CN103244725A

CN103244725A - 一种大流量平衡式调压阀的减压腔结构

Info

Publication number: CN103244725A
Application number: CN2013101992372A
Authority: CN
Inventors: 李友生; 张凤记
Original assignee: TONGLING SNAYUAN SPECIAL CASTING CO Ltd
Current assignee: TONGLING SNAYUAN SPECIAL CASTING CO Ltd
Priority date: 2013-05-25
Filing date: 2013-05-25
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2033-05-25
Also published as: CN103244725B

Abstract

本发明公开了一种大流量平衡式调压阀的减压腔结构，调压阀包括阀体、阀盖、阀芯、输入通道、输出通道，调压阀设有活塞，活塞的一端通过压杆与阀芯接触；活塞的另一端与调节弹簧接触；阀体中设有隔板，隔板将输出通道与活塞所在的腔体分割；在隔板上设文丘里管，文丘里管将输出通道与活塞所在的腔体联通。本发明采用上述技术方案，阀的出口处设有文丘里管，使得不同的流量需求，对出口压力的影响很小。因此，实现了不同工况下的减压、稳压效果；结构简单，密封环节少，反应灵敏，流量大，输出压力稳定。

Description

一种大流量平衡式调压阀的减压腔结构

技术领域

本发明属于液体或气体的调压阀的技术领域。更具体地说，本发明涉及一种大流量平衡式调压阀的减压腔结构。

背景技术

在目前国内外市场上，大流量的调压器（如流量大于100 Nm3/h）多采用传统的膜片式结构，对通常的工业应用，由于工况单一，使用条件简单，使用寿命要求不高，膜片式结构是合适的。

但是，随着各种燃料气体如压缩天然气（CNG）或液体如液化天然气（LNG）等在汽车工业上的应用，传统的膜片式调压器在复杂的工况下，往往显示出诸多弊端，如膜片的破裂、磨损；对低温环境的不适应；以及大流量、强气流的振动等等，直接影响了产品的质量和使用寿命。

而市场上其它结构，如活塞式结构，多采用多级减压，结构复杂，成本高；波纹管结构，对波纹管要求高，成本很高。

发明内容

本发明提供一种大流量平衡式调压阀的减压腔结构，其目的是使得不同的流量需求，对出口压力的影响很小。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

本发明所提供的大流量平衡式调压阀的减压腔结构，所述的调压阀包括阀体、阀盖、阀芯、输入通道、输出通道，所述的调压阀设有活塞，所述的活塞的一端通过压杆与所述的阀芯接触；所述的活塞的另一端与调节弹簧接触；所述的阀体中设有隔板，所述的隔板将所述的输出通道与活塞所在的腔体分割；在所述的隔板上设文丘里管，所述的文丘里管将所述的输出通道与活塞所在的腔体联通。

所述的活塞通过弹簧座与调节弹簧接触。

所述的弹簧座通过弹簧座锁紧螺母紧固在所述的活塞上。

所述的调节弹簧通过滑块及钢球支承在调节螺杆上；所述的调节螺杆通过锁紧螺母固定在所述的阀盖上。

所述的压杆上设有通气孔，将所述的阀芯两端的两个减压室、连通。

所述的隔板通过螺钉固定在所述的阀体上。

所述的活塞与阀体的接触面上，设有密封环和活塞密封圈。

所述的阀盖上，设有平衡接头。

在所述的活塞与压杆之间嵌有非金属垫块。

本发明采用上述技术方案，实现单级减压，减压腔采用活塞式结构，其活塞组件不同于传统的膜片式结构，从而减少了因大流量、大压力波动对膜片的损坏的风险；其活塞组件通过采用特殊的密封结构，反应灵敏，因而弥补了活塞结构相对于膜片结构反应滞后的缺点；阀的芯轴同时具有平衡式调压阀的设计，使得不同的进口压力的波动对出口压力的调节、稳定几乎没有影响；与此同时，阀的出口处设有文丘里管，使得不同的流量需求，对出口压力的影响很小。因此，实现了不同工况下的减压、稳压效果；结构简单，密封环节少，反应灵敏，流量大，输出压力稳定，可适用于不同的入口压力，如：低压0～50bar；中压0～100bar；高压0～200bar等，既避免了膜片式调压阀易磨损失效的缺点，又比其它的复杂结构的调压阀简单、实用，且成本低；在结构上，本发明考虑到汽车工业的复杂工况，增强了耐磨损、耐疲劳功能，确保长期的使用寿命要求。因此，达到了经济实用的效果。

附图说明

本说明书包括以下附图，其内容分别是：

图1为本发明的结构剖视示意图；

图2为图1所示结构的俯视示意图；

图3为图1所示结构的侧面方向剖视示意图；

图4为图1所示结构的立体示意图；

图5为另一形式的活塞结构。

图中标记为：

01、阀体，02、阀盖，03、阀芯，04、密封螺母，05、压杆，06、隔板，07、调节螺杆，08、非金属垫块，09、锁紧螺母，10、活塞，11、弹簧座，12、密封环，13、钢球，14、滑块，15、平衡接头，16、文丘里管，17、活塞密封圈，18、阀座，19、调节弹簧，20、平衡弹簧，21、小密封圈，22、小密封环，23、密封圈，24、螺钉，25、弹簧座锁紧螺母；

101、减压室，102、减压室，103、减压室，104、通气孔，105、输入通道，106、输入通道，107、输出通道。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

如图1至图4所示的本发明的结构，为一种大流量平衡式调压阀的减压腔结构。

为了解决现有技术存在的问题并克服其缺陷，实现使得不同的流量需求，对出口压力的影响很小的发明目的，本发明采取的技术方案为：

如图1至图4所示，本发明的一种大流量平衡式调压阀，所述的调压阀包括阀体01、阀盖02、阀芯03、输入通道106、输出通道107，所述的调压阀设有活塞10，所述的活塞10的一端通过压杆05与所述的阀芯03接触；所述的活塞10的另一端与调节弹簧19接触；所述的阀体01中设有隔板06，所述的隔板06将所述的输出通道107与活塞10所在的腔体分割；在所述的隔板06上设文丘里管16，所述的文丘里管16将所述的输出通道107与活塞10所在的腔体联通。

所述的减压腔由隔板06分成两个减压室，即减压室101、减压室102；其中，减压室102与所述的活塞组件相连，另一个减压室101与文丘里管16和出口通道107相通。

所述的隔板06采用润滑效果较好的非金属材料，如PTFE等，从而减小了压杆05的活动摩擦力及磨损，避免了因压杆05的磨损产生的金属屑对阀芯03和阀座18等的损伤。

当出口流量（F2）增加时，文丘里管16的出口处流速也增大，形成真空负压，从而使得减压室102的压力迅速降低，则调节弹簧19向下压所述活塞组件，并驱动压杆05向下将阀芯03打开得更大，从而满足增大的流量（F2）的需求，而不降低减压室101的输出压力（P2），达到大流量，恒定、稳压输出的效果。

二、或者采用以下技术方案：

本发明的一种大流量平衡式调压阀，包括阀体01、阀盖02、阀芯组件、输入通道106、输出通道107，所述的阀芯组件为模块化的结构，即：所述的阀芯组件包括阀芯03，所述的阀芯03安装在阀座18上，所述的阀座18通过密封螺母04安装在所述的阀体01中。

所述的模块化的结构还包括密封圈23、平衡弹簧20、小密封圈21、小密封环22及压杆05；所述的密封圈23设在阀体01与密封螺母04的接触面上；所述的小密封圈21和小密封环22设在所述的密封螺母04与阀座18的接触面上；所述的压杆05的一端与所述的平衡弹簧20接触，另一端与活塞10接触，从而形成一个整体结构，并通过阀芯03的开合使输入通道106和输出通道107实现通断。

所述阀芯组件由密封螺母04、密封圈23、平衡弹簧20、小密封圈21、小密封环22、阀座18、压杆05及阀芯03组成，从而形成一个整体模块，并通过阀芯03的开合使输入通道106和输出通道107产生关联。

所述调压阀采用了平衡阀结构，在阀座18上配合了小密封圈21和小密封环22，从而消除了进口压力（P1）对阀座18的背向作用力，使得阀座18和阀芯03的开合不受进口压力（P1）的影响，则出口压力（P2）稳定。

一般地，通过更换所述阀芯组件模块，使得所述调压阀可以适用于不同的输入压力（P1），如P1=0～50 bar（低压），P1=0～100 bar（中压）或P1=0～200 bar（高压）等情况；或不同的温度环境，如高温可以达到120℃，低温可以达到－180℃。具体而言，通过更换压杆05的形状或截面积，可以获得不同输入压力下的流量，减少气流的振动、噪声等；通过改变阀芯03的材料、结构，可以满足各种温度、压力和介质的气体或液体的使用要求；通过更换小密封圈21、小密封环22，可以降低不同压力、温度下，阀座18受到的摩擦阻力，增强阀的反应灵敏性；通过更换平衡弹簧20，可以提高阀座18的反应速度等。

三、或者采用以下技术方案：

如图1所示，本发明的大流量平衡式调压阀，包括阀体01、阀盖02、阀芯03、输入通道106、输出通道107以及减压结构，所述的减压结构为单级减压结构，所述的单级减压结构中设有活塞10，所述的活塞10的一端通过压杆05与所述的阀芯03接触；所述的活塞10的另一端与调节弹簧19接触。

本发明的调压阀为单级减压，减压腔采用活塞式结构，其活塞组件不同于传统的膜片式结构，从而减少了因大流量、大压力波动对膜片的损坏的风险。所述的活塞组件通过采用特殊的密封结构，反应灵敏，因而弥补了活塞结构相对于膜片结构反应滞后的缺点。

四、更具体地，本发明采用以下技术方案

所述的活塞10通过弹簧座11与调节弹簧19接触。

所述的弹簧座11采用特殊形式设计，与阀盖02精密配合，以防止调节弹簧19的倾斜和扭曲变形对活塞10的影响。

所述的弹簧座11通过弹簧座锁紧螺母25紧固在所述的活塞10上。

所述的调节弹簧19通过滑块14及钢球13支承在调节螺杆07上；所述的调节螺杆07通过锁紧螺母09固定在所述的阀盖02上。

所述的调节弹簧19上端设有滑块14和钢球13，用来减小摩擦，方便调节螺杆07和弹簧19。

所述的压杆05上设有通气孔104，将所述的阀芯03两端的两个减压室101、减压室103连通。

所述的压杆05上设有通气孔104，将两个减压室101、减压室103连成一体。

所述的阀体01中设有隔板06，在所述的隔板6上，设有文丘里管16，所述的隔板06将所述的输出通道107与活塞10所在的腔体分割；在所述的隔板06上设文丘里管16，将所述的输出通道107与活塞10所在的腔体联通。

所述的隔板06通过螺钉24固定在所述的阀体01上。

所述的活塞10与阀体01的接触面上，设有密封环12和活塞密封圈17。

所述的活塞密封圈17、密封环12根据不同压力、介质和温度的应用情况，可以采用不同的结构形式，如采用唇型密封圈（Lip O-ring），斯特封（Step Seal），泛塞封（Variseal）等形式。

活塞的密封环12，可以采用多种形式或材料，以适应不同的输出压力和不同的高低温环境，如输出压力可以为0～20bar之间自由调节，使用温度可以为120℃到－180℃之间自由过渡。

所述的阀盖02上，设有平衡接头15。

所述阀盖02上，设有平衡接头15。所述平衡接头15可以为接软管的接嘴或其它形式，以供不同的应用情况作选择，如接发动机的真空补偿管等。

在所述的活塞10与压杆05之间嵌有非金属垫块08。在活塞10上嵌有非金属垫块08，避免了压杆05和活塞10的金属对金属的直接接触，减少了彼此的磨损和冲击。

作为另一示例性特例，根据加工、安装等条件，活塞结构也可以采用一种简单的形式，如图5所示，以弹簧座T1、柔性导套T2及密封圈T3组成新的活塞形式，以替换原活塞结构的弹簧座11、活塞10、密封环12、密封圈17、非金属垫块08、锁紧螺母25。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种大流量平衡式调压阀的减压腔结构，所述的调压阀包括阀体（01）、阀盖（02）、阀芯（03）、输入通道（106）、输出通道（107），其特征在于：所述的调压阀设有活塞（10），所述的活塞（10）的一端通过压杆（05）与所述的阀芯（03）接触；所述的活塞（10）的另一端与调节弹簧（19）接触；所述的阀体（01）中设有隔板（06），所述的隔板（06）将所述的输出通道（107）与活塞（10）所在的腔体分割；在所述的隔板（06）上设文丘里管（16），所述的文丘里管（16）将所述的输出通道（107）与活塞（10）所在的腔体联通。

2.按照权利要求1所述的大流量平衡式调压阀的减压腔结构，其特征在于：所述的活塞（10）通过弹簧座（11）与调节弹簧（19）接触。

3.按照权利要求所述的大流量平衡式调压阀的减压腔结构，其特征在于：所述的弹簧座（11）通过弹簧座锁紧螺母（25）紧固在所述的活塞（10）上。

4.按照权利要求1所述的大流量平衡式调压阀的减压腔结构，其特征在于：所述的调节弹簧（19）通过滑块（14）及钢球（13）支承在调节螺杆（07）上；所述的调节螺杆（07）通过锁紧螺母（09）固定在所述的阀盖（02）上。

5.按照权利要求1所述的大流量平衡式调压阀的减压腔结构，其特征在于：所述的压杆（05）上设有通气孔（104），将所述的阀芯（03）两端的两个减压室（101、103）连通。

6.按照权利要求6所述的大流量平衡式调压阀的减压腔结构，其特征在于：所述的隔板（06）通过螺钉（24）固定在所述的阀体（01）上。

7.按照权利要求1所述的大流量平衡式调压阀的减压腔结构，其特征在于：所述的活塞（10）与阀体（01）的接触面上，设有密封环（12）和活塞密封圈（17）。

8.按照权利要求1所述的大流量平衡式调压阀的减压腔结构，其特征在于：所述的阀盖（02）上，设有平衡接头（15）。

9.按照权利要求1所述的大流量平衡式调压阀的减压腔结构，其特征在于：在所述的活塞（10）与压杆（05）之间嵌有非金属垫块（08）。