CN1189586A - 膜片驱动稳流调节阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有用流体作用于膜片上的操作装置使阀门开启或闭合的,并可通过出口处的流量反馈控制以稳定出口流量的调节阀,这种阀门有较大的开度和较高的精度,在风箱破裂时可避免介质进入信号系统,既可通过流体开启阀门,又可通过流体关闭阀门,并具有较大的零位调节量的。在本发明中受信膜片上设有连杆,其下端设置杠杆式位移量放大机构,并在反馈区内设有防止风箱破裂造成工作介质进入信号系统的安全保护装置,和多弹簧调零机构。

Description

膜片驱动稳流调节阀
本发明涉及一种带有用流体(本发明所述的流体可以是液体，也可以是气体)作用于膜片上的操作装置使阀门开启或闭合的，并可通过出口处的流量反馈控制以稳定出口流量的调节阀。本发明的阀门由阀体、密封风箱、阀座、阀芯、弹簧组成，在阀的出口处设有孔板，在阀体内分别设受信膜片和反馈膜片，并通过所设的膜片将阀内分隔为受信区、反馈区和工作区，受信膜片或密封风箱与阀芯间设有位移量传递装置，在阀出口处的孔板外设有通道将阀工作区与反馈区连通，在阀体内设有使阀芯恢复原始位置的弹簧，在阀门的受信区内设有密封风箱。
中国实用新型CN89214738.5公开一种气动控制的阀门，该专利由阀体、密封风箱、阀芯、阀座、弹簧组成，在阀门的出口处设有孔板，并在阀体上设有反馈膜片，为消除单向反馈力对受信膜片的作用，在该专利的实施例中，其受信膜片的上下设有相同的一对密封风箱，其二端分别固定在上盖和环室上。该专利是利用输入信号与孔板二侧的压差反馈信号同时作用，推动阀芯运动，控制阀的开度，并使输入信号与阀的流量建立相应关系，以使输入流量与输出流量恒定。该专利有以下不足：
1、由于阀芯的开启直接受信膜片或密封风箱的作用，而膜片和风箱，特别是用于高压工作介质阀门的风箱，工作位移量极小，造成阀芯的开启量极小，多无法满足阀门正常开度的需要，而且阀门的控制精度相对较低；
2、由于在受信膜片一面受信号压力的作用，另一面直接受反馈力的作用，为了消除单向反馈力影响，在受信膜片的上下设有一对相同的风箱，其两端分别固定在上盖和环室上，这种结构在工作中一旦风箱发生破裂将会使介质喷出，进入信号系统；
3、现有技术中阀门的零位调整是通过位于阀门下部的调节螺丝和阀芯下面的恢复弹簧实现，这种机构的零位调节量不大，往往不能调到应有的位置；
4、在多数工作情况下，工作介质的温度要高于信号流体的温度，受信膜片的一面处于高温环境，另一面处于低温环境，致使受信膜片的状态比较恶劣；此外，为保障阀门正常工作，为使工作介质维持在正常的工作温度，应当对反馈区进行保温，但同时又必须使受信膜片处于较低的温度，这一点在现有技术中较实现；
5、所公开的现有技术只有气开式阀门，无而气关式阀门，不能满足实际应用的要求。
本发明的目的是提供一种可克服现有技术不足，采用流体控制的，能使阀门有较大的开度和较高的精度，以适应使用的要求，在风箱破裂时可避免介质进入信号系统，可便于对反馈区内的工作介质进行保温，既可通过流体进行开启控制，又可通过流体进行关闭控制，并具有较大的零位调节量的，膜片驱动的稳流调节阀。
本发明的目的通过以下措施实现：在向阀芯连杆传递位移的装置上设置杠杆式位移量放大机构组成，由受信膜片或风箱通过杠杆式位移量放大机构传递位移量，并作用于阀芯连杆上，使控制阀芯的开启或关闭，并使阀芯有较大的开度。
本发明的目的还可用下述方式实现：
在反馈区内设有防止风箱破裂造成工作介质进入信号系统的安全保护装置。
本发明在受信膜片上设有多弹簧调零机构，可使零位调整变大。
本发明的优点在于：
1、因采用了杠杆式位移量放大机构，可以通过膜片或风箱的小位移量运动产生较大的位移量，以适应实际使用中要求阀芯有比较大的开度的要求，同时还可使阀门具有较高的精度；
2、本发明在反馈区内设有安全保护装置，当风箱发生破裂时，安全保护装置将风箱入口封闭，可避免工作介质进入信号系统造成事故；
3、在本发明的结构中，便于对反馈的工作介质进行保温，同时又可以使受信膜片维持在其正常的工作温度；
4、本发明采用了多弹簧调零机构，其实际的调零位移量可达50～100％；
5、本发明既可以是流体开启式的，也可是流体关闭式的。
本发明的附图给出二个实施例，在所述的实施例中其控制流体为气体，当然，也可采用某种液体作为控制流体。以下结合附图及实施例作详细解说。
附图说明
附图1为本发明的一种气闭式实施例的剖面结构示意图
附图2为实施例中所采用的一种杠杆式位移量放大机构的结构示意图
附图3为图2的俯视图
附图4为本发明的一种安全保护装置的结构示意图
附图5为多弹簧调零机构的示意图
附图6为本发明的气开式实施例的剖面结构示意图
在本发明的第一个实施例(即附图1所示)中，阀芯(5)位于阀体(4)上的上下阀座(3)和(5)处，在阀底盖(1)上设有阀芯(5)的止推弹簧(2)。在阀体中分别设有反馈膜片(10)和受信膜片(17)，并用反馈膜片和受信膜片将阀内分为受信区(26)、反馈区(27)和工作区(7)。在阀的工作区(7)内设有杠杆式位移量放大机构(8)，该机构的一端固定于反馈膜片(10)所设的硬芯(9)上，另一端与阀芯杆相作用。在反馈膜片(10)的硬芯(9)上固定有连杆(21)的下端，连杆(21)中固定联接有密封风箱(12)，连杆的上端固定于受信膜片(17)上所设的硬芯(16)上。受信区(26)内设有由弹簧盘(35)、调零弹簧(13)和调零螺栓(14)构成的多弹簧调零机构。在阀门出口处(24)设有孔板(25)，孔板(2 5)的外侧用接头(23)固定外设管路(22)连通反馈区。该实施例中还设有信号气体入口的接头(20)和风压表(19)。
本实施例中的杠杆式位移放大机构可参见附图2和附图3，其结构是在阀体上固定簧片(33a)的一端，簧片(33a)另一端固定于杠杆(30)的一端。杠杆的另一端用簧片(33b)固定在与阀芯杆相作用的构件(31)上，在杠杆(30)上用支架(28a)簧片(33c)的一端，簧片(33c)的另一端固定在设于反馈膜片(10)上的硬芯(9)上的支架(28b)上。当反馈膜片受反馈力作用向上位移时，通过支架(28b)、簧片(33c)和支架(28a)的作用使杠杆(30)绕固定端(29)转动，并在杠杆的另一端，即与簧片(33b)相固定的一端，以及构件(31)产生较大的位移，同时作用于阀芯杆上，由此实现阀门有较大开度的目的。由图可见，簧片(33b)和(33c)工作时是处于拉伸状态，因此可以确保其功能的实现。
附图4为本发明的一种安全保护装置的实施方式，它是由在反馈区内设置的与反馈区连通，其入口固定于反馈区内的阀体上，并与连杆(21)相固定的风箱(12)，及设置于反馈膜片上，与风箱入口对应且可封闭风箱入口的垫(34)构成。该装置在工作中如发生风箱破裂，会造成反馈区减压，反馈膜片(10)在工作区内的工作介质作用下会向上运动，带动垫(34)上行，并将风箱(12)的入口封闭，切断工作介质进入受信区的通道，避免了工作介质进入信号系统造成的事故。另一方面，在正常工作状态，反馈力对受信膜片的作用仅取决于风箱端部的面积，而此面积远小于受信膜片的面积，因此，正常情况下由反馈力作用于受信膜片所造成的影响可忽略不计。
为使这种安全保护装置的效果更好，在密封风箱(12)上还设有隔离风箱(15)，如图1示，其内部与信号流体连通，其外部与密封风箱，以及夹于受信区和反馈区的空间隔离。在受信膜片(17)的硬芯(16)上设有与隔离风箱(15)入口相对应且可封闭隔离风箱入口的垫，其具体的结构与附图4所给出密封风箱入及设于反馈膜片上的垫均相同，这样当密封风箱发生破裂时，一方面工作介质进入密封风箱的入口被封闭，另一方面由于隔离风箱的作用更确保了工作介质无法进入信号系统。
附图5为多弹簧调零机构的示意图。通过图5，本领域的普通技术人员可很容易地了解其具体细节，在此不再赘述，该机构的实测调零幅度可达50～100％。
本发明的实施例中，在阀门受信区与反馈区间的外形上有一段内凹的结构，可以便于设置保温装置。
本发明在使用时，当控制气源信号进入受信区作用于受信膜片，使膜片向上运动，通过杠杆式位移量放大机构的作用，产生较大的位移量，带动阀芯向上运动，实现阀的关闭动作，在信号力减弱时阀芯在调零弹簧的作用下向下运动，并使阀门开启。当出口流量与入口流量波动时，会引起孔板两端的压力差，并经管路作用于反馈膜片上，产生反馈力，改变阀的开度，把输出量调整到与入口相等的值。
附图6为本发明的气开式实施例，该例中其受信区位于受信膜片的上面，在该实施例中未设隔离风箱，其余技术特征均与图1的实施例相同。
本发明的具体实施方式不局限于附图所给出的形式，例如，本发明所给出的实施例中杠杆放大机构均设于反馈膜片下，在实际应用中也可以将其设于反馈膜片之上密封风箱下，以此可将风箱的小位移量放大，使阀芯有较大的开度。

Claims (6)

1、一种气动控制阀，由阀体、密封风箱、阀座、阀芯、弹簧组成，在阀的出口处设有孔板，在阀体内分别设受信膜片和反馈膜片，并通过所设的膜片将阀内分隔为受信区、反馈区和工作区，在受信膜片或风箱与阀芯间设有位移量传递装置，在阀出口处的孔板外设有通道连将阀工作区与反馈区连通，在阀体内设有使阀芯恢复原始位置的弹簧，其特征在于所述在向阀芯连杆传递位移的装置上设置杠杆式位移量放大机构组成，由受信膜片或风箱通过杠杆式位移量放大机构传递位移量，并作用于阀芯连杆上，使控制阀芯的开启或关闭。
2、根据权利要求1所述的阀门，其特征在于在阀门内设有防止密封风箱破裂造成工作介质进入信号系统的安全保护装置。
3、根据权利要求2所述的阀，其特征在于所述的防止密封风箱破裂造成工作介质进入信号系统的安全保护装置是由在反馈区内设置的与反馈区连通，其入口固定于反馈区的阀体上，并与连杆相固定的密封风箱，及设置于反馈膜片上，与密封风箱入口对应且可封闭风箱入口的垫。
4、根据权利要求1或2或3所述的阀，其特征在于在密封风箱上还设有隔离风箱。
5、根据权利要求4所述的阀门，其特征在于在受信膜片上设有多弹簧调零机构。
6、根据权利要求5所述的阀门，其特征在于在阀门受信区与反馈区间的外形上有一段内凹的结构。
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