CN103696885A - 减压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减压器，当二级腔中的气压升高时，通过反馈腔向二级弹性膜片施压，进而带动二级阀芯运动。反馈腔通过反馈接头与二级腔连通，且反馈接头的开口位于出气接头内，故反馈腔的压力为出气接头内的势能。根据能量守恒定律，在流通面积小处，流体流速上升，动能上升，势能下降。由于出气接头的流通面积远小于二级腔的截面积，故反馈腔内的压力相对于二级腔的压力要小。因此，反馈腔对二级弹性膜片的推力也较小，从而二级阀芯的开度比直接采用二级腔压力的开度要大，提高了二级腔的进气量。因此，在出气接头流量较大时，可增加二级腔的进气量，以保证二级腔压力稳定，从而保持燃气稳定输出。

Description

减压器

技术领域

本发明涉及燃气内燃机的应用技术，特别是涉及一种减压器。

背景技术

排放更少、更环保的燃气内燃机正快速发展，以减小对环境的破坏。该种类的内燃机采用氢气、天然气等气体作为燃料。为携带方便，气体燃料被封装于高压的气瓶内。由于气瓶内压力较高，而气缸内燃烧所需的压力却较小，故需要减压器来把储存在气瓶内的较高压力的气体降为低压气体。

目前，传统的减压器主要问题是出气口压力不稳定，在出气口流量增大过程中，出口压力会下降剧烈。例如，如果出气口压力设置为0.25MPa，在流量从0增大到40标方的过程中，其出气口压力会随流量增加而下降。到40标方流量时，出气口的压力通常会下降到0.15MPa以下。出气口压力小，则流速慢。由于出口压力随流量变化剧烈，从而导致燃气的输出不稳定。

发明内容

基于此，有必要提供一种可保持燃气稳定输出的减压器。

一种减压器，包括呈中空结构的壳体、与所述壳体连通的进气接头及出气接头，所述壳体的内部设有一级隔板及二级隔板，以在所述壳体内形成一级腔及二级腔，所述二级隔板背向所述二级腔的一侧还设有二级弹性膜片，以与所述二级隔板之间形成反馈腔，所述进气接头与所述一级腔连通，所述出气接头与所述二级腔连通，所述反馈腔通过反馈接头与所述二级腔连通，且所述反馈接头的开口位于所述出气接头内，所述一级隔板上设有连通所述一级腔与所述二级腔的一级开口，所述减压器还包括：

二级阀芯，穿设于所述二级隔板，所述二级阀芯的一端与所述二级弹性膜片固定连接，另一端设于所述一级开口，所述二级阀芯沿朝向所述二级弹性膜片的方向可滑动，以关闭所述一级开口；及

弹性件，收容于所述壳体内，且一端与所述二级弹性膜片连接，所述弹性件对所述二级弹性膜片施加一指向二级隔板的弹力，以使所述二级阀芯打开所述一级开口；

其中，当所述反馈腔中的气压增大时，所述二级弹性膜片在气压作用下沿背向所述二级隔板的方向凸出，以带动所述二级阀芯沿朝向所述二级弹性膜片的方向滑动，进而关闭所述一级开口。

在其中一个实施例中，所述壳体的侧壁设有导气筒，所述导气筒开设有与所述一级腔连通的导气腔，所述进气接头通过所述导气筒与所述一级腔连通。

在其中一个实施例中，还包括一级阀芯，所述一级阀芯收容于所述导气腔内，以将所述进气接头与所述一级腔隔离，所述一级阀芯在预设压力的作用下沿所述导气腔可滑动，以使所述进气接头与所述一级腔连通。

在其中一个实施例中，还包括电磁阀，所述电磁阀的阀芯设置于所述进气接头与所述导气腔之间，所述电磁阀的阀芯可伸缩，以关闭或打开所述进气接头。

在其中一个实施例中，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端抵接于所述壳体的内壁，一端与所述二级弹性膜片抵接。

在其中一个实施例中，还包括旋钮，所述旋钮与所述外壳螺合，并与所述压缩弹簧抵接，所述旋钮相对于所述壳体可旋转，以调节所述压缩弹簧的压缩量。

在其中一个实施例中，还包括复位件，所述复位件与所述一级阀芯可抵持，所述一级阀芯滑动，以使所述进气接头与所述一级腔连通时，所述复位件为所述一级阀芯提供一回复力。

在其中一个实施例中，所述一级腔内设置有一级弹性膜片，所述复位件包括：

L形的抵接板，收容于所述一级腔内，所述抵接板的一端可转动地设于所述壳体上；

伸缩柱，收容于所述一级腔内，所述伸缩柱的一端固定于所述一级弹性膜片上，另一端与所述抵接板远离所述壳体的一端可转动地连接；

复位弹簧，一端与所述壳体的内壁抵持，另一端与所述一级弹性膜片抵接，所述复位弹簧位于所述一级弹性膜片背向所述伸缩柱的一侧。

上述减压器，当二级腔中的气压升高时，通过反馈腔向二级弹性膜片施压，进而带动二级阀芯运动。反馈腔通过反馈接头与二级腔连通，且反馈接头的开口位于出气接头内，故反馈腔的压力为出气接头内的势能。根据能量守恒定律，在流通面积小处，流体流速上升，动能上升，势能下降。由于出气接头的流通面积远小于二级腔的截面积，故反馈腔内的压力相对于二级腔的压力要小。因此，反馈腔对二级弹性膜片的推力也较小，从而二级阀芯的开度比直接采用二级腔压力的开度要大，提高了二级腔的进气量。因此，在出气接头流量较大时，可增加二级腔的进气量，以保证二级腔压力稳定，从而保持燃气稳定输出。

附图说明

图1为本发明较佳实施例中减压器的结构示意图；

图2为图1所示减压器的剖视图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1及图2，本发明较佳实施例中的减压器100包括壳体110、进气接头120、出气接头130、一级阀芯140、复位件150、二级阀芯160、弹性件170、电磁阀180及旋钮190。

壳体110一般由金属铸成，呈中空结构。壳体110的内部设有一级隔板111及二级隔板113，以在壳体110内形成一级腔112及二级腔114。二级隔板113背向二级腔114的一侧还设有二级弹性膜片115，以与二级隔板113之间形成反馈腔116。所述反馈腔116通过反馈接头1161与二级腔114连通，且反馈接头1161的开口位于出气接头130内，一级隔板111上设有连通一级腔112与二级腔114的一级开口（图未示）。

进气接头120及出气接头130均与壳体110连通。具体的，进气接头120与一级腔112连通，出气接头130与二级腔114连通。燃气经进气接头120进入一级腔112，再从一级腔112进入二级腔114，最后通过出气接头130输出。具体在本实施例中，壳体110的侧壁设有导气筒117，导气筒117开设有与一级腔112连通的导气腔1172，进气接头120通过导气筒117与一级腔112连通。可以理解，在其他实施例中，导气筒117可省略。

一级阀芯140设于一级腔112与进气接头120之间，以将进气接头120与一级腔112隔离，一级阀芯140在预设压力的作用下可滑动，以使进气接头120与一级腔112连通。具体在本实施例中，一级阀芯140收容于导气腔1172内，且在预设压力的作用下沿导气腔1172可滑动。一级阀芯140在常态下将进气接头120与一级腔112隔离，当燃气从进气接头120进入时，气压升高，以将一级阀芯140冲开，从而使燃气进入一级腔112内。因此，通过一级阀芯140，可有效的控制一级腔112内的气压。可以理解，在其他实施例中，一级阀芯140可省略。

在本实施例中，电磁阀180的阀芯181设置于进气接头120与导气腔之间，电磁阀180的阀芯181可伸缩，以关闭或打开进气接头120。当需要燃气时，电磁阀180通电，以将进气接头120打开；当不需要燃气时，电磁阀180断电，阀芯181在弹性件183的作用下复位，将进气接头120关闭。可以理解，在其他实施例中，电磁阀180省略，不影响减压器100的功能。

复位件150与一级阀芯140可抵持，一级阀芯140滑动，以使进气接头120与一级腔112连通时，复位件150为一级阀芯140提供一回复力。因此，当一级腔112的气压升高至预设值后，一级阀芯140在复位件150的作用下复位，将进气接头120与一级腔112隔离，从而防止一级腔112内的气压过高。

在本实施例中，一级腔112内设置有一级弹性膜片119，复位件150包括抵接板151、伸缩柱153及复位弹簧155。

抵接板151呈L形，收容于一级腔112内。抵接板151的一端可转动地设于壳体110上。伸缩柱153收容于一级腔112内，且伸缩柱153的一端固定于一级弹性膜片119上，另一端与抵接板151远离壳体110的一端可转动地连接。复位弹簧155的一端与壳体110的内壁抵持，另一端与一级弹性膜片119抵接，复位弹簧155位于一级弹性膜片119背向伸缩柱153的一侧。

当燃气持续进入一级腔112时，一级腔112内的气压升高，从而压迫一级弹性膜片119向复位弹簧155形变，并压缩复位弹簧155。进一步的，弹性膜片119带动伸缩柱153移动，伸缩柱153带动抵接板151转动，转动的抵接板151与一级阀芯140抵接，并驱使一级阀芯140复位，从而将进气接头120与一级腔112隔离。而当一级腔112内的气压降低时，复位弹簧155复位，一级阀芯140又可在进气接头120气体压力的作用下滑动，从而使得燃气再次进入一级腔112。

由于复位件150为杠杆机构，减少了进气接头120内气压作用力的力臂，可以有效降低进气压力的变化对一级腔112内压力的影响。在复位件150的作用下，进气接头120的进气压力从1至20MPa的范围内变动，一级腔112压力波动小于0.2MPa，从而有利于维持一级腔112内气压的稳定。

二级阀芯160穿设于二级隔板113，二级阀芯160的一端与二级弹性膜片115固定连接，另一端设于一级开口。二级阀芯160沿朝向二级弹性膜片115的方向可滑动，以关闭一级开口。常态下，二级阀芯160不与一级开口的边缘抵接，故一级开口打开，燃气可从一级腔112进入二级腔114中。

弹性件170收容于壳体110内，且一端与二级弹性膜片115连接。弹性件170对二级弹性膜片115施加一指向二级隔板113的弹力，以使二级阀芯160打开一级开口。其中，当反馈腔116中的气压增大时，二级弹性膜片115在气压作用下沿背向二级隔板113的方向凸出，以带动所述二级阀芯160沿朝向二级弹性膜片115的方向滑动，进而关闭一级开口。一级开口关闭后，燃气不能从一级腔112进入二级腔114，随着出气接头130继续输出，二级腔114内的气压降低，进而使得反馈腔116的气压也降低。进一步的，二级弹性膜片115在弹性件170的作用下复位，并带动二级阀芯160沿背向向二级弹性膜片115的方向滑动，从而打开一级开口。此外，燃气可从一级腔112进入二级腔114中，从而使得二级腔114中的气压保持稳定。

在本实施例中，弹性件170为压缩弹簧，压缩弹簧的一端抵接于壳体110的内壁，一端与二级弹性膜片115抵接。进一步的，旋钮190与外壳螺合，并与压缩弹簧抵接，旋钮190相对于壳体110可旋转，以调节压缩弹簧的压缩量。

通过调节压缩弹簧的压缩量，可调整压缩弹簧的预紧力。当需要二级腔114具有较高的输出气压时，可旋紧旋钮190，以增大预紧力；当需要降低二级腔114的输出气压时，可旋出旋钮190，以减小预紧力。因此，通过旋钮190可根据实际需求对二级腔114的输出压力进行调整，从而提高了减压器100使用的灵活性。

减压器100，当二级腔114中的气压升高时，通过反馈腔116向二级弹性膜片115施压，进而带动二级阀芯160运动。反馈腔116通过反馈接头1161与二级腔114连通，且反馈接头1161的开口位于出气接头130内，故反馈腔116的压力为出气接头130内气体的势能。根据能量守恒定律，在流通面积小处，流体流速上升，动能上升，势能下降。由于出气接头130的流通面积远小于二级腔114的截面积，故反馈腔116内的压力相对于二级腔114的压力要小。因此，反馈腔116对二级弹性膜片115的推力也较小，从而二级阀芯160的开度比直接采用二级腔114压力的开度要大，提高了二级腔114的进气量。因此，在出气接头130流量较大时，可增加二级腔114的进气量，以保证二级腔114压力稳定，从而保持燃气稳定输出。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种减压器，包括呈中空结构的壳体、与所述壳体连通的进气接头及出气接头，其特征在于，所述壳体的内部设有一级隔板及二级隔板，以在所述壳体内形成一级腔及二级腔，所述二级隔板背向所述二级腔的一侧还设有二级弹性膜片，以与所述二级隔板之间形成反馈腔，所述进气接头与所述一级腔连通，所述出气接头与所述二级腔连通，所述反馈腔通过反馈接头与所述二级腔连通，且所述反馈接头的开口位于所述出气接头内，所述一级隔板上设有连通所述一级腔与所述二级腔的一级开口，所述减压器还包括：

二级阀芯，穿设于所述二级隔板，所述二级阀芯的一端与所述二级弹性膜片固定连接，另一端设于所述一级开口，所述二级阀芯沿朝向所述二级弹性膜片的方向可滑动，以关闭所述一级开口；及

弹性件，收容于所述壳体内，且一端与所述二级弹性膜片连接，所述弹性件对所述二级弹性膜片施加一指向二级隔板的弹力，以使所述二级阀芯打开所述一级开口；

其中，当所述反馈腔中的气压增大时，所述二级弹性膜片在气压作用下沿背向所述二级隔板的方向凸出，以带动所述二级阀芯沿朝向所述二级弹性膜片的方向滑动，进而关闭所述一级开口。

2.根据权利要求1所述的减压器，其特征在于，所述壳体的侧壁设有导气筒，所述导气筒开设有与所述一级腔连通的导气腔，所述进气接头通过所述导气筒与所述一级腔连通。

3.根据权利要求2所述的减压器，其特征在于，还包括一级阀芯，所述一级阀芯收容于所述导气腔内，以将所述进气接头与所述一级腔隔离，所述一级阀芯在预设压力的作用下沿所述导气腔可滑动，以使所述进气接头与所述一级腔连通。

4.根据权利要求2所述的减压器，其特征在于，还包括电磁阀，所述电磁阀的阀芯设置于所述进气接头与所述导气腔之间，所述电磁阀的阀芯可伸缩，以关闭或打开所述进气接头。

5.根据权利要求1所述的减压器，其特征在于，所述弹性件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端抵接于所述壳体的内壁，一端与所述二级弹性膜片抵接。

6.根据权利要求5所述的减压器，其特征在于，还包括旋钮，所述旋钮与所述外壳螺合，并与所述压缩弹簧抵接，所述旋钮相对于所述壳体可旋转，以调节所述压缩弹簧的压缩量。

7.根据权利要求3所述的减压器，其特征在于，还包括复位件，所述复位件与所述一级阀芯可抵持，所述一级阀芯滑动，以使所述进气接头与所述一级腔连通时，所述复位件为所述一级阀芯提供一回复力。

8.根据权利要求7所述的减压器，其特征在于，所述一级腔内设置有一级弹性膜片，所述复位件包括：

L形的抵接板，收容于所述一级腔内，所述抵接板的一端可转动地设于所述壳体上；

伸缩柱，收容于所述一级腔内，所述伸缩柱的一端固定于所述一级弹性膜片上，另一端与所述抵接板远离所述壳体的一端可转动地连接；

复位弹簧，一端与所述壳体的内壁抵持，另一端与所述一级弹性膜片抵接，所述复位弹簧位于所述一级弹性膜片背向所述伸缩柱的一侧。

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