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西班牙维戈塞尔塔: 用于氮氣吹掃的流量調節器、系統以及方法.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201510107477.4

申請日:

2015.01.15

公開號:

CN104819327A

公開日:

2015.08.05

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F16K 17/20申請日:20150115|||公開
IPC分類號: F16K17/20 主分類號: F16K17/20
申請人: 焊接設備公司
發明人: D·S·珀爾二世; D·巴庫爾; D·富斯特; D·B·珀爾
地址: 美國佛羅里達州
優先權: 14/156910 2014.01.16 US
專利代理機構: 中國專利代理(香港)有限公司72001 代理人: 肖日松
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510107477.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.09.11|||2016.11.09|||2015.08.05

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

一種流量調節器、系統和方法,其不但在諸如吹掃氧氣管線的吹掃操作期間而且在釬焊操作期間允許對氣體流量進行調節,從而在釬焊操作期間維持管線中沒有或者基本上沒有氧氣。該系統包括諸如裝有氮氣源的氮氣罐之類的氣源;與該氣源流體連通從而調節來自氣源的輸送壓力的氣體調節器;以及與該氣源流體連通從而在吹掃和釬焊操作期間調節氣流的流量調節器。流量調節器提供了氣體進行流動的視覺指示以及該流動氣體的具體流速的視覺指示。

權利要求書

權利要求書
1.  一種氣流調節器,包括具有氣體進口和與所述氣體進口間隔開的氣體出口的閥體;與所述閥體流體連通的調節器體部,所述調節器體部具有可透過所述調節器體部中的至少一個窗口觀察的觀測外殼以及在所述觀測外殼中的浮動部件,其中,進入所述觀測外殼中的氣流使得所述浮動部件浮起到指示所述調節器中的氣體流速的高度。

2.  根據權利要求1所述的氣流調節器,其特征在于:進一步包括壓力釋放裝置。

3.  根據權利要求2所述的氣流調節器,其特征在于:所述壓力釋放裝置是可復位的。

4.  根據權利要求1所述的氣流調節器,其特征在于:進一步包括聯結到所述調節器體部的頂蓋,所述頂蓋包括所述氣體出口;以及聯結到所述調節器體部的底蓋,并且其中,所述氣流調節器具有源于所述氣體進口,經由所述閥體、所述頂蓋、所述調節器體部、所述底蓋并且進入所述觀測外殼的氣流路徑。

5.  一種用于吹掃氧氣管線的系統,包括氮氣源;與所述氮氣源流體連通的氣體調節器;以及與所述氮氣源流體連通的氣流調節器,所述氣流調節器包括具有氣體進口和與所述氣體進口間隔開的氣體出口的閥體,以及與所述閥體流體連通的調節器體部,所述調節器體部具有可透過所述調節器體部中的至少一個窗口觀察的觀測外殼,以及在所述觀測外殼中的浮動部件,其中,進入所述觀測外殼中的氣流使得所述浮動部件浮起到指示所述調節器中的氣體流速的高度。

6.  根據權利要求5所述的系統,其特征在于:進一步包括壓力釋放裝置。

7.  根據權利要求6所述的系統,其特征在于:所述壓力釋放裝置是可復位的。

8.  根據權利要求4所述的系統,其特征在于:進一步包括聯結到 所述調節器體部的頂蓋,所述頂蓋包括所述氣體出口;以及聯結到所述調節器體部的底蓋,并且其中,所述氣流調節器具有源于所述氣體進口,經由所述閥體、所述頂蓋、所述調節器體部、所述底蓋并且進入所述觀測外殼的氣流路徑。

9.  一種監控釬焊操作中的氣體流動的方法,包括:
提供氣源;
提供與所述氣源流體連通的氣流調節器,所述氣流調節器包括具有氣體進口和與所述氣體進口間隔開的氣體出口的閥體,以及與所述閥體流體連通的調節器體部,所述調節器體部具有可透過所述調節器體部中的至少一個窗口觀察的觀測外殼,以及在所述觀測外殼中的浮動部件;
從所述氣源到所述氣流調節器的流動氣體,所述流動氣體使得所述觀測外殼中的所述浮動部件在所述外殼中浮起,所述浮動部件在觀測外殼中的位置對應于氣體流速;并且
基于所述浮動部件的高度來增大或者減小所述氣體的流速。

10.  根據權利要求9所述的方法,其特征在于:所述氣流調節器進一步包括聯結到所述調節器體部的頂蓋,所述頂蓋包括所述氣體出口;以及聯結到所述調節器體部的底蓋,并且其中,所述氣體經過經由所述閥體、所述頂蓋、所述調節器體部、所述底蓋并且進入所述觀測外殼所形成的路徑從所述氣源流出。

說明書

說明書用于氮氣吹掃的流量調節器、系統以及方法
技術領域
本發明涉及一種用于氮氣吹掃的流量調節器、系統以及方法。
背景技術
在供暖、通風和空調(HVAC)行業中,在安裝或維護期間的釬焊操作之前或過程中利用氮氣吹掃制冷管線以消除氧氣,將會減少或消除有毒氧化物的形成。比如,在銅焊時,所施加的熱量和環境空氣中的氧氣相結合可產生化學反應,該化學反應會形成氧化銅。該氧化物可以形成薄片,薄片會寄存在HVAC系統的熱膨脹閥中,并且致使系統失效或者會弄臟系統過濾器。在釬焊期間流動氮氣可消除氧氣并且因而消除氧化物的形成。
在這樣的吹掃和釬焊操作中,非常重要的是在避免形成這些有毒氧化物的同時,在系統中具有恰當量的氮氣流。如果釬焊期間的氮氣流過多,就會形成針孔(pin hole)并且導致釬焊質量差。如果釬焊期間的氮氣流不足,就會形成有毒氧化物。
本文所公開的實施方式能夠利用氮氣來適當地吹掃制冷系統,并且確保在釬焊操作期間在管線中有恰當量的氮氣流。
發明內容
現有技術的問題已經通過本文所公開的諸實施方式而得以克服,所述實施方式包括一種流量調節器、系統和方法,其不但在諸如吹掃氧氣管線之類的吹掃操作期間而且在釬焊操作期間允許對氣體流量進行調節,從而在釬焊操作期間維持管線中沒有或者基本上沒有氧氣。在某些實施方式中,該系統包括比如裝有氮氣源的氮氣罐之類的氣源;與該氣源流體連通從而調節來自氣源的輸送壓力的氣體調節器;以及與該氣源流體連通從而在吹掃和釬焊操作期間調節氣體流動的流量調節器。在某些實施方式中,流量調節器提供了氣體進行流動 的視覺指示以及流動氣體的具體流速的視覺指示。
在其方法方面,諸實施方式包括一種通過提供氣源以及與該氣源連通的氣流調節器來監控在釬焊操作中氣體流動的方法,該氣流調節器包括:具有氣體進口以及從該氣體進口隔開的氣體出口的閥體;與該閥體流體連通的調節器體部,該調節器體部具有透過調節器體部中的至少一個窗口可觀察的觀測外殼以及位于該觀測外殼之中的浮動部件。在某些實施方式中,該方法包括從氣源到氣流調節器的流動氣體,該流動氣體使得觀測外殼之中的浮動部件在外殼中浮起,浮動部件在觀測外殼之中的位置對應于氣體流速?;謁甘鏡鈉辶魎倬涂梢韻嚶Φ卦齟蠡蛘嘸跎?或可以保持不變)該氣體的流速。
附圖說明
圖1為根據某些實施方式的流量調節器的分解視圖;
圖2為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的底蓋的橫斷面視圖;
圖3為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的進口螺紋接套的橫斷面視圖;
圖4為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的觀測管的橫斷面視圖;
圖5為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的頂蓋的第一橫斷面視圖;
圖5A為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的頂蓋的第二橫斷面視圖;
圖6為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的連接器的橫斷面視圖;
圖7為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的閥體的橫斷面視圖;
圖8為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的連接螺母的橫斷面視圖;
圖9為根據某些實施方式的閥桿組件的分解視圖;
圖10為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的閥座保持架的橫斷面視圖;
圖11為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的安全閥卸荷蓋的橫斷面視圖;
圖12為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的軟管接頭的橫斷面視圖;
圖13A為根據某些實施方式的圖1中流量調節器的連接器的前視圖;
圖13B為圖13A中連接器的俯視圖;
圖14為系統示意圖,該系統包括氮氣源、氣體調節器以及根據某些實施方式的流量調節器;以及
圖15為透視地顯示流經根據某些實施方式的氣流調節器的氣流的橫斷面視圖。
具體實施方式
首先看圖1,示出了根據某些實施方式的流量調節器100。在某些實施方式中,流量調節器100包括連接螺母1、氯丁橡膠套2以及被連接到閥體4的進口螺紋接套3。氯丁橡膠套2和進口螺紋接套3裝配到連接螺母1中。閥體4通過使用O形環7和8被附裝到主體部件12上,該主體部件12收容諸如管子之類的觀測外殼11,該觀測外殼11容納浮動球10。底蓋14通過使用O形環117和118被密封到主體部件12上。
如圖8最佳所示,連接螺母1搭配到進口螺紋接套3的一端。優選地,氯丁橡膠套2或類似物插入在螺紋接套3和連接螺母1之間,并用作襯墊以幫助實現密封。進口螺紋接套3的相反端以螺紋方式連接到閥體4的進口70。如圖8所示,連接螺母1包括內部空腔181,其被構造成在其下部收容進口螺紋接套3。內部空腔181的上部一體地加工有螺紋119,以便搭配于與氣源流體連通的部件。在某些實施 方式中,連接螺母1包括一個或多個(優選地兩個且間隔開180°)軸向延伸的排氣槽90。排氣槽90在裝置脫開時允許蒸氣在氣源方向上排出。
圖3示出了進口螺紋接套3的實施方式,其一端具有外螺紋32,用于與閥體4的進口70中的內螺紋相搭配。在某些實施方式中,進口螺紋接套3是階梯形的,并且包括具有第一直徑的第一細長部分34;具有比所述第一直徑大的第二直徑且被限定在環形肩部33處第二部分35;以及具有比第二直徑大的第三直徑且被限定在環形肩部37處的第三部分36。第三部分36包括空腔38,該空腔可以包括氯丁橡膠套。第三部分36被構造成在肩部37抵靠于連接螺母1中的對應肩部41而承座的情況下裝配到連接螺母1中。軸向孔40與空腔38、閥體4的進口70中的軸向孔71連通,并如圖所示貫穿進口螺紋接套3而延伸。
如圖7所示的實施方式,閥體4包括具有外螺紋127的出口24。在某些實施方式中,出口24包括相對于縱向中心線X呈13°角所形成的孔50。在所示實施方式中,孔50以0.625英寸的長度延伸到閥體中,并在那里與氣流調節器進口51中的孔52流體連通。
在某些實施方式中,閥體4的氣流調節器進口51具有外螺紋53,并包括一體式螺紋孔52。氣流調節器進口51接納在圖9中詳細示出的閥桿組件160。在某些實施方式中,閥桿組件160包括閥輪161、填密螺母62、壓緊墊圈63、閥桿64以及閥球65。閥桿64的一端64a比如通過壓入配合被附接到閥輪161。閥桿64的一部分包括外螺紋67,其與氣流調節器進口51的內螺紋配對。填密螺母62和壓緊墊圈63套在閥桿64上。填密螺母62包括內螺紋66,其與氣流調節器進口51上的外螺紋配對,并將閥桿組件緊固到該進口。閥桿的端部64b包括不銹鋼球部件65,其離開閥桿突出某一固定距離。比如通過旋轉使閥輪161致動將會引起閥桿64轉動并因此導致閥桿在氣流調節器進口51的孔52內發生軸向位移。隨著閥桿64被軸向驅動而更加深 入到氣流調節器進口51的孔中,其繼續前進而更加深入到窄孔68(圖7)中,最終完全地切斷孔73和孔68之間的流體連通,從而中止氣流。
再次參考圖7,在某些實施方式中,閥體4包括進口70。進口70包括內螺紋孔71,其經由內傾斜孔73與氣流調節器進口51的孔52流體連通。
閥體4被附接到在圖5中最佳所示的頂蓋5。在某些實施方式中,閥體4的出口24與頂蓋5的軸向孔81流體連通。軸向孔81與階梯狀徑向孔82連通。在某些實施方式中,階梯狀徑向孔82在孔最徑向最向外的部分具有其最大直徑,在孔的中間部分具有較窄直徑,且在孔最徑向向內的部分具有最窄直徑,后者與軸向孔81相交。這個階梯狀徑向孔82接納壓力釋放組件190。
在某些實施方式中,可復位的壓力釋放組件190包括連接器17(圖6)、O形環18、閥座保持架19(圖10)、偏置部件20以及安全閥卸荷蓋21(圖11)。連接器17包括外螺紋桿91,其與頂蓋5的內螺紋孔82相配合。桿91從連接器主體部分83延伸出來,該主體部分加工有內螺紋以接納安全閥卸荷蓋21的外螺紋191。安全閥卸荷蓋21在合適的位置保持O形環18、閥座保持架19以及偏置部件20。偏置部件20坐落在閥座保持架19上。在某些實施方式中,如圖11最佳所示,安全閥卸荷蓋21包括軸向槽92、93,其與安全閥卸荷蓋21的內部空腔連通。優選地,存在直徑方面相對置的兩個軸向槽92、93并且被定位成當卸荷蓋21聯結到蓋5時,槽92、93的至少一部分開放到周圍環境。槽92和/或槽93徑向向內延伸,并且允許徑向孔82和周圍環境之間形成流體連通。軸向孔95從頂蓋5的縱向中心線偏移,并如圖5中所示與階梯狀徑向孔82連通。這使得在過大增壓的情況下氣體可通過軸向槽92、93排泄到周圍空氣中。在某些實施方式中是壓縮彈簧的偏置部件20,在操作期間被定位在卸荷蓋21的大體中空的內部中。偏置部件20放置在閥座保持架19上。閥座保持 架19包括大體柱狀的部分19A,優選地在其頂部被倒角,其外徑稍微小于偏置部件20的內徑?;沸甕乖?9B從部分19A的基底處徑向向內延伸,并優選地具有大體上與偏置部件20的外徑相同的直徑。據此,偏置部件被支撐在凸緣19B上,而且在處于組裝情形下部分19A延伸到偏置部件20的內部之中。錐形部分19C從凸緣19B軸向延伸出來。部分19C朝向其自由端部19D徑向向外呈錐形漸變足以承載O形環18的某一距離。
如果壓力足以克服偏置部件20的力,則該壓力迫使閥座保持架19徑向向外,從而打開壓力釋放閥并允許流體流出一個或多個槽92、93而到達周圍環境中。結果,就?;じ米爸妹庥誄?。本領域技術人員將會意識到偏置部件20因而應被選擇為具有某一彈簧常數以致防止超壓。適宜的彈簧常數為約200-210psi的壓力,其足以克服偏置部件20的偏壓。
返回到圖5,頂蓋5包括軸向孔89,其從頂蓋5的縱向中心線偏移,并與徑向孔82連通,而該孔82又依次與軸向孔81連通。如在下文更為詳細地所論述,當頂蓋適當地位于主體部件12上時,軸向孔89與主體部件12中的軸向孔99相對齊。
在某些實施方式中,如圖5A所示,與階梯狀徑向孔82相隔90°的第二徑向孔85被設置在頂蓋5中。第二徑向孔85具有內螺紋,并接納圖12所示的外螺紋軟管接頭16,該軟管接頭16在操作中為出口,并經由軟管202或類似物(圖14)連接到制冷系統的附件。第二徑向孔85與中空管86流體連通,該中空管貫穿外螺紋出口87軸向延伸并且從那里稍微突出。該管86的突出端部被開槽,并且具有足以接納觀測外殼11(圖4)一端的外徑。管86和出口87之間的環形間隙被裝配有密封環(未示出),觀測外殼緊靠該密封環。在某些實施方式中,觀測外殼11為細長的空心管,其可以由塑料制成,并保持浮動球10。觀測外殼11的底部與底蓋14(圖2)上的外螺紋開槽桿97配合。
在某些實施方式中,主體部件12(圖13A、13B)包括一個或更多(顯示為兩個)細長窗口60、61,其提供針對觀測外殼11之中的浮動球10的視覺通道。通過如此形成的一個或多個窗口,能夠可視地監控氣體的流動狀態??梢栽謚魈宀考?2上設置標記,其基于浮動球10的垂直高度來指示氣體的實際流速。在某些實施方式中,主體部件12還包括從主體部件12的縱向中心線偏移的軸向孔99。該軸向孔99穿過主體部件12的長度而延伸,并且當主體部件12聯結到頂蓋5的時候(比如,通過與主體部件12之中的內螺紋孔110配合的外螺紋出口87),軸向孔99與頂蓋5的軸向孔89對齊并與其流體連通。在被組裝的情形下,軸向孔99也與底蓋14(圖2)的徑向孔96流體連通,如圖所示該徑向孔96又依次與軸向孔98連通。主體部件12的基底111可以包括用于接納O形環或類似物的環形凹部113,以密封到底蓋14。
在操作中,氣流調節器100被放置成與比如氮氣缸之類的氣源200(圖13)氣體接受性連通。在某些實施方式中,氣流調節器被放置成與標準氣體調節器201的出口流體連通,該標準氣體調節器201與氣源200流體連通。氣缸閥203被打開,并且使用氣體調節器201將輸送壓力設定成用于吹掃氧氣管線的所需壓力(例如60psi)。氣流調節器100繼而通過使用閥桿組件15且尤其是通過旋轉閥輪161加以調整以對氣體流速進行微調,比如調整為20+(加)標準立方英尺每小時(SCFH)。
氣流從氣源200流出,經由調節器201進入氣流調節器100的連接螺母1進口。如圖15中箭頭所示,氣體從那里開始行進,經由閥體4流入頂蓋5的軸向孔81,經由徑向孔82流入軸向孔89,主體部件12的軸向孔99,底蓋14的徑向孔96,底蓋14的軸向孔98,然后流入觀測外殼11。觀測外殼11之中的氣流使球10浮起。浮動球10的高度不但將調節器中的實際氣體流速而且將直至與調節器的出口連通的管線的實際氣體流速指示給操作者,以便于氣流調整并且監控 氣流。氣體流出觀測外殼11經由管86而返回到頂蓋5,并經由徑向孔85而流出裝置。
一旦管線已經被吹掃完畢,就可以將氣體壓力設定為針對釬焊的所需壓力,比如20psi。為此,傳統的調節器被調整為約20psi,繼而通過調整氣流調節器100并再次通過使用閥桿組件15的閥輪161來微調流速,比如微調至3到5SCFH的流速。在釬焊期間,浮動球10的高度可以通過連接器窗口以目視方式加以監控,以確保在釬焊操作期間維持適當的氣體流速。在某些實施方式中,主體12可以包括可見標記,比如在適當地粘貼到主體12的標簽上的記號,其將浮動球10的高度與氣體的流速相互關聯起來。
其效果就是利用諸如氮氣之類的氣體來吹掃制冷系統的過程得以簡化,并且在銅管釬焊期間提供了?;ば閱誆糠闌て?。

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用于 氮氣 流量 調節器 系統 以及 方法
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