CN103982698B - 一种机气组合的平衡式远程气体调压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机气组合的平衡式远程气体调压器，该调压器主要由阀体、安置阀体内的阀芯、安置在阀体上的膜片以及机气调节机构组成。该机气调节机构设置在阀体上，并与膜片配合，通过机械压力和/或气压来调节膜片，继而调节和平衡阀体工作腔内压力。该气体调压器将机械调节控制机制与气源控制机制有效相结合，来进行压力，并还可用对外来气源实现远程控制调节。

Description

一种机气组合的平衡式远程气体调压器

技术领域

本发明涉及一种气体控制技术，具体涉及一种气体调压器。

背景技术

目前在气体控制元件中的压力调节阀的调节机制一般包括机械调节控制，和电控制。

常见的压力调节阀主要都是单一的压力调节式(即机械调节)，用机械调节阀内的弹簧调节控制所需要的压力，不能用于现代的自动控制系统中。而现可用在自动控制系统中的压力调节阀都是电调节控制，即又称电-液或电-气比例调节阀，这种采用电控制的压力调节阀，在没有电的条件下不能工作。发明内容

针对现有气体控制元件中的压力调节阀，无法实现机气结合来进行控制调节，以及无法对外来气源实现远程控制调节等问题，本发明的目的在于提供一种机气组合、平衡式并可实现气体远程控制的气体调压器。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种机气组合的平衡式远程气体调压器，所述调压阀包括：

一阀体，所述阀体上设置有依次连通的进气口、工作腔以及出气口；

一阀芯，所述阀芯设置在阀体内；

一膜片，所述膜片设置在阀体上，并与其上的工作腔配合，调节和平衡工作腔内的工作压力；

一机气调节机构，所述机气调节机构设置在阀体上，并与膜片配合，通过机械压力和/或气压调节膜片平衡阀体工作腔内压力。

在本发明的优选实例中，所述机气调节机构包括机械调节机构和气源调节机构，所述机械调节机构与膜片配合，通过机械压力调节膜片；所述气源调节机构与膜片配合，其外接调节气源，并在内形成调节气压，利用该调节气压调节膜片。

进一步的，所述机械调节机构包括阀盖、弹簧以及调节螺丝，所述阀盖与阀体密封相接，并覆盖住膜片，该阀盖上开设有进气口，所述弹簧设置在阀盖内，并对膜片形成压力，所述调节螺丝设置在阀盖顶部，并对阀盖内的弹簧的弹力进行调节；

所述气源调节机构包括外气盖，所述外气盖密封的罩设在阀盖上，并与阀盖之间相隔形成气道，外气盖上开设有进气口，该进气口外接调节气源，并依次通过两者之间的气道以及阀盖上的进气口与阀盖内部连通，在阀盖内部形成调节气压，并由该气压直接调节膜片；所述外气盖的顶部设置有调节螺丝盖，所述调节螺丝盖与阀盖上的调节螺丝对应配合。

本发明提供的气体调压器将机械调节控制机制与气源控制机制有效相

结合，来进行调节压力，并还可用对外来气源实现远程控制调节。

该气体调压器除了能够实现远程控制和调节系统所需的压力外，其系统压力调节和气体远程控制还可各自独立工作。由此极大的提高了其工作控制能力好，用户可方便的选用机械、外气源或机气合一元件控制方式来实现所要求的功能。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明的爆炸图；

图3为本发明的使用示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明在现有机械控制阀的基础上，将机械调节和远程气体调节相结合，从而能够在机械压力调节阀上实现远程控制和调节系统所需的压力，并两者可相互独立或者配合进行工作。

为此，本发明提供了一种机气组合的平衡式远程气体调压器，该调压器主要由阀体、安置阀体内的阀芯、安置在阀体上的膜片以及机气调节机构组成。该机气调节机构设置在阀体上，并与膜片配合，通过机械压力和/或气压来调节膜片，继而调节和平衡阀体工作腔内压力。

其中，机气调节机构包括机械调节机构和气源调节机构，机械调节机构与膜片配合，通过机械压力调节膜片；而气源调节机构与膜片配合，其外接调节气源，并在内形成调节气压，利用该调节气压调节膜片。

参见图1和图2，其所示为基于上述原理形成的机气组合的平衡式远程气体调压器的组成结构。由图由图可知，该调压器主要包括阀体10、阀芯20、膜片30、阀盖40、弹簧50、外气盖60、调节螺丝70以及调节螺丝盖80等八个主要部件组成。

阀体10为本调压器的一个主体，用于其它组成部件的安装，以实现调压器的使用和控制功能。该阀体10包括一阀体主体11，在主体的侧壁上设置有进气连接口12、出气连接口13，主体的内部设置有阀芯安置腔14，主体的顶部设置有工作腔15。其中，进气连接口12与阀芯安置腔14连通，阀芯安置腔14的顶部通过若干斜向的连接气道16与工作腔15连通，而工作腔15与出气连接口13连通。

同时，在阀体10上还设置有可检测进气和出气压力的检测连接端。

阀芯20，其设置在阀体10的阀芯安置腔14中。其用于控制和调节连接气道16与进气连接口12之间连通，建立所需要的压力，并在有一定压力波动和进口压力在一个范围内，压力下降时可调至平衡的功能，以达到出口压力设置稳定。

膜片30，其设置在阀体10和阀盖40的之间，主要工作是用来调节和平衡阀体内工作腔内的工作压力。

具体的，该膜片30包括一膜片本体31和压力承载盘32，该膜片本体31的大小形状与阀体上工作腔15的开口断面相对应，并且安置在工作腔15的开口断面上。该本体31的中间设置有安置柱33，压力承载盘32穿设在该安置柱33上，用于与弹簧50配合，承载其对膜片施加的压力。

阀盖40，其与阀体10密封相接，且覆盖住膜片30。该阀盖40整体为三级圆台结构，内部为三级沉孔结构，第一级沉孔41作为连接端口与阀体10顶端配合，实现阀盖40与阀体10之间的密封相接，第一级沉孔底部的宽度与阀体上工作腔15的开口断面宽度相对应，并与工作腔15开口断面配合，压紧膜片30中的膜片本体31。

第二级沉孔42作为膜片30中压力承载盘32的安置腔，其大小、深度等于膜片30上的压力承载盘32相当配合，对压力承载盘32形成限位。

第三级沉孔43作为弹簧50的安置腔，其内壁上开设有调节气源的进气口44，同时在第三级沉孔43的底部(即阀盖的顶部)开设有一调节螺丝70的安置孔45。

弹簧50，其安置在阀盖的第三级沉孔43内，底端位于膜片的压力承载盘32内，并套设在压力承载盘中间的安置柱33上，由安置柱33对其进行限位；顶端与安置在阀盖上的调节螺丝70相配合。该弹簧50主要用于根据自身的弹力产生一个机械的作用力作用在膜片30上，使其能保持平衡进气出气压力所产生的压力差。

调节螺丝70，其通过螺接的方式设置在阀盖40顶部的安置孔45中，调节端72位于阀盖40外部，而动作端71则伸入阀盖内部，伸入阀盖40内的动作端71与其内的弹簧50的顶端配合，由此通过旋转来调节弹簧对膜片的压力，将调节螺丝70向下调节弹簧的压力就加大，向上调节弹簧工作压力就减小。

为避免调节螺丝70旋转调节对调节弹簧的影响，在动作端71通过一转换机构与调节弹簧相配合。该转换机构包括压球73和压板74，调节螺丝70的动作端71上设置有与压球73相配合的球形安置槽，压球73安置在该安置槽中，并可任意转动。压板74的顶面设置有与压球73相配合的球面槽，压板74的底面为与弹簧50断面相配合的凸台结构。由此，在配合安装时，压球73安置在调节螺丝70上动作端71的安置槽内，该压球73的伸出部分与压板74的顶面球面槽配合，同时压板74通过底面的凸台稳定安置在弹簧的顶端上。这样当调节螺丝70进行旋转时，通过压球73的过度作用，避免带动弹簧转动，引起弹簧变形的问题；另外，通过压板74上的凸台结构对弹簧进行限位，使得弹簧整体受力均衡，提高稳定性。

外气盖60，作为实现气体控制和调节的一个主件，其整体密封的罩设在阀盖40上，并将控制气源引入外气盖内，并在外气盖内建立的压力通过阀盖上的出气孔进入阀盖内，继而加在阀体的膜片上方，使产生一个作用在膜片上的压力加上或单独的力来平衡进出气的压力平衡。

具体的，该外气盖60结构与阀盖40相对应，整体为三级圆台结构，内部为与阀盖40外部相配合的三级沉孔结构，第一级沉孔作为连接口与阀盖40的底部最大端(阀盖40外部的第一级圆台结构)螺接配合，实现外气盖60罩设在阀盖40上上。

第二级沉孔62与阀盖40外部的第二级圆台结构相配合，并且两者之间设置有密封圈64，实现两者密封相接。

第三级沉孔63与阀盖40的第三级圆台结构相配合，且两者之间相隔形成气道65，同时在第二级沉孔63的侧壁上开设有进气口66，该进气口66连接调节气源，其依次通过气道65以及阀盖40上的进气口44与阀盖内腔(即第三沉孔43)连通，由此可在阀盖40内形成调节气压。

由于阀盖整体位于外气盖60内，为了便于调节阀盖上的调节螺丝70，在外气盖60的顶部密封设置有一调节螺丝盖80。

调节螺丝盖80通过相应的密封圈81密封设置在外气盖60的顶部，这样方便调节螺丝70。

由此形成的调节器中阀盖40、弹簧50、调节螺丝70配合形成与膜片30相配合的机械调节机构；而外气盖60外接远程调节气源，与阀盖40配合形成相应的气源调节机构，将机械调节控制机制与气源控制机制有效相结合，来进行调节压力，通过远程调节气源，实现远程控制调节。

以下对根据上述方案形成的机-气组合的平衡式远程气体调压器进行工作的原理进行具体说明，参见图3：

1.高压气从阀体的进气口A进入阀芯腔a，阀芯腔a的压力和进入口A的气体压力一致。该气体压力作用在阀芯口上，产生一个推力使阀芯向上移动，并将阀芯腔a内的气体通过阀体上的气道流入工作腔b。在工作腔b内的气体产生了一个压力并同时作用在膜片上而产生一个向上的推力。阀芯向上移动产生的推力和膜片上的推力与作用在膜片上的向下的弹簧力相平衡。从而在阀体的工作腔内产生了一个气体固定压力，这压力在工作腔b内通过阀体出口B流出。

当需要调节时，可通过设在弹簧上的调节螺丝来调节弹簧，使作用在膜片上的推力加大和减小，来调节和平衡工作腔b内气体作用在膜片3上的压力，以达到机械的压力调节作用。这时我们目前运用的压力调节的方法和原理。

2.当需要进行机-气组合调节时，由外气盖上进气口C外接控制气体，该控制气体由进气口C进入外气盖的内腔c(即外气盖与阀盖之间的气道)，通过该内腔c，以及阀盖上的进气口D进入阀盖的内腔d，在内腔d内气体产生一个压力，并向下作用在阀的膜片上。此时，该气压力和弹簧的机械压力加起来一起作用在膜片的上面，两者的合力此时将和阀芯向上移动产生的推力和工作腔b内的压力作用在膜片上的推力相平衡，继而在工作腔b内产生了一个固定气体压力，这压力由工作腔b，通过阀体出口B流出的压力。以此可见，可以通过控制进入进气口C的气体压力大、小，来调节外气盖内腔c内的压力大小，以达到调节压力的作用，而这控制气体可是有个独立的可远控的气源。

由此可得到该调压阀进行调节时：1.可直接用机械弹簧的调节方法，调节弹簧的压力就可实现压力调节。

2.可不用弹簧调节将调节螺丝完全松开，直接用来控制气体进入外气盖6的内腔c到阀盖内腔d，在膜片3上产生一个气体压力来代替弹簧的机械压力，也可实现压力调节作用。

3.可将机械弹簧和控制气体结合控制的方法，先可将弹簧调节一个作用力，作用在膜片上的一个机械压力和工作腔b内的压力平衡(可为常用的压力)，如需要变动压力时，可用外来的控制压力气体(可用电磁阀来控制)送入c腔到d腔，作用在膜片的上面，使膜片上面的压力加大，这时膜片下面工作腔b的压力要变大而来平衡膜片上面的力，达到一个调节压力的作用。当然外控的气体可用不同的方法来实现。

由上可知，通过本发明提供的方案形成的机-气组合的平衡式远程气体调压器，如在无或不需要远程式外接气源的情况下，可采用机械控制。如在要求远程式时，只需用外接气源控制调节工作，来代替机械调节控制，而这控制气体可用电磁阀来实现。如要在每一时间或特殊情形对一在正常工作的条件下进行需要的变动或调节，可用机器弹簧和外来控制气体组合的方法来实现。可见该气体调压器的工作控制能力非常好，用户可方便的选用机械外气源或机-气合一元件控制方法来实现所要求的功能。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种机气组合的平衡式远程气体调压器，其特征在于，所述调压器包括：

一阀体，所述阀体上设置有依次连通的进气口、工作腔以及出气口；

一阀芯，所述阀芯设置在阀体内；

一膜片，所述膜片设置在阀体上，并与阀体上的工作腔配合，调节和平衡工作腔内的工作压力；

一机气调节机构，所述机气调节机构设置在阀体上，并与膜片配合，通过机械压力和/或气压调节膜片平衡阀体工作腔内压力；

所述机气调节机构包括机械调节机构和气源调节机构，所述机械调节机构与膜片配合，通过机械压力调节膜片；所述气源调节机构与膜片配合，其外接调节气源，并在内形成调节气压，利用该调节气压调节膜片；

所述机械调节机构包括阀盖、弹簧以及调节螺丝，所述阀盖与阀体密封相接，并覆盖住膜片，该阀盖上开设有进气口，所述弹簧设置在阀盖内，并对膜片形成压力，所述调节螺丝设置在阀盖顶部，并对阀盖内的弹簧的弹力进行调节；

所述气源调节机构包括外气盖，所述外气盖密封的罩设在阀盖上，并与阀盖之间相隔形成气道，外气盖上开设有进气口，该进气口外接调节气源，并依次通过外气盖与阀盖之间的气道以及阀盖上的进气口与阀盖内部连通，在阀盖内部形成调节气压，并由该调节气压直接调节膜片；所述外气盖的顶部设置有调节螺丝盖，所述调节螺丝盖与阀盖上的调节螺丝对应配合。