CN109185516A - 一种杠杆式燃气调压器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种杠杆式燃气调压器，阀座上方设有平衡膜片组件，引压管将调压组件与所述出气口连通；平衡膜片组件包括阀垫，阀垫上部与托杆固连，托杆外部套入平衡腔下壳体，平衡膜片内边缘通过压紧螺母与托杆上端面固连，平衡膜片外边缘通过平衡腔上壳体压紧，托杆顶端螺纹连接拔杆；托杆开有节流孔，进口高压力气体通过节流孔进入平衡膜片上腔，从而平衡掉了阀垫所受的不平衡力；杠杆臂Ⅰ与杠杆臂Ⅱ活动铰接，杠杆臂Ⅱ偏中支点与下腔盖固定铰接，杠杆臂Ⅱ圆形端部与拔杆形成凸轮连接；切切断装置上腔盖和切断装置下腔盖将切断膜片通过螺钉固连，切断压板卡装切断调节弹簧，切断调节弹簧通过切断调节螺母设定切断压力。

Description

一种杠杆式燃气调压器
技术领域
本发明涉及一种调压器，尤其涉及一种杠杆式调压器。
背景技术
燃气调压器是燃气输配系统中的关键设备，适用于燃气需要调压、稳压的场合。调压器的主要作用是自动调节燃气出口压力，使其稳定在某一特定的压力范围，来满足客户的使用需求。
在输配系统运行过程中，调压器上游和下游的压力、流量不是一成不变的，也不是平稳变化的，会有波动。正常运行情况下，现有调压器会将信号管下游的压力引入调压器主皮膜下腔，主膜片下腔室的气体压力与调压器主弹簧均衡打破，主膜片上下移动，带动阀杆上的阀垫上下移动，阀芯口与阀垫的距离增大或减小，从而调节调压器的出口压力。但是，现有调压器在压力调节过程中存在以下弊端：
1)当进口压力增大或减小的时候，由于阀垫受到不平衡力的作用，调压器出口压力会随之产生较大变化，容易超出稳压精度范围；
2)当出口压力不稳、压力波动较大，偶尔超出稳压精度范围的时候，调压器有可能会发生误切断的情况；
3)当出口流量为零的时候，调压器处于关闭状态，但由于阀座与阀垫的密封面贴合不良，出口需要更高的压力才能达到密封，势必会造成关闭压力的升高；
4)若调压器主皮膜破坏，调压器进口压力直接进入下游；或由于出口压力波动较大，波动峰值超过用户安全压力限定值，易对下游用户造成安全事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种杠杆式调压器，解决了阀垫所受不平衡力的问题，当进出口压力变化时，使得出口压力稳定在特定精度范围；通过杠杆的作用将作用在主膜片下端的力放大，提高了调压器的关闭压力精度；通过杠杆的作用减小了阀垫由于下游燃气波动引起的移动幅度，提高了调压器的稳压精度；在燃气压力偶尔超出稳压精度范围的时候，能够实现小流量放散，防止调压器勿切断，保证下游供气正常；在燃气压力超过限定值时，能自动切断，防止下游压力过高引起安全事故。
本发明采取以下技术方案：
一种杠杆式燃气调压器，包括阀体1、阀体1带有进气口2、出气口3；阀体1内设金属隔板4；金属隔板4上设置阀座5，阀座5上方设有平衡膜片组件6，引压管40将调压组件与所述出气口3连通；平衡膜片组件6包括阀垫6-1，阀垫6-1上部与托杆6-2固连，托杆6-2外部套入平衡腔下壳体6-3，平衡膜片6-4内边缘通过压紧螺母6-5与托杆6-2上端面固连，平衡膜片6-4外边缘通过平衡腔上壳体6-6压紧，托杆6-2顶端螺纹连接拔杆6-7；阀垫6-1与阀座5的间隙组成了阀口41，阀口41的大小可以控制出口流量和压力大小；托杆6-2开有节流孔44，进口高压力气体通过节流孔44进入平衡膜片6-4上腔，从而平衡掉了阀垫6-1所受的不平衡力；调压组件的下腔盖7与阀体1上端面固连，同时将平衡膜片组件6压紧，杠杆臂Ⅰ12与杠杆臂Ⅱ11活动铰接，杠杆臂Ⅱ11偏中支点与下腔盖7固定铰接，杠杆臂Ⅱ11圆形端部与拔杆6-7形成凸轮连接；阀座5下部卡装滤网39，切断阀垫25与阀杆33活动铰接，切断装置下腔盖38与阀体1下端面固连，同时将切断压缩弹簧26压紧，切断轴套42与切断装置下腔盖38螺纹固连，切断轴套42依次设有切断膜片27、压套29、垫片37、切断压板28，压套29设有三个圆孔，卡入三个钢球36，切断装置上腔盖31和切断装置下腔盖38将切断膜片27通过螺钉固连，切断压板28卡装切断调节弹簧30，切断调节弹簧30通过切断调节螺母设定切断压力，切断装置上腔盖31端部设有拉盖32。
进一步的，杠杆臂Ⅰ12锥形部位设有O形密封圈24，内径设有O形密封圈20的轴套21与杠杆臂Ⅰ12锥形部位配合，轴套21端部凹槽卡装放散弹簧19，放散弹簧19通过放散调节螺母18进行放散压力设定，轴套21依次设有的主膜片23、主膜片压板23、弹簧座13通过螺母锁紧，上腔盖9和下腔盖7将主膜片23通过螺钉固连，弹簧座13卡装主弹簧17，主弹簧17通过主调节螺母16进行调压器出口压力设定，上腔盖9端部设有防尘盖15，上腔盖9设有呼吸口组件Ⅰ14。
更进一步的，切断装置上腔盖31设有呼吸口组件Ⅱ35。
更进一步的，所述拔杆6-7呈匚字形结构。
更进一步的，节流孔44设于托杆6-2中部，沿径向开设。
一种上述杠杆式燃气调压器的调压方法，当燃气调压器进气口2压力发生变化时，进口高压力气体通过节流孔44进入平衡膜片6-4上腔，从而平衡掉了阀垫6-1所受的不平衡力，改善了调压器的调压性能。
进一步的，杠杆臂Ⅱ11通过凸轮副带动平衡膜片6中阀垫6-1的移动，从而控制阀口41的大小：当调压器进、出口压力波动过大或过于频繁引起的调压器喘动时，不平稳气体通过引压管40进入下腔室8驱动主膜片23带动相连接构件运动，引起调压器出口压力的波动，杠杆臂Ⅰ12与杠杆臂Ⅱ11采取不等臂杠杆的作用，将作用在主膜片23下端的力放大，从而提高调压器关闭压力精度；不等臂杠杆的作用，也减小了阀垫由于下游燃气波动引起的移动幅度，提高了调压器的稳压精度。
更进一步的，调压器正常工作的情况下，放散调节螺母18对放散弹簧19有预紧作用，轴套21与杠杆臂Ⅰ12锥形部位通过O形密封圈24实现密封，发散装置不工作；当调压器出口压力过高超多稳压精度范围的时候，下腔室8气体推动主膜片23往上移动，向上的力超过放散弹簧19产生的设定预紧力后，轴套21被大幅度抬起，下腔室8的气体通过轴套21和杠杆臂112之间的间隙向外小流量排放，待下腔室8气体恢复至放散设定压力值后，放散装置自动关闭。
再进一步的，通过调节放散弹簧19设定放散压力值。
更进一步的，通过调整O形密封圈(20)的有无来控制放散功能的具备与否，若调压器要求具备放散功能，则不装O形密封圈(20)，若调压器要求不具备放散功能，则装O形密封圈(20)。
本发明的有益效果在于：
1)巧妙设计平衡阀芯结构，解决了阀垫所受不平衡力的问题，当进出口压力变化时，使得出口压力稳定在特定精度范围；
2)通过杠杆的作用将作用在主膜片下端的力放大，提高了调压器的关闭压力精度；
3)通过杠杆的作用减小了阀垫由于下游燃气波动引起的移动幅度，提高了调压器的稳压精度；
4)提供了一种与调压器一体式的放散装置，在燃气压力偶尔超出稳压精度范围的时候，能够实现小流量放散，防止调压器勿切断，保证下游供气正常；
5)提供了一种与调压器一体式的切断装置，在燃气压力超过限定值时，能自动切断，防止下游压力过高引起安全事故。
6)功能完善，集成度高，设计巧妙，可靠性高。
附图说明
图1是本发明杠杆式燃气调压器的剖视图。
图2是图1中，平衡膜片组件的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
参见图1-2，一种杠杆式燃气调压器，包括阀体1、阀体1带有进气口2、出气口3；阀体1内设金属隔板4；金属隔板4上设置阀座5，阀座5上方设有平衡膜片组件6，引压管40将调压组件与所述出气口3连通；平衡膜片组件6包括阀垫6-1，阀垫6-1上部与托杆6-2固连，托杆6-2外部套入平衡腔下壳体6-3，平衡膜片6-4内边缘通过压紧螺母6-5与托杆6-2上端面固连，平衡膜片6-4外边缘通过平衡腔上壳体6-6压紧，托杆6-2顶端螺纹连接拔杆6-7；阀垫6-1与阀座5的间隙组成了阀口41，阀口41的大小可以控制出口流量和压力大小；托杆6-2开有节流孔44，进口高压力气体通过节流孔44进入平衡膜片6-4上腔，从而平衡掉了阀垫6-1所受的不平衡力；调压组件的下腔盖7与阀体1上端面固连，同时将平衡膜片组件6压紧，杠杆臂Ⅰ12与杠杆臂Ⅱ11活动铰接，杠杆臂Ⅱ11偏中支点与下腔盖7固定铰接，杠杆臂Ⅱ11圆形端部与拔杆6-7形成凸轮连接；阀座5下部卡装滤网39，切断阀垫25与阀杆33活动铰接，切断装置下腔盖38与阀体1下端面固连，同时将切断压缩弹簧26压紧，切断轴套42与切断装置下腔盖38螺纹固连，切断轴套42依次设有切断膜片27、压套29、垫片37、切断压板28，压套29设有三个圆孔，卡入三个钢球36，切断装置上腔盖31和切断装置下腔盖38将切断膜片27通过螺钉固连，切断压板28卡装切断调节弹簧30，切断调节弹簧30通过切断调节螺母设定切断压力，切断装置上腔盖31端部设有拉盖32。
在此实施例中，参见图1，杠杆臂Ⅰ12锥形部位设有O形密封圈24，内径设有O形密封圈20的轴套21与杠杆臂Ⅰ12锥形部位配合，轴套21端部凹槽卡装放散弹簧19，放散弹簧19通过放散调节螺母18进行放散压力设定，轴套21依次设有的主膜片23、主膜片压板22、弹簧座13通过螺母锁紧，上腔盖9和下腔盖7将主膜片23通过螺钉固连，弹簧座13卡装主弹簧17，主弹簧17通过主调节螺母16进行调压器出口压力设定，上腔盖9端部设有防尘盖15，上腔盖9设有呼吸口组件Ⅰ14。
在此实施例中，参见图1，切断装置上腔盖31设有呼吸口组件Ⅱ35。
在此实施例中，参见图2，所述拔杆6-7呈匚字形结构。
在此实施例中，参见图2，节流孔44设于托杆6-2中部，沿径向开设。
使用时，燃气由进气口2进入阀体1，经阀座5后，由出气口3流出。在稳定工作情况下，燃气调压器下腔室8的气体与主弹簧17保持平衡，阀座5与阀垫6-1保持一定的间隙。当调压器进气口2、出气口3气体压力出现变化时，下腔室8的气体压力与主弹簧17原有的平衡被打破，为了维持平衡，主膜片23会上下移动，通过杠杆调压结构带动阀垫6-1上下移动，引起阀口41变大或变小，从而调节调压器出口压力。
下面对于本发明关键功能部件的结构和原理进行详细说明。
1)平衡阀芯结构
阀座5与平衡皮膜组件6组成了平衡阀芯结构。当燃气调压器进气口2压力发生变化时，阀垫6-1会受到进口高压力气体产生的不平衡力的作用，导致阀口41间隙会增大或减小，从而引起出口压力超出稳压精度范围。本专利设置了平衡阀芯结构，托杆6-2开有节流孔44，进口高压力气体通过节流孔44进入平衡膜片6-4上腔，从而平衡掉了阀垫6-1所受的不平衡力，改善了调压器的调压性能，提高了稳压精度。
2)杠杆式调压结构
通过活动铰接的杠杆臂Ⅰ12与杠杆臂Ⅱ11以及其他相连接的零部件组成了杠杆式调压结构。杠杆臂Ⅱ11偏中支点与下腔盖7固定铰接，形成不等臂杠杆结构的固定支点，固定支点靠近凸轮副。杠杆臂Ⅱ11通过凸轮副带动平衡膜片6中阀垫6-1的移动，从而控制阀口41的大小。当调压器进、出口压力波动过大或过于频繁引起的调压器喘气时，不平稳气体通过引压管40进入下腔室8驱动主膜片23带动相连接构件运动，引起调压器出口压力的波动，本专利杠杆式调压结构通过不等臂杠杆的作用，减小了阀口41间隙增大或减小的幅度，从而提高了调压器的稳压精度；由于阀座5加工和装配存在一定误差，导致阀座5密封面与阀垫6-1密封面的平行度无法得到保证，在调压器进行关闭时，密封贴合面不良，需要加大主膜片23驱动力，才能使调压器进行关闭，从而造成关闭压力偏高。本专利杠杆式调压结构通过不等臂杠杆的作用，将作用在主膜片23下端的力放大，提高了调压器的关闭压力精度。
3)一体式放散装置
杠杆臂Ⅰ12、O形密封圈24、轴套21、放散弹簧19和放散调节螺母18组成一体式放散装置。调压器正常工作的情况下，由于放散调节螺母18对放散弹簧19有一定的预紧，轴套21与杠杆臂Ⅰ12锥形部位通过O形密封圈24实现密封，发散装置不工作；当调压器出口压力过高超过稳压精度范围的时候，下腔室8气体推动主膜片23往上移动，向上的力超过放散弹簧19产生的预紧力放散设定压力后，轴套21被大幅度抬起，下腔室8的气体通过轴套21和杠杆臂Ⅰ12之间的间隙向外小流量排放(不装O形密封圈20)，待下腔室8气体恢复至放散设定压力值后，放散装置自动关闭；通过调整O形密封圈20的有无来控制放散功能的具备与否，若调压器要求具备放散功能，则不装O形密封圈20，若调压器要求不具备放散功能，则装O形密封圈20；可以通过调节放散弹簧19设定放散压力值。因此，本专利一体式放散装置可以在燃气压力偶尔超出稳压精度范围的时候，能够实现小流量放散，防止调压器勿切断，保证下游供气正常
4)一体式切断装置
切断阀垫25、阀杆33、切断装置下腔盖38、切断膜片27、切断调节弹簧30与阀体1等相连接零部件组成一体式切断装置。当调压器出气口3的压力变化时，若压力在限定的范围内，三个钢球36将阀杆33卡住，切断压缩弹簧26收缩，切断阀垫25与阀座5之间有一定的间隙供气体流过；若压力超出限定的范围，受压力的切断膜片27推动切断压板28移动，三个钢球36滑入切断压板28和切断轴套42之间的间隙，阀杆33脱扣，切断压缩弹簧26舒张，压紧切断阀垫25，密封住阀座5进口，实现气体切断，防止下游安全事故的发生。后续靠拉盖32旋套在阀杆33末端拉开，进行人工复位，可以通过调整调节螺母34来设定不同的切断压力值。
本实施例巧妙设计平衡阀芯结构，解决了阀垫所受不平衡力的问题，当进出口压力变化时，使得出口压力稳定在特定精度范围；通过杠杆的作用将作用在主膜片下端的力放大，提高了调压器的关闭压力精度；通过杠杆的作用减小了阀垫由于下游燃气波动引起的移动幅度，提高了调压器的稳压精度；提供了一种与调压器一体式的放散装置，在燃气压力偶尔超出稳压精度范围的时候，能够实现小流量放散，防止调压器勿切断，保证下游供气正常；提供了一种与调压器一体式的切断装置，在燃气压力超过限定值时，能自动切断，防止下游压力过高引起安全事故；功能完善，集成度高，设计巧妙，可靠性高。
以上是本发明的优选实施例，本领域普通技术人员还可以在此基础上进行各种变换或改进，在不脱离本发明总的构思的前提下，这些变换或改进都应当属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种杠杆式燃气调压器，其特征在于：
包括阀体(1)、阀体(1)带有进气口(2)、出气口(3)；阀体(1)内设金属隔板(4)；
金属隔板(4)上设置阀座(5)，阀座(5)上方设有平衡膜片组件(6)，引压管(40)将调压组件与所述出气口(3)连通；
平衡膜片组件(6)包括阀垫(6-1)，阀垫(6-1)上部与托杆(6-2)固连，托杆(6-2)外部套入平衡腔下壳体(6-3)，平衡膜片(6-4)内边缘通过压紧螺母(6-5)与托杆(6-2)上端面固连，平衡膜片(6-4)外边缘通过平衡腔上壳体(6-6)压紧，托杆(6-2)顶端螺纹连接拔杆(6-7)；阀垫(6-1)与阀座(5)的间隙组成了阀口(41)，阀口(41)的大小可以控制出口流量和压力大小；托杆(6-2)开有节流孔(44)，进口高压力气体通过节流孔(44)进入平衡膜片(6-4)上腔，从而平衡掉了阀垫(6-1)所受的不平衡力；
调压组件的下腔盖(7)与阀体(1)上端面固连，同时将平衡膜片组件(6)压紧，杠杆臂Ⅰ(12)与杠杆臂Ⅱ(11)活动铰接，杠杆臂Ⅱ(11)偏中支点与下腔盖(7)固定铰接，杠杆臂Ⅱ(11)圆形端部与拔杆(6-7)形成凸轮连接；
阀座(5)下部卡装滤网(39)，切断阀垫(25)与阀杆(33)活动铰接，切断装置下腔盖(38)与阀体(1)下端面固连，同时将切断压缩弹簧(26)压紧，切断轴套(42)与切断装置下腔盖(38)螺纹固连，切断轴套(42)依次设有切断膜片(27)、压套(29)、垫片(37)、切断压板(28)，压套(29)设有三个圆孔，卡入三个钢球(36)，切断装置上腔盖(31)和切断装置下腔盖(38)将切断膜片(27)通过螺钉固连，切断压板(28)卡装切断调节弹簧(30)，切断调节弹簧(30)通过切断调节螺母设定切断压力，切断装置上腔盖(31)端部设有拉盖(32)。
2.如权利要求1所述的杠杆式燃气调压器，其特征在于：杠杆臂Ⅰ(12)锥形部位设有O形密封圈(24)，内径设有O形密封圈(20)的轴套(21)与杠杆臂Ⅰ(12)锥形部位配合，轴套(21)端部凹槽卡装放散弹簧(19)，放散弹簧(19)通过放散调节螺母(18)进行放散压力设定，轴套(21)依次设有的主膜片(23)、主膜片压板(22)、弹簧座(13)通过螺母锁紧，上腔盖(9)和下腔盖(7)将主膜片(23)通过螺钉固连，弹簧座(13)卡装主弹簧(17)，主弹簧(17)通过主调节螺母(16)进行调压器出口压力设定，上腔盖(9)端部设有防尘盖(15)，上腔盖(9)设有呼吸口组件Ⅰ(14)。
3.如权利要求1或2所述的杠杆式燃气调压器，其特征在于：切断装置上腔盖(31)设有呼吸口组件Ⅱ(35)。
4.如权利要求1或2所述的杠杆式燃气调压器，其特征在于：所述拔杆(6-7)呈匚字形结构。
5.如权利要求1或2所述的杠杆式燃气调压器，其特征在于：节流孔(44)设于托杆(6-2)中部，沿径向开设。
6.一种权利要求1或2所述的杠杆式燃气调压器的调压方法，其特征在于：当燃气调压器进气口(2)压力发生变化时，进口高压力气体通过节流孔(44)进入平衡膜片(6-4)上腔，从而平衡掉了阀垫(6-1)所受的不平衡力，改善了调压器的调压性能。
7.一种权利要求6所述的杠杆式燃气调压器的调压方法，其特征在于：杠杆臂Ⅱ(11)通过凸轮副带动平衡膜片(6)中阀垫(6-1)的移动，从而控制阀口(41)的大小：当调压器进、出口压力波动过大或过于频繁引起的调压器喘动时，不平稳气体通过引压管(40)进入下腔室(8)驱动主膜片(23)带动相连接构件运动，引起调压器出口压力的波动，杠杆臂Ⅰ(12)与杠杆臂Ⅱ(11)采取不等臂杠杆的作用，将作用在主膜片(23)下端的力放大，从而提高调压器关闭压力精度；不等臂杠杆的作用，也减小了阀垫由于下游燃气波动引起的移动幅度，提高了调压器的稳压精度。
8.一种权利要求6所述的杠杆式燃气调压器的调压方法，其特征在于：
调压器正常工作的情况下，放散调节螺母(18)对放散弹簧(19)有预紧作用，轴套(21)与杠杆臂Ⅰ(12)锥形部位通过O形密封圈(24)实现密封，放散装置不工作；
当调压器出口压力过高超多稳压精度范围的时候，下腔室(8)气体推动主膜片(23)往上移动，向上的力超过放散弹簧(19)产生的设定预紧力后，轴套(21)被大幅度抬起，下腔室(8)的气体通过轴套(21)和杠杆臂1(12)之间的间隙向外小流量排放，待下腔室(8)气体恢复至放散设定压力值后，放散装置自动关闭。
9.如权利要求8所述的杠杆式燃气调压器的调压方法，其特征在于：通过调节放散弹簧(19)设定放散压力值。
10.如权利要求8所述的杠杆式燃气调压器的调压方法，其特征在于：通过调整O形密封圈(20)的有无来控制放散功能的具备与否，若调压器要求具备放散功能，则不装O形密封圈(20)，若调压器要求不具备放散功能，则装O形密封圈(20)。
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