CN201228793Y

CN201228793Y - 高压大流量的减压阀

Info

Publication number: CN201228793Y
Application number: CNU2008201215477U
Authority: CN
Inventors: 李先辉
Original assignee: NINGBO XINGJIAN SPACE MANUFACTORY
Current assignee: Ningbo Xingjian Space Manufactory Inc.
Priority date: 2008-07-16
Filing date: 2008-07-16
Publication date: 2009-04-29
Anticipated expiration: 2018-07-16

Abstract

本实用新型公开了一种高压大流量的减压阀，包含有主减压阀、还包含有由调压器、管路结构组成的自行调压装置，调压装置包括有调压器和三通管、小通径通气管和阀体内小通孔组成的管路结构，三通管的一端与调压器相连，另一端与主减压阀壳体上腔相连，第三端与主减压阀的出口连接管相通；这种调控结构关系能自行调节减压阀出口压力，使减压后的高压管路中的压力平稳，保障了管路中的压力在一个基本恒定值的范围，从而保障了设计不小于40kg/s的质量流量的目的顺利实现。

Description

高压大流量的减压阀

技术领域：

本实用新型涉及一种大流量减压阀，具体讲是一种为应用于高压气体(进口压力35MPa空气或氧气)管路上的大流量减压阀，如应用于航空航天工业上的火箭发射靠高压大流量气体作为推动力的管路上的大流量减压阀。

背景技术：

大流量减压阀由于其体积大，其调压元件若采用弹簧来控制活门移动，在技术、材质、控制力等方面都存在较大困难，因此，通用的高压气体减压阀的流量都不大，质量流量一般在几十克每秒到几千克每秒；为提高高压气体减压阀的流量，一般都采用气压控制，即气调式。气调式减压阀按其结构关系又可以分为几种，其中常用的是膜片式和活塞式两种。

采用膜片式大流量减压阀，其结构多为单一阀体，构造比较简单，但是，由于大流量减压阀活门行程大，要求膜片既要有足够的弹性，又要有足够的强度，在高压力、大行程的工作条件下，膜片往往容易撕裂，流量的进一步提高受到限制。所以，目前国内能见到的膜片式减压阀最大质量流量最大为20kg/s。

活塞式大流量减压阀，其优点是使用的可靠性和使用寿命比膜片式大流量减压阀要高，但是其结构复杂，加工难度亦高，因此，在民用方面采用这种活塞式结构的高压、大流量减压阀尚不多见，尤其是使其质量流量Qm≥40kg/s的高压、大流量减压阀更是不多。

随着国民经济的发展，特别是航空航天工业的发展，对质量流量Qm≥40kg/s的高压、大流量减压阀的需求越来越多，要求也越来越高，因此，在研制开发高压、大流量的减压阀时，要满足大流量，尤其是质量流量在Qm≥40kg/s以上，其除了对管径大小、管材质量、管壁厚度有较高要求外，而减压阀的内部结构、调压方式、调压稳定度、调压精度等都是影响其质量流量能否达到Qm≥40kg/s以上的重要因素。

实用新型内容：

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种在气源压力小于或等于35MPa的气体管路上使用，在设定值内，能自行调节减压阀出口压力，减压平稳、质量流量不小于40kg/s的高压大流量的减压阀。

本实用新型的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的高压大流量的减压阀，包含有主减压阀、所述的主减压阀的壳体分为上、中、下三腔，下腔内包含有活门座、活门、副弹簧、下弹簧座、上弹簧座、压紧螺塞，中腔与出口法兰相通，上腔内包含有弹簧座、辅助弹簧、活塞、顶杆、限位活塞、挡块，其特征是，还包含有自行调压装置，所述的自行调压装置是由调压器、管路结构组成，所述的调压器的壳体分为上下两腔，下腔内装有副弹簧、弹簧座、活门，上腔内装有缸体、活塞、主弹簧、螺杆、加载螺母、推力轴承、弹簧罩壳；所述的管路结构包括三通管、小通径通气管和阀体内小通孔，所述的阀体内小通孔是指主减压阀中腔与上腔相通的小通孔、出口连接管上与小通径通气管相连通的小通孔以及调压器壳体中上下腔相通的小通孔；所述的三通管的一端与调压器相连，另一端与主减压阀壳体上腔相连，第三端与主减压阀的出口连接管相通。

所述的调压器壳体的中上下腔相通的小通孔设置为四个小通孔，其中的中心小通孔的一端与调压器壳体下腔相通，另一端与调压器进口接头相连；另三个小通孔贯通调压器壳体上下腔，其中两个小通孔内装有顶杆，另一个通向壳体外侧，与调压器出口接头相连。

所述的调压器是指单独使用气源的控制调压阀。

所述的调压器是指与主减压阀共用气源的先导调压阀。

采用以上结构后，与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

在设定值内，由于调压器出口小管通过三通与主减压阀的出口管相通，当主减压阀出口压力因某种原因发生偏离规定值的波动时，该波动中的气体沿调压器出口小管通过三通反馈至调压器活塞的下端，给调压器的活塞一个向上或向下的压力增量，关小或开大调压器活门，使调压器出口压力发生改变；调压器出口压力气体进进入主减压阀上腔并作用于主减压阀内的活门，从而改变主减压阀活门的开度，使主减压阀出口压力恢复至正常值。这种调控结构关系能自行调节减压阀出口压力，使减压后的高压气管管路中的压力平稳，不会产生管路中的压力忽高忽低，保障了管路中的压力在一个基本恒定值的范围，也保障了管路不会因压力变化而使管壁炸裂或爆炸，从而保障了设计不小于40kg/s的质量流量的目的顺利实现。

附图说明：

图1是实用新型高压、大流量的减压阀的主减压阀示意图；

图2是实用新型高压、大流量的减压阀的调压器示意图；

图3是本实用新型高压、大流量的减压阀的结构及连接示意图。

图中所示：100、主减压阀，101、主减压阀壳体，101-1、柱体，101-2、进口法兰，101-3、进口连接管，101-4、出口连接管，101-5、出口法兰，102、压紧螺塞，103、下弹簧座，104、密封圈I，105、副弹簧，106、活门座，107、活门，107-1、活门体，107-2、密封垫I，107-3、密封圈IX，107-4、盖板，107-5、活门螺栓，108、顶杆，109、弹簧座，110、辅助弹簧，111、密封圈III，112、密封圈IV，113、挡块，114、锁紧垫片，115、螺栓，116、螺母，117、限位活塞，118、后盖，119、活塞，120、密封圈V，124、上弹簧座，125、密封圈II，200、调压器，231、压紧螺母，232、垫圈I，233、副弹簧，234、出口接头，235、垫圈II，236、密封圈VI，237、缸体，238、活塞，239、主弹簧，240、弹簧罩壳、241、螺杆，242、推力轴承，243、手轮，244、手轮螺母，245、手轮盖，246、手轮垫圈，247、垫片，248、加载螺母，250、壳体，251、密封圈VII，252、顶杆，253、进口接头，254、活门，254-1、活门体，254-2密封垫II，255、弹簧座，300、管路结构，301、三通，301-1、套筒，301-2、接头，301-3、密封圈VIII，302、小通径的钢管。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明：

本实用新型高压、大流量的减压阀包含有主减压阀100和自行调压装置，自行调压装置主要由调压器200、管路结构300组成。

图1所示，主减压阀100由壳体101、弹簧、活门107、活门座106、顶杆108、活塞119、限位活塞117、挡块113等组成。

主减压阀的壳体101由柱体101-1、进口法兰101-2、进口连接管101-3、出口连接管101-4、出口法兰101-5焊接而成；主减压阀100的壳体101分为上、中、下三腔。

主减压阀100下腔内装有活门座106、活门107、副弹簧105、下弹簧座103、上弹簧座124、压紧螺塞102，其中活门座106、下弹簧座103、活门107上装有密封圈I104和密封圈II125；所述的活门座106周向开有数孔(图中未示出)，上部为环状刃形结构，该环状刃形结构与活门107紧贴；所述的活门107由活门体107-1、密封垫I107-2、密封圈IX107-3、盖板107-4通过螺栓107-5连接，活门体107-1上加工有轴向小通孔d，使其上下两端相通；壳体下腔与进口法兰101-2相通。

主减压阀100中腔与出口连接管101-4和出口法兰101-5相通，中腔上壁设有小通孔c与上腔相通，出口连接管101-4管壁上设置有小通孔E，小通孔E与调压装置的小通径的钢管302连接相通。

主减压阀100上腔内装有弹簧座109、辅助弹簧110、活塞119、顶杆108、限位活塞117、挡块113、后盖118，其中顶杆108被锁紧垫片114和螺母116固紧在活塞119上，限位活塞117则通过螺栓115与后盖118相连；活塞119、限位活塞117、顶杆108上装有密封圈V120、密封圈IV112、密封圈III111。所述的挡块113由一圆环切割成数块，安装在壳体101的环形槽内。

所述的管路结构包含有三通301，小通径的钢管302和阀体内小通孔。其中三通301又由套筒301-1、接头301-2、密封圈VIII301-3组成，三通301的一端与调压器相连，另一端通过垫片303与主减压阀100壳体101上腔相连，第三端通过小通径的钢管302与主减压阀100的出口连接管相通，见图1和图3所示，阀体内小通孔包含有主减压阀中腔上壁小通孔c，主减压阀出口连接管101-4管壁上小通孔E，调压器200的壳体250中间的四个小通孔F、G、H(其中一个未示出)见图2。

所述的调压器200由壳体250、弹簧、活门254、活塞238、螺杆241、加载螺母248、弹簧罩壳240、手轮243等组成，见图2。

调压器200的壳体250分为上下两腔，下腔内装有副弹簧233、弹簧座255、活门254，由压紧螺母231和垫圈232封闭。所述的活门254由活门体254-1与密封垫II254-2组成，活门体254-1外圆柱面开有轴向槽b。

调压器200壳体250的上腔内装有缸体237、活塞238、主弹簧239、螺杆241、加载螺母248、推力轴承242、弹簧罩壳240；弹簧罩壳240的内腔为六角形，其下部通过螺纹与壳体250相连，中部加工有小通孔a。螺杆241与弹簧罩壳240之间通过推力轴承242相连。缸体237上装有密封圈VI236，活塞238上装有密封圈VII251。

弹簧罩壳240通过垫片247与手轮243连接，手轮243上的腰形孔套在螺杆241上部，由垫圈246和螺母244与螺杆241固定，旋动手轮243时，螺杆241随之转动；手轮243上装有手轮盖245。

调压器200的壳体250中间加工有四个小通孔F、G、H(其中一个未示出)，其中的中心小通孔H一端与下腔相通，另一端折向壳体250外侧，与进口接头253相连；另三个小通孔F、G(其中一个未示出)贯通壳体250上下腔，其中两个孔F(其中一个未示出)内装有顶杆252，另一个G通向壳体250外侧，与出口接头234相连；所述两个顶杆252的下端与活门254接触，上端与活塞238接触。进口接头253、出口接头234和垫圈235通过螺纹与壳体250紧固；壳体250上端的锁紧螺母249通过螺纹与弹簧罩壳240相连。

主减压阀100的进口法兰101-2与气源连接，调压器200进口可以另接气源，也可以与主减压阀100共用气源，如图3所示，此时调压器起到先导减压阀的作用。

平时，调压器200上腔内的加载螺母248处在最上端，主弹簧249处在松开状态；下腔内的活门254在副弹簧253的作用下紧贴壳体250(壳体上制有环状刃形结构)，下腔是密封的。

工作原理：旋动调压器200上部的手轮243，与手轮243相连的螺杆241随之转动，螺杆241上的加载螺母248产生向下的移动，压缩主弹簧239，主弹簧239的弹力推动活塞238向下移动，活塞238则带动顶杆252向下运动，于是活门254开启，高压气体通过壳体中心小通孔进入下腔。减压后的气体再通过小通孔进入壳体250上腔，作用在活塞238的下端，同时进入与主减压阀100相连的管路。

旋动手轮243可以改变活门254与壳体250上环状刃形结构的距离(即开度)，从而改变调压器200的出口压力。

进入管路的控制气通过连接在主减压阀上的三通301，一路进入主减压阀100壳体101上腔中活塞119与限位活塞117之间的空间，另一路与主减压阀100出口相通。

进入主减压阀100活塞119与限位活塞117之间的控制气推动活塞119向下运动，活塞119再带动顶杆108，打开主减压阀活门107，此时，主管路上的高压气体便流经开启的主减压阀100活门107，降压后进入主减压阀100出口管，并与经小管流入的控制气混合；同时，降压后的气体压力通过壳体上、中腔之间的小通孔c和活门体107-1上的轴向孔d，分别作用在活塞119下部及活门107下部。

改变调压器200的出口压力，可以改变主减压阀100活门107的开度，也就改变了主减压阀100的出口压力及流量。

自行调压工作原理：由于调压器200出口小管与主减压阀100的出口管相通，当主减压阀100出口压力因某种原因发生偏离规定值的波动时，该波动沿小管反馈至调压器200活塞208的下端，给活塞208一个向上或向下的压力增量，关小或开大调压器200活门224，使调压器200出口压力发生改变；从而改变主减压阀活门107的开度，使主减压阀100出口压力恢复至正常值。

调压器200使用单独气源时，调压器200叫控制调压阀，调压器200与主减压阀100共用一个气源时调压器200叫先导调压阀，在使用两种不同气源来源的两种连接方式下，控制调压阀与先导调压阀的工作状态是相同的，调压原理和调压方式也是相同的，但主减压阀100出口压力的偏差可能不相同，即对主减压阀100的控制精度可能有差别。

Claims

1、一种高压大流量的减压阀，包含有主减压阀(100)、所述的主减压阀(100)的壳体(101)分为上、中、下三腔，下腔内包含有活门座(106)、活门(107)、副弹簧(105)、下弹簧座(103)、上弹簧座(124)、压紧螺塞(102)，中腔与出口法兰(101-5)相通，上腔内包含有弹簧座(109)、辅助弹簧(110)、活塞(119)、顶杆(108)、限位活塞(117)、挡块(113)，其特征在于：还包含有自行调压装置，

所述的自行调压装置是由调压器(200)、管路结构(300)组成，

所述的调压器(300)的壳体分为上下两腔，下腔内装有副弹簧(233)、弹簧座(255)、活门(254)，上腔内装有缸体(237)、活塞(238)、主弹簧(239)、螺杆241)、加载螺母(248)、推力轴承242)、弹簧罩壳(240)；

所述的管路结构(300)包括三通管(301)、小通径钢管(302)和阀体内小通孔，

所述的阀体内小通孔是指主减压阀中腔与上腔相通的小通孔C、出口连接管上与小通径通气管相连通的小通孔E以及调压器壳体中上下腔相通的小通孔F、G、H；

所述的三通管(301)的一端与调压器(200)相通，另一端与主减压阀(100)上腔相通，第三端通过小通径钢管(302)与主减压阀的出口连接管(101-4)相通。

2、根据权利要求1所述的高压大流量的减压阀，其特征在于：所述的调压器(200)壳体中上下腔相通的小通孔为四个小通孔，其中的中心小通孔H的一端与调压器壳体下腔相通，另一端与调压器进口接头(253)相连；另三个小通孔贯通调压器壳体上下腔，其中两个小通孔F内装有顶杆(252)，另一个小通孔G通向壳体外侧，与调压器出口接头(234)相连。

3、根据权利要求1所述的高压大流量的减压阀，其特征在于：所述的调压器(200)是指单独使用气源的控制高压阀。

4、、根据权利要求1所述的高压大流量的减压阀，其特征在于：所述的调压器(200)是指与主减压阀共用气源的先导调压阀。