CN106462170B - 用于压力调节器的压力释放阀和压力调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种用于气体压力调节器的压力释放阀，该压力释放阀包括：可变形且气密性的片状元件；流出通道，该流出通道允许气体在片状元件的一侧与另一侧之间通过并且该流出通道包括精确定尺寸的孔；闸板，该闸板通过联接装置以可移除的方式与片状元件相关联，联接装置为闸板限定了流出通道的关闭位置和流出通道的打开位置；弹性元件，该弹性元件置于闸板与片状元件之间以将闸板朝所述关闭位置推动。联接装置包括属于片状元件的通孔和滑动地插入通孔中的轴，并且闸板操作性地连接至轴。流出通道与通孔的不同，原因在于设置有适于防止气体在通孔与轴之间通过的密封装置。

Description

用于压力调节器的压力释放阀和压力调节器
技术领域
本发明涉及用于气体压力调节器的压力释放阀、特别地涉及适于在天然气、LPG或其他气体的分配网络中所发现的压力调节器中使用的压力释放阀。
本发明还涉及包括有所述压力释放阀的压力调节器。
背景技术
众所周知，在天然气分配网络中，使用压力调节器使得可以在与可调节的设定值相等的压力下输送天然气。
所述压力调节器包括调节管道，气体流动穿过该调节管道并且在该调节管道中设置有可移动的闸板。
调节器还包括调节室，该调节室受到气体输送压力并且该调节室由与可移动的闸板相关联的可变形膜定界。
调节器的设定值借助于与可变形膜相关联的弹簧来设定。
在操作期间，气体输送压力相对于设定值的变化使可变形膜并且因此使闸板移动，以这种方式来恢复气体输送压力。
压力调节器还包括压力释放阀，该压力释放阀在调节管道中的气体压力超过预设的阈值时将气体朝向调节器的外部释放，该预设的阈值在流量等于零时通常略高于压力调节器的设定值。
调节管道中的气体压力超过预设的阈值在例如下述情况下发生：由于位于闸板下游的气体的热膨胀或者由于布置在调节器下游的阀的快速关闭而导致没有流动。
所述压力释放阀包括形成在可变形膜中的通孔，轴以最小的间隙滑动地插入该通孔中，与所述轴相关联有第二闸板。
在正常的操作条件下，弹簧使该第二闸板与可变形膜保持接触，以这种方式来闭合孔并防止气体从压力调节器流出。
在存在过压的情况下，可变形膜移动直到调节器的闸板完全打开为止。
接着，可变形膜上的气体压力克服第二闸板的弹簧力，以这种方式来打开压力释放阀。
以此方式，气体通过存在于轴与膜中的孔之间的间隙而朝向压力调节器的外部释放。
当气体压力再次降到低于阈值时，压力释放阀由弹簧关闭，从而恢复压力调节器的正常状态。
所述压力调节器、特别是相应的压力释放阀具有下述缺点：它们不允许对朝向调节器外部释放的气体的流量进行控制。
事实上，所述流量取决于位于可变形膜中的孔与第二闸板的轴之间的间隙的尺寸，该尺寸从未能被精确地预先确定。
文献DE 102004006096 B3公开了一种气体压力调节器，其包括安全减压阀，该安全减压阀形成为两个相互同轴的阀，所述两个相互同轴的阀结合以形成单元并响应于对应的不同压力。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于压力调节器的压力释放阀，该压力释放阀使得可以以流量受控的方式释放气体。
所述目的通过根据权利要求1所述的压力释放阀来实现。
所述目的还通过根据权利要求10所述的包括有压力释放阀的压力调节器来实现。
附图说明
所述目的在参照附图并通过非限制性示例提供的本发明的优选实施方式和本发明的一些变型实施方式的以下描述中得到突出显示，其中：
-图1示出了包括本发明的压力释放阀的压力调节器的截面图；
-图2示出了处于关闭构型的本发明的压力释放阀的截面图；
-图3示出了处于打开构型的图2的压力释放阀；
-图4示出了图2的放大的细节；
-图5示出了包括根据本发明的变型实施方式的压力释放阀的压力调节器的截面图；
-图6示出了处于关闭构型的图5的调节器的压力释放阀的截面图；
-图7示出了处于打开构型的图6的阀；
-图8示出了图7的放大的细节。
具体实施方式
参照适于沿天然气分配网络安装的这类压力调节器1对本发明的压力释放阀进行描述。
在图1中整体上由1指示的所述压力调节器包括主体18，主体18定界用于气体的调节管道2，沿着调节管道2设置有适于对气体自身的压力进行调节的阀装置3。
通过改变所述阀装置3的打开程度可以对气体流量进行调节，以使阀装置3自身的下游的气体保持压力恒定。
优选地，阀装置3包括阀体19，阀体19通过杆20以滑动的方式与调节器1的主体18相关联。
为了对阀装置3进行调节，压力调节器1设置有调节室4，调节室4布置成与调节管道2的布置在阀装置3下游的部分连通。
可以理解的是，调节室4中的压力与从压力调节器1流出的气体的压力相等。
调节室4的一侧由可变形且气密性的片状元件6定界。
片状元件6的可变形性允许片状元件6在调节室4中的气体压力的作用下移动。
片状元件6通过连接单元21而与所述阀装置3在操作上相关联，连接单元21构造成使得调节室4中的压力增大对应于阀装置3打开程度的减小，在压力降低的情况下，调节室4中的压力降低对应于阀装置3打开程度的增大。
还提供了反作用元件23例如弹簧，反作用元件23适于在片状元件6上施加与调节室4中的气体压力相反的力，以限定压力调节器1的设定值。
优选地，可以例如通过使所述弹簧的压缩程度改变的调节螺钉来对反作用元件23的力进行调节以允许设定值被修改。
压力调节器1还包括压力释放阀5，压力释放阀5构造成使得允许气体在压力调节器1的压力超过阈值水平时被释放出压力调节器1，该阈值水平在流量等于零时高于压力调节器的设定值。
优选地，阈值超过设定值几毫巴。
如在图2中可以观察到的，压力释放阀5包括流出通道8，在特定条件下，流出通道8允许气体从片状元件6的一侧通向另一侧，稍后将对此进行解释。
优选地，所述流出通道8属于片状元件6。
压力释放阀5还包括闸板10，闸板10通过联接装置9而以可移除的方式与片状元件6相关联。
所述联接装置9为闸板10限定了图2中所示的关闭位置和图3中所示的打开位置，其中，在关闭位置中，闸板10关闭流出通道8以阻止气体通过，在打开位置中，流出通道8保持打开。
压力释放阀5还包括置于闸板10与片状元件6之间的弹性元件11，该弹性元件构造成将闸板10推动到所述关闭位置中。
根据本发明，流出通道8包括精确定尺寸的孔12。
所述精确定尺寸的孔12使得可以以高精度限定在与阈值对应的压力下通过压力释放阀5释放的气体的流量，以这种方式实现本发明的目的。
优选地，精确定尺寸的孔12的直径使得允许与压力调节器1所允许的最大值对应的气体流量在阀装置3下游的气体压力等于压力释放阀5的阈值时通过。
优选地，精确定尺寸的孔12的直径不超过1mm。
作为示例，在精确定尺寸的孔12的直径包括在0.35mm与0.40mm之间且长度等于0.5mm的情况下，压力释放阀5的流量在气体压力等于70毫巴时为大约30l/h。
优选地，并且如图4中所示，所述流出通道8属于片状元件6。
如果片状元件6是通过对塑料材料进行模制而获得的，则所述选择是特别有利的，这是因为其允许在模制操作期间产生流出通道8。
优选地，压力释放阀5还包括面向精确定尺寸的孔12且适于防止精确定尺寸的孔12被灰尘或类似材料阻塞的过滤器，该过滤器在附图中未被示出但是本身是已知的。
优选地，过滤器由特别适合于所述目的的烧结材料制成。
关于允许闸板10相对于片状元件6进行相对运动的联接装置9，联接装置9优选地包括轴7，轴7与闸板10在操作上相关联并且轴7滑动地插入属于片状元件6的通孔13中。
特别地，当闸板10处于关闭位置时，闸板10与片状元件6接触。
在该操作构型中，闸板10和片状元件6彼此一体地移动。
优选地，压力释放阀5的轴7通过杠杆22或者通过杠杆系统或其他等同的运动机构而与阀装置3在操作上相关联。
根据图5中所示的本发明的变型实施方式，轴7与压力调节器的阀装置3的杆20一体地相关联。
在任何情况下，优选地设置防止气体在所述通孔13和轴7之间通过的密封装置14。
有利地，所述密封装置14确保气体排他性地或几乎排他性地通过精确定尺寸的孔12排出。
优选地，所述密封装置14包括置于片状元件6与轴7之间的垫圈，例如O形环类型的环形垫圈或任何其他等同类型的垫圈。
优选地，所述垫圈构造成使得允许轴7以最小的摩擦在通孔13中进行滑动运动。
有利地，轴7和通孔13之间的有限摩擦有利于压力释放阀5的打开，从而确保在达到预设的过压时执行所述打开运动以及限制任何打开延迟。
优选地，所述条件通过将垫圈、片状元件6和轴7之间的总的径向干涉保持包括在0.05mm与0.15mm之间来实现。
所述减小的干涉使摩擦最小化并使任何可能的气体泄漏的流量减少到与流动穿过精确定尺寸的孔12的气体的流量相比在任何情况下均可忽略。
优选地，垫圈与座部15相关联，座部15允许垫圈在闸板10运动的方向稍微滑动。
有利地，在垫圈趋于粘附至闸板10与片状元件6中的一者——这可能会因压力释放阀5的长时间操作而发生——的情况下，所述滑动运动有助于闸板10与片状元件6之间的相对运动。
关于片状元件6，其优选地包括与刚性支承盘17相关联的可变形膜16。
优选地，支承盘17比可变形膜16小，使得允许可变形膜16的周缘部分变形。所述周缘部分与压力调节器1的本体18相关联以封闭调节室4。
特别地，轴7滑动地插入的通孔13优选地属于支承盘17，这对轴7的滑动运动的精确性有利。
此外，可变形膜16优选地设置有中央通孔24，其直径超过支承盘17中的通孔13的直径，同时流出通道8形成在支承盘17的中央区域中、可变形膜16中的所述中央孔24的高度处。
所述构型使得更容易地钻削出精确定尺寸的孔12，因为精确定尺寸的孔12延伸穿过单个部件，即，支承盘17。
优选地，中央孔24设置有凸起的周缘25，闸板10在关闭时靠在周缘25上，以获得气密性。
根据作为本发明主题的在图6中整体上由5’指示的压力释放阀的变型实施方式，流出通道8属于将闸板10连接至片状元件6的联接装置9，在目前情况下，流出通道8属于轴7。
特别地，所述流出通道8在两个开口26与27之间延伸，其中，第一开口26设置成使得其在闸板10处于打开位置时置于闸板10与片状部件之间，而第二开口27相对于片状元件6设置在另一侧上。
此外，优选地并且如图8中所示，精确定尺寸的孔12形成在插入流出通道8中的塞子28中。
显然，塞子28可以是任意形状，甚至可以与图中所示出的形状不同。
有利地，所述塞子28使得更容易钻削出精确定尺寸的孔12。
仍有利地，通过制造设置有具有不同直径的精确定尺寸的孔的塞子，可以通过简单地更换塞子来选择与所需流量对应的精确定尺寸的孔，而不需要改变阀自身的其他部件。
显然，所述塞子28也可以应用于先前变型实施方式的压力释放阀5。
还明显的是，所述压力释放阀5’在进行必要的适应性改变的情况下可以设置有先前关于前述实施方式所描述的所有选择。
在实践中，在压力调节器1的正常操作构型中，闸板10保持处于图2和图6中所示的关闭位置。在所述关闭位置中，由片状元件6操作的阀装置3使阀装置3下游的气体压力保持处于设定值。
在存在气体过压的情况下，片状元件6首先被推动到确定阀装置3的最大打开程度的行程终点位置中。
如果过压还超过阈值，则该过压会克服压力释放阀的弹性元件11的力，从而打开闸板10，如图3和图7所示。
在闸板10的最终的打开位置中，气体以由精确定尺寸的孔12限定的流量通过流出通道8而朝向压力调节器1的外部流出调节室4。
根据上面提供的说明，可以理解的是，上述压力释放阀和包括该压力释放阀的压力调节器以及相应的变型实施方式都实现了设定的目的。
事实上，沿着流出通道的精确定尺寸的孔的存在使得可以在存在预先确定的气体过压的情况下以较高的精度来预先确定通过压力释放阀流出的气体的流量。

Claims (8)

1.一种用于气体压力调节器(1；1’)的压力释放阀(5；5’)，所述压力释放阀(5；5’)包括：
-可变形且气密性的片状元件(6)，所述片状元件包括可变形膜(16)以及与所述可变形膜(16)相关联的刚性支承盘(17)，所述可变形膜(16)具有顶侧和相反的底侧，孔在所述顶侧与所述底侧之间穿过所述可变形膜(16)，从所述可变形膜(16)的所述底侧向外突出有突起的边缘以便环绕穿过所述可变形膜(16)的所述孔；
-流出通道(8)，所述流出通道(8)适于允许所述气体在所述片状元件(6)的一侧与另一侧之间通过，并且所述流出通道(8)包括精确定尺寸的孔(12)，所述流出通道穿过所述刚性支承盘(17)并且与穿过所述可变形膜(16)的所述孔连通；
-闸板(10)，所述闸板(10)通过联接装置(9)以可移除的方式与所述片状元件(6)相关联，所述联接装置(9)为所述闸板(10)限定了关闭位置和打开位置，其中，在所述关闭位置中，所述闸板(10)通过直接地压靠所述可变形膜(16)的突起的边缘而将所述流出通道(8)关闭以防止所述气体的所述通过，在所述打开位置中，所述闸板(10)使所述流出通道(8)打开；
-弹性元件(11)，所述弹性元件(11)适于将所述闸板(10)朝向所述关闭位置推动；
所述联接装置(9)包括属于所述片状元件(6)的通孔(13)和滑动地插入所述通孔(13)中的轴(7)，所述闸板(10)操作性地连接至所述轴(7)；
其中，所述流出通道(8)与所述通孔(13)不同，
密封装置(14)设置用于防止所述气体在所述通孔(13)与所述轴(7)之间通过；
所述密封装置包括环绕所述轴的环形的密封件，在所述闸板(10)在所述关闭位置与所述打开位置之间移动时所述轴独立于所述密封件而移动；
环形唇状部从所述可变形膜(16)的所述顶侧向外突出以便环绕穿过所述可变性膜(16)的所述孔，所述环形唇状部突出至形成于所述刚性支承盘(17)的凹部中；
其中，所述精确定尺寸的孔(12)形成在可移除地插入所述流出通道(8)中的塞子(28)中。
2.根据权利要求1所述的压力释放阀(5)，其特征在于，所述流出通道(8)属于所述片状元件(6)。
3.根据权利要求1所述的压力释放阀(5’)，其特征在于，所述流出通道(8)属于所述联接装置(9)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的压力释放阀(5；5’)，其特征在于，所述密封装置(14)包括环形垫圈，所述环形垫圈置于所述轴(7)与所述片状元件(6)之间并且所述环形垫圈安装成具有包括在0.05mm与0.15mm之间的总的径向干涉。
5.根据权利要求1-3中的任一项所述的压力释放阀(5；5’)，其特征在于，所述压力释放阀(5；5’)包括面向所述精确定尺寸的孔(12)的灰尘过滤器。
6.根据权利要求5所述的压力释放阀(5；5’)，其特征在于，所述灰尘过滤器由烧结材料制成。
7.根据权利要求1-3中的任一项所述的压力释放阀(5；5’)，其特征在于，所述精确定尺寸的孔(12)的直径不超过1mm。
8.一种气体压力调节器(1；1’)，包括：
-调节管道(2)，所述调节管道(2)适于对所述气体的流动进行调节；
-阀装置(3)，所述阀装置(3)设置在所述调节管道(2)中并适于对沿着所述调节管道(2)的所述气体的流量进行调节；
-调节室(4)，所述调节室(4)与所述调节管道(2)的布置在所述阀装置(3)的根据所述气体的流出方向的下游的部分连通；
-根据前述权利要求中的任一项所述的压力释放阀(5；5’)；
所述压力释放阀(5；5’)的所述片状元件(6)至少部分地对所述调节室(4)定界并与所述阀装置(3)在操作上相关联以使所述阀装置(3)移动。
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