二压力引导所述流体流动朝向所述出口。

14.根据权利要求13所述的流体供应系统，其中所述减压机构进一步包括杆，其中所述阀包含提升阀，

其中所述杆的第一端经连接到所述可移动部分的一侧，

所述杆的第二端经连接到所述提升阀，

其中所述减压机构操作使得当所述可移动部分朝向所述入口移动时，所述提升阀处于打开状态，且当所述可动部分静止或朝向所述出口移动时，所述提升阀处于闭合状态。

15.根据权利要求13到14中任一权利要求所述的流体供应系统，其进一步包括第二压力调节器装置，其中所述第二压力调节器装置的入口经连接到所述压力调节器装置的所述出口。

16.根据权利要求13到15中任一权利要求所述的流体供应系统，其进一步包括经连接到所述压力调节器装置的所述入口的过滤器装置。