CN114484026B - 一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及减压阀技术领域，具体为一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀，包括阀壳、截流组件、隔膜，阀壳包括内部对称分布的进流道、出流道和将两个流道隔开的隔板，阀壳内还设置过渡腔和平衡腔，过渡腔位于阀壳的中部，平衡腔位于过渡腔远离进流道的一侧，隔板中间位置设置过流孔，隔板壁厚内设置闸板槽，截流组件一端位于闸板槽内，截流组件另一端穿过过渡腔并在端部连接隔膜，隔膜的外缘连接到阀壳内壁上，隔膜和截流组件的端部共同将过渡腔和平衡腔隔开，截流组件控制过流孔的过流面积来调配进流道和出流道的过流阻力，闸板槽远离过渡腔一端的侧面与进流道之间设置引压孔，平衡腔内充入减压阀过流介质，让出流道压力精确保持在设计值上。

Description

一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀

技术领域

本发明涉及减压阀技术领域，具体为一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀。

背景技术

减压阀是阀门的一个品种，其主要作用是将阀门出口压力保持在一个稳定值上。

目前的减压阀根据结构大致分为薄膜式、杠杆式、活塞式、波纹管式等，又根据作用原理可分为弹簧直动式和先导压差式，其中，先导式减压阀可以以较小的尺寸获得较窄的压力波动范围而被广泛使用。

目前的先导式减压阀一般通过进出口的压差来判别入口水流的压力波动情况，在一个稳定状态下，如果进口压力升高，则过流流量略微提升，同时出口压力也会升高，但出口压力的提升程度不会有进口压力的提升程度，进出口压差扩大，此时，调整减压阀的过流截面大小，提高过流阻力，从而让进流压力经历更大压降成为出流压力，期望出流压力回复初始值，但此调节过程无法准确获知出流压力是否回到初始值上，只能够让出流压力回复到比初始值略偏的一个状态点上，阀门在制造时针对设计流量进行过流开度调整比例，可以在设计流量下获得较大的减压调整精度，阀门运行在偏离设计流量较大的工况时，出流压力调整精度会有较大的衰减。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀，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：

一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀，减压阀包括阀壳、截流组件、隔膜，阀壳包括内部对称分布的进流道、出流道和将两个流道隔开的隔板，阀壳内还设置过渡腔和平衡腔，过渡腔位于阀壳的中部，平衡腔位于过渡腔远离进流道的一侧，隔板中间位置设置过流孔，隔板壁厚内设置闸板槽，

截流组件一端位于闸板槽内，截流组件另一端穿过过渡腔并在端部连接隔膜，隔膜的外缘连接到阀壳内壁上，隔膜和截流组件的端部共同将过渡腔和平衡腔隔开，

截流组件控制过流孔的过流面积来调配进流道和出流道的过流阻力，

闸板槽远离过渡腔一端的侧面与进流道之间设置引压孔，平衡腔内充入减压阀过流介质，

当进流道进入压力升高时，截流组件上升调小过流孔过流面积，平衡腔内液体流出，

当进流道进入压力降低时，截流组件下降调大过流孔过流面积，平衡腔内液体注入。

液体从进流道进入减压阀，穿过过流孔和截流组件过流，过流阻力成为压降，进流压力提高时，截流组件调小过流孔面积来提高过流阻力，让出流道的出流压力趋向稳定，进流压力降低时，过流孔过流面积增大而减小过流阻力，出流道出流压力降低程度减小并最终回复到初始出流压力，完成出口压力稳定的目的，隔膜安装在截流组件的顶部，在阀壳顶部构造出的平衡腔用作与闸板槽内液体压力形成压力差，从而在进流道进入压力变化时，形成截流组件的移动动力。

进一步的，阀壳侧壁上还设置受压腔，受压腔位于平衡腔的一旁，减压阀还包括换位组件和引流管，受压腔通过引流管连接到出流道，换位组件设置在受压腔内，换位组件根据受压腔内压力调整平衡腔进流或出流，受压腔压力升高时，平衡腔出流，受压腔压力降低时，平衡腔进流。

将出流道处的出流压力引流到受压腔内并被换位组件感知，在出流道内压力出现升高或降低时，换位组件感知压力变化并调整平衡腔内液体的进出流，来改变截流组件的位置，当出流道内压力处于预期值上时，平衡腔对外封闭，不进不出，截流组件位置恒定。

进一步的，减压阀还包括配压接管，换位组件包括活塞板、弹簧，活塞板包括板体和挡板，板体滑动安装在受压腔内壁上，挡板设置在板体背离引流管的一端端面上并垂直于板体，挡板上设置相平行的回流孔和施压孔，回流孔比施压孔远离板体，平衡腔侧壁上设置选流孔，

配压接管包括回流管和施压管，回流管连接到回流孔，施压管连接到施压孔，弹簧一端固定到受压腔侧壁上，弹簧另一端抵住板体背离引流管的一端，回流管连接的液体压力高于施压管连接的液体压力。

当出流道处压力升高时，受压腔内压力升高，板体上移挤压弹簧，在板体上移后，施压孔和选流孔对齐，截流组件上移并推动隔膜变形后将平衡腔内液体从施压孔推挤排出，这一排出过程会持续到活塞板再次发生移动后施压孔和选流孔不再对齐，活塞板再次发生移动而回复到初始位置时，此状况对应出流道的压力回复到设计值，

当出流道处压力降低时，受压腔内压力降低，板体下移，回流孔和选流孔对齐，外部的较高压力液体进入平衡腔内，截流组件和隔膜上端受到的压力大于截流组件底端在闸板槽内的压力，可以通过调整闸板槽内的受力面积来实现确定的压力相对大小关系，不用精确确定平衡腔内与闸板槽内的压力差值，

由此实现，只要活塞板进行升降动作，则截流组件就会进行移动，直至活塞板恢复到初始位置，选流孔与回流孔和施压孔均不对齐连通。

进一步的，配压接管还包括主流支管和降压段，主流支管两端分别连接到进流道侧壁上作为进流道的支路进行液体过流，主流支管上设置降压段，降压段为文氏管结构，施压管连接到降压段喉部，回流管连接到主流支管上。

主流支管引入一股减压阀进口位置的流体在主流支管内流动，在降压段处通过文氏管结构构造低压区域，分别将主流支管上的正常压力点和低压点通过回流管和施压管朝向平衡腔等待其对齐连接，正常压力点压力等于减压阀进流压力，低压点压力低于减压阀进流压力。

进一步的，截流组件包括闸板、阀杆、连接头，闸板滑动安装在闸板槽内，闸板朝向过渡腔的一端端面上设置阀杆，阀杆端部设置连接头，连接头外缘连接径向向外连接隔膜，闸板中间位置设置过流口，过流口和过流孔重叠区域作为减压阀主流道过流面积。

闸板在闸板槽内升降改变减压阀过流阻力，调配进出口压力差，让减压阀出口压力稳定，连接头与隔膜上表面共同受到平衡腔的压力，闸板底部受到进流道的进流压力，两个位置的压差决定截流组件的升降动作，出流道压力与设计值不同才导致活塞板的运动，活塞板偏离预期位置才能够允许平衡腔内液体进出而容纳截流组件的运动。

进一步的，截流组件还包括阻力球，减压阀还包括波纹簧片，阻力球设置在阀杆上，波纹簧片设置在过渡腔侧壁上，波纹簧片有两瓣并对称分布在阻力球两侧。波纹簧片为阻力球升降时提供跳跃的阻碍力，只有进流道的压力波动大于阻力球在波纹簧片上的单次跳跃阻力，截流组件才会进行位置调整并改变减压阀的过流压降。

进一步的，换位组件还包括限位块，限位块设置在受压腔侧壁上，限位块有两个并分别分布在板体两侧，板体在限位块之间的位移行程等于回流孔和施压孔的间距。活塞板在两个限位块之间进行位置调整，在两个极限位置上分别对应回流孔、施压孔与选流孔的对齐状态。

进一步的，进流道和出流道的对外接口为螺纹接口。螺纹接口可以减少减压阀整体体积，由于本减压阀不带截流组件手动调整结构，所以，在使用时，管路前后方如果有通断需要，可以在前后段管路上设置单独的手阀进行控制。

进一步的，回流管、施压管与挡板的连接处使用软管。挡板需要进行位置调整，而配压接管的主要部分需要硬管维持管路走向结构，在连接位置使用软管方便连接和运动。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过在出流道出口位置处引来一股压力水流，通过活塞板配合弹簧检测出流压力是否符合预期，高于预期与低于预期均导致活塞板的位置变化，活塞板位置变化后在限位块确定出的极限位置上分别将平衡腔与两股不同压力状态的水源连通，让平衡腔作用在截流组件上的作用力与进流道作用在截流组件上另一端的作用力差值发生状态转换，驱动截流组件进行持续的移动，在进流道压力升高时，截流组件朝向平衡腔移动，闸板与过流孔重合度减少而增大减压阀的过流阻力，从而在出流道的出流压力经历短暂提升后又降低到设计值，同理在进流道压力降低时，减轻过流阻力而让出流道压力能够经历初始降低后再回升到设计压力，只有受压腔内压力回复设计值，截流组件才停止移动而停止过流阻力的调整。

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是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明截流组件的结构示意图；

图3是图1中的局部视图A；

图4是本发明平衡腔周围的结构示意图，图中配压接管保留连接流程的前提下作了位置调整以方便布图；

图5是图4中的局部视图B；

图中：1-阀壳、11-进流道、12-出流道、13-隔板、131-闸板槽、132-引压孔、14-过渡腔、15-平衡腔、151-选流孔、16-受压腔、2-截流组件、21-闸板、22-过流口、23-阀杆、24-阻力球、25-连接头、3-换位组件、31-活塞板、311-板体、312-挡板、3121-回流孔、3122-施压孔、32-弹簧、33-限位块、4-隔膜、5-配压接管、51-主流支管、52-降压段、53-回流管、54-施压管、6-波纹簧片、7-引流管。

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5，本发明提供技术方案：

一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀，减压阀包括阀壳1、截流组件2、隔膜4，阀壳1包括内部对称分布的进流道11、出流道12和将两个流道隔开的隔板13，阀壳1内还设置过渡腔14和平衡腔15，过渡腔14位于阀壳1的中部，平衡腔15位于过渡腔14远离进流道11的一侧，隔板13中间位置设置过流孔，隔板13壁厚内设置闸板槽131，

截流组件2一端位于闸板槽131内，截流组件2另一端穿过过渡腔14并在端部连接隔膜4，隔膜4的外缘连接到阀壳1内壁上，隔膜4和截流组件2的端部共同将过渡腔14和平衡腔15隔开，

截流组件2控制过流孔的过流面积来调配进流道11和出流道12的过流阻力，

闸板槽131远离过渡腔14一端的侧面与进流道11之间设置引压孔132，平衡腔15内充入减压阀过流介质，

当进流道11进入压力升高时，截流组件2上升调小过流孔过流面积，平衡腔15内液体流出，

当进流道11进入压力降低时，截流组件2下降调大过流孔过流面积，平衡腔15内液体注入。

如图1所示，液体从进流道11进入减压阀，穿过过流孔和截流组件2过流，过流阻力成为压降，进流压力提高时，截流组件2调小过流孔面积来提高过流阻力，让出流道12的出流压力趋向稳定，进流压力降低时，过流孔过流面积增大而减小过流阻力，出流道12出流压力降低程度减小并最终回复到初始出流压力，完成出口压力稳定的目的，隔膜4安装在截流组件2的顶部，在阀壳1顶部构造出的平衡腔15用作与闸板槽131内液体压力形成压力差，从而在进流道11进入压力变化时，形成截流组件2的移动动力。

阀壳1侧壁上还设置受压腔16，受压腔16位于平衡腔15的一旁，减压阀还包括换位组件3和引流管7，受压腔16通过引流管7连接到出流道12，换位组件3设置在受压腔16内，换位组件3根据受压腔16内压力调整平衡腔15进流或出流，受压腔16压力升高时，平衡腔15出流，受压腔16压力降低时，平衡腔15进流。

如图1所示，将出流道12处的出流压力引流到受压腔16内并被换位组件3感知，在出流道12内压力出现升高或降低时，换位组件3感知压力变化并调整平衡腔15内液体的进出流，来改变截流组件2的位置，当出流道12内压力处于预期值上时，平衡腔15对外封闭，不进不出，截流组件2位置恒定。

减压阀还包括配压接管5，换位组件3包括活塞板31、弹簧32，活塞板31包括板体311和挡板312，板体311滑动安装在受压腔16内壁上，挡板312设置在板体311背离引流管7的一端端面上并垂直于板体311，挡板312上设置相平行的回流孔3121和施压孔3122，回流孔3121比施压孔3122远离板体311，平衡腔15侧壁上设置选流孔151，

配压接管5包括回流管53和施压管54，回流管53连接到回流孔3121，施压管54连接到施压孔3122，弹簧32一端固定到受压腔16侧壁上，弹簧32另一端抵住板体311背离引流管7的一端，回流管53连接的液体压力高于施压管54连接的液体压力。

如图4、5所示，当出流道12处压力升高时，受压腔16内压力升高，板体311上移挤压弹簧32，在板体311上移后，施压孔3122和选流孔151对齐，截流组件2上移并推动隔膜4变形后将平衡腔15内液体从施压孔3122推挤排出，这一排出过程会持续到活塞板31再次发生移动后施压孔3122和选流孔151不再对齐，活塞板31再次发生移动而回复到初始位置时，此状况对应出流道12的压力回复到设计值，

当出流道12处压力降低时，受压腔16内压力降低，板体311下移，回流孔3121和选流孔151对齐，外部的较高压力液体进入平衡腔15内，截流组件2和隔膜4上端受到的压力大于截流组件2底端在闸板槽131内的压力，可以通过调整闸板槽131内的受力面积来实现确定的压力相对大小关系，不用精确确定平衡腔15内与闸板槽131内的压力差值，

由此实现，只要活塞板31进行升降动作，则截流组件2就会进行移动，直至活塞板31恢复到初始位置，选流孔151与回流孔3121和施压孔3122均不对齐连通。更换弹簧32的预紧力，可以改变本减压阀的出口设计压力，可以方便地进行出流压力的调整。

配压接管5还包括主流支管51和降压段52，主流支管51两端分别连接到进流道11侧壁上作为进流道11的支路进行液体过流，主流支管51上设置降压段52，降压段52为文氏管结构，施压管54连接到降压段52喉部，回流管53连接到主流支管51上。

如图1、4所示，主流支管51引入一股减压阀进口位置的流体在主流支管51内流动，在降压段52处通过文氏管结构构造低压区域，分别将主流支管51上的正常压力点和低压点通过回流管53和施压管54朝向平衡腔15等待其对齐连接，正常压力点压力等于减压阀进流压力，低压点压力低于减压阀进流压力。

截流组件2包括闸板21、阀杆23、连接头25，闸板21滑动安装在闸板槽131内，闸板21朝向过渡腔14的一端端面上设置阀杆23，阀杆23端部设置连接头25，连接头25外缘连接径向向外连接隔膜4，闸板21中间位置设置过流口22，过流口22和过流孔重叠区域作为减压阀主流道过流面积。

如图1、2所示，闸板21在闸板槽131内升降改变减压阀过流阻力，调配进出口压力差，让减压阀出口压力稳定，连接头25与隔膜4上表面共同受到平衡腔15的压力，闸板21底部受到进流道11的进流压力，两个位置的压差决定截流组件2的升降动作，出流道12压力与设计值不同才导致活塞板31的运动，活塞板31偏离预期位置才能够允许平衡腔15内液体进出而容纳截流组件2的运动。

截流组件2还包括阻力球24，减压阀还包括波纹簧片6，阻力球24设置在阀杆23上，波纹簧片6设置在过渡腔14侧壁上，波纹簧片6有两瓣并对称分布在阻力球24两侧。

波纹簧片6为阻力球24升降时提供跳跃的阻碍力，只有进流道11的压力波动大于阻力球24在波纹簧片6上的单次跳跃阻力，截流组件2才会进行位置调整并改变减压阀的过流压降。

换位组件3还包括限位块33，限位块33设置在受压腔16侧壁上，限位块33有两个并分别分布在板体311两侧，板体311在限位块33之间的位移行程等于回流孔3121和施压孔3122的间距。

如图4、5所示，活塞板31在两个限位块33之间进行位置调整，在两个极限位置上分别对应回流孔3121、施压孔3122与选流孔151的对齐状态。

进流道11和出流道12的对外接口为螺纹接口。

螺纹接口可以减少减压阀整体体积，由于本减压阀不带截流组件2手动调整结构，所以，在使用时，管路前后方如果有通断需要，可以在前后段管路上设置单独的手阀进行控制。

回流管53、施压管54与挡板312的连接处使用软管。

挡板312需要进行位置调整，而配压接管5的主要部分需要硬管维持管路走向结构，在连接位置使用软管方便连接和运动。

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)

1.一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀，其特征在于：所述减压阀包括阀壳（1）、截流组件（2）、隔膜（4），所述阀壳（1）包括内部对称分布的进流道（11）、出流道（12）和将进流道（11）、出流道（12）隔开的隔板（13），阀壳（1）内还设置过渡腔（14）和平衡腔（15），所述过渡腔（14）位于阀壳（1）的中部，所述平衡腔（15）位于过渡腔（14）远离进流道（11）的一侧，所述隔板（13）中间位置设置过流孔，隔板（13）壁厚内设置闸板槽（131），

所述截流组件（2）一端位于闸板槽（131）内，截流组件（2）另一端穿过过渡腔（14）并在端部连接隔膜（4），所述隔膜（4）的外缘连接到阀壳（1）内壁上，隔膜（4）和截流组件（2）的端部共同将过渡腔（14）和平衡腔（15）隔开，

所述截流组件（2）控制过流孔的过流面积来调配进流道（11）和出流道（12）的过流阻力，

所述闸板槽（131）远离过渡腔（14）一端的侧面与进流道（11）之间设置引压孔（132），所述平衡腔（15）内充入减压阀过流介质，

当进流道（11）进入压力升高时，截流组件（2）上升调小过流孔过流面积，平衡腔（15）内液体流出，

当进流道（11）进入压力降低时，截流组件（2）下降调大过流孔过流面积，平衡腔（15）内液体注入；

所述阀壳（1）侧壁上还设置受压腔（16），所述受压腔（16）位于平衡腔（15）的一旁，所述减压阀还包括换位组件（3）和引流管（7），所述受压腔（16）通过引流管（7）连接到出流道（12），所述换位组件（3）设置在受压腔（16）内，换位组件（3）根据受压腔（16）内压力调整平衡腔（15）进流或出流，受压腔（16）压力升高时，平衡腔（15）出流，受压腔（16）压力降低时，平衡腔（15）进流；

所述减压阀还包括配压接管（5），所述换位组件（3）包括活塞板（31）、弹簧（32），所述活塞板（31）包括板体（311）和挡板（312），所述板体（311）滑动安装在受压腔（16）内壁上，挡板（312）设置在板体（311）背离引流管（7）的一端端面上并垂直于板体（311），所述挡板（312）上设置相平行的回流孔（3121）和施压孔（3122），所述回流孔（3121）比施压孔（3122）远离板体（311），所述平衡腔（15）侧壁上设置选流孔（151），

所述配压接管（5）包括回流管（53）和施压管（54），所述回流管（53）连接到回流孔（3121），所述施压管（54）连接到施压孔（3122），所述弹簧（32）一端固定到受压腔（16）侧壁上，弹簧（32）另一端抵住板体（311）背离引流管（7）的一端，所述回流管（53）连接的液体压力高于施压管（54）连接的液体压力；

截流组件（2）包括闸板（21）、阀杆（23）、连接头（25），所述闸板（21）滑动安装在闸板槽（131）内，所述闸板（21）朝向过渡腔（14）的一端端面上设置阀杆（23），所述阀杆（23）端部设置连接头（25），所述连接头（25）外缘连接径向向外连接隔膜（4），所述闸板（21）中间位置设置过流口（22），所述过流口（22）和过流孔重叠区域作为减压阀主流道过流面积；

在出流道出口位置处引来一股压力水流，通过活塞板配合弹簧检测出流压力是否符合预期，高于预期与低于预期均导致活塞板的位置变化，活塞板位置变化后在限位块确定出的极限位置上分别将平衡腔与两股不同压力状态的水源连通，让平衡腔作用在截流组件上的作用力与进流道作用在截流组件上另一端的作用力差值发生状态转换，驱动截流组件进行持续的移动，在进流道压力升高时，截流组件朝向平衡腔移动。

2.根据权利要求1所述的一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀，其特征在于：所述配压接管（5）还包括主流支管（51）和降压段（52），所述主流支管（51）两端分别连接到进流道（11）侧壁上作为进流道（11）的支路进行液体过流，所述主流支管（51）上设置降压段（52），所述降压段（52）为文氏管结构，所述施压管（54）连接到降压段（52）喉部，所述回流管（53）连接到主流支管（51）上。

3.根据权利要求1所述的一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀，其特征在于：所述截流组件（2）还包括阻力球（24），所述减压阀还包括波纹簧片（6），所述阻力球（24）设置在阀杆（23）上，所述波纹簧片（6）设置在过渡腔（14）侧壁上，波纹簧片（6）有两瓣并对称分布在阻力球（24）两侧。

4.根据权利要求3所述的一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀，其特征在于：所述换位组件（3）还包括限位块（33），所述限位块（33）设置在受压腔（16）侧壁上，限位块（33）有两个并分别分布在板体（311）两侧，所述板体（311）在限位块（33）之间的位移行程等于回流孔（3121）和施压孔（3122）的间距。

5.根据权利要求4所述的一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀，其特征在于：所述进流道（11）和出流道（12）的对外接口为螺纹接口。

6.根据权利要求4所述的一种带有压力可调的先导隔膜式减压阀，其特征在于：所述回流管（53）、施压管（54）与挡板（312）的连接处使用软管。

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