РЕЛЕЙНЫЙ КЛАПАН И СПОСОБ СИЛОВОГО БАЛАНСИРОВАНИЯ

1. Релейный клапан, содержащий:
корпус, содержащий выпускную камеру, питающую камеру, соединенную с источником питания, камеру исполнительного механизма, соединенную с исполнительным механизмом, выпускной канал, соединяющий выпускную камеру с камерой исполнительного механизма, питающий канал, соединяющий питающую камеру с камерой исполнительного механизма и I/P камеру, соединенную с I/P преобразователем;
составной элемент, содержащий первый конец, второй конец и участок седла клапана, причем составной элемент выполнен с возможностью перемещения внутри указанного корпуса, чтобы тем самым управлять открытием и закрытием одного из выпускного канала или питающего канала с помощью его участка седла клапана;
пружину, выполненную с возможностью приложения силы к первому концу составного элемента;
I/P диафрагму, установленную в корпусе и проходящую через I/P камеру, причем I/P диафрагма выполнена с возможностью приложения силы ко второму концу составного элемента на основе давления, создаваемого I/P преобразователем;
диафрагму исполнительного механизма, установленную внутри корпуса и соединенную с составным элементом, причем диафрагма исполнительного механизма расположена на противоположной стороне камеры исполнительного механизма относительно одного из выпускного канала или питающего канала;
при этом площадь диафрагмы исполнительного механизма в целом равна площади одного из выпускного канала или питающего канала, так что силы, действующие на составной элемент из-за давления в камере исполнительного механизма, действующего на участок седла клапана и диафрагму исполнительного механизма, взаимно компенсируют друг друга.
2. Релейный клапан по п. 1, отличающийся тем, что составной элемент содержит питающий составной элемент, выполненный с возможностью перемещения внутри корпуса для управления открытием и закрытием питающего канала с помощью его участка седла клапана; и диафрагма исполнительного механизма расположена на противоположной стороне камеры исполнительного механизма относительно питающего канала.
3. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий питающую диафрагму, установленную внутри корпуса и соединенную с питающим составным элементом, причем питающая диафрагма расположена на противоположной стороне питающей камеры относительно питающего канала, при этом площадь питающей диафрагмы в целом равна площади питающего канала, так что силы, действующие на питающий составной элемент из-за давления внутри камеры исполнительного механизма, действующего на участок седла клапана и диафрагму исполнительного механизма, взаимно исключают друг друга.
4. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что составной элемент содержит выпускной составной элемент, выполненный с возможностью перемещения внутри корпуса для управления открытием и закрытием выпускного канала с помощью его участка седла клапана; и диафрагма исполнительного механизма расположена на противоположной стороне камеры исполнительного механизма относительно выпускного канала.
5. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий питающий составной элемент, содержащий первый конец, второй конец и участок седла клапана, причем питающий составной элемент выполнен с возможностью перемещения внутри корпуса, чтобы тем самым управлять открытием и закрытием питающего канала с помощью его участка седла клапана.
6. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что диафрагма исполнительного механизма содержит первую диафрагму исполнительного механизма, I/P диафрагма содержит первую I/P диафрагму, пружина содержит первую пружину; I/P камера содержит I/P выпускную камеру; и корпус дополнительно содержит I/P питающую камеру, соединенную с питающим I/P преобразователем; и дополнительно содержащий:
вторую пружину, выполненную с возможностью приложения силы к первому концу питающего составного элемента;
вторую I/P диафрагму, установленную в корпусе и проходящую через питающую I/P камеру, причем вторая I/P диафрагма выполнена с возможностью приложения силы ко второму концу питающего составного элемента на основе давления, создаваемого питающим I/P преобразователем; и
вторую диафрагму исполнительного механизма, установленную внутри корпуса и соединенную с питающим составным элементом, причем диафрагма исполнительного механизма расположена на противоположной стороне камеры исполнительного механизма относительно питающего канала.
7. Релейный клапан по п. 6, отличающийся тем, что первая и вторая диафрагмы исполнительного механизма содержат части одной диафрагмы.
8. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первая и вторая I/P диафрагмы содержат части одной диафрагмы.
9. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что составной элемент содержит I/P элемент, расположенный внутри I/P камеры корпуса, и элемент штока клапана, содержащий первый конец, второй конец и участок седла клапана, при этом второй конец штока клапана и I/P элемент взаимодействуют друг с другом по обе стороны от I/P диафрагмы.
10. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что I/P элемент и элемент штока клапана закреплены вместе посредством I/P диафрагмы с помощью крепежного элемента.
11. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что корпус имеет многоэлементную конструкцию, определяющую выпускную камеру, питающую камеру, камеру исполнительного механизма и I/P камеру между ее частями.
12. Релейный клапан, содержащий:
корпус, содержащий выпускную камеру, питающую камеру, соединенную с источником питания, камеру исполнительного механизма, соединенную с исполнительным механизмом, выпускной канал, соединяющий выпускную камеру с камерой исполнительного механизма, и питающий канал, соединяющий питающую камеру с камерой исполнительного механизма;
выпускной составной элемент, содержащий первый конец, второй конец и участок седла клапана, причем составной элемент выполнен с возможностью перемещения внутри указанного корпуса, чтобы тем самым управлять открытием и закрытием выпускного канала с помощью его участка седла клапана;
питающий составной элемент, содержащий участок седла клапана и выполненный с возможностью перемещения внутри корпуса для управления открытием и закрытием питающего канала с помощью его участка седла клапана;
первую диафрагму исполнительного механизма, установленную в корпусе и соединенную с выпускным составным элементом, причем первая диафрагма исполнительного механизма расположена на противоположной стороне камеры исполнительного механизма относительно выпускного канала, при этом площадь первой диафрагмы исполнительного механизма в целом равна площади выпускного канала, так что силы, действующие на выпускной составной элемент из-за давления в камере исполнительного механизма, действующего на участок седла клапана и первую диафрагму исполнительного механизма, взаимно компенсируют друг друга; и
вторую диафрагму исполнительного механизма, установленную в корпусе и соединенную с питающим составным элементом, причем вторая диафрагма исполнительного механизма расположена на противоположной стороне камеры исполнительного механизма относительно питающего канала, при этом площадь второй диафрагмы исполнительного механизма в целом равна площади питающего канала, так что силы, действующие на питающий составной элемент из-за давления в камере исполнительного механизма, действующего на участок седла клапана и вторую диафрагму исполнительного механизма, взаимно компенсируют друг друга.
13. Релейный клапан по п. 12, отличающийся тем, что первая диафрагма исполнительного механизма и вторая диафрагма исполнительного механизма содержат части одной диафрагмы.
14. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, дополнительно содержащий питающую диафрагму, установленную внутри корпуса и соединенную с питающим составным элементом, причем питающая диафрагма расположена на противоположной стороне питающей камеры относительно питающего канала, при этом площадь питающей диафрагмы в целом равна площади питающего канала, так что силы, действующие на питающий составной элемент из-за давления внутри питающей камеры, действующего на участок седла клапана и питающую диафрагму, взаимно исключают друг друга.
15. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что выпускной и питающий составные элементы содержат верхний и нижний элементы, расположенные с обеих сторон от первой и второй диафрагм исполнительного механизма соответственно.
16. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что верхний и нижний элементы выпускного и питающего составных элементов закреплены вместе посредством первой и второй диафрагм исполнительного механизма соответственно.
17. Релейный клапан по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что корпус содержит первую и вторую I/P камеры, соединенные с первым и вторым I/P преобразователями, причем вторые концы выпускного и питающего составных элементов являются расположенными внутри первой и второй I/P камер, и дополнительно содержащий:
I/P диафрагму, содержащую первую и вторую части, проходящие через первую и вторую I/P камеры, причем первая и вторая части выполнены с возможностью прикладывать силу ко вторым концам выпускного и питающего составных элементов, соответственно, на основе давления, создаваемого соответствующим I/P преобразователем;
первую пружину, расположенную внутри корпуса и выполненную с возможностью приложения силы к первому концу выпускного составного элемента; и
вторую пружину, расположенную внутри корпуса и выполненную с возможностью приложения силы к первому концу питающего составного элемента.
18. Система, содержащая релейный клапан по любому из предшествующих пунктов и дополнительно содержащая:
первый и второй I/P преобразователи, соединенные с релейным клапаном; и
исполнительный механизм, соединенный с релейным клапаном.
19. Система по п. 18, дополнительно содержащая контроллер, соединенный с первым и вторым I/P преобразователями и выполненный с возможностью приема обратной связи от исполнительного механизма.
20. Способ работы релейного клапана, содержащего корпус, содержащий выпускную камеру, питающую камеру, соединенную с источником питания, камеру исполнительного механизма, соединенную с исполнительным механизмом, выпускной канал, соединяющий выпускную камеру с камерой исполнительного механизма, питающий канал, соединяющий питающую камеру с камерой исполнительного механизма, и I/P камеру, соединенную с I/P преобразователем, причем способ включает в себя:
приложение первой силы к первому концу составного элемента, расположенного внутри корпуса и выполненного с возможностью перемещения в нем, чтобы тем самым управлять открытием и закрытием выпускного канала или питающего канала с помощью его участка седла клапана;
приложение второй силы к участку седла клапана составного элемента в зависимости от давления в камере исполнительного механизма;
приложение третьей силы к составному элементу, имеющей значение в целом равное второй силе в противоположном ей направлении с помощью диафрагмы исполнительного механизма, расположенной с противоположной стороны части камеры исполнительного механизма, чтобы тем самым свести к минимуму воздействие второй силы на составной элемент;
прием входного давления от I/P преобразователя в I/P камере;
приложение четвертой силы ко второму концу составного элемента с помощью I/P диафрагмы, расположенной с противоположной стороны I/P камеры, на основе входного давления, чтобы тем самым управлять смещением составного элемента.
21. Способ по п. 20, отличающийся тем, что приложение первой силы включает в себя приложение первой силы к первому концу составного элемента с помощью пружины.
22. Способ по п. 20 или 21, отличающийся тем, что составной элемент содержит питающий составной элемент, выполненный с возможностью перемещения внутри корпуса, чтобы тем самым управлять открытием и закрытием питающего канала с помощью его участка седла клапана; и дополнительно включающий в себя:
приложение пятой силы к участку седла клапана питающего составного элемента на основе давления в питающей камере; и
приложение шестой силы к питающему составному элементу, имеющей значение в целом равное пятой силе в противоположном ей направлении с помощью питающей диафрагмы, расположенной с противоположной стороны части питающей камеры, чтобы тем самым свести к минимуму воздействие пятой силы на питающий составной элемент.
23. Способ по любому из пп. 20-22, отличающийся тем, что составной элемент содержит выпускной составной элемент, выполненный с возможностью перемещения внутри корпуса, чтобы тем самым управлять открытием и закрытием выпускного канала с помощью его участка седла клапана.
24. Способ по любому из пп. 20-23, отличающийся тем, что I/P камера содержит первую I/P камеру, диафрагма исполнительного механизма содержит первую диафрагму исполнительного механизма, и корпус дополнительно содержит вторую I/P камеру, соединенную со вторым I/P преобразователем; и дополнительно включающий в себя
приложение первой силы к первому концу питающего составного элемента, расположенного внутри корпуса и выполненного с возможностью перемещения в нем, чтобы тем самым управлять открытием и закрытием питающего канала с помощью его участка седла клапана;
приложение второй силы к участку седла клапана питающего составного элемента в зависимости от давления в камере исполнительного механизма;
приложение третьей силы к питающему составному элементу, имеющей значение в целом равное второй силе в противоположном ей направлении с помощью второй диафрагмы исполнительного механизма, расположенной с противоположной стороны части камеры исполнительного механизма, чтобы тем самым свести к минимуму воздействие второй силы на питающий составной элемент;
прием входного давления от второго I/P преобразователя во второй I/P камере;
приложение четвертой силы ко второму концу питающего составного элемента с помощью второй I/P диафрагмы, расположенной с противоположной стороны второй I/P камеры, на основе входного давления из второго I/P преобразователя, чтобы тем самым управлять смещением питающего составного элемента.