CN113983192B - 一种附带压力检测机构的先导式减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减压阀技术领域，具体为一种附带压力检测机构的先导式减压阀，减压阀包括阀体、插芯、选压组件，阀体内设有相邻布置的主流道和副流道，阀体内还设有若干插芯孔和若干选压孔，插芯孔一端与主流道垂直连接，插芯设置在插芯孔内插入主流道，选压孔分别与主流道与副流道相交，选压组件设置在选压孔内，选压组件在选压孔内具有不同的开启阻力来连通主流道和副流道，主流道末端泄放压力低于减压阀需求的出口压力。通过循环结构来构建一个逐级降压的主流道，主流道上使用插芯结构来调整逐级降压大小，选压孔从主流道上选择合适压力液体引流进入副流道进行输出。

Description

一种附带压力检测机构的先导式减压阀

技术领域

本发明涉及减压阀技术领域，具体为一种附带压力检测机构的先导式减压阀。

背景技术

减压阀是一种流体系统中常用的调节部件，其作用是将进口波动的压力调节为一个较为稳定的压力进行输出。

减压阀根据其结构分为活塞式减压阀、薄膜式减压阀、直动式减压阀、先导式减压阀等等，对于管路口径较大、流量较大的场合，一般使用先导式的减压阀来进行压力调配，因为如果使用直动式的减压阀，其内部的调压弹簧需要很大的刚度才能具备压力调节范围，而先导式的减压阀则取用流体压力来进行阀芯开度调整，所以，调整范围可以适应性增大。

但是，现有技术中的先导式减压阀依然是通过获取进出口压力差来适应性调整阀芯开度，调小开度可以获得较大的流阻，从而在进口压力升高时具有趋向原值的出口压力，这样的方式存在一个反复调整的过程，即，当进口压力升高时，在尚未调节前，出口压力随之升高，调节组件调小阀芯开度以增大流阻，一般都会过度地进行调整，调节过后，出口压力会比原始值减小一定程度，之后，又为了让出口压力提升，又会略微增大阀芯开度，出口压力在一个震荡的过程中趋向原始数值，这一调节过程在压力波动较大时会耗时较长，影响减压阀后方设备的使用，当进口压力短时间内波动变化时，出口压力尚未进入稳定状态前进口压力又发生变化，这样的情况会导致该减压阀出口压力也会持续波动变化，尽管波动的大小小于进口压力的波动，但仍然会对后续设备产生影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种附带压力检测机构的先导式减压阀，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种附带压力检测机构的先导式减压阀，减压阀包括阀体、插芯、选压组件，阀体内设有相邻布置的主流道和副流道，阀体内还设有若干插芯孔和若干选压孔，插芯孔一端与主流道垂直连接，插芯设置在插芯孔内插入主流道，选压孔分别与主流道与副流道相交，选压组件设置在选压孔内，

选压组件在选压孔内具有不同的开启阻力来连通主流道和副流道，主流道末端泄放压力低于减压阀需求的出口压力。

从主流道流入的水体在主流道内被插芯阻挡，从而连续降压至主流道末端的低压泄放位置，在插芯每处流阻位置，都会降压，在本申请中，使用带三处减压位置插芯以及三路选压孔和选压组件来进行示意分析，在实际设计制造时，可以选配更多的分压等级与分压选择，

减压阀进口压力，插芯间的压力，主流道末端依次减小，每处选压组件分别识别其连接的主流道位置的压力是否为需求压力，只有合适的位置才排放至副流道内，高压与低压的通路均不导通，相当于，只选择主流道上合适的压力导入到副流道内，然后副流道末端出口为本申请减压阀的出口，当减压阀进口的压力波动时，整个主流道压力也相应增大减小，它们的大小关系依然保持原先顺序，此时，选择主流道上的新位置来输出流量。

进一步的，插芯包括若干具有锥形头部的滑动块，每个滑动块滑动安装在插芯孔内。每个锥头滑动块插入主流道的深度代表了每级降压结构降低多少，正常状态下使用每级减压相等的设置，插芯位置的调整最需要用在适应减压阀出口压力的时候，主流道末尾位置压力需要低于减压阀出口压力，这样，选压组件才能够在主流道路径上选择到需求的压力。

进一步的，选压组件包括选压柱、调压块、调压弹簧，选压柱滑动安装在选压孔内，调压块设置在选压孔内远离主流道的一端，选压柱包括依次相连的柱头、柱身和柱尾，柱身横截面大于柱头横截面，柱身内设置相平行的两个通孔，两个通孔分别为横流孔和过流孔，横流孔和过流孔均与副流道平行，过流孔位于横流孔远离主流道的一侧，柱身和柱尾内还设置纵流孔，纵流孔一端连接横流孔、另一端连接至柱尾并朝向主流道，调压块内设置压力孔，柱头插入压力孔内并可沿压力孔滑动，调压弹簧设置在柱身和调压块之间，

选压孔侧壁上设置从阀体外部相连通的平压孔，平压孔分别连接到选压孔内靠近与远离主流道的两端。

选压柱在选压孔内可滑动，其两端均承受该选压孔连接的主流道位置的压力，因为两端的受力面积不同，一端是柱身的面积，一端是柱头的面积，作用在选压柱上的压力差与调压弹簧的弹力大小关系决定选压柱位置，控制横流孔与副流道的对齐状态，直接从主流道上选取预期的需求压力进行输出，当减压阀进口压力升高时，原先导通的选压组件不再导通，而是靠近减压阀出口的选压组件导通，从主流道上靠后的位置取用流量，而当减压阀进口压力降低时，选压组件则是更换靠近减压阀进口的路径进行导通，从主流道上靠前的位置取用流量，不再是通过变化过流截面来实现减压过程。

进一步的，选压组件还包括分级簧片，柱尾靠近主流道的端部外表面带有球头，分级簧片成对设置在选压孔内壁上，分级簧片位于选压孔靠近主流道的一端，分级簧片上具有与选压孔数量相同的弹性凸起，球头外径大于一对分级簧片上的相面对的凸起间距。分级簧片构成了弹性阶跃结构，只有球头推开分级簧片的一对凸起，选压柱才能运动到另一个位置上，即，选压柱的位置变化是跳跃性的变化，只有该路径上压差力与调压弹簧弹性力的差值越过了一次分级簧片的凸起弹力后，选压柱才运动一次，选压柱的位置跳跃变化，确保横流孔只有与副流道对齐或者不导通的两种状态，不存在渐变的选压柱位置。

进一步的，调压块在选压孔内也滑动设置，选压组件还包括连接体、调压螺母，减压阀还包括顶盖和封水片，封水片覆盖选压孔远离主流道的一端，顶盖压住封水片并与阀体外表通过紧固件连接，调压块背离主流道的一端带有连杆，连杆穿出封水片，连接体与所有连杆顶端固定连接，连接体远离阀体的一端穿出顶盖，调压螺母转动安装在顶盖上，调压螺母与连接体端部螺纹连接。调压螺母旋转，可以调整连接体的高度位置，从而改变调压块在选压孔内的深度位置，更深的调压块，可以让调压弹簧具有更大的弹力，即，需要更大的压差力来使选压柱进入到导通位置，对应为减压阀具有更大的出口压力，所以，调压螺母位置是修改减压阀出口压力的位置。

进一步的，减压阀还包括回流管件，回流管件连接主流道末端与进口位置，回流管件将主流道末端低压位置引流回到主流道进口。

主流道末端需要较低的压力出流，并且需要形成持续流动，才能在主流道内建立逐级降压状态，而为主流道末端寻找的低压泄放位置是通过一定的手段将其重新引流回到主流道进口，混合减压阀新进入的流体，从而不需要为其再行寻找目标低压位置，液体流动动力全部来自于减压阀进口的流体压力。

进一步的，回流管件包括进流管、文丘里管、回流管和旋接头，进流管中间位置设置文丘里管，进流管一端作为减压阀进口、另一端连接至主流道进口，回流管一端通过旋接头连接在主流道的末端、另一端弯折连接至文丘里管的喉部，主流道的末端减缩。

待处理的液体从进流管一端进入减压阀，在通过文丘里管时产生负压，抽吸主流道末端位置的液体，混合后成为高压流体进入到主流道内。

进一步的，进流管进口位置和副流道出口位置分别设置压力表。压力表显示减压阀进出口压力，查看运行是否符合设计需求。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过循环结构来构建一个逐级降压的主流道，主流道上使用插芯结构来调整逐级降压大小，选压孔从主流道上不同的压力位置引流，选压孔内的选压组件识别该孔内的液体压力是否为需求值，只有需求值大小的液体才正好推动选压柱停留在其上横流孔与副流道对齐的位置上，从而该选压孔内的液体可以从该选压柱内纵流孔与横流孔注入到副流道内进行输出，相邻选压孔内高压、低压的液体则推动选压柱停留在横流孔与副流道不对齐的位置上，不进行液体输出，实现压力选择的目的。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的流动原理简图；

图3是图1中的视图A；

图4是本发明选压组件的结构示意图；

图5是本发明阀体顶部的结构示意图；

图6是图1中的视图B-B；

图中：1-阀体、11-主流道、12-副流道、13-插芯孔、14-选压孔、141-平压孔、2-插芯、3-选压组件、31-选压柱、311-柱头、312-柱身、3121-横流孔、3122-过流孔、3123-纵流孔、313-柱尾、3131-球头、32-调压块、321-连杆、322-压力孔、33-调压弹簧、34-分级簧片、35-连接体、36-调压螺母、4-回流管件、41-进流管、42-文丘里管、43-回流管、44-旋接头、5-顶盖、6-封水片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图6，本发明提供技术方案：

一种附带压力检测机构的先导式减压阀，减压阀包括阀体1、插芯2、选压组件3，阀体1内设有相邻布置的主流道11和副流道12，阀体1内还设有若干插芯孔13和若干选压孔14，插芯孔13一端与主流道11垂直连接，插芯2设置在插芯孔13内插入主流道11，选压孔14分别与主流道11与副流道12相交，选压组件3设置在选压孔14内，

选压组件3在选压孔14内具有不同的开启阻力来连通主流道11和副流道12，主流道11末端泄放压力低于减压阀需求的出口压力。

如图1、2所示，从主流道11流入的水体在主流道11内被插芯2阻挡，从而连续降压至主流道11末端的低压泄放位置，在插芯2每处流阻位置，都会降压，在本申请中，使用带三处减压位置插芯2以及三路选压孔14和选压组件3来进行示意分析，在实际设计制造时，可以选配更多的分压等级与分压选择，

记减压阀进口压力为P1，主流道11末端为P4，插芯间的压力依次为P2/P3，压力大小关系为P1>P2>P3>P4，每处选压组件3分别识别P1/P2/P3的压力是否为需求压力，只有合适的P2位置才排放至副流道12内，高压与低压的通路均不导通，相当于，只选择主流道11上合适的压力P2导入到副流道12内，然后副流道12末端出口为本申请减压阀的出口，当减压阀进口的压力波动时，即，P1波动，相应的，后续的P2/P3也波动，它们的大小关系依然保持原先顺序，此时，可能是P3达到原先P2的大小，此时，第三条选压孔14内选压组件3打开，将P3压力引流往副流道12内进行排放，增大P2不再流入到副流道12内。

插芯2包括若干具有锥形头部的滑动块，每个滑动块滑动安装在插芯孔13内。如图1所示，每个锥头滑动块插入主流道11的深度代表了每级降压结构降低多少，即图2中P1/P2/P3/P4的每级差值，正常状态下使用每级减压相等的设置，插芯2位置的调整最需要用在适应减压阀出口压力的时候，主流道11末尾位置压力需要低于减压阀出口压力，这样，选压组件3才能够在主流道11路径上选择到需求的压力。

选压组件3包括选压柱31、调压块32、调压弹簧33，选压柱31滑动安装在选压孔14内，调压块32设置在选压孔14内远离主流道11的一端，选压柱31包括依次相连的柱头311、柱身312和柱尾313，柱身312横截面大于柱头311横截面，柱身312内设置相平行的两个通孔，两个通孔分别为横流孔3121和过流孔3122，横流孔3121和过流孔3122均与副流道12平行，过流孔3122位于横流孔3121远离主流道11的一侧，柱身312和柱尾313内还设置纵流孔3123，纵流孔3123一端连接横流孔3121、另一端连接至柱尾313并朝向主流道11，调压块32内设置压力孔322，柱头311插入压力孔322内并可沿压力孔322滑动，调压弹簧33设置在柱身312和调压块32之间，

选压孔14侧壁上设置从阀体1外部相连通的平压孔141，平压孔141分别连接到选压孔14内靠近与远离主流道11的两端。

如图3、4所示，选压柱31在选压孔14内可滑动，其两端均承受该选压孔14连接的主流道11位置的压力，以图3中中间一路选压孔14进行分析，选压柱31两端均受到压力P2，但是，因为两端的受力面积不同，一端是柱身312的面积S1，一端是柱头311的面积S2，（图4中显示了S1/S2分别标示的面积）所以，S1>S2，所以，作用在选压柱31上的压力差为P2*(S1-S2)，记调压弹簧33的弹力为T，弹力T与调压弹簧33被压缩的行程有关，而调压弹簧33的压缩量又与选压柱31在选压孔14内的位置有关，可以设计的是，让需要连通的选压柱31处的调压弹簧33弹力T=P2*(S1-S2)，形成图3中的状态，P2为需要的减压阀出流压力，此时，该路径上的调压弹簧33的弹力正好等于压差力，而前方选压孔14内，因为压差力P1*S1-S2较大，所以，调压弹簧33会被进一步压缩，从而，选压柱31处于远离主流道11的位置，左侧路径上的横流孔3121无法与副流道12对齐，从而“不选择”该路径上的压力作为输出压力，而后方的选压孔14处，由于压差力P3*(S1-S2)较小，所以，调压弹簧33无法被压缩至适宜长度，从而，该路径上选压柱31只能处于靠近主流道11的位置处，其横流孔3121也无法与副流道12对齐，只有其上的过流孔3122与副流道12对齐承担过流任务，过流流量来自前级选压孔14内的流量，本申请的设置是直接从主流道11上选取预期的需求压力进行输出，当减压阀进口压力升高时，原先导通的选压组件3不再导通，而是靠近减压阀出口的选压组件3导通，从主流道11上靠后的位置取用流量，而当减压阀进口压力降低时，选压组件3则是更换靠近减压阀进口的路径进行导通，从主流道11上靠前的位置取用流量，不再是通过变化过流截面来实现减压过程。可以通过增加选压孔14、选压组件3数量来增加压力选择的精度。

选压组件3还包括分级簧片34，柱尾313靠近主流道11的端部外表面带有球头3131，分级簧片34成对设置在选压孔14内壁上，分级簧片34位于选压孔14靠近主流道11的一端，分级簧片34上具有与选压孔14数量相同的弹性凸起，球头3131外径大于一对分级簧片34上的相面对的凸起间距。如图3、4所示，分级簧片34构成了弹性阶跃结构，只有球头3131推开分级簧片34的一对凸起，选压柱31才能运动到另一个位置上，即，选压柱31的位置变化是跳跃性的变化，只有该路径上压差力与调压弹簧33弹性力的差值越过了一次分级簧片34的凸起弹力后，选压柱31才运动一次，选压柱31的位置跳跃变化，确保横流孔3121只有与副流道12对齐或者不导通的两种状态，不存在渐变的选压柱31位置。

调压块32在选压孔14内也滑动设置，选压组件3还包括连接体35、调压螺母36，减压阀还包括顶盖5和封水片6，封水片6覆盖选压孔14远离主流道11的一端，顶盖5压住封水片6并与阀体1外表通过紧固件连接，调压块32背离主流道11的一端带有连杆321，连杆321穿出封水片6，连接体35与所有连杆321顶端固定连接，连接体35远离阀体1的一端穿出顶盖5，调压螺母36转动安装在顶盖5上，调压螺母36与连接体35端部螺纹连接。如图5所示，调压螺母36旋转，可以调整连接体35的高度位置，从而改变调压块32在选压孔14内的深度位置，更深的调压块32，可以让调压弹簧33具有更大的弹力，即，需要更大的压差力来使选压柱31进入到导通位置，对应为减压阀具有更大的出口压力，所以，调压螺母36位置是修改减压阀出口压力的位置。

减压阀还包括回流管件4，回流管件4连接主流道11末端与进口位置，回流管件4将主流道11末端低压位置引流回到主流道11进口。

如图1、2所示，主流道11末端需要较低的压力出流，并且需要形成持续流动，才能在主流道11内建立逐级降压状态，而为主流道11末端寻找的低压泄放位置是通过一定的手段将其重新引流回到主流道11进口，混合减压阀新进入的流体，从而不需要为其再行寻找目标低压位置，液体流动动力全部来自于减压阀进口的流体压力。

回流管件4包括进流管41、文丘里管42、回流管43和旋接头44，进流管41中间位置设置文丘里管42，进流管41一端作为减压阀进口、另一端连接至主流道11进口，回流管43一端通过旋接头44连接在主流道11的末端、另一端弯折连接至文丘里管42的喉部，主流道11的末端减缩。

如图2、6所示，待处理的液体从进流管41一端进入减压阀，在通过文丘里管42时产生负压，抽吸主流道11末端位置的液体，混合后成为高压流体进入到主流道11内，整体的流动状态是：从减压阀进口流入流量Q1，从减压阀出口流出的流量为Q1，回流管43内流量为Q2，从文丘里管42到导通的选压组件3路径上流量为Q1+Q2，后续主流道11内流量为Q2，在减压阀内部建立一个Q2流量的循环，实现主流道11上持续的逐级降压状态。

进流管41进口位置和副流道12出口位置分别设置压力表。压力表显示减压阀进出口压力，查看运行是否符合设计需求。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种附带压力检测机构的先导式减压阀，其特征在于：所述减压阀包括阀体（1）、插芯（2）、选压组件（3），所述阀体（1）内设有相邻布置的主流道（11）和副流道（12），阀体（1）内还设有若干插芯孔（13）和若干选压孔（14），所述插芯孔（13）一端与主流道（11）垂直连接，所述插芯（2）设置在插芯孔（13）内插入主流道（11），所述选压孔（14）分别与主流道（11）与副流道（12）相交，所述选压组件（3）设置在选压孔（14）内，

选压组件（3）在选压孔（14）内具有不同的开启阻力来连通主流道（11）和副流道（12），主流道（11）末端泄放压力低于减压阀需求的出口压力；

所述插芯（2）包括若干具有锥形头部的滑动块，每个滑动块滑动安装在插芯孔（13）内；

所述选压组件（3）包括选压柱（31）、调压块（32）、调压弹簧（33），所述选压柱（31）滑动安装在选压孔（14）内，调压块（32）设置在选压孔（14）内远离主流道（11）的一端，所述选压柱（31）包括依次相连的柱头（311）、柱身（312）和柱尾（313），所述柱身（312）横截面大于柱头（311）横截面，所述柱身（312）内设置相平行的两个通孔，两个通孔分别为横流孔（3121）和过流孔（3122），所述横流孔（3121）和过流孔（3122）均与副流道（12）平行，过流孔（3122）位于横流孔（3121）远离主流道（11）的一侧，所述柱身（312）和柱尾（313）内还设置纵流孔（3123），所述纵流孔（3123）一端连接横流孔（3121）、另一端连接至柱尾（313）并朝向主流道（11），所述调压块（32）内设置压力孔（322），所述柱头（311）插入压力孔（322）内并可沿压力孔（322）滑动，所述调压弹簧（33）设置在柱身（312）和调压块（32）之间，

所述选压孔（14）侧壁上设置从阀体（1）外部相连通的平压孔（141），平压孔（141）分别连接到选压孔（14）内靠近与远离主流道（11）的两端。

2.根据权利要求1所述的一种附带压力检测机构的先导式减压阀，其特征在于：所述选压组件（3）还包括分级簧片（34），所述柱尾（313）靠近主流道（11）的端部外表面带有球头（3131），所述分级簧片（34）成对设置在选压孔（14）内壁上，分级簧片（34）位于选压孔（14）靠近主流道（11）的一端，分级簧片（34）上具有与选压孔（14）数量相同的弹性凸起，所述球头（3131）外径大于一对分级簧片（34）上的相面对的凸起间距。

3.根据权利要求2所述的一种附带压力检测机构的先导式减压阀，其特征在于：所述调压块（32）在选压孔（14）内也滑动设置，所述选压组件（3）还包括连接体（35）、调压螺母（36），所述减压阀还包括顶盖（5）和封水片（6），所述封水片（6）覆盖选压孔（14）远离主流道（11）的一端，所述顶盖（5）压住封水片（6）并与阀体（1）外表通过紧固件连接，所述调压块（32）背离主流道（11）的一端带有连杆（321），所述连杆（321）穿出封水片（6），所述连接体（35）与所有连杆（321）顶端固定连接，所述连接体（35）远离阀体（1）的一端穿出顶盖（5），所述调压螺母（36）转动安装在顶盖（5）上，调压螺母（36）与连接体（35）端部螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种附带压力检测机构的先导式减压阀，其特征在于：所述减压阀还包括回流管件（4），所述回流管件（4）连接主流道（11）末端与进口位置，回流管件（4）将主流道（11）末端低压位置引流回到主流道（11）进口。

5.根据权利要求4所述的一种附带压力检测机构的先导式减压阀，其特征在于：所述回流管件（4）包括进流管（41）、文丘里管（42）、回流管（43）和旋接头（44），所述进流管（41）中间位置设置文丘里管（42），进流管（41）一端作为减压阀进口、另一端连接至主流道（11）进口，所述回流管（43）一端通过旋接头（44）连接在主流道（11）的末端、另一端弯折连接至文丘里管（42）的喉部，所述主流道（11）的末端减缩。

6.根据权利要求5所述的一种附带压力检测机构的先导式减压阀，其特征在于：所述进流管（41）进口位置和副流道（12）出口位置分别设置压力表。

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