CN104913110A - 套筒型减压装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的套筒型减压装置，使间隙流平稳转换为通常流，抑制流体减压时的噪音、振动、气穴等的发生，实现稳定的控制。所述套筒型减压装置形成为外周侧可变套筒部4的最下行的小孔(4a)少于其他行的每行的小孔(4a)。另外，使衬套(2)具有的断流壁面(2a)的下端部以内周侧可变套筒部(5)侧位于外周侧可变套筒部(4)侧的上部的方式带有倾斜地形成。

Description

套筒型减压装置
技术领域
本发明涉及设于调节器或调节阀的套筒型减压装置。
背景技术
例如，在专利文献1中记载有套筒型减压装置，除了具有多个孔、且沿着衬套具有的断流壁面的外周面的外周侧可变套筒部之外，还设置具有多个孔、且沿着衬套具有的断流壁面的内周面的内周侧可变套筒部，随着外周侧可变套筒部和内周侧可变套筒部之间的断流壁面的滑动，使外周侧可变套筒部和内周侧可变套筒部具有的孔的开孔面积连续发生变化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011―236962号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
上述这样的套筒型减压装置中，在断流壁面位于能滑动范围的最下端、从外周侧可变套筒部的孔向内周侧可变套筒部的孔的流体的移动完全断流的状态下，断流壁面向上方向滑动的话，首先发生间隙流。
间隙流是指：经由断流壁面向上方向滑动形成的断流壁面的下端面的空隙、为了断流壁面能在外周侧可变套筒部和内周侧可变套筒部之间滑动、外周侧可变套筒部的内周面和断流壁面的外周面的微小空隙、以及、内周侧可变套筒部的外周面和断流壁面的内周面的微小空隙，流体从外周侧可变套筒部的孔向内周侧可变套筒部的孔穿过。
从间隙流发生的状态开始，断流壁面进一步向上方向滑动的话，断流壁面的下端向外周侧可变套筒部的最下行的孔靠近，该最下行的孔开始打开，阀开度(可变套筒部的孔中、流体能通过的孔的总面积的比例)成为微小的状态。于是，流体流从间隙流转变为通常流。
通常流是指：流体从外周侧可变套筒部的孔直接通过断流壁面的下端面的空隙、穿过内周侧可变套筒部的孔。
在从该间隙流向通常流转换时，由于从外周侧可变套筒部的孔通过断流壁面的下端面的空隙、而要穿过内周侧可变套筒部的孔的流体流量急剧增加，较难控制，而且，急剧增加的流体使得衬套被冲击。从而产生了噪音、振动、气穴等。
尤其是高压的流体向套筒型减压装置流入的情况下，冲击方式也与通常的中压的流体流入的情况不同，冲击产生的噪音、振动也变得非常大。
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种使间隙流平稳转换为通常流，抑制流体减压时的噪音、振动、气穴等的发生，实现稳定的控制的套筒型减压装置。
解决问题的技术手段
本发明的套筒型减压装置是对来自上游侧的流体进行减压再使所述流体流向下游侧的套筒型减压装置，所述套筒型减压装置包括：外周侧可变套筒部，其具有使来自所述上游侧的流体流至内部的多个孔；内周侧可变套筒部，其配置在所述外周侧可变套筒部的内周侧，并具有使来自所述外周侧可变套筒部的流体流至内部的多个孔；衬套，其配置在所述外周侧可变套筒部和所述内周侧可变套筒部之间，并具有断流壁面，通过所述断流壁面的滑动使得流体能够通过的所述外周侧可变套筒部和所述内周侧可变套筒部的孔连续发生变化；以及固定套筒部，其具有使来自所述内周侧可变套筒部的流体流向所述下游侧的多个孔，所述外周侧可变套筒部的最下行的孔形成为少于其他行的每行的孔，所述断流壁面的下端部以所述内周侧可变套筒部侧位于所述外周侧可变套筒部侧的上部的方式倾斜。
发明的效果
根据本发明，由于外周侧可变套筒部的最下行的孔少于其他行的每行的孔，因此，在从间隙流向通常流转换时，能够抑制通过外周侧可变套筒部的孔的流体流量的急剧增加，并抑制该急剧增加的流体导致的对衬套的冲击。另外，使衬套具有的断流壁面的下端部以内周侧可变套筒部侧位于外周侧可变套筒部侧的上部的方式倾斜，因此，能够抑制在断流壁面的下端面的空隙，流体的压力停滞而对衬套的冲击的发生。因此，能够抑制流体减压时的噪音、振动、气穴等的发生，实现稳定的控制。
附图说明
图1是示出本发明的实施方式1涉及的套筒型减压装置的构成的截面图。
图2是本发明的实施方式1中的外周侧可变套筒部的侧视图。
图3是本发明的实施方式1涉及的套筒型减压装置的局部放大截面图。
图4是示出本发明的实施方式1中的可变套筒部的小孔的其他配置例的侧视图和局部放大截面图。
图5是示出本发明的实施方式1中的可变套筒部的小孔的其他配置例的侧视图和局部放大截面图。
图6是示出为了有助于本发明的实施方式1中的外周侧可变套筒部的理解的参考例的外周侧可变套筒部的侧视图。
具体实施方式
实施方式1
图1是示出本发明的实施方式1涉及的套筒型减压装置的构成的截面图。
如图1所示，设于调节器或调节阀的套筒型减压装置在流通高压流体的上游侧的一次侧流路10和下游侧的二次侧流路11之间配置有第1套筒1、衬套2以及第2套筒3而构成。该第1套筒1具有外周侧可变套筒部4。另外，第2套筒3具有内周侧可变套筒部5和固定套筒部6。
外周侧可变套筒部4是对来自一次侧流路10的流体进行减压的构件，其配置在衬套2的外周侧，并在侧面下部形成有多个小孔4a。通过衬套2的后述断流壁面2a的上下滑动，该外周侧可变套筒部4中，能够通过来自一次侧流路10的流体的小孔4a的总面积(开孔面积)发生连续的变化。通过该外周侧可变套筒部4而被减压了的流体向内周侧可变套筒部5侧流动。
内周侧可变套筒部5是对来自外周侧可变套筒部4的流体进行减压的构件，其配置在衬套2的内周侧，并在侧面下部形成有多个小孔5a。通过衬套2的断流壁面2a的上下滑动，该内周侧可变套筒部5中，能够通过来自外周侧可变套筒部4的流体的小孔5a的总面积(开孔面积)发生连续的变化。通过该内周侧可变套筒部5而被减压了的流体向固定套筒部6侧流动。
衬套2配置在外周侧可变套筒部4和内周侧可变套筒部5之间，具有对小孔4a、5a部分的流体的通过量进行制限的断流壁面2a。该衬套2通过未图示的操作器进行上下移动，使断流壁面2a在外周侧可变套筒部4和内周侧可变套筒部5之间滑动，使得外周侧可变套筒部4和内周侧可变套筒部5的开孔面积发生连续的变化。
另外，在断流壁面2a的上端部侧形成有均压空间7，在断流壁面2a上从下端部向着均压空间7形成有贯通的均压孔2b。该均压孔2b抑制对断流壁面2a的不平衡力(顶上断流壁面2a的力)，用以对操作衬套2的操作器不赋予多余的负荷，该不平衡力在断流壁面2a向上方向滑动、流体流入内周侧可变套筒部5内部时在断流壁面2a下端部侧产生。这是通过均压孔2b，使断流壁面2a下端部侧与均压空间7为相同压力，从而抵消对断流壁面2a的不平衡力。
固定套筒部6是对来自内周侧可变套筒部5的流体进行减压的构件，其配置在内周侧可变套筒部5的下方，在侧面下部和底面形成有多个小孔6a。通过该固定套筒部6而被减压了的流体向二次侧流路11侧流动。
这里，图2示出外周侧可变套筒部4的侧视图。
外周侧可变套筒部4的小孔4a中，排列成多行的小孔4a每2列隔开间隔L地规则排列。另外，位于最接近外周侧可变套筒部4的下端的位置的小孔4a被间隔剔除的结构(在图2中由虚线示出)、和小孔4a没有被间隔剔除的结构每2列交互排列，最下行的小孔4a的数量(图2中目视为5个)少于其他行中每行的小孔4a的数量(图2中目视为9个)。
如图1所示，内周侧可变套筒部5的小孔5a形成在与外周侧可变套筒部4的小孔4a相对的相同位置，将最下行的小孔4a、5a附近的截面图与衬套2具有的断流壁面2a的下端部一起在图3中示出。
断流壁面2a的下端部以内周侧可变套筒部5侧位于外周侧可变套筒部4侧的上部的方式带有倾斜地形成，断流壁面2a下端面的空隙H形成为内周侧可变套筒部5侧比外周侧可变套筒部4侧大。
如图2所示，最下行的小孔4a的数量(图2中目视为5个)少于其他行中每行的小孔4a的数量(图2中目视为9个)，断流壁面2a向上方向滑动，其下端靠近外周侧可变套筒部4的最下行的小孔4a，在阀开度从零变成微小的状态时，即、在从间隙流向通常流转换时，可以将流体能通过的小孔4a的总面积抑制得很小。因此，使从外周侧可变套筒部4的最下行的小孔4a通过断流壁面2a下端面的空隙H而要穿过内周侧可变套筒部5的小孔5a的流体流量，在从间隙流向通常流转换时急剧增加而急剧流动以及该流动导致的向衬套2的冲击的发生得以抑制。
由此，能够从间隙流到通常流进行稳定地转换，即使阀开度微小时控制也较稳定，能够抑制噪音、振动、气穴等的发生。
另一方面，图6示出作为用于帮助本发明的理解的参考例的、外周侧可变套筒部40的侧视图。外周侧可变套筒部40的小孔40a中，排列成多行的小孔4a每2列隔开间隔L地规则排列。另外，在图2中间隔剔除并以虚线示出的小孔在图6所示的参考例中没有间隔剔除，而是形成为小孔40a。即、最下行的小孔40a的数量(图6中目视为9个)与其他行每行的小孔40a的数量(图6中目视为9个)相同。
如图6所示，形成有小孔40a的情况下，与图2所示的外周侧可变套筒部4相比，在从间隙流向通常流转换时，流体能通过的最下行的小孔40a的总面积变大。从而，流入外周侧可变套筒部40的最下行的小孔40a的流体流量，在从间隙流向通常流转换时急剧增加，发生急剧流动以及该流动导致的向衬套的冲击。
将说明返回到图3，在从间隙流向通常流转换时，通过了外周侧可变套筒部4的最下行的小孔4a的流体继续通过断流壁面2a下端面的空隙H，但此时通过断流壁面2a下端面的空隙H并穿过内周侧可变套筒部5的小孔5a的流路不能得以充分确保的话，通过了最下行的小孔4a的流体不能在该流路流通，衬套2被流体向上方向推压，即、成为被冲击的状态。因此，通过使断流壁面2a的下端部以内周侧可变套筒部5侧位于外周侧可变套筒部4侧的上部的方式倾斜，充分确保了通过断流壁面2a下端面的空隙H并穿过内周侧可变套筒部5的小孔5a的流路，能够抑制流体的压力在断流壁面2a下端面的空隙H停滞。从而，能够进一步抑制流体对衬套2的冲击。
另外，内周侧可变套筒部5的小孔5a也可以没有与外周侧可变套筒部4的小孔4a形成在完全相同的位置，在图2中虚线所示的间隔剔除了的小孔4a相对的相同的位置，又形成小孔5a。另外，除了该位置以外，也可以在与最下行的小孔5a相同水平高度的位置能够追加形成小孔5a的区域(图2所示的、每隔2列规则设置的间隔L的位置等)进一步追加形成最下行的小孔5a。这样一来，通过了最下行的小孔4a的流体能通过的最下行的小孔5a多于最下行的小孔4a的数量，因此，能够进一步抑制在断流壁面2a下端面的空隙H流体的压力发生停滞而导致的向衬套2的冲击。
又，图4的(a)示出，为了得到与图2所示的结构不同的减压性能，使外周侧可变套筒部4的小孔4a和内周侧可变套筒部5的小孔5a不在同轴上配置，为了变得相互不同轴心的位置错开配置的结构。实线示出在外周侧可变套筒部4形成的小孔4a，点线示出在内周侧可变套筒部5形成的小孔5a。
外周侧可变套筒部4的小孔4a中，排列成多行的小孔4a每2列隔开间隔地规则排列，另外，位于最接近外周侧可变套筒部4的下端的位置的小孔4a被间隔剔除的结构(在图4的(a)中由虚线示出)、和小孔4a没有被间隔剔除的结构每2列交互排列，最下行的小孔4a的数量(图4的(a)中目视为5个)少于其他行中每行的小孔4a的数量(图4的(a)中目视为9个)，这与图2相同。因此，与使用图2进行说明的一样，使从外周侧可变套筒部4的最下行的小孔4a通过断流壁面2a下端面的空隙H而要穿过内周侧可变套筒部5的小孔5a的流体流量，在从间隙流向通常流转换时急剧增加而急剧流动以及该流动导致的向衬套2的冲击的发生得以抑制。
图4的(b)示出，将图4的(a)所示的外周侧可变套筒部4的最下行的小孔4a和内周侧可变套筒部5的最下行的小孔5a付近的截面图与断流壁面2a的下端部一起示出的结构。
通过使断流壁面2a的下端部以内周侧可变套筒部5侧位于外周侧可变套筒部4侧的上部的方式倾斜，使得从最下行的小孔4a通过断流壁面2a下端面的空隙H，穿过如图4的(a)所示排列在与最下行的小孔4a相同水平高度位置的最下行的小孔5a的流路得以充分确保的同时，穿过如图4的(b)所示轴心在错开的位置的小孔5a(最下行的上一行的小孔5a)的流路也得以充分确保，与不使断流壁面2a的下端部倾斜的情况相比，能够抑制在断流壁面2a下端面的空隙H流体的压力停滞而导致的对衬套2的冲击。
进一步地，如图5的(a)、(b)所示，使外周侧可变套筒部4的小孔4a和内周侧可变套筒部5的小孔5a不在同轴上配置，为了互不相同而轴心的位置错开配置，且最下行的小孔4a的数量(图5的(a)中目视为5个)少于其他行的每行的小孔4a的数量(图5的(a)中目视为9个)，在内周侧可变套筒部5的最下行的小孔5a的位置位于外周侧可变套筒部4的最下行的小孔4a的位置的下部的情况下，即使在断流壁面2a的下端部不带有倾斜，从最下行的小孔4a通过断流壁面2a下端面的空隙H、而穿过最下行的小孔5a的流路也能得以确保。
然而，通过使断流壁面2a的下端部以内周侧可变套筒部5侧位于外周侧可变套筒部4侧的上部的方式倾斜，使穿过如图5的(a)所示排列在与最下行的小孔4a相同水平高度位置的小孔5a(最下行的上一行的小孔5a)的流路、以及、穿过如图5的(b)所示位于轴心错开位置的小孔5a(最下行的上两行的小孔5a)的流路也能得以充分确保，与使断流壁面2a的下端部不倾斜的情况相比，能够进一步抑制在断流壁面2a下端面的空隙H流体的压力停滞而导致的对衬套2的冲击。
又，如图5的(a)所示，通过小孔4a的数量与小孔5a的数量不同，能够得到与数量相同情况下不同的减压性能。
图1～图5中，示出了关于外周侧可变套筒部4的小孔4a和内周侧可变套筒部5的小孔5a的配置关系以及孔数的各种变化的一例，但本发明的适用对象并不限于图示的结构。另外，通过外周侧可变套筒部4的小孔4a和内周侧可变套筒部5的小孔5a为了相互不同而错开轴心的位置地配置，使得从小孔4a喷出来的流体一旦接触到内周侧可变套筒部5的壁面之后，即向周围的小孔5a分散并向固定套筒部6侧流动，因此，与轴心的位置不错开的情况相比，减压性能提高。
如上所述，根据该实施方式1，通过使外周侧可变套筒部4的最下行的小孔4a的数量少于外周侧可变套筒部4的其他行的每行的小孔4a的数量，在从间隙流向通常流转换时，使从外周侧可变套筒部4的最下行的小孔4a通过断流壁面2a下端面的空隙H而要穿过内周侧可变套筒部5的小孔5a的急剧的流动以及该流动导致的向衬套2的冲击的发生得以抑制。另外，使断流壁面2a的下端部以内周侧可变套筒部5侧位于外周侧可变套筒部4侧的上部的方式倾斜，能够抑制在断流壁面2a下端面的空隙H流体的压力停滞而导致的对衬套2的冲击的发生。因此，能够抑制流体减压时的噪音、振动、气穴等的发生，实现稳定的控制。
另外，通过形成为内周侧可变套筒部5的最下行的小孔5a多于外周侧可变套筒部4的最下行的小孔4a，能够进一步抑制在断流壁面2a下端面的空隙H流体的压力停滞而导致的对衬套2的冲击。
又，该实施方式1在与通常的中压的流体流入的情况下的冲击方式不同的、由于冲击而产生的噪音、振动也容易变得非常大的非常高压的流体流入套筒型减压装置的情况下，尤其能够发挥优异的效果。
又，本申请发明在其发明的范围内，能够进行实施方式的任意的构成要素的变形、或实施方式的任意的构成要素的省略。
符号的说明
1 第1套筒
2 衬套
2a 断流壁面
2b 均压孔
3 第2套筒
4 外周侧可变套筒部
4a 小孔
5 内周侧可变套筒部
5a 小孔
6 固定套筒部
6a 小孔
7 均压空间
10 一次侧流路
11 二次侧流路
40 外周侧可变套筒部
40a 小孔。

Claims (2)

1.一种套筒型减压装置，其是对来自上游侧的流体进行减压再使所述流体流向下游侧的套筒型减压装置，所述套筒型减压装置的特征在于，包括：
外周侧可变套筒部，其具有使来自所述上游侧的流体流至内部的多个孔；
内周侧可变套筒部，其配置在所述外周侧可变套筒部的内周侧，并具有使来自所述外周侧可变套筒部的流体流至内部的多个孔；
衬套，其配置在所述外周侧可变套筒部和所述内周侧可变套筒部之间，并具有断流壁面，通过所述断流壁面的滑动使得流体能够通过的所述外周侧可变套筒部和所述内周侧可变套筒部的孔连续发生变化；以及
固定套筒部，其具有使来自所述内周侧可变套筒部的流体流向所述下游侧的多个孔，
所述外周侧可变套筒部的最下行的孔形成为少于其他行的每行的孔，
所述断流壁面的下端部以所述内周侧可变套筒部侧位于所述外周侧可变套筒部侧的上部的方式倾斜。
2.如权利要求1所述的套筒型减压装置，其特征在于，
所述内周侧可变套筒部的最下行的孔形成为多于所述外周侧可变套筒部的最下行的孔。
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