CN102906657A

CN102906657A - 补偿型减压装置

Info

Publication number: CN102906657A
Application number: CN2011800102809A
Authority: CN
Inventors: M·格瑞恩多; S·斯派格诺里; G·韦罗内塞; L·萨尔托雷洛
Original assignee: OMVL SRL
Current assignee: OMVL SRL
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2013-01-30
Also published as: IT1398346B1; WO2011104138A1; US20120312394A1; EP2539789A1; ITPD20100053A1; RU2012140305A; KR20130056214A

Abstract

本文公开了一种特别地用于将气体供应到机动车内燃机的系统、用以减少可燃气体传送压力的装置，包括：膜片操作式塞子元件（6），用以打开和关闭阀座（5）；弹簧装置（9），所述弹簧装置（9）作用在所述膜片上；致动器杆（11），所述致动器杆（11）工作上连接到所述塞子元件（6）及所述膜片；压力补偿元件（12），所述压力补偿元件（12）包括管状体，所述管状体以波纹管型式成形，内部中空，并且在相对的两个轴向端之间轴向地延伸，其中，一个所述轴向端连接到所述塞子元件（6），而另一所述轴向端连接到减压器的稳定结构，所述管状体的内室（13）被密封以将之与所述体部的外部隔开，预定压力在所述内室（13）中产生。

Description

补偿型减压装置

技术领域

本发明涉及补偿型减压装置，特别是用以供应机动车内燃机的可燃气体系统的补偿型减压装置，所述减压装置具有独立权利要求1的前序部分中所述的特征。

背景技术

减压装置普遍应用于机动车内燃机领域，其使用可燃气体为内燃机提供一定的压力，所述压力相对于该系统的存储缸中气体所受的压力适当减小了。对于此应用，典型的减压包括将减压器处的、大约15bar到260bar之间的入口压力降低到大约1bar到10bar之间的出口压力。在膜片式控制和弹性加载（可调节或不可调节的）的减压器中，当减压系统处于压力下时，气体在塞子附近压力减小，并且气体被引入减压器的体部中，直到出口压力达到反作用于弹簧的弹性加载所需的值，由此，使得控制单元的膜片沿塞子的闭合方向移动。因此，该系统会达到弹簧加载和出口压力之间平衡的位置。然而，出口压力根据流量而变化，并受入口压力影响，同时，对于出口压力理想的是保持稳定。为克服该缺陷，根据已知措施所提供的构造中，阀座的部分大大减少，最终增加了塞子的运动路径。以此方式，由于塞子上的入口压力产生的力的影响将会变得可以忽略。然而，由于打开阀座需要大的行程路径以确保所需流量，弹簧的弹性力（与该路径成正比）相对于总调整力会是很大的。反过来也一样，由于塞子的行程路径大大减少，塞子的位置的影响会变得可以忽略（弹簧的弹性力几乎是恒定的），但是在这种情况下，使得需要很大截面的阀座，由作用在密封座上的入口压力产生的力的影响将会很大程度上取决于入口压力，因此，使得上述问题未得到解决。

在其它领域中，当使用气体时，如果需要大幅减少压力，已知使用的是压力补偿装置，允许在减压器的入口处的压力变化的影响变得基本可以忽略。这些补偿器可以以可延伸波纹管（bellows）形式构造，所述可延伸波纹管固定到密封座的塞子，并且入口处压力在外部作用于可延伸波纹管上。由于波纹管的几何形状，入口处压力对塞子的作用使得由塞子本身上的压力产生的力可以忽略，克服了由于入口处压力产生的力的大变化的影响，并且最终允许使用具有大截面的阀座。然而，这种应用在使用可燃气体的机动车内燃机领域并不是众所周知的。

发明内容

本发明的目的是改善机动车气体内燃机的减压器中压力补偿装置的使用，特别是在具有高减压比且在减压器处入口压力变化较大的单级减压器中的使用，其中，高减压比且在减压器处入口压力变化较大是在特定技术领域中可能遇到的典型条件。

本目的通过根据附属权利要求所构造的减压装置的本发明而达到。

附图说明

本发明的特征和优势将会通过以下对优选实施例的详细描述而得到更好的理解，参照附图，优选实施例仅通过非限制性示例示出，其中，

-图1是根据本发明构造的减压器的示意性轴向截面，

-图2是图1中减压器的细节的、比例放大的透视图，

-图3是关于根据本发明构造的减压器的总体透视图。

具体实施方式

参照所述附图，减压器总体上标记为1，并意为用于可燃气体系统，以（将气体）供应到根据本发明构造的机动车内燃机。

在减压器1的体部1a中形成气体流管2，气体流管2在入口段3和出口段4之间延伸。在入口段3和出口段4之间的气体流管中设置有阀座5，与阀座5相关联的有塞子6，塞子6可以在阀座的打开/关闭运动期间沿图1中标记为X的预定轴向进行运动。

具有膜片7并设置在阀座5的、相对于流动方向的下游的控制单元连接到塞子6。弹簧装置9的一个轴向端9a所作用的板8与标记为7a的膜片的侧部邻接。所述弹簧装置的另一轴向端9b抵接用于接纳该弹簧装置本身的腔10a的壁10。所述膜片的侧部7a受到腔10a中的参考压力——典型地为内燃机的入口歧管的压力。膜片的、标记为7b的另一侧部受到出口段4附近的塞子下游处的出口压力。

膜片7定位于垂直于轴向X的平面中。膜片7还通过致动器杆11工作上连接到塞子6，其中，致动器杆11沿方向X轴向延伸，并在其端部11a处固定到塞子6中部，另一端部11b能够在沿方向X远离和朝向所述阀座的控制运动期间与膜片7接触。

减压装置1包括总体标记为12并且形式为波纹管的压力补偿元件，所述波纹管为沿方向X轴向可延伸的并且工作上与塞子6相关联。更详细地，补偿器12通过具有一定程度圆柱形的管状体和内室13形成，所述内室13由柔性侧壁限定，所述柔性侧壁具有多个带有优选弯曲线的波槽（corrugation）14，所述波槽14可以允许波纹管式运动，即，管壁进行轴向缩短或伸长。在该管状体的两个相对的轴向端处，设置有用以封闭该管状体的端部15、16，其中一端15本身固定到所述塞子（在涉及杆11的一端的相对端），另一端16固定到该减压器的稳定结构。管状体的内室经由对该管状体部本身的外侧紧密密封的闭合端15、16而被封闭。通过对该内室的密封，可以进一步预选管状室所要遭受的压力。有利地，该压力可被选择与大气压力相等，但是其它压力值也同样可以根据具体要求而预定。

有利地，波纹管型补偿器12由金属材料构成。

由于有设置在塞子6上的活动补偿器12，在所述减压器的入口段的压力基本被补偿，以使得由此施加到该塞子的压力基本可以忽略。由于该补偿器的几何形状的效果，入口压力作用在波纹管的侧壁上，同时受波槽14所影响，由此特别地平衡了沿方向X上所施加的力的合力。由此，该补偿使系统避免了由于入口压力而导致的力的大幅变化，因而允许使用阀5的这样的截面，即，截面较大，并由于按流量变化的出口压力的稳定性而变得极有利。由于提供有相对于外部密封并气密的波纹管，波纹管中的参考压力可以保持恒定，同时系统平衡，决定了来自减压器的出口压力。如上所述，该参考压力可以是大气压力，但是也可以预选任何其它参考压力。

很大程度上，设置阀座的大截面的可能性进一步允许在塞子远离和朝向该阀座以决定所需的气体流量的工作行程路径中进行大幅减压。在行程路径中的这样的减压在波纹管所进行的轴向延伸过程中以同等程度实现。有利地，波纹管所减少的延伸使得膜片能由金属材料构成，作为对通常使用并在大的轴向延伸过程中所需的橡胶材料的替换物。由金属材料组成的膜片使得能够获得更长的使用寿命，因为其相对于通常使用的橡胶材料具有减少的化学损失。

有利地，由于通过波纹管而获得的压力补偿效果，由减少的压力产生的力驱动的塞子可以由橡胶组成而不是塑料材料，如一般使用在没有任何补偿装置的应用中的塑料材料，其中，由于压力而具有较大的载荷，可能导致较大的磨损和与阀座的密封相关的问题。

详细参考图3——关于根据本发明的减压器的整体的总视图，将会理解的是设置如所要求的类型的补偿波纹管允许大体为单级的减压器构造，而不同于已知措施中的双级减压器，这种设置在整体空间要求中产生了的明显减压。由于该特点，有利地，可以在气体的入口段3附近、靠近波纹管的位置同时设置用于气体的压力感测器和电磁阀，在图3中压力感测器和电磁阀分别标记为20、21，由此保持整个减压器的减少的整体空间要求（甚至当设置有以上所述部件时），这不同于已知措施，其中，在已知措施中，由于需要两级减压，所以以上所述部件必需增加空间要求。

在运行期间，当减压器处于静止状态时，弹簧装置9通过施加在其上的弹性预载作用在板8上和膜片7上，板8和膜片7通过杆11以打开方式移动塞子6。当该系统被加压并开始运行时，塞子6附近的气体压力减小，且气体被引入阀座5的下游附近，直到出口压力到达所需值，卸载弹簧装置9并因此使得膜片7和板8沿相反方向移动，将塞子6移动到闭合位置。该系统继续不断运行，以寻求弹簧装置的载荷和出口压力之间的平衡。

由此，本发明达到了所述的目的，产生以上所述相比于已知措施的优势。

Claims

1.一种特别地用于将气体供应到机动车内燃机的系统的、用以减少可燃气体传送压力的装置，包括：

-阀座（5），所述阀座（5）定位于形成在减压器体部（1a）中的气体流管（2）内，位于入口段（3）和出口段（4）之间，

-膜片操作式塞子元件（6），所述塞子元件（6）与所述阀座（5）相关联，并且沿预定轴向（X）是可移动的，用以打开和关闭所述阀座（5），

-弹簧装置（9），所述弹簧装置（9）作用在所述膜片上，以使所述膜片承受预定的弹性载荷，

-致动器杆（11），所述致动器杆（11）工作上连接到所述塞子元件（6）及所述膜片，

-压力补偿元件（12），所述压力补偿元件（12）在所述阀座（5）的相对于流动方向的上游固定到所述塞子元件（6），并且能够通过所述塞子元件相对于所述阀座的运动而沿所述方向（X）轴向延伸，其特征在于，所述压力补偿元件（12）包括管状体，所述管状体以波纹管型式成形，内部中空，并且在相对的两个轴向端之间轴向地延伸，其中，一个所述轴向端连接到所述塞子元件（6），而另一所述轴向端连接到所述减压器的稳定结构，并且，所述管状体的内室（13）被密封以与所述体部的外部隔开，预定压力在所述内室（13）中产生。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述波纹管型补偿器（12）的管状内室（13）中的所述预定压力与大气压力相等。

3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述波纹管型补偿器（12）的轴向可延伸管状体由金属材料制成。

4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述波纹管型补偿器（12）的所述管状体以薄壁柱体的形式成形，所述薄壁柱体具有多个带优选弯曲线的波槽（14），以允许所述管状壁的轴向缩短或伸长，使得所述管状壁能够跟随塞子元件（6）相对于所述阀座（5）的轴向运动，由此作为密封件起作用。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述管状内室（13）的闭合端（15、16）设置在所述管状体的两个相对端部，并且密封地连接到所述管状壁，由此，确保形成在所述管状体中的所述内室（13）由所述两个相对端部和所述管状壁紧密密封。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述膜片由金属材料制成。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述塞子元件（6）由橡胶制成。