CN110566703B - 一种低温精密调压阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低温精密调压阀，包括阀体，在阀体上设置有进口端和出口端，在所述阀体内部由上至下依次设置有调压组件、上膜片组件、中间膜片、下膜片组件以及主阀芯组件，所述旋钮组件与调压组件连接，所述上膜片组件包括上膜片固定座，设置在上膜片固定座内的浮动膜片和上膜片，所述上膜片固定座固定在阀体内；从所述进口端输入高压气流，阀体内部压力由调压组件、上膜片组件、中间膜片、下膜片组件以及主阀芯组件一起调节至与输出压力形成力平衡，在平衡过程中，所述上膜片组件、中间膜片以及下膜片组件受压力不平衡上下运动，浮动膜片随上膜片组件的上下运动势态在上膜片固定座内浮动，平衡上膜片承受除气压力外的张力。

Description

一种低温精密调压阀

技术领域

本发明涉及一种调压阀领域，具体是一种用于气体平衡调剂的调压阀，特别涉及一种低温精密调压阀。

背景技术

气动系统中，要求输入气动阀、气缸等气动元件的压力一般低于气源压力，因此，气源和气动阀、气缸等气动元件之间一般设有调压阀，把由气源供给的压缩气体调压到气动元件所要求的压力再供给气动元件。

现有的技术中，例如公开号为：“CN103016807A”公开了一种精密调压阀，该调压阀结构简单、调压精度高，对阀的加工工艺和气源的过滤精度要求低。所述精密调压阀包括反馈腔、膜片上腔、膜片下腔、输入口和输出口，反馈腔和膜片下腔之间通过输出压力反馈孔连通，膜片上腔内设有节气孔与大气相通，膜片上腔和膜片下腔之间通过膜片隔开，输入口和输出口均与膜片下腔相通，反馈腔和膜片上腔之间设有第一通孔，该第一通孔的开口大小通过第一流量调节装置调节，输入口和膜片下腔之间设有第二通孔，该第二通孔的开口大小通过第二流量调节装置调节。本技术中包含一个橡胶膜片和三个分阀块，使调压阀的结构大大简化，也使得阀的加工工艺变得简单；另外，本发明中的橡胶膜片等运动部件的减少和简化使得阀动态特性的影响因素减少，有利于阀动态特性的提高。

再如公开号为：“CN201925539U”的专利，提供了一种精密调压阀，其包括阀体、调压轮、锁紧螺母以及安装螺母；其中，于所述阀体的底部设有一进气口以及一出气口；所述调压轮安装于阀体的上部；所述锁紧螺母位于阀体和调压轮之间，其能与安装螺母配合；所述安装螺母固持于阀体上。该技术中，精密调压阀采用气压来代替普通调压阀的弹簧来调节压力，所述阀体内部为一空腔结构，其底部设有一进气口以及一出气口，通过进气口和出气口在阀体内充入气体，从而来调节调压轮的压力。从而提高了该调压阀对压力变化的灵敏度，消除了弹簧的滞环，同时具有极高的往复精度，及较长的使用寿命。

又如公开号为：“CN206503981U”公开了一种节能型精密调压阀改良结构，其包含：一本体，具有供一气压流体进出的一输入端和一输出端，而该本体主要是由一调压气座、一中阀座、以及一底座连结构成，该调压气座与中阀座之间设有一平衡膜片，而该底座与中阀座之间则设有一主膜片，该主膜片包覆有一膜片包胶，而该中阀座内设有能引导一气压流体且相互通连的一通道、一调压通道和一回授通道，以及一调压直杆，该回授通道内设有一回授通道节流孔、及钢珠，且该调压直杆的包覆有一直杆包胶，而该底座设有一溢流管、一阀门口，以及通连该通道的一通道节流孔；该气压流体经该通道以单向流通至该回授通道，透过该回授通道节流孔及该钢珠直接调节该气压流体的流量，使该回授通道能与该调压通道之间的气压流体达到平衡，让该通道、回授通道、以及调压通道得以相连互通，并且该膜片包胶与该直杆包胶配合适当厚度，使该溢流管与该溢流孔得以选择进行快速增压、减压与保有高精度输出压力。

在上述公开的技术文献中，其膜片内外边被固定死，不能移动，随着膜片组件的上下运动，膜片本身要承受除气压力外的张力，影响产品寿命。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种低温精密调压阀。

本发明采用的技术方案为：

一种低温精密调压阀，包括

阀体，在阀体上设置有进口端和出口端，以及设置在阀体上的旋钮组件，

在所述阀体内部由上至下依次设置有调压组件、上膜片组件、中间膜片、下膜片组件以及主阀芯组件，所述旋钮组件与调压组件连接，

所述上膜片组件包括上膜片固定座，设置在上膜片固定座内的浮动膜片和上膜片，所述上膜片固定座固定在阀体内；

从所述进口端输入高压气流，阀体内部压力由调压组件、上膜片组件、中间膜片、下膜片组件以及主阀芯组件一起调节至与输出压力形成力平衡，在平衡过程中，所述上膜片组件、中间膜片以及下膜片组件受压力不平衡上下运动，浮动膜片随上膜片组件的上下运动势态在上膜片固定座内浮动，平衡上膜片承受除气压力外的张力。

进一步地，所述上膜片固定座包括上膜片盖和与上膜片盖匹配的盖板，所述盖板上端面设置有一圆形槽体，所述浮动膜片设置在圆形槽体内部，所述浮动膜片上设置有隔套，在隔套的上方设置有所述上膜片，所述上膜片盖和盖板将浮动膜片、隔套以及上膜片固定在两者内部，并由铆钉匹配销轴固定。

进一步地，所述浮动膜片为环形设置，在环形壁内中空设置。

进一步地，所述铆钉的下方设置有浮子组件，在浮子组件的下方设置有钢球定位座，在钢球定位座的下方设置有中间膜片，中间膜片的下方设置有下膜片组件。

进一步地，所述下膜片组件包括支撑芯，所述支撑芯中间设置有支撑芯槽体，在支撑芯槽体的上壁面上设置有多个依次下降的支撑梯形面，所述支撑梯形面与中间膜片上设置的多个依次下降的安装梯形面匹配固定，在支撑芯槽体中间部设置有支撑芯孔，下膜片通过下膜片铆套固定在支撑芯的下部，其中，所述下膜片铆套与支撑芯孔固定。

进一步地，所述调压组件包括设置在上膜片固定座上方的调压弹簧，设置在调压弹簧上端的球形固定座。

进一步地，所述阀体包括调压阀上盖、上膜片组件固定座、压力缓冲座以及底座，所述调压阀上盖下端四个角设置有固定销，所述固定销将调压阀上盖、上膜片组件固定座、压力缓冲座以及底座固定在一起。

进一步地，所述调压阀上盖上端嵌入式设置有上盖螺母，上盖螺母用于固定旋钮组件上设置的旋钮螺钉，在上盖螺母与调压阀上盖的固定端用锁紧螺母固定，且锁紧螺母下方设置有锁紧垫片，在旋钮螺钉与上盖螺母的连接处设置有调节螺母，所述旋钮螺钉通过设置在其上方的旋钮的转动调节调压弹簧的压缩状态达到调节初始压力的目的。

进一步地，所述进口端和出口端分别设置在底座上，所述底座的下端设置有底座螺母，底座螺母固定在底座内部，在底座螺母内设置有主阀芯，主阀芯外侧设置有阀芯调节弹簧，在阀芯调节弹簧的上端设置有阀芯垫片，所述主阀芯的上端与下膜片铆套连接，其连接部设置有密封球，

所述底座上还设置有压力表，压力表包括表头、表头固定螺母以及表头定位销，所述表头定位销通过表头固定螺母一端与表头连接，其另一端与设置在底座一侧的堵头连接。

进一步地，从所述进口端输入高压气流，阀体内部压力由调压组件、上膜片组件、中间膜片、下膜片组件以及主阀芯组件一起调节至与输出压力形成力平衡，在平衡过程中，所述上膜片组件、中间膜片以及下膜片组件受压力不平衡上下运动，浮动膜片随上膜片组件的上下运动势态在上膜片固定座内浮动，平衡上膜片承受除气压力外的张力，当输出压力低于设定值时，阀开启，气流通过阀体补充到出口端，使其压力上升，当输出压力等于设定值时，阀关闭，出口压力停止上升，从而达到稳定压力的目的。

本发明通过提供了一种浮动膜片结构，膜片外圈固定，内圈浮动，从所述进口端输入高压气流，阀体内部压力由调压组件、上膜片组件、中间膜片、下膜片组件以及主阀芯组件一起调节至与输出压力形成力平衡，在平衡过程中，所述上膜片组件、中间膜片以及下膜片组件受压力不平衡上下运动，浮动膜片随上膜片组件的上下运动势态在上膜片固定座内浮动，平衡上膜片承受除气压力外的张力。

底部的主芯阀机构构成了卸压结构，更能够保证输出压力的稳定，且阀芯调节弹簧利用了球面定心的原理，提高了密封的可靠性。

本发明中的阀体采用铝合金、不锈钢、黄铜组合，可以在低温环境下稳定工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的剖面结构示意图；

图2是本发明的立体图；

图3是本发明的爆炸式结构示意图；

图4是本发明中上膜片组件的结构示意图；

图5是本发明中下膜片组件的结构示意图；

图6是本发明中中间膜片组件的结构示意图；

图7是本发明的试验原理图。

具体实施例

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参照图1和图6，本发明具体公开了一种低温精密调压阀。

本发明采用的技术方案为：

一种低温精密调压阀，包括

阀体，所述阀体包括调压阀上盖9、上膜片组件固定座18、压力缓冲座以及底座28，所述调压阀上盖9下端底盖32的四个角设置有固定销33，所述固定销33将调压阀上盖9、上膜片组件固定座18、压力缓冲座以及底座28固定在一起。

在阀体上设置有进口端和出口端，以及设置在阀体上的旋钮组件，

所述旋钮组件包括旋钮1，设置在旋钮1内的旋钮螺钉2，

在所述阀体内部由上至下依次设置有调压组件、上膜片组件34、中间膜片20、下膜片组件36以及主阀芯组件，所述旋钮组件与调压组件连接，

所述上膜片组件包括上膜片固定座，设置在上膜片固定座内的浮动膜片15和上膜片11，所述上膜片固定座固定在阀体内；

从所述进口端输入高压气流，阀体内部压力由调压组件、上膜片组件34、中间膜片20、下膜片组件36以及主阀芯组件一起调节至与输出压力形成力平衡，在平衡过程中，所述上膜片组件34、中间膜片20以及下膜片组件36受压力不平衡上下运动，浮动膜片15随上膜片组件34的上下运动势态在上膜片固定座内浮动，平衡上膜片11 承受除气压力外的张力。

所述上膜片固定座包括上膜片盖13和与上膜片盖13匹配的盖板 12，所述盖板12上端面设置有一圆形槽体120，所述浮动膜片15设置在圆形槽体120内部，所述浮动膜片15上设置有隔套121，在隔套121的上方设置有所述上膜片11，所述上膜片盖13和盖板12将浮动膜片15、隔套121以及上膜片11固定在两者内部，并由铆钉14 匹配销轴16固定。在本发明中，为了增加浮动膜片的浮动效果，所述浮动膜片15为环形设置，在环形壁内中空设置。在上膜片11的外侧设置有一密封圈110，密封圈套在上膜片盖13和盖板12的连接处。

所述铆钉14的下方设置有浮子组件17，在浮子组件17的下方设置有钢球定位座19，在钢球定位座19的下方设置有中间膜片20，中间膜片20的下方设置有下膜片组件36。

所述下膜片组件36包括支撑芯22，所述支撑芯22中间设置有支撑芯槽体，在支撑芯槽体的上壁面上设置有多个依次下降的支撑梯形面220，所述支撑梯形面220与中间膜片20上设置的多个依次下降的安装梯形面匹配固定，参照图6，图6示例性的描绘了安装梯形面的结构，(如标记200A、220B、220C、200D)在支撑芯槽体中间部设置有支撑芯孔，下膜片24通过下膜片铆套23固定在支撑芯22 的下部，其中，所述下膜片铆套23与支撑芯孔固定。

所述调压阀上盖9上端嵌入式设置有上盖螺母3，上盖螺母3用于固定旋钮组件上设置的旋钮螺钉2，在上盖螺母3与调压阀上盖9 的固定端用锁紧螺母5固定，且锁紧螺母5下方设置有锁紧垫片6，在旋钮螺钉2与上盖螺母3的连接处设置有调节螺母4，所述旋钮螺钉2通过设置在其上方的旋钮1的转动调节调压弹簧8的压缩状态达到调节初始压力的目的。

所述进口端和出口端分别设置在底座28上，所述底座的下端设置有底座螺母29，底座螺母29固定在底座内部，在底座螺母29内设置有主阀芯30，主阀芯30外侧设置有阀芯调节弹簧27，在阀芯调节弹簧27的上端设置有阀芯垫片31，所述主阀芯31的上端与下膜片铆套23连接，其连接部设置有密封球，从所述进口端输入高压气流，引导进口端的压力至主阀芯31的上端，通过主阀芯31将输入的压力的推动至下膜片组件36，下膜片组件36的上下移动引导中间膜片20和上膜片组件34同时上下移动，浮动膜片15随上膜片组件34 的上下运动势态在上膜片固定座内浮动，平衡上膜片承受除气压力外的张力，相比与传统固定式的结构，浮动膜片15可以减少直接对上膜片的固定，使得上膜片先通过浮动膜片15对张力排除后在传递至上膜片，减少了上膜片平衡除气压力外的张力，延长了其使用寿命。当输出压力低于设定值时，阀开启，气流通过阀体补充到出口端，使其压力上升，当输出压力等于设定值时，阀关闭，出口压力停止上升，从而达到稳定压力的目的。

所述底座28上还设置有压力表，压力表包括表头25、表头固定螺母37以及表头定位销38，所述表头定位销38通过表头固定螺母 37一端与表头25连接，其另一端与设置在底座一侧的堵头26连接。

本发明通过提供了一种多级膜片结构，其中，上膜片组件采用了浮动膜片结构，膜片外圈固定，内圈浮动，从所述进口端输入高压气流，阀体内部压力由调压组件、上膜片组件34、中间膜片20、下膜片组件36以及主阀芯组件一起调节至与输出压力形成力平衡，在平衡过程中，所述上膜片组件34、中间膜片20以及下膜片组件36受压力不平衡上下运动，浮动膜片15随上膜片组件的上下运动势态在上膜片固定座内浮动，平衡上膜片承受除气压力外的张力。底部的主芯阀机构构成了卸压结构，更能够保证输出压力的稳定，且阀芯调节弹簧利用了球面定心的原理，提高了密封的可靠性。本发明中的阀体采用铝合金、不锈钢、黄铜组合，可以在低温环境下稳定工作。

对本发明提供的精密调压阀分别进行调压范围试验、强度试验、精度试验、可重复精度试验以及低温试验。

按图7进行管路连接，被测阀处于关闭状态，打开截止阀，调节调压阀使被测阀进口压力为1.0MPa，缓慢调节被测阀，使出口压力在0.1～0.8MPa范围连续变化，测试本精密调压阀的最大压力1.0MPa，正常的压力范围0.1～0.8MPa，

按图7进行管路连接，被测阀调压状态为0，打开截止阀，调节调压阀使被测阀进口压力为1.2MPa，持续3min，产品没有产生任何变形或损坏。

被测阀调压状态设置0.55MPa，打开截止阀，调节调压阀使被测阀进口压力缓慢升至1.0MPa，出口压力应符合图3：压力特性曲线，出口压力稳定后，调压精度应控制在±0.002MPa以内。

按图7进行管路连接，被测阀调压状态设置0.55MPa，打开截止阀，调节调压阀使被测阀进口压力为1.0MPa，关闭截止阀然后再开启，重复5次测试其输出压力值，计算其压力波动百分比＜0.05％。

根据GB/T 2423.1-2008标准规定：产品本身属于“非散热试验样品”，因此选取标准中对应的“5.2试验Ab：非散热试验样品温度渐变的低温试验”。

依据GB/T 2423.1-20086.6及用户要求选取试验参数如表1：

表1低温试验参数

参数名称	温度	持续时间	温度变化速率
				参数值	-25℃	2h	1K/min

按照图7连接好管路，将被测阀调整到0.55MPa后放入低温箱中，启动低温箱，按照选定温度变化速率降温，当温度降至-25℃，并保持2小时后，在此温度下进行可重复精度试验，并满足5.7要求。

以上对本发明实施例所公开的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体实施例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种低温精密调压阀，其特征在于，包括

阀体，在阀体上设置有进口端和出口端，以及设置在阀体上的旋钮组件，在所述阀体内部由上至下依次设置有调压组件、上膜片组件、中间膜片、下膜片组件以及主阀芯组件，所述旋钮组件与调压组件连接，

所述上膜片组件包括上膜片固定座，设置在上膜片固定座内的浮动膜片和上膜片，所述上膜片固定座固定在阀体内；

从所述进口端输入高压气流，阀体内部压力由调压组件、上膜片组件、中间膜片、下膜片组件以及主阀芯组件一起调节至与输出压力形成力平衡，在平衡过程中，所述上膜片组件、中间膜片以及下膜片组件受压力不平衡上下运动，浮动膜片随上膜片组件的上下运动势态在上膜片固定座内浮动，平衡上膜片承受除气压力外的张力；

所述上膜片固定座包括上膜片盖和与上膜片盖匹配的盖板，所述盖板上端面设置有一圆形槽体，所述浮动膜片设置在圆形槽体内部，所述浮动膜片上设置有隔套，在隔套的上方设置有所述上膜片，所述上膜片盖和盖板将浮动膜片、隔套以及上所述浮动膜片为环形设置，在环形壁内中空设置；

所述铆钉的下方设置有浮子组件，在浮子组件的下方设置有钢球定位座，在钢球定位座的下方设置有中间膜片，中间膜片的下方设置有下膜片组件；

所述下膜片组件包括支撑芯，所述支撑芯中间设置有支撑芯槽体，在支撑芯槽体的上壁面上设置有多个依次下降的支撑梯形面，所述支撑梯形面与中间膜片上设置的多个依次下降的安装梯形面匹配固定，在支撑芯槽体中间部设置有支撑芯孔，下膜片通过下膜片铆套固定在支撑芯的下部，其中，所述下膜片铆套与支撑芯孔固定。

2.根据权利要求1所述的低温精密调压阀，其特征在于，所述调压组件包括设置在上膜片固定座上方的调压弹簧，设置在调压弹簧上端的球形固定座。

3.根据权利要求1所述的低温精密调压阀，其特征在于，所述阀体包括调压阀上盖、上膜片组件固定座、压力缓冲座以及底座，所述调压阀上盖下端四个角设置有固定销，所述固定销将调压阀上盖、上膜片组件固定座、压力缓冲座以及底座固定在一起。

4.根据权利要求3所述的低温精密调压阀，其特征在于，所述调压阀上盖上端嵌入式设置有上盖螺母，上盖螺母用于固定旋钮组件上设置的旋钮螺钉，在上盖螺母与调压阀上盖的固定端用锁紧螺母固定，且锁紧螺母下方设置有锁紧垫片，在旋钮螺钉与上盖螺母的连接处设置有调节螺母，所述旋钮螺钉通过设置在其上方的旋钮的转动调节调压弹簧的压缩状态达到调节初始压力的目的。

5.根据权利要求1所述的低温精密调压阀，其特征在于，所述进口端和出口端分别设置在底座上，所述底座的下端设置有底座螺母，底座螺母固定在底座内部，在底座螺母内设置有主阀芯，主阀芯外侧设置有阀芯调节弹簧，在阀芯调节弹簧的上端设置有阀芯垫片，所述主阀芯的上端与下膜片铆套连接，其连接部设置有密封球，

所述底座上还设置有压力表，压力表包括表头、表头固定螺母以及表头定位销，所述表头定位销通过表头固定螺母一端与表头连接，其另一端与设置在底座一侧的堵头连接。

6.根据权利要求1所述的低温精密调压阀，其特征在于，从所述进口端输入高压气流，阀体内部压力由调压组件、上膜片组件、中间膜片、下膜片组件以及主阀芯组件一起调节至与输出压力形成力平衡，在平衡过程中，所述上膜片组件、中间膜片以及下膜片组件受压力不平衡上下运动，浮动膜片随上膜片组件的上下运动势态在上膜片固定座内浮动，平衡上膜片承受除气压力外的张力，当输出压力低于设定值时，阀开启，气流通过阀体补充到出口端，使其压力上升，当输出压力等于设定值时，阀关闭，出口压力停止上升，从而达到稳定压力的目的。