CN115111414A - 高精度先导减压器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度先导减压器,包括并联的导阀和主阀导阀为正向式减压器，主阀的背压侧设有一个敏感背压腔，导阀出口压力气流进入敏感背压腔，敏感背压腔后为主阀活动机构，包括主阀活门组合、主阀弹簧，主阀活门组合包括敏感活塞和高压密封环，背压板沿主阀阀座上下移动，敏感活塞一面为敏感背压腔，另一面为主阀的出口腔，高压密封环将先导阀入口和出口腔之间的连通气路阻隔并密封，敏感活塞上设有通气孔，通气孔连接主阀的敏感背压腔和出口腔，本发明的高精度先导减压器输出压力偏差小、精度高、先导式、紧凑化设计，适用于进出口压力比大于等于40的场合。
Description
技术领域
本发明涉及发明技术领域，尤其涉及一种先导减压器。
背景技术
目前市面上的减压器以单级反向非卸荷式减压阀为主，该阀门具有高可靠性、高寿命、低成本等优点，满足一般使用需求；在航空、航天领域，减压器更具有精密化、小型化需求。近几年国内航天领域研制的高精度减压器主要以双级减压器为主，包括反-反串联、正-反串联、正-正串联形式，并联式减压器比较少见，而先导式减压器属于并联式减压器的一种，它的精度主要受先导阀的精度控制主阀，由此得名。工业上常用的几种先导式减压器为1TY25-3型高压减压器、Y43H活塞式减压器及YZZH型活塞减压阀，1TY25-3型高压减压器是，以上几种先导式减压器的共同特点是工作流量大，但是当入口压力大于20MPa或入口具有较大的压降的情况下，以上三种先导式减压器不能提供较高精度的输出压力。其原因主要是因为，以上三种形式的阀门主要考虑的是大流量需求，但是在具有向上倾斜特性的反向主阀上面配置一个同样具有该特性的先导阀，将叠加先导阀及主阀的偏差。
现有技术2019100252630公开了一种两级先导减压器，其特点是产品由三个减压器集成而成，分别是一级减压器、二级主阀、先导阀。单看二级主阀与先导阀的并联式结构，该结构在进口压力变化量较大的情况下，调节精度较低；因此设计以及减压器对高压气体初步减压后通往先导阀。
一级进行初步减压后，将一级出口压力流入导阀与二级主阀，相对本专利来说，该发明中所用蝶阀刚度大，导致导阀精度降低；导阀敏感腔压力为二级主阀出口压力，该压力负反馈控制导阀活门的开度，因此导阀属于被控阀，自主调压能力相对较差，其结构与在工业上广泛应用的Y43H系列活塞式减压阀类似。
现有技术中2017209522300公开了一种高精绝压减压器，该结构为双级串联式减压器，相对本专利所述并联式减压器，它更适用于中小流量，因为当设计大流量时，所需阀座孔径、敏感面积大，相应的主弹簧负荷也大，这不仅为弹簧设计带来很大困难，同时也影响了小型化设计。
总之，目前对减压器出口压力精度要求越来越苛刻的情况下，既要保证系统内所有产品体积尽量小，又要保证输出压力精度高且稳定可靠非常困难，当气动减压阀的应用场合为大流量、高出口压力时，传统直动式减压器大幅提高精度与降低减压器体积相悖。因此，提出需要一种新型先导式并联减压器，以满足该工况下的高精度调节需求。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种高精度先导减压器，可以在产品体积尽量小的情况，同时满足出口压力精度高稳定可靠的要求。
本发明采用的技术方案是，高精度先导减压器,包括并联的导阀和主阀，导阀为正向式减压器，包括依次安装在壳体内的导阀主弹簧、双活门杆、导阀阀芯、导阀副弹簧，主阀的背压侧设有一个敏感背压腔，导阀出口压力气流进入敏感背压腔，敏感背压腔后的主阀活动机构包括主阀活门组合、主阀弹簧，主阀活门组合包括敏感活塞和高压密封环，背压板沿主阀阀座上下移动，敏感活塞一面为敏感背压腔，另一面为主阀的出口腔，高压密封环将先导阀入口和出口腔之间的连通气路阻隔并密封，敏感活塞上设有通气孔，通气孔连接主阀的敏感背压腔和出口腔，主阀弹簧将敏感活塞朝向敏感背压腔的方向顶推。
敏感活塞上安装变孔螺钉，变孔螺钉中心开设通孔作为通气孔。
敏感活塞靠近主阀阀座的部位宽度加大，并在外圆周上设有两道密封环。
高压密封环和敏感活塞之间通过活门杆连接，主阀弹簧套装在活门杆外。
本发明的有益效果是导阀采用正向非卸荷式结构，该结构阀芯处无阀杆穿过，因此活门座直径可以充分小型化设计，在敏感面积不变的情况下，减小活门直径，增大了减压器的敏感直径比，提高了导阀的出口压力精度，并实现导阀的小型化设计；主阀采用反向卸荷式结构，避免了进口压力阶跃对出口压力的影响，并将主阀回位弹簧下移至敏感腔，充分进行紧凑型设计；在主阀活塞上设置变孔螺钉，并系列化螺钉孔尺寸，以使导阀适应不同流量下的出口压力精度；导阀与主阀结构为正向与反向减压器的并联结合，充分利用了这两种减压器的特点，相互抵消相反特性造成的误差，可以通过参数设计获得更高精度的压力特性；
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为导阀局部结构图。
图中标记为：1-先导阀入口，2-导阀入口，3-主阀活门组合，31-密封环，32-敏感活塞，33-高压密封环，4-主阀弹簧，5-先导阀出口，6-隔板，7-变孔螺钉，8-导阀出口，9-导阀副弹簧，10-导阀阀芯，11-双活门杆，12-导阀主弹簧，21-柱塞，22-圆筒，23-膜片，24-气压室。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1所示为本发明所述先导式减压器的结构原理图，在导阀与主阀之间可以采取集成一体化设计，也就是内接的形式，或采取两种减压阀外部管路连接的并联形式均可。
该导阀为一种新型正向式减压器，该减压器的内部活动机构由导阀副弹簧9、导阀阀芯10、双活门杆11、导阀主弹簧12构成，在高压气体通过入口后，进入导阀入口1，流入导阀阀芯10与阀门座形成的狭小缝隙后减压至出口压力，出口压力的大小可以通过调节弹簧预紧力确定，
如图2所示，导阀的敏感面采用非金属膜片23，该膜片背压侧采用柱塞21、圆筒22配套小间隙配合，非金属膜片代替传统减压器中橡胶圈起到密封作用，同时，当导阀开始工作，非金属膜片在微小位移下，可以利用柱塞、圆筒的保护，承受较高压力，从而达到密封可靠且工作过程中无非金属活动密封带来的摩擦力。
导阀出口压力气体流入敏感背压腔16，再通过变孔螺钉7中间的通气孔，汇入主阀出口腔17，该通气孔的大小决定了导阀流量，该流量无法通过流体计算精确获得，一般通过流体仿真进行分析获取。
为了获得不同的流量，可以变孔螺钉为一系列的螺钉，其中心的通气孔为不同的孔径，可以根据减压器流量需求更换不同型号的变孔螺钉。
本申请中的主阀为一种卸荷式反向减压器，其活动机构由主阀活门组合3、主阀弹簧4构成，该减压器的设计特点是进口压力经节流缝节流降压，活门杆与壳体之间设置高压密封环，其作用是将主阀活门组合3的上端面与高压气体隔离，也就是与导阀入口1隔绝，并引入出口低压气，这样一来，高压气体对件主阀活门组合3的作用力小，即整个活动机构受高压气体影响很小，因此，当高压气体变化时，出口压力变化很小，精度高。
在导阀工作过程中，当导阀的出口压力向上推动主阀的活门组合3时，使主阀高压腔气体在该活门处降压为P2压力后，从主阀出口5以某规定流量输出。当主阀出口压力因某种原因下降时，则加大了敏感活塞31上下的压力差，破坏了主阀力平衡机构，从而使主阀活门组合3上移，加大了主阀开度，增大了质量流量，相应的提高了阀门的出口压力。通过导阀的高精度设计，提高了主阀的出口压力的精度，主阀的出口压力具有如同气簧式减压阀同样的特性，由于传统气簧减压器的气压腔为一绝压腔，其受温度影响很大，温度变化，敏感背压腔压力随之变化，与之相平衡的出口压力也变化。而本申请的减压器，其敏感背压腔16非封闭容腔，其腔内压力完全受导阀控制，导阀为一种表压式减压器，其基本不受温度变化的影响，环境适应性更好。
由于导阀为正向非卸荷式减压器，从减压器设计原理出发，所有正向式减压器的出口压力静特性特点是：体积流量固定的前提下，当入口压力由高到低，出口压力也将由高到低；
主阀为反向式减压器，从减压器设计原理出发，所有经典式反向式减压器的出口压力静特性特点是：体积流量固定的前提下，当入口压力由高到低，出口压力由低到高；
例如，当入口压力40-30MPa，导阀出口3-2.8MPa；
当入口压力40-30MPa，主阀的出口压力若不受导阀影响应为2.6-2.7MPa；
当把导阀的出口压力变化计算进来后，导阀的出口压力降低，将直接导致敏感活塞受力平衡被打破，出口压力也降低；因此，主阀的变化不再是2.6-2.7MPa，通过列出主阀导阀的力平衡公式及静特性计算公式，可得到怎样进行参数设计，可将出口压力的偏差最小化。
因此，主阀的卸荷式设计，主阀受入口压力的变化影响较小，通过参数设计，导阀与主阀结构为正向与反向减压器的并联结合，相互抵消相反特性造成的误差，同样提高了减压阀的精度。
综上所述，本申请的技术方案以大敏感直径比的微流量正向减压阀作为导阀，提供高精度导阀压力作为主阀的敏感面积背压负荷；采用反向卸荷式中、大口径减压阀作为主阀，配备大敏感面积，以增大其敏感压力比，从而满足较高精度的中、大流量、中、高压力需求，出口压力精度高；导阀活动机构内无非金属密封圈，工作更稳定可靠、无附件摩擦力，导阀精度高；大流量条件下，最大可实现40倍减压比，出口压力精度可达到±2％，即能达到高精度，又可实现中、大流量减压阀的小型化。
Claims (4)
1.高精度先导减压器,包括并联的导阀和主阀，其特征在于：导阀为正向式减压器，包括依次安装在壳体内的导阀主弹簧(12)、双活门杆(11)、导阀阀芯(10)、导阀副弹簧(9)，主阀的背压侧设有一个敏感背压腔(16)，导阀出口压力气流进入敏感背压腔，敏感背压腔后的主阀活动机构包括主阀活门组合(3)、主阀弹簧(4)，主阀活门组合(3)包括敏感活塞(32)和高压密封环(33)，背压板(32)沿主阀阀座上下移动，敏感活塞(32)一面为敏感背压腔(16)，另一面为主阀的出口腔(17)，高压密封环(33)将先导阀入口(1)和出口腔(17)之间的连通气路阻隔并密封，敏感活塞(32)上设有通气孔，通气孔连接主阀的敏感背压腔(16)和出口腔(17)，主阀弹簧(4)将敏感活塞(32)朝向敏感背压腔(16)的方向顶推。
2.如权利要求1所述的高精度先导减压器，其特征在于：所述敏感活塞(32)上安装变孔螺钉(7)，变孔螺钉(7)中心开设通孔作为通气孔。
3.如权利要求1所述的高精度先导减压器，特征在于：所述敏感活塞(32)靠近主阀阀座的部位宽度加大，并在外圆周上设有两道密封环(31)。
4.如权利要求1所述的高精度先导减压器，特征在于：所述高压密封环(33)和敏感活塞之间通过活门杆连接，主阀弹簧(4)套装在活门杆外。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0997117A (ja) * | 1995-10-02 | 1997-04-08 | Toshiba Eng Co Ltd | 電気自動減圧弁装置 |
| CN102147028A (zh) * | 2011-04-15 | 2011-08-10 | 王元清 | 低压先导式安全阀 |
| CN105864496A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-17 | 永阀门集团有限公司 | 背压调节先导式安全阀 |
| KR20190133136A (ko) * | 2017-11-06 | 2019-12-02 | 주식회사 만도 | 일체형 솔레노이드밸브 및 그를 이용한 브레이크 시스템 |
| CN111219513A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-02 | 北京航安特机电技术有限公司 | 一种一级轴流减压阀 |
| CN216344164U (zh) * | 2021-10-30 | 2022-04-19 | 永嘉县晨正阀门制造有限公司 | 一种先导活塞式减压阀 |
-
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0997117A (ja) * | 1995-10-02 | 1997-04-08 | Toshiba Eng Co Ltd | 電気自動減圧弁装置 |
| CN102147028A (zh) * | 2011-04-15 | 2011-08-10 | 王元清 | 低压先导式安全阀 |
| CN105864496A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-17 | 永阀门集团有限公司 | 背压调节先导式安全阀 |
| KR20190133136A (ko) * | 2017-11-06 | 2019-12-02 | 주식회사 만도 | 일체형 솔레노이드밸브 및 그를 이용한 브레이크 시스템 |
| CN111219513A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-06-02 | 北京航安特机电技术有限公司 | 一种一级轴流减压阀 |
| CN216344164U (zh) * | 2021-10-30 | 2022-04-19 | 永嘉县晨正阀门制造有限公司 | 一种先导活塞式减压阀 |
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