CN102959486A - 减压设备 - Google Patents

Abstract

一种减压设备（10），该减压设备（10）包括本体（12），该本体（12）具有第一侧端口（20）和第二侧端口（22），压力流体通过该第一侧端口（20）被供应，压力减小的压力流体经过该第二侧端口（22）被排出。另外，形成有反馈通道（64），该反馈通道（64）建立第二侧端口（22）和面向导向阀（93）的第三隔膜室（90）之间的连通。另外，流经第二侧端口（22）的压力流体经过反馈通道（64）被导入到第三隔膜室（90），从而第三隔膜（78）克服第二弹簧（82）的弹力被向上按压以达到平衡。

Description

减压设备

技术领域

本发明涉及一种减压设备，该减压设备用于将供应的压力流体的压力减小到期望压力并且向外引导压力流体。

背景技术

在日本平开专利公报No.10-198433中，该申请提出一种减压设备，通过该减压设备从第一侧供应的压力流体的压力被减小到期望压力并且将该压力流体向外引导到第二侧。在压力流体以期望设定的压力从流体压力供应源供应到流体压力装置的情况下，减压设备被布置在流体压力供应源和流体压力装置之间，从而从流体压力供应源供应到第一侧的压力流体的压力被减小到期望压力，之后该压力流体被供应到第二侧，该期望压力对应于连接到第二侧的流体压力装置的说明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减压设备，在该减压设备中，通过减压设备消耗的空气的量被减小。

本发明的特征在于一种减压设备，该减压设备具有：阀体，该阀体通过相对于喷嘴的分离和闭合动作而控制从第一侧导入背压室的压力流体的流动；和隔膜室，该隔膜室通过设置于阀体中的阀构件与背压室连通，该减压设备用于将从第一侧供应的压力流体的压力减小到期望压力，并且将该压力流体向外引导到第二侧。

减压设备包括：阀体，该阀体设置在背压室和隔膜室之间，该阀体被设置成相对于喷嘴可移动；第一连接通道，该第一连接通道连接第一侧和背压室，并且在该第一连接通道中通过阀体切换连通状态；和第二连接通道，该第二连接通道在第二侧和隔膜室之间进行连通。

阀体的挡板（flapper）被设置在背压室的流体供应侧，第一连接通道被连接到流体供应侧，背压室经由第二连接通道与第二侧连通。

根据本发明，减压设备减小压力流体的压力并且使该压力流体从第一侧流到第二侧，在该减压设备中，通过设置第一连接通道和第二连接通道，在不预先设定第二侧的压力流体的设定压力的情况下，借助于阀体，能够完全地中断（或者妨碍）压力流体供应到背压室，其中该第一连接通道连接第一侧和背压室并且在该第一连接通道中通过阀体切换连通状态，该第二连接通道在第二侧和第一隔膜室之间进行连通。正由于此，压力流体不会被排出到大气。另一方面，即使在设定了设定压力的情况下，背压室中的压力流体也不会被排出到大气，因为背压室中的压力流体经过喷嘴、隔膜室、和第二连接通道流到第二侧。因而，相比于作为先导压力（pilot pressure）的压力流体被排出到大气的常规减压设备，因为先导压力被供应到第二侧并且在第二侧被应用，所以能够抑制不需要的压力流体消耗，而且其的消耗量能够被减小。

通过以下说明并结合以说明性实例方式所示的附图，本发明的上述和其他目的、特征和优势将更加明显。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的减压设备的整体截面图；

图2是显示图1的减压设备的示意性结构图；

图3是根据本发明的第二实施例的减压设备的整体截面图；

图4是显示图3的减压设备的示意性截面图；

图5是根据本发明的第三实施例的减压设备的整体截面图；

图6是显示图5的减压设备中的导向阀（pilot valve）的附近的放大截面图；和

图7是显示图5的减压设备的示意性结构图。

具体实施方式

如图1和2所示，减压设备10包括本体12、阀机构14，该阀机构14用于切换流经本体12内的流体的流动状态；阀盖16，该阀盖16被连接到本体12的上部分；和操作元件18，该操作元件18被可旋转地设置在阀盖16的上部。

本体12由具有第一侧端口（第一侧）20和第二侧端口（第二侧）22的第一本体24、设置在第一本体24的上部分的第二本体26和设置在第二本体26的上部分的第三本体26组成。第一本体24、第二本体26和第三本体28通过未显示的螺栓而被整体地组合。

第一侧端口20在本体的一个侧表面上被打开并且被连接到未显示的压力流体供应源。第二侧端口22打开本体的另一侧表面并且被连接到未显示的流体压力装置。另外，连通通道30被形成在第一侧端口20和第二侧端口22之间，该连通通道30建立第一侧端口20和第二侧端口22之间的连通。阀座32被形成在连通通道30的内部，稍后所述的主阀66能够被安置在该阀座32上。

另外，在第一本体24的下部分上，安装孔34与连通通道30连通，并且面向下并且向下开口。闭合塞36被从下插入到安装孔34内并且被锁定环38锁定。因而，安装孔34被闭合塞36阻塞，连通通道30和外部之间的连通被阻断。

第一隔膜42通过位于中间的第一保持构件40被设置在第一本体24和第二本体26之间，而第二隔膜46通过平板状的第二保持构件44被设置在第二本体26和第三本体28之间。孔48被形成为在第一保持构件40的中心部分沿着轴线方向（箭头A和B的方向）穿透。

另外，在第一隔膜42的下部分上，第一隔膜室50被设置在第一本体24和第一隔膜42之间，并且通过形成于第一本体24中的连通孔52与第二侧端口22连通。另外，第二隔膜室54被设置在第一隔膜42和第二隔膜46之间，并且与排出端口56连通，该排出端口56在第二本体26的一侧上开口。更具体地，第二隔膜室54通过排出端口56与外部连通。

此外，在第二隔膜46的上部上，喷嘴背压室（背压室）58被形成在第二隔膜46和第三本体28之间，并且与穿透孔60连通，该穿透孔60在第三本体28的中心沿着轴线方向穿透。

另一方面，在第一至第三本体24、26、28中，支路通道（第一连接通道）62相对于本体12的中心形成在第一侧端口20中，从而在第一侧端口20和穿透孔60之间进行连通。更具体地，支路通道62被连接到第一侧端口20的上部分，并且在向上延伸经过第一至第三本体24、26、28之后，支路通道62朝向第三本体28的中心侧以直角弯曲，并且被连接到穿透孔60。

另外，在第一至第三本体24、26、28中，反馈通道（第二连接通道）64相对于本体12的中心形成在第二侧端口22中，从而在第二侧端口22和阀盖16的后述的第三隔膜室（隔膜室）90之间进行连通。更具体地，反馈通道64被连接到第二侧端口22的上部分，并且在向上延伸经过第一至第三本体24、26、28之后，反馈通道64以直角向上进一步弯曲，并且被连接到第三隔膜室90。

支路通道62和反馈通道64被形成为不与第一和第二隔膜室50、54以及喷嘴背压室58中的任意一个连通。

阀机构14被设置在第一本体24的连通通道30中，并且包括沿着竖直方向（箭头A和B的方向）可移动地设置的主阀66，和插入主阀66和闭合塞36之间的第一弹簧68。

主阀66包括：座构件70，该座构件70被设置在闭合塞36的上方并且其形状为向上逐渐变细；和密封构件72，该密封构件72被形成在座构件70的上方并且闭合第一保持构件40的孔48。在主阀66中，密封构件72通过插入引导孔74内而沿着轴线方向被可移动地引导，该引导孔74穿透第一本体24的中心。

第一弹簧68包括螺旋弹簧，例如，该第一弹簧68在与闭合塞36远离的方向（箭头A的方向）上推动主阀66，从而用于相对于第一本体24的阀座32安置座构件70。

阀盖16被形成为圆柱形状，并且通过基部构件76被连接到第三本体28的上部，该基部构件76被设置在阀盖16的下端部上。第三隔膜78与第三保持构件80一起被设置在阀盖16和基部构件76之间。第三保持构件80被设置在第三隔膜78的大致中心部分中。第二弹簧82、可旋转轴84和弹簧保持器86被设置在阀盖16的内部。第二弹簧82包括螺旋弹簧，可旋转轴84和弹簧保持器86组成操作元件18。

圆盘构件88被设置在第三隔膜78的上表面上，第三保持构件80被适配在圆盘构件88中。第二弹簧82的端部被固定到圆盘构件88的上部。第三隔膜室90被形成在第三隔膜78和基部构件76之间，并且与第三本体28的穿透孔60连通。

基部构件76配备有喷嘴92，该喷嘴92从其的大致中心部分向下突出，喷嘴92被插入到第三本体28的穿透孔60的内部。

喷嘴92的内部包括：阀孔94，该阀孔94沿着轴线方向（箭头A和B的方向）穿透，并且后述的导向阀（阀体）93被插入到该阀孔94内；一对侧孔96，该一对侧孔96在垂直于阀孔94的方向上开口。支路通道62和阀孔94通过侧孔96相互连通。

在导向阀93的内部，导向通道98被形成为沿着轴线方向（箭头A和B的方向）穿透。导向阀93能够相对于阀孔94和穿透孔60在轴线方向（箭头A和B的方向）上移动。在导向阀93的上端部上，形成有阀构件100，该阀构件100凹陷且具有半圆形的横截面，球形体106（后述）被保持在该阀构件100中。

另外，第三弹簧102被插入到导向阀93的下端部和穿透孔60之间，并且向上（在箭头A的方向上）推动导向阀93。正由于此，导向阀93的挡板（flapper）104抵靠喷嘴92的底端部，从而阻塞阀孔94和喷嘴背压室58之间的连通。

另一方面，保持在阀构件100中的球形体106的功能为闭合导向通道98，并且该球形体106在第三弹簧的弹性下正常地抵靠第三保持构件80的下表面。

操作元件18具有：可旋转轴84，该可旋转轴84被螺纹接合在阀盖16的上部分中；和把手108，该把手108被适配成与可旋转轴84接合。把手108被设置成覆盖阀盖16的上部分。另外，在可旋转轴84的下端部上，弹簧保持器86通过凸缘与该可旋转轴84的下端部螺纹接合，第二弹簧82的另一端被固定到弹簧保持器86。更具体地，在阀盖16的内部,第二弹簧82被插入到弹簧保持器86和圆盘构件88之间，并且用于在弹簧保持器86和圆盘构件88相互远离的方向上互相推动弹簧保持器86和圆盘构件88。

另外，通过旋转把手108，可旋转轴84与把手108一起旋转，从而螺纹接合在可旋转轴84上的弹簧保持器86沿着轴线方向移动。正由于此，例如，第二弹簧82被弹簧保持器86压缩，其的按压力被作用于（即，偏压）第三隔膜78。

根据本发明的第一实施例的减压设备10如上构造。其次，将说明该减压设备10的操作和优势。

首先，压力流体供应源（未显示）通过未显示的管被连接到第一侧端口20，诸如汽缸等的期望的流体压力装置例如被连接到第二侧端口22。来自未显示的压力流体供应源的压力流体被供应到第一侧端口20。

上述预操作之后，操作者在期望的方向上旋转构成操作元件18的把手108。通过引起弹簧保持器86下降，第二弹簧82被压缩，从而圆盘构件88和第三隔膜78被第二弹簧82的弹力以预定压力(设定压力)向下按压。由于第三隔膜78被向下按压，所以导向阀93克服第三弹簧102的弹力而下降，并且使得挡板104与喷嘴92的下端远离。正由于此，流经支路通道62的压力流体经过穿透孔60并且被供应到喷嘴背压室58。

此外，喷嘴背压室58中的压力（喷嘴背压）升高，第二隔膜46通过这个压力而被向下按压，同时，第一隔膜42被向下按压，主阀66经由第一保持构件40克服第一弹簧68的弹力而下降。因而，主阀66的座构件70与第一本体24的阀座32分离，从而第一侧端口20和第二侧端口22相互连通。正由于此，供应到第一侧端口20的压力流体流经连通通道30到达第二侧端口22。

此时，流入第二侧端口22的压力流体的一部分通过反馈通道64流到第三隔膜室90，第三隔膜室90的压力升高。同时，第三隔膜78被按压并且克服第二弹簧82的按压力而向上移动。正由于此，导向阀93通过第三弹簧102的弹力而向上移动。

此外，当第三隔膜90的压力和第二弹簧82的按压力平衡时，导向阀93的挡板104安置于喷嘴93的底端部，并且阻断压力流体相对于喷嘴背压室58的流动。压力流体流到第二侧端口22，并且被供应到未显示的流体压力装置，该压力流体的压力通过把手108调节成设定压力。

另一方面，当第二侧端口22中的压力上升到基于把手108的旋转角（旋转量）设置的设定压力之上时，压力上升的压力流体流经反馈通道64，进入第三隔膜室90，并且克服第二弹簧82的弹力进一步向上（箭头A的方向）按压并移动第三隔膜78。同时，因为喷嘴背压室58和导向通道98中的压力流体的压力高于第三隔膜室90中的压力流体的压力，所以压力差（相差的压力）导致球形体106被向上按压而远离阀构件100。

因而，导向通道98和第三隔膜室90相互连通，并且喷嘴背压室58内的压力流体流经导向通道98，进入第三隔膜室90，从而喷嘴背压室58中的压力下降。球形体106和阀构件100用作喷嘴挡板机构。

通过降低喷嘴背压，第一隔膜42和第二隔膜46向上移动，随之主阀66的密封构件72与第一保持构件40远离。同时，主阀66在第一弹簧68的弹性作用下上升，从而座构件70安置于阀座32上。因而，通过主阀66的密封构件72闭合的第一保持构件40的孔48打开，并且压力在第一侧端口22中已经上升的的压力流体经由孔48被导入到第二隔膜室54，并且通过排出端口56排到大气。

根据第一实施例，以上述方式设置反馈通道64，该反馈通道64建立第二侧端口22和第三隔膜室90之间的连通，同时，该结构使得当压力流体从第一侧端口20流到第二侧端口22时，供应到喷嘴背压室58的压力流体能够流经反馈通道64到达第二侧端口22，而不会被排到外部。

正由于上述构造，在第二侧端口22中的第二侧压力（设定压力）没有预先设定的情况下，导向阀93的挡板104安置于喷嘴92的下端部上，并且完全地阻塞将压力流体供应到喷嘴背压室58。因此，形成先导压力的压力流体未被排到大气。另外，即使在第二侧端口22中的压力流体的第二侧压力（设定压力）被设置，该压力仍然可以通过操作元件18进行调节，因为喷嘴背压室58中的压力流体通过导向通道98和第三隔膜室90流到第二侧端口22，所以压力流体不会被排到大气。因而，相比于用作先导压力的压力流体被排到大气的常规减压设备，因为先导压力能够被供应到第二侧端口22，所以能够抑制压力流体的不必要的消耗，并且压力流体的消耗量被有效地降低。

其次，图3和4展示根据第二实施例的减压设备150。与根据第一实施例的减压设备10相同的组成元件利用相同的参考标号表示，这里省略具体的说明。

根据第二实施例的减压设备150与根据第一实施例的减压设备10的不同之处在于，分支通道152被设置在本体12中，该分支通道152从反馈通道64分叉并且连接到喷嘴背压室58，节流部件154包含在分支通道152中。

分支通道152在组成本体12的第三本体28中沿着竖直方向形成。分支通道152的下端被连接到喷嘴背压室58，分支通道152的上端被连接到反馈通道64。更具体地，分支通道152经由反馈通道64与喷嘴背压室58、第二侧端口22和第三隔膜室90相互连通。

另外，具有节流孔156的节流部件154被设置在分支通道152中，该节流孔156的直径从分支通道152的通道直径减小。节流孔156例如形成为其直径从喷嘴背压室58朝着第三隔膜室90的一侧（箭头A的方向上）逐渐减小。

以这种方式，在本体12中，分支通道152被设置成从设置在第二侧上的反馈通道64分叉并且与喷嘴背压室58连通，节流部件154的通道直径减小并且被设置在分支通道152中。相对于从喷嘴背压室58流出，流经节流部件154并且流到第二侧端口22的压力流体的流量，通过利用导向阀93控制从第一侧端口20供应的流经分支通道62并且流到喷嘴背压室58的压力流体的流量，能够高精度地控制喷嘴背压室58中的压力。

因而，在减压设备150中，设定压力能够被设置为较低值，另外，由于抑制喷嘴背压室58和第二侧端口22之间的压力差，相比于常规的减压设备，压力流体的消耗量减少。

其次，图5至7展示根据第三实施例的减压设备200。与根据第一实施例的减压设备10相同的组成元件利用相同的参考标号表示，这里省略具体的说明

根据第三实施例的减压设备200与根据第一实施例的减压设备10的不同之处在于，在远离球形体106的方向上凹陷的凹口槽（凹槽）202被设置在导向阀93的阀构件100中。

凹口槽202例如形成有三角形横截面，从而当球形体106被安置于阀构件100上时，维持导向通道98和第三隔膜室90之间的连通。正由于此，即使在球形体106被安置于导向阀93的阀构件100上时，喷嘴背压室58和第三隔膜室90能够通过导向通道98相互连通，喷嘴背压室58中的压力流体能够流经第三隔膜室90到达第二侧端口22。因而，通过总是允许压力流体从喷嘴背压室58流到第二侧端口22，能够高精度地进行第二侧压力（设定压力）的控制。

另外，相比于根据第二实施例的减压设备150，由于凹口槽202能够被直接设置在阀构件100中，所以能够简化设备结构，而不会增加部件数量。另外，即使凹口槽202被灰尘等阻塞的情况下，当球形体106与阀构件100分离时，由于流动的压力流体，这些灰尘从凹口槽202吹出，从而防止灰尘阻塞。

根据本发明的减压设备不限于上述实施例。当然在不背离本发明的精髓和实质可以采用各种另外的或者修改的结构。

Claims (7)

1.一种减压设备（10，150，200），所述减压设备（10，150，200）具有阀体（93），通过所述阀体（93）相对于喷嘴（92）的分离和闭合动作，所述阀体（93）控制从第一侧（20）导入背压室（58）的压力流体的流动；和隔膜室（90），所述隔膜室（90）通过设置于所述阀体（93）中的阀构件（100）与所述背压室（58）连通，所述减压设备（10，150，200）用于将从所述第一侧（20）供应的所述压力流体的压力减小到期望压力，并且将所述压力流体向外引导到第二侧（22），其特征在于，所述减压设备（10，150，200）包括：

所述阀体（93），所述阀体（93）设置在所述背压室（58）和所述隔膜室（90）之间，所述阀体（93）被设置成相对于所述喷嘴（92）可移动；

第一连接通道（62），所述第一连接通道（62）连接所述第一侧（20）和所述背压室（58），并且在所述第一连接通道（62）中通过所述阀体（93）切换连通状态；和

第二连接通道（64），所述第二连接通道（64）在所述第二侧（22）和所述隔膜室（90）之间进行连通；

其中，所述阀体（93）的挡板（104）被设置在所述背压室（58）的流体供应侧，所述第一连接通道（62）被连接到所述流体供应侧，所述背压室（58）经由所述第二连接通道（64）与所述第二侧（22）连通。

2.如权利要求1所述的减压设备，其特征在于，其中，所述阀体（93）被设置成能够在所述喷嘴（92）的内部沿着轴线方向移动，在所述阀体（93）的内部中，导向通道（98）被形成为沿着所述轴线方向穿透，通过所述导向通道（98）建立所述背压室（58）和所述隔膜室（90）之间的连通。

3.如权利要求1或2所述的减压设备，其特征在于，其中，节流部件（154）被设置在所述背压室（58）的下游侧，用于对从所述背压室（58）流入所述第二连接通道（64）的所述压力流体的流量进行节流。

4.如权利要求1或2所述的减压设备，其特征在于，进一步包括分支通道（152），所述分支通道（152）连接所述第二连接通道（64）和所述背压室（58），其中，节流部件（154）被设置在所述分支通道（152）中，用于对从所述背压室（58）流入所述第二连接通道（64）的所述压力流体的流量进行节流。

5.如权利要求1所述的减压设备，其特征在于，其中，所述阀体（93）包括凹槽（202），当所述喷嘴（92）被所述挡板（104）闭合时，所述压力流体的一部分通过所述凹槽（202）流经所述喷嘴（92）和所述背压室（58）和所述隔膜室（90）之间。

6.如权利要求5所述的减压设备，其特征在于，其中，所述凹槽（202）被形成在所述阀构件（100）中，并且在远离球形体（106）的方向上凹陷，所述球形体（106）安置于所述阀构件（100）中。

7.如权利要求6所述的减压设备，其特征在于，其中，所述凹槽（202）形成三角形的横截面。

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