CN112253762A - 可变加载型调压器的调压结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可变加载型调压器的调压结构，设置于燃气调压器内，燃气调压器内设有调压器膜片，包括压差弹性气囊，所述压差弹性气囊安装在调压器膜片上；导阀，所述导阀与压差弹性气囊之间通过导气信号管连接；其中，所述压差弹性气囊为一圈完整密封的闭合圆环，压差弹性气囊内部为弹性气囊腔D；所述导阀上开有导阀入气口A，导阀包括导阀阀体，所述导阀阀体内设有活塞，所述导气信号管连接到导阀阀体内并通过活塞的位置控制导气信号管的通断。本发明不需要外力的自力式可变加载结构，并且具备自适应调节功能，通过差压气囊的加载方式，差压导阀与气囊的控制方式，安全可靠，控制性能好，提供最适合的加载面积，调节精度高。

Description

可变加载型调压器的调压结构

技术领域

本发明涉及调压器的技术领域，特别是可变加载型调压器的调压结构的技术领域。

背景技术

燃气调压器是燃气输配系统中用于调节管道压力的装置，广泛用于燃气输送管道上。燃气调压器的主要感压元件为橡胶膜片，当天然气的气压作用在橡胶模片的表面时，气压将获得膜片的面积从而由压强转变为推力。根据力与压强的关系：力=压强X受力面积（压强即天然气的气压值）。这个由膜片和气压得到的推力是调压器驱动的核心动力，它在驱动调压器运行时存在3种不同的加载状态：1、驱动调压器打开的状态；2、驱动调压器调节的状态；3、驱动调压器关闭的状态。

这3种状态所需要的推力值是因需而变化的，由于现有技术调压器膜片的受力面积为固定不变值，所以当推力减小时，天然气的气压值必然随之减小；而推力增加时，天然气的气压值则必然升高。这就使得调压器后的天然气气压值不稳定，这种不稳定的范围宽度是影响调压器的调节精度和关闭精度的关键因素。

因此现有技术使用的固定的膜片加载面积，无法针对全开、关闭及调节过程三种状态提供稳定的气压值来保证调节精度。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出可变加载型调压器的调压结构，不需要外力的自力式可变加载结构，并且具备自适应调节功能，通过差压气囊的加载方式，差压导阀与气囊的控制方式，安全可靠，控制性能好，提供最适合的加载面积，调节精度高。

本发明为克服现有技术存在的问题，提供如下技术方案：

可变加载型调压器的调压结构，设置于燃气调压器内，燃气调压器内设有调压器膜片，包括

压差弹性气囊，所述压差弹性气囊安装在调压器膜片上；

导阀，所述导阀与压差弹性气囊之间通过导气信号管连接；

其中，所述压差弹性气囊为一圈完整密封的闭合圆环，压差弹性气囊内部为弹性气囊腔D；所述导阀上开有导阀入气口A，导阀包括导阀阀体，所述导阀阀体内设有活塞，所述导气信号管连接到导阀阀体内并通过活塞的位置控制导气信号管的通断。

在本申请公开的可变加载型调压器的调压结构中，可选地，所述导阀包括导阀膜盖，所述导阀膜盖与导阀阀体连接，导阀膜盖内设有导阀膜片，导阀膜片与活塞杆配合。

在本申请公开的可变加载型调压器的调压结构中，可选地，所述导阀膜盖内还装有导阀弹簧，导阀弹簧套在活塞杆上并压在导阀膜片上。

在本申请公开的可变加载型调压器的调压结构中，可选地，所述导阀膜盖一端连接导阀阀体，导阀膜盖另一端开口连接导阀入气口A，导阀膜片与导阀膜盖开口之间形成导阀加载腔，导阀膜盖开口处为加载腔入气口A。

在本申请公开的可变加载型调压器的调压结构中，可选地，所述导气信号管与导阀阀体连接处为信号管第一通气口C和信号管第二通气口C，信号管第一通气口C与信号管第二通气口C平行设置均通向导阀阀体。

在本申请公开的可变加载型调压器的调压结构中，可选地，所述导阀阀体与导阀入气口A之间还设有导阀通道，所述导阀通道绕过导阀加载腔，导阀通道开口处为导阀通道通气口B，导阀通道通气口B与信号管第一通气口C位置对应。

在本申请公开的可变加载型调压器的调压结构中，可选地，所述导阀阀体上还设有导阀通气口A，导阀通气口A与信号管第二通气口C位置对应。

在本申请公开的可变加载型调压器的调压结构中，可选地，所述调压器膜片受压凸起，压差弹性气囊安装在调压器膜片凸起的外圆周上，所述压差弹性气囊使用橡胶材料。

本发明的有益效果是：

本发明设计可变加载结构，不需要外力的自力式可变加载结构，并且具备自适应调节功能，通过设计差压气囊的加载方式和差压导阀与气囊的控制方式，可以调整不同工作状态时的气压推力平衡，使关闭精度、调压节精度、开度极限这3种关键性能指标均达到一致的精良程度，安全可靠，控制性能好，提供最适合的加载面积，调节精度高，打破现有技术的性能瓶颈。

本发明的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。

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是现有技术调压器的关闭状态结构示意图；

图2是现有技术调压器的调节状态结构示意图；

图3是现有技术调压器的全开状态结构示意图。

图4是可变加载型调压器的调压结构的整体结构示意图；

图5是图4中导阀的放大结构示意图；

图6是可变加载型调压器的调压结构的关闭状态结构示意图；

图7是可变加载型调压器的调压结构的调节状态结构示意图；

图8是可变加载型调压器的调压结构的全开状态结构示意图。

图中

1-膜盖；2-调压器膜片；3-弹簧；4-阀口垫；5-阀杆；6-压差弹性气囊；7-导气信号管；8-导阀；81-导阀阀体；82-活塞；83-导阀弹簧；84-导阀膜盖；85-导阀加载腔；86-导阀膜片；87-导阀通道；A-导阀入气口；A1-加载腔入气口；A2-导阀通气口；B-导阀通道通气口；C1-信号管第一通气口；C2-信号管第二通气口；D-弹性气囊腔；P2-调压器后气压；H-弹簧压高度。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明申请实施例可以在不同例子中重复参考数字或参考字母，这种重复只是为了简化和清楚目的，其本身不指示所讨论各种实施方式或/和设置之间的关系。

下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

如图1、图2、图3，现有技术的调压器，包括膜盖1，膜盖1内设有调压器膜片2，膜盖1上安装有弹簧腔，所述弹簧腔内设有弹簧3，所述弹簧3压在调压器膜片2上。所述调压器内设有阀杆5，所述调压器膜片2上设有与阀杆5相匹配的活阀；通往活阀处设有阀口，阀口垫4与阀口配合密封。

图1-图3分别所示为调压器关闭、调节、全开的状态。

其中弹簧压高度H，通过对比图1、图2、图3调压器分别在关闭、调节和全开的状态，可明显看出三个状态下调压器弹簧3的高度不同，H1<H2<H3，因此三种状态下，调压器弹簧的力值大小关系是：关闭>调压>全开。

调压器膜片2是受力关系的中间界面，调压器膜片2上方为向下作用的弹簧力和膜片下方为向上作用的气压推力，二者在调压器的3种状态下时都需要达到平衡，即无论调压器处于关闭、调节还是全开状态，弹簧力和气压推力都应该相等。注：膜片下方的气压推力=调压器后气压值×膜片受力面积。

然而，由于3种状态下弹簧3的压缩量不同，则导致弹簧加载力实际是不同的，因调压器膜片2受力面积不变，故调压器膜片2下气压推力是固定不变值，则3种状态下实际是存在受力不平衡情况的。这种受力不平衡就导致了调压器的关闭精度、调压节精度、开度极限这3种关键性能指标无法均达到一致的精良程度，例如，将关闭状态设计为弹簧力=气压推力，则可以得到更好的关闭精度，但调节精度和开度极限则会因为不平衡力关系相应地受到影响；反之，将全开状态设计为弹簧力=气压推力，则可以得到更好的开度极限，但关闭精度和调节精度则会因为不平衡力关系相应地受到影响。这是典型的物理原理，也是现有技术调压器结构存在的缺陷。

为了让关闭、调节和全开三种状态都达到一致精良的性能，就需要解决膜片受力面积固定不变的问题。

如图4、图5，本发明，可变加载型调压器的调压结构，设置于燃气调压器内，燃气调压器内设有调压器膜片2，包括

压差弹性气囊6，所述压差弹性气囊6安装在调压器膜片2上；

导阀8，所述导阀8与压差弹性气囊6之间通过导气信号管7连接；

其中，所述压差弹性气囊6为一圈完整密封的闭合圆环，内部为中空，压差弹性气囊6内部为弹性气囊腔D；所述调压器膜片2受压凸起，压差弹性气囊6安装在调压器膜片2凸起的外圆周上，所述压差弹性气囊6使用橡胶材料。

所述导阀8上开有导阀入气口A，导阀8包括导阀阀体81，所述导阀阀体81内设有活塞82，所述导气信号管7连接到导阀阀体81内并通过活塞82的位置控制导气信号管7的通断。调压器后气压P2通过导阀入气口A接入；

图4、图5中导阀通过比较A口接入的调压后气压P2与导阀弹簧83设定值之间的压差，来控制活塞82的动作，并由活塞82来控制A2、B、C1、C2各接口的通断，从而实现差压控制。

所述导阀8包括导阀膜盖84，所述导阀膜盖84与导阀阀体81连接，导阀膜盖84内设有导阀膜片86，导阀膜片86与活塞82杆配合。

所述导阀膜盖84内还装有导阀弹簧83，导阀弹簧83套在活塞82杆上并压在导阀膜片86上。

所述导阀膜盖84一端连接导阀阀体81，导阀膜盖84另一端开口连接导阀入气口A，导阀膜片86与导阀膜盖84开口之间形成导阀加载腔85，导阀膜盖84开口处为加载腔入气口A1。

所述导气信号管7与导阀阀体81连接处为信号管第一通气口C1和信号管第二通气口C2，信号管第一通气口C1与信号管第二通气口C2平行设置均通向导阀阀体81。

所述导阀阀体81与导阀入气口A之间还设有导阀通道87，所述导阀通道87绕过导阀加载腔85，导阀通道87开口处为导阀通道通气口B，导阀通道通气口B与信号管第一通气口C1位置对应。

所述导阀阀体81上还设有导阀通气口A2，导阀通气口A2与信号管第二通气口C2位置对应。

如图6、图7、图8，调压器三种状态下，可变加载结构的三种工作状态：

1. 调压器关闭状态

调压器关闭时，调压器弹簧3高度最小，则弹簧力最大，为了达到快速平衡则需要增大调压器膜片2的气压推力。

在调压器将要处于关闭时，因弹簧力的增大，会导致调压器后的气压有相应的升高，该气压通过A1口进入导阀加载腔85，由于气压偏高，导阀弹簧力不足以对抗该气压，故气压推动导阀膜片86向图中左侧方向移动，从而带动活塞82向左移动，此时A2-C2口打开，B-C1口关闭，气压无法通过B-C1口进入气囊，同时弹性气囊腔D的原有气压通过C2-A2通道向外排放，导致弹性气囊腔D内气压降低，压差弹性气囊6则向外侧收缩将增加皮膜凸起圆周外侧的空间，在调压器膜片2下方气压的作用下，调压器膜片2凸起部分的外径增大，因此调压器膜片2受力面积相应增大，以达到升高调压器膜片2气压推力的作用，快速与增大的调压器弹簧力达到平衡，使调压器快速达到关闭状态，提高关闭精度的性能。

2. 调压器调节状态

调压器处于调节状态时，活塞82处于中间位置，可灵敏地对导入的气压进行监测，当调节状态趋于开阀方向时，调压器弹簧3高度微量增加导致调压器弹簧力微量减小，活塞82向右移动，会根据实际差压让B-C1口稍微打开，适当增加弹性气囊腔D气压，实现对调压器膜片2受力面积的微量减小，从而快速让调节过程中开阀的受力关系达到平衡状态，以提高调节性能；反之，当调节状态趋于关阀方向时，调压器弹簧3高度微量减小导致调压器弹簧力微量增加，活塞82则向左移动，会根据实际差压让C2-A2口稍微打开，适当减小弹性气囊腔D的气压，实现对调压器膜片2受力面积的微量增大，从而快速让调节过程中关阀的受力关系达到平衡状态，以提高调节性能。

3. 调压器全开状态

调压器全开时，由于调压器弹簧3高度最高，则弹簧力最小，为了让调压器膜片2气压推力与此时的弹簧力快速平衡，以达到精良的全开性能，则需要相应地减小膜片处的气压推力。

在调压器将要处于全开时，因弹簧力的降低，会导致调压器后的气压有相应的降低，该气压通过A1口进入导阀加载腔，并通过导阀膜片86加载推力后与导阀弹簧力进行对比，因气压偏低，导阀弹簧83将推动导阀膜片86向图中右侧移动，从而带动导阀活塞向右移动，此时A2-C2口关闭，B-C1口打开，气压通过B-C1口进入差压弹性气囊腔D，压差弹性气囊6充气后向中心膨胀并挤压调压器膜片2凸起，使调压器膜片2凸起一同向中心收缩，从而使调压器膜片2受力面积相应减小，以达到减小调压器膜片2气压推力的作用，快速与减小的调压器弹簧力达到平衡，使调压器快速达到全开状态，提高全开极限的性能。

因此该可变加载结构是不需要外力的自力式，并且具备自适应调节的新型结构。可在不改变现有技术调压器结构的前提下，解决现有技术的性能缺陷。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.可变加载型调压器的调压结构，设置于燃气调压器内，燃气调压器内设有调压器膜片（2），其特征在于：包括

压差弹性气囊（6），所述压差弹性气囊（6）安装在调压器膜片（2）上；

导阀（8），所述导阀（8）与压差弹性气囊（6）之间通过导气信号管（7）连接；

其中，所述压差弹性气囊（6）为一圈完整密封的闭合圆环，压差弹性气囊（6）内部为弹性气囊腔D；所述导阀（8）上开有导阀入气口A，导阀（8）包括导阀阀体（81），所述导阀阀体（81）内设有活塞（82），所述导气信号管（7）连接到导阀阀体（81）内并通过活塞（82）的位置控制导气信号管（7）的通断。

2.如权利要求1所述的可变加载型调压器的调压结构，其特征在于：所述导阀（8）包括导阀膜盖（84），所述导阀膜盖（84）与导阀阀体（81）连接，导阀膜盖（84）内设有导阀膜片（86），导阀膜片（86）与活塞（82）杆配合。

3.如权利要求2所述的可变加载型调压器的调压结构，其特征在于：所述导阀膜盖（84）内还装有导阀弹簧（83），导阀弹簧（83）套在活塞（82）杆上并压在导阀膜片（86）上。

4.如权利要求1所述的可变加载型调压器的调压结构，其特征在于：所述导阀膜盖（84）一端连接导阀阀体（81），导阀膜盖（84）另一端开口连接导阀入气口A，导阀膜片（86）与导阀膜盖（84）开口之间形成导阀加载腔（85），导阀膜盖（84）开口处为加载腔入气口A1。

5.如权利要求1所述的可变加载型调压器的调压结构，其特征在于：所述导气信号管（7）与导阀阀体（81）连接处为信号管第一通气口C1和信号管第二通气口C2，信号管第一通气口C1与信号管第二通气口C2平行设置均通向导阀阀体（81）。

6.如权利要求5所述的可变加载型调压器的调压结构，其特征在于：所述导阀阀体（81）与导阀入气口A之间还设有导阀通道（87），所述导阀通道（87）绕过导阀加载腔（85），导阀通道（87）开口处为导阀通道通气口B，导阀通道通气口B与信号管第一通气口C1位置对应。

7.如权利要求5所述的可变加载型调压器的调压结构，其特征在于：所述导阀阀体（81）上还设有导阀通气口A2，导阀通气口A2与信号管第二通气口C2位置对应。

8.如权利要求1所述的可变加载型调压器的调压结构，其特征在于：所述调压器膜片（2）受压凸起，压差弹性气囊（6）安装在调压器膜片（2）凸起的外圆周上，所述压差弹性气囊（6）使用橡胶材料。

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