CN108343766A - 一种燃气减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气减压阀，包括下阀盖以及与下阀盖相密封固定连接的上阀盖，上阀盖和下阀盖内部固定连接有橡胶薄膜，橡胶薄膜将上阀盖和下阀盖内部的空间分隔为上气室和减压室；下阀盖上开设有与减压室相连通的进气口和出气口，下阀盖上开设有供进气口与减压室相连通的进气嘴；上阀盖与橡胶薄膜之间固定连接有调节弹簧；橡胶薄膜远离调节弹簧的一面连接有杠杆，杠杆与下阀盖内壁相转动连接，杠杆靠近进气嘴的一面连接有球状的阀塞，进气嘴靠近阀垫的一端边缘开设有供阀塞插入密封配合的球面状的凹坑，本发明的优点是阀塞插入凹坑或拔出凹坑过程中，可以使进气嘴与减压室相连通和断开的过程过渡更加平缓以减小减压室内气压的波动变化速率。

Description

一种燃气减压阀

技术领域

本发明涉及一种燃气压力调节装置，特别涉及一种燃气减压阀。

背景技术

燃气减压阀用于在燃气输送过程中对燃气进行减压，使燃气的气压不会过高，便于用户使用。

如图1所示，图1为燃气运输线路图，其中，s表示电动阀门，用于自动控制对应管道的通断；f表示过滤装置，用于过滤燃气中的颗粒比较大的杂质；k表示手动阀门，用于手动控制对应管道的通断；p表示燃气减压阀，减小燃气的气压；h表示加热装置，燃气降压之后温度下降，加热装置可对燃气进行升温，便于燃气运输。燃气从图1中左边沿箭头所指的方向进入线路中的输气管道，输送线路一般设为两条以上，当其中一条管道运行不正常时，可电动或手动断开不正常的管道，开启另一条管道，燃气从另一条管道继续输送，然后对不正常的管道进行维修。燃气最终从图1中右边的箭头所指的方向输供用户使用。

如图2所示，现有技术中的燃气减压阀包括下阀盖1以及与下阀盖1相密封固定连接的上阀盖2，上阀盖2和下阀盖1内部固定连接有橡胶薄膜3，橡胶薄膜3将上阀盖2和下阀盖1内部的空间分隔为上气室和减压室5；下阀盖1上开设有与减压室5相连通的进气口11和出气口12，下阀盖1上开设有供进气口11与减压室5相连通的进气嘴13；上阀盖2与橡胶薄膜3之间固定连接有调节弹簧8，调节弹簧8处于被压缩状态，气压比较高的燃气从进气口11进入减压室5推动橡胶薄膜3朝靠近上阀盖2的方向运动并压缩调节弹簧8；橡胶薄膜3远离调节弹簧8的一面连接有杠杆9，杠杆9与下阀盖1内壁相转动连接，进气嘴13上设有阀垫103，阀垫103与杠杆9相固定连接；橡胶薄膜3朝靠近上阀盖2的方向运动时通过杠杆9带动阀垫103朝靠近进气嘴13的方向运动，减小燃气通过进气嘴13的流量，当减压室5内的气压过大时，阀垫103紧密贴靠在进气嘴13上关闭进气嘴13，燃气不再进入减压室5，用户使用燃气后，减压室5内的燃气从出气口12流出，减压室5内的气压降低；调节弹簧8的弹力大于减压室5内气压产生的推力，调节弹簧8逐渐恢复形变，推动橡胶薄膜3朝远离上阀盖2的方向运动，通过杠杆9带动阀垫103朝远离进气嘴13的方向运动，进气嘴13被逐渐被打开，进气量逐渐增加，燃气通过燃气进入减压室5内，减压室5内的气压逐渐升高，如此往复循环，使得从出气口12流出的燃气气压稳定在一个确定的波动范围内，从而达到稳定降压作用。

现有技术中的阀垫103和进气嘴13边缘之间的开闭过渡不够平缓，每次开启或者关闭会使减压室5内的波动变化速率比较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃气减压阀，其优点是阀塞插入凹坑或拔出凹坑过程中，可以使进气嘴与减压室相连通和断开的过程过渡更加平缓以减小减压室内气压的波动变化速率。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种燃气减压阀，包括下阀盖以及与下阀盖相密封固定连接的上阀盖，上阀盖和下阀盖内部固定连接有橡胶薄膜，橡胶薄膜将上阀盖和下阀盖内部的空间分隔为上气室和减压室；下阀盖上开设有与减压室相连通的进气口和出气口，下阀盖上开设有供进气口与减压室相连通的进气嘴；上阀盖与橡胶薄膜之间固定连接有调节弹簧；橡胶薄膜远离调节弹簧的一面连接有杠杆，杠杆与下阀盖内壁相转动连接，进气嘴上设有阀垫，阀垫与杠杆相固定连接；橡胶薄膜朝靠近上阀盖的方向运动时可通过杠杆带动阀垫朝靠近进气嘴的方向运动以小燃气通过进气嘴的流量，所述阀垫靠近进气嘴的一面固定连接有球状的阀塞，进气嘴靠近阀垫的一端边缘开设有球面状的凹坑；凹坑内壁的直径与阀塞外表面的直径相同，阀垫朝靠近进气嘴的方向运动后，阀塞的外壁可与凹坑的内壁相密封抵接。

通过上述技术方案，燃气从进气口流入，通过进气嘴进入减压室，减压室内的气压逐渐升高并推动橡胶薄膜逐渐朝靠近上阀盖的方向运动，连接杆逐渐压缩调节弹簧；限位板与杠杆相抵接带动杠杆绕转轴转动，杠杆远离限位板的一端朝靠近进气嘴的方向运动，带动阀垫和阀塞朝靠近进气嘴的方向运动，阀塞逐渐插入凹坑，外壁与凹坑的内壁之间的距离逐渐减小，由于阀垫的球面与凹坑的球面之间的间隙减小速率比较慢，减压室内的燃气逐渐从出气口流出，进气口的燃气可以向减压室内补充燃气，减压室内的气压下降速率比较慢，可以减小减压室内气压波动的速率。阀塞将进气嘴完全塞住后，减压室内的气压逐渐减小，气压对橡胶薄膜的推力小于调节弹簧的弹力后，调节弹簧推动橡胶薄膜朝远离上阀盖的方向运动，阀塞逐渐远离进气嘴，进气嘴被打开的开口尺寸增大的速率比较慢，燃气进入减压室内的流量增大速度比较小，减压室内的气压增大速度比较小，阀塞可以使进气嘴与减压室相连通和断开的过程过渡更加平缓以减小减压室内气压的波动变化速率。

本发明进一步设置为：所述凹坑远离进气嘴的一端边缘设有圆角。

通过上述技术方案，阀塞插入凹坑或从凹坑拔出过程中，阀塞的外表面与凹坑的内壁之间不会发生干涉，可以降低阀塞被卡死的可能性。

本发明进一步设置为：所述上阀盖上开设有与上气室相连通的通孔。

通过上述技术方案，橡胶薄膜朝靠近上阀盖的方向运动时，上气室的容积减小，上气室内的空气可从通孔被挤出，上气室内的气压不会增大，以免对橡胶薄膜的运动造成影响。

本发明进一步设置为：所述上阀盖上螺纹连接有调节螺塞，调节弹簧一端与调节螺塞相固定连接，调节弹簧的另一端与橡胶薄膜相固定连接。

通过上述技术方案，旋转调节螺塞时，调节螺塞可朝远离橡胶薄膜的方向运动或朝靠近橡胶薄膜的方向运动，改变调节螺塞与橡胶薄膜之间的距离，改变调节弹簧被压缩的程度，从而改变调节弹簧对橡胶薄膜产生的弹力；弹簧的弹力越大，减压室内的气压越大，反之，减压室内的气压越小，通过旋转调节螺塞可改变从出气口输出的燃气的气压。

本发明进一步设置为：所述橡胶薄膜上固定连接有连接杆，连接杆贯穿橡胶薄膜；连接杆一端与所述调节弹簧相固定连接，连接杆的另一端固定连接有滑杆，所述杠杆套接在滑杆上，滑杆远离连接杆的一端固定连接有限位板；杠杆位于限位板和连接杆之间，杠杆相对于滑杆沿滑杆运动时，限位板和连接杆可与杠杆相抵接以限制杠杆脱离滑杆。

通过上述技术方案，橡胶薄膜朝靠近上阀盖的方向运动时，限位板可与杠杆相抵接带动杠杆朝靠近上阀盖的方向运动；橡胶薄膜朝远离上阀盖的方向运动时，连接杆与杠杆相抵接，推动杠杆朝远离上阀盖的方向运动，限位板和连接杆可带动杠杆转动，使杠杆远离连接杆的一端朝靠近或远离进气嘴的方向运动。

本发明进一步设置为：所述滑杆上套接有缓冲弹簧，缓冲弹簧位于所述限位板和所述杠杆之间。

通过上述技术方案，杠杆与限位板之间的距离减小时，杠杆与限位板之间的缓冲弹簧被逐渐压缩，缓冲弹簧对杠杆进行缓冲，杠杆可以缓慢开始转动，减小进气嘴被关闭的速率，减小减压室内气压降低的速率。

本发明进一步设置为：所述滑杆上套接有缓冲弹簧，缓冲弹簧位于所述连接杆和所述杠杆之间。

通过上述技术方案，杠杆与连接杆之间的距离减小时，杠杆与连接杆之间的缓冲弹簧被逐渐压缩，缓冲弹簧对杠杆进行缓冲，杠杆可以缓慢开始转动，可以减小进气嘴被开启的速率，减小减压室内气压升高的速率。

本发明进一步设置为：所述阀塞为具有弹性的材质制成。

通过上述技术方案，当减压室内的气压比较高时，气压推动橡胶薄膜朝靠近上阀盖的方向运动，带动阀塞插入凹孔，当减压室内的气压足够大使橡胶薄膜继续朝靠近上阀盖的方向运动时，阀塞与凹坑内壁之间相互挤压，阀塞可以逐渐发生弹性变形，变形后可提高阀塞外表面与凹坑内壁之间的密封性能。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、阀垫靠近进气嘴的一面固定连接有球状阀塞，进气嘴边缘开设有供阀塞插入的球面状凹坑，阀塞插入凹坑后，阀塞的外表面与凹坑的内壁之间可密封抵接，阀塞插入凹坑或从凹坑内拔出的过程中，进气嘴被关闭或被打开的开口尺寸变化速率比较慢，可以减小通过进气嘴进入减压室内的燃气流量变化速率，减小减压室内的气压波动变化速率；

2、凹坑远离进气嘴的一面的边缘开设有圆角，阀塞插入凹坑或从凹坑拔出的过程中，阀塞的外壁与凹坑的内壁之间不容易发生干涉；

3、连接杆和杠杆之间以及限位板和杠杆之间均设有缓冲弹簧，杠杆转动过程中，缓冲弹簧可对杠杆进行缓冲，使杠杆缓慢开始转动，使进气嘴被开启或被关闭过程更加平缓。

附图说明

图1是现有技术中体现燃气减压阀在燃气输送线路中安装位置的示意图；

图2是现有技术的结构示意图；

图3是本发明的结构示意图；

图4是体现缓冲弹簧工作原理的示意图；

图5是体现阀塞与凹坑配合结构的示意图；

图6是体现阀塞工作原理的示意图；

图7是现有技术和本发明的气嘴被打开的开口尺寸随时间变化的函数曲线对比示意图。

图中，1、下阀盖；11、进气口；12、出气口；13、进气嘴；14、凹坑；15、圆角；2、上阀盖；21、通孔；3、橡胶薄膜；4、上气室；5、减压室；6、调节螺塞；7、连接杆；71、滑杆；72、限位板；8、调节弹簧；9、杠杆；101、转轴；102、支撑板；103、阀垫；104、阀塞；105、缓冲弹簧。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：一种燃气减压阀，如图3所示，包括下阀盖1以及与下阀盖1相密封固定连接的上阀盖2，上阀盖2和下阀盖1内部固定连接有橡胶薄膜3，橡胶薄膜3将上阀盖2和下阀盖1内部的空间分隔为上气室4和减压室5；下阀盖1上开设有与减压室5相连通的进气口11和出气口12，下阀盖1上开设有供进气口11与减压室5相连通的进气嘴13，燃气可从进气口11通过进气嘴13进入减压室5，减压室5内的燃气可从出气口12流出。

上阀盖2上螺纹连接有调节螺塞6，橡胶薄膜3中心固定连接有连接杆7，调节螺塞6和连接杆7之间设有调节弹簧8，调节弹簧8一端与调节螺塞6相固定连接，另一端与连接杆7相固定连接，调节弹簧8处于压缩状态；气压比较高的燃气从进气口11进入减压室5推动橡胶薄膜3朝靠近上阀盖2的方向运动并压缩调节弹簧8，通过旋转调节螺塞6可改变调节弹簧8被压缩的程度，调节橡胶薄膜3受到调节弹簧8的挤压力，调节弹簧8对橡胶薄膜3施加的弹力越大，减压室5内的燃气越难推动橡胶薄膜3朝靠近上阀盖2的方向运动，减压室5内的气压越大，反之，减压室5内的气压越小；旋转调节螺塞6可调节从出气口12流出的燃气气压大小。阀盖上开设有将外部大气与上气室4相连通的通孔21，橡胶薄膜3运动时，上气室4内的气压与大气气压相同，对橡胶薄膜3的运动不会造成影响。

结合图4，连接杆7贯穿橡胶薄膜3，连接杆7远离调节弹簧8的一端固定连接有圆柱状的滑杆71，滑杆71远离连接杆7的一端固定连接有限位板72，限位板72和连接杆7沿滑杆71的径向方向的尺寸大于滑杆71的直径；滑杆71上套接有杠杆9，杠杆9上固定连接有转轴101，下阀盖1内壁上固定连接有供转轴101转动连接的支撑板102，橡胶薄膜3朝靠近或远离上阀盖2的方向运动时，限位板72和连接杆7的端面可与杠杆9的表面相抵接，带动杠杆9绕转轴101转动。

结合图5，杠杆9远离滑杆71的一端连接有阀垫103，阀垫103远离杠杆9的一面固定连接有阀塞104，阀塞104为球状且为橡胶等具有弹性的材质制成，进气嘴13靠近阀垫103的一端边缘开设有球面状凹坑14，球面状凹坑14的球面直径与阀塞104的直径相同；进气嘴13优选为圆柱形的通道，杠杆9转动至与进气嘴13的中心轴线相垂直时，阀塞104刚好插入凹坑14，阀塞104的表面与凹坑14的内壁相密封抵接，进气嘴13被关闭。凹坑14远离进气嘴13的一面边缘设有圆角15，阀塞104插入凹坑14或从凹坑14内部拔出的过程中，阀塞104不会与凹坑14的内壁相干涉，阀塞104不容易被卡死。滑杆71在杠杆9与连接杆7之间以及杠杆9与限位板72之间均套接有缓冲弹簧105，杠杆9与限位板72之间的距离减小时，位于杠杆9与限位板72之间的缓冲弹簧105逐渐被压缩，缓冲弹簧105对杠杆9进行缓冲，使杠杆9缓慢开始转动，减小进气嘴13被关闭的速度，减小减压室5内气压降低的变化速率。杠杆9和连接杆7之间的距离逐渐减小时，位于杠杆9和连接杆7之间的缓冲弹簧105逐渐被压缩，缓冲弹簧105对杠杆9进行缓冲，使杠杆9缓慢开始转动，减小进气嘴13被开启的速度，减小减压室5内气压升高的变化速率。

如图6所示，随着阀垫103朝远离进气嘴13的方向以速度v运动，随着时间t的推移，现有技术中进气嘴13被打开的开口尺寸为图6中S1=h*2*π*r=2*π*r*v*t，S1≤π*r^2，即h≤0.5*r，即t≤0.5*r/v，其中，r表示进气嘴13的半径，h表示阀垫103朝远离进气嘴13的方向相对于进气嘴13运动的距离，S1与时间t成线性比例关系。本发明中，阀塞104的表面与凹坑14内壁之间的间隙朝远离进气嘴13的方向逐渐减小，因此，燃气通过的最小开口为凹坑14远离进气嘴13的边缘位置；进气嘴13被打开的开口尺寸为图6中S2=π*（R^2-（R^2-h^2））=π*h^2=π*v^2*t^2，S2与时间t成指数关系，S2≤π*r^2，即π*v^2*t^2≤π*r^2，即t≤r/v，其中，R为阀塞104的半径。

如图7所示，S轴表示气嘴13开口尺寸大小，t轴表示时间，S1表示现有技术中气嘴13开口大小随时间变化的曲线，S2表示本发明中气嘴13开口大小随时间变化的曲线。为了便于对比现有技术和本发明中进气嘴13开口尺寸随时间变化的关系，以t≤r/v的时间段为对比，取值r=2，取值v=1，即S1=4*π*t，S2=π*t^2，t≤2。对比关系曲线如图7所示，S1所指的曲线的斜率大于S2所指的曲线的斜率，S1相对于S2增大的速率更小，变化比较平缓。阀塞104打开进气嘴13或关闭进气嘴13的过程中，进气嘴13被打开的开口尺寸变化比较慢，对减压室5内的气压产生的波动速度比较小。

工作过程：燃气从进气口11流入，通过进气嘴13进入减压室5，减压室5内的气压逐渐升高并推动橡胶薄膜3逐渐朝靠近上阀盖2的方向运动，连接杆7逐渐压缩调节弹簧8；限位板72与杠杆9相抵接带动杠杆9绕转轴101转动，杠杆9远离限位板72的一端朝靠近进气嘴13的方向运动，带动阀垫103和阀塞104朝靠近进气嘴13的方向运动，阀塞104逐渐插入凹坑14，外壁与凹坑14的内壁之间的距离逐渐减小，减小的速度与时间之间成指数关系，如图7所示，进气嘴13被关闭的速度逐渐减慢，燃气进入减压室5的流量逐渐减小，且减小的速度也逐渐减小，对减压室5内的气压波动速度影响比较小；当阀塞104的外壁与凹坑14的内壁相抵接后，进气嘴13被完全关闭，减压室5内的燃气逐渐从出气口12流出，减压室5内的气压逐渐减小，对橡胶薄膜3产生的推力小于调节弹簧8的弹力，调节弹簧8推动橡胶薄膜3朝远离上阀盖2的方向运动，将减压室5内的燃气逐渐从出气口12压出减压室5；连接杆7随橡胶薄膜3朝远离上阀盖2的方向运动打动杠杆9绕转轴101转动，杠杆9远离连接杆7的一端朝远离进气嘴13的方向运动，带动阀塞104逐渐脱离凹坑14，阀塞104外壁与凹坑14之间的间隙逐渐增大，增大的速度与时间成指数关系，进气嘴13被打开的开口增大的速度比较缓慢，可以减小从进气嘴13进入减压室5的气体对减压室5内气压产生的波动变化速度；橡胶薄膜3随减压室5内的气压改变而朝远离上阀盖2或朝靠近上阀盖2的方向运动从而带动阀塞104开启或关闭进气嘴13，使减压室5内的气压维持在一定的波动范围内，从出气口12输出的燃气气压小于从进气口11输入的燃气气压，便于供用户使用。

需要改变输出燃气的气压时，可以选择调节螺塞6，调节螺塞6朝远离连接杆7或远离连接杆7的方向运动改变调节弹簧8被压缩的程度，从而改变调节弹簧8对橡胶薄膜3产生的推力；调节弹簧8对橡胶薄膜3产生的推力越大，减压室5内的气压越大，反之，减压室5内的气压越小。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种燃气减压阀，包括下阀盖（1）以及与下阀盖（1）相密封固定连接的上阀盖（2），上阀盖（2）和下阀盖（1）内部固定连接有橡胶薄膜（3），橡胶薄膜（3）将上阀盖（2）和下阀盖（1）内部的空间分隔为上气室（4）和减压室（5）；下阀盖（1）上开设有与减压室（5）相连通的进气口（11）和出气口（12），下阀盖（1）上开设有供进气口（11）与减压室（5）相连通的进气嘴（13）；上阀盖（2）与橡胶薄膜（3）之间固定连接有调节弹簧（8）；橡胶薄膜（3）远离调节弹簧（8）的一面连接有杠杆（9），杠杆（9）与下阀盖（1）内壁相转动连接，进气嘴（13）上设有阀垫（103），阀垫（103）与杠杆（9）相固定连接；橡胶薄膜（3）朝靠近上阀盖（2）的方向运动时可通过杠杆（9）带动阀垫（103）朝靠近进气嘴（13）的方向运动以小燃气通过进气嘴（13）的流量，其特征是：所述阀垫（103）靠近进气嘴（13）的一面固定连接有球状的阀塞（104），进气嘴（13）靠近阀垫（103）的一端边缘开设有球面状的凹坑（14）；凹坑（14）内壁的直径与阀塞（104）外表面的直径相同，阀垫（103）朝靠近进气嘴（13）的方向运动后，阀塞（104）的外壁可与凹坑（14）的内壁相密封抵接。

2.根据权利要求1所述的一种燃气减压阀，其特征是：所述凹坑（14）远离进气嘴（13）的一端边缘设有圆角（15）。

3.根据权利要求1所述的一种燃气减压阀，其特征是：所述上阀盖（2）上开设有与上气室（4）相连通的通孔（21）。

4.根据权利要求1所述的一种燃气减压阀，其特征是：所述上阀盖（2）上螺纹连接有调节螺塞（6），调节弹簧（8）一端与调节螺塞（6）相固定连接，调节弹簧（8）的另一端与橡胶薄膜（3）相固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种燃气减压阀，其特征是：所述橡胶薄膜（3）上固定连接有连接杆（7），连接杆（7）贯穿橡胶薄膜（3）；连接杆（7）一端与所述调节弹簧（8）相固定连接，连接杆（7）的另一端固定连接有滑杆（71），所述杠杆（9）套接在滑杆（71）上，滑杆（71）远离连接杆（7）的一端固定连接有限位板（72）；杠杆（9）位于限位板（72）和连接杆（7）之间，杠杆（9）相对于滑杆（71）沿滑杆（71）运动时，限位板（72）和连接杆（7）可与杠杆（9）相抵接以限制杠杆（9）脱离滑杆（71）。

6.根据权利要求5所述的一种燃气减压阀，其特征是：所述滑杆（71）上套接有缓冲弹簧（105），缓冲弹簧（105）位于所述限位板（72）和所述杠杆（9）之间。

7.根据权利要求5所述的一种燃气减压阀，其特征是：所述滑杆（71）上套接有缓冲弹簧（105），缓冲弹簧（105）位于所述连接杆（7）和所述杠杆（9）之间。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种燃气减压阀，其特征是：所述阀塞（104）为具有弹性的材质制成。