CN202580183U - 压力调整阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种迟滞小的压力调整阀。该压力调整阀具备：具有形成于一次侧口与二次侧口之间的阀口、以及打开和关闭上述阀口的阀球的阀主体；感知从上述一次侧口流入的流体的压力的膜片；固定于上述阀主体的上部的下盖；以夹着上述膜片的方式覆盖上述下盖的上盖；以及向上述阀口关闭的方向施力的施力机构，在设置于上述上盖的中心的中心孔中设置有球，上述膜片发生位移时，上述球在上述中心孔的内周面上滑动。

Description

压力调整阀

技术领域

本实用新型涉及压力调整阀。 

背景技术

压力调整阀是根据一次侧（入口侧）的压力的变化调整阀开度的阀。通常，用于空调、制冷机等的系统压力的调整。 

作为压力调整阀的一个例子，存在图1A所示的压力调整阀100。图1B是表示现有的压力调整阀的动作原理的图。压力调整阀100的工作原理简单而言，如图1B所示，具备作为感压元件的膜片，膜片的上侧作用有因调整弹簧而产生的弹簧负荷F1，另一方面，在膜片的下侧，在作用有因从入口流入的流体而产生的流体负荷F（膜片的有效面积A×入口侧压强P）同时，还作用有因辅助弹簧而产生的弹簧负荷F2。通过弹簧负荷F1和、弹簧负荷F2与流体负荷F的和的平衡（即，F1=F2+F=F2+PA）来保持阀开度。即，弹簧负荷F2与流体负荷F的和比弹簧负荷F1的设定值小时，压力调整阀成为闭阀状态，弹簧负荷F2与流体负荷F的和比弹簧负荷F1的设定值大时，压力调整阀成为开阀状态。 

接着，对压力调整阀100的具体结构进行说明。在阀主体101上连接有一次侧口（入口）102和二次侧口（出口）103。在连通该一次侧口102和二次侧口103的连通路上具备阀座104，在阀座104上形成有阀口。配置有相对于阀座104能够接触或分离的球状的阀球105。若阀球105从阀座104离开，则压力调整阀100成为开阀状态。在阀主体101的上部通过焊接固定有下盖106。以覆盖下盖106的方式设置有上盖107。此外，在上盖107的中央部设置有供挡块116贯通的中心孔。下盖106与上盖107之间夹持有作为感压元件的膜片108，下盖106、膜片108以及上盖107分别通过焊接而成为一体。在该膜片108的下表面，具备通过辅助弹簧109而总是施加有沿抵接的方向的力的阀杆110，阀杆110的下端固定在阀球105上。另外，辅助弹簧109是为了使阀杆 110总是跟随膜片108而设置的较弱的弹簧。 

在上盖107的上方，通过焊接固定有弹簧收放筒118，在其内部收放有调整弹簧111，调整弹簧111的上端与形成了调整螺钉部112的上部弹簧支架113抵接，下端与下部弹簧支架114抵接。此外，为了防止下部弹簧支架114倾斜或振动，设置有导向叶片117。该导向叶片117为金属制，并夹在调整弹簧111与下部弹簧支架114之间。下部弹簧支架114通过球115而与设置于膜片108的上表面的挡块116抵接，由此，调整弹簧111的压缩力总是沿闭阀方向作用于阀球115。 

接着，对压力调整阀100的动作进行说明。流体从一次侧口102流入阀主体101，通过阀球105及阀杆110与阀主体101的内周面之间的间隙，到达膜片108的下侧。因流入的流体而产生的作用力F与因辅助弹簧109而产生的弹簧负荷F2的和，若上升到调整弹簧111的设定负荷F1以上，则压力调整阀100成为开阀状态，流体通过阀口流出到二次侧口103。另一方面，因一次侧口102的流体而产生的作用力F与因辅助弹簧109而产生的弹簧负荷F2的和，比调整弹簧111的设定负荷F1小的情况下，压力调整阀100成为闭阀状态，流体无法通过阀口流出到二次侧口103。 

设定负荷F1的调整通过旋转调整螺钉112来进行。若将调整螺钉112沿顺时针方向旋转，则调整弹簧111被拧紧，设定负荷F1变高。若沿逆时针方向旋转调整螺钉112，则调整弹簧111变松弛，设定负荷F1变低。 

接着，说明上述那样的压力调整阀100的使用例。 

在制冷、冷藏、空调装置等的制冷循环中，来自蒸发器的低温低压的制冷剂流入压缩机，在压缩机中变成高压高温的制冷剂，接着，该高压高温的制冷剂进入冷凝器，并在冷凝器中变成高压的液体制冷剂。该高压的液体制冷剂流入减压机并变成低压低温的制冷剂之后，该低温低压的制冷剂流入蒸发器并进行蒸发，通过制冷剂的蒸发来使周围空气的温度下降。 

在这样的制冷循环中，流经制冷剂回路的制冷剂的高压压力由冷凝器的排热能力与压缩机的排出能力，以及供给到蒸发器的制冷剂的供给量来决定。在此，想要最大限度地利用冷凝能力的情况下，以确保接近回路设计压力的平衡压力的方式来进行设计。因此，从压缩机流出的制冷剂及从冷凝器流出的制冷 剂的压力高，从而存在因某种原因而变成异常高压的危险。因此，考虑通过压力调整阀等的控制阀来防止制冷剂流路的异常高压。 

在将压力调整阀100作为排出压力调整阀来使用的情况下，如图2的压力调整阀100-1及100-2所示，安装在从排出配管流向低压侧的旁路管上。在压力调整阀100-1中，若压缩机301的排出制冷剂的压力上升到规定压力，则压力调整阀100-1成为开阀状态，一部分的排出制冷剂流入排出旁路，从而能够防止压缩机301的排出配管的异常高压。另一方面，在压力调整阀100-2中，若冷凝液的压力上升到规定压力，则压力调整阀100-2成为开阀状态，一部分的冷凝液流入冷凝液旁路，从而能够防止冷凝液配管的异常高压。 

此外，在制冷剂循环中，充满了空间（配管）的液体制冷剂，体积量（=压力）由因温度引起的体积膨胀率来决定，但是在空间中封闭为满液状态的情况下，因温度上升而引起的制冷剂的体积膨胀而出现的异常高压可能会使配管或设备机器损坏。因此，如图3所示，在制冷剂回路内因电磁阀MV1、MV2及止回阀CV1等的作用而存在配管成为液封状态的危险的高压液体配管PP2中，为了防止因液体膨胀而引起配管等的损坏，利用压力调整阀100-3来使制冷剂流向回路内的低压配管，从而保护装置。即，若高压液体配管PP2的压力上升到规定压力，则压力调整阀100-3成为开阀状态，使一部分的高压液体配管PP2的流体流入高压气体配管PP1及低压气体配管PP3。 

但是，在上述压力调整阀100中，如作为放大图的图1C所示，阀球105固定在阀杆110的下端，此外，阀杆110与膜片108、膜片108与挡块116、挡块116与球115分别处于抵接状态，所以压力调整阀100的阀开度变化时，膜片108发生位移，阀球105、阀杆110、挡块116及球115成为一体并沿阀主体101的轴线（压力调整阀100的组装中心）移动。在该移动中存在两个滑动部，即，阀杆110在阀主体101的内周面上滑动的滑动部11，以及挡块116在上盖107的中心孔的内周面滑动的滑动部22。 

由于在上述滑动部11及滑动部22上产生滑动阻力，所以会产生迟滞。即，在理想的压力调整阀的情况下，若流体的压强上升到一定值，例如上升到P，则压力调整阀开始打开，此外，若流体的压强从比P大的值下降到P，则压力调整阀开始关闭。但是，由于存在滑动阻力，所以在上升过程中，流体的压强 即使上升到P，压力调整阀仍然处于闭阀状态，直到上升至比P大的值P1之后，压力调整阀才开始打开。在下降过程中，即使流体的压强下降到P，压力调整阀仍然处于开阀状态，直到下降到比P小的值P2之后，压力调整阀才开始关闭。这个P1与P的差，以及P与P2的差就是压力调整阀的迟滞，滑动阻力越大越容易产生异物，并且压力调整阀的迟滞也越大。若迟滞大，则压力调整阀的阀开度特性变差，因此，期望迟滞小的压力调整阀。 

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供迟滞小的压力调整阀。 

上述目的，通过以下技术方案来实现，压力调整阀具备：具有形成于一次侧口与二次侧口之间的阀口、以及打开和关闭上述阀口的阀球的阀主体；感知从上述一次侧口流入的流体的压力的膜片；固定于上述阀主体的上部的下盖；以夹着上述膜片的方式覆盖上述下盖的上盖；以及向上述阀口关闭的方向施力的施力机构，在设置于上述上盖的中心的中心孔中设置有球，上述膜片发生位移时，上述球在上述中心孔的内周面上滑动。 

此外，上述目的通过以下技术方案来更有效地实现，上述球与设置于上述膜片的上表面的挡块抵接；或者，上述球为轴承球；或者，上述球与上述中心孔的内周面之间存在间隙；或者，上述压力调整阀具备一端固定于上述阀球并且另一端与上述膜片抵接的阀杆，在上述阀杆上设置有以使上述阀杆与上述膜片侧总是抵接的方式施力的辅助弹簧；或者，上述上盖由冲压加工而成形；或者，上述施力机构是弹簧；或者，在上述阀主体上，设置有将上述流体的压力导入到上述膜片的均压孔。 

根据本实用新型的压力调整阀，由于球与上盖的中心孔的内周面的滑动为线滑动，所以使得阀球移动时的滑动阻力下降，能够提供迟滞小且耐久性好的压力调整阀。 

附图说明

图1A是表示现有的压力调整阀的结构的概略图。 

图1B是表示现有的压力调整阀的工作原理的图。 

图1C是图1A的圆形部分的放大图。 

图2是表示将压力调整阀作为排出压力调整阀使用的使用例的图。 

图3是表示为了防止液封而使用压力调整阀的使用例的图。 

图4A是表示现有的压力调整阀的滑动的示意图。 

图4B是表示本实用新型的压力调整阀的滑动的示意图。 

图5A是表示本实用新型的压力调整阀的结构的概略图。 

图5B是图5A的圆形部分的放大图。 

图中： 

100、200—压力调整阀，101—阀主体，102—一次侧口，103—二次侧口，105—阀球，106—下盖，107、127—上盖，108—膜片，109—辅助弹簧，110—阀杆，111—调整弹簧，112—调整螺钉，113—上部弹簧支架，114—下部弹簧支架，115、125—球，116、120—挡块，117—导向叶片，118—弹簧收放筒，11、22、33—滑动部，301—压缩机，302—冷凝器，303—减压机，304—蒸发器，PP1—高压气体配管，PP2—高压液体配管，PP3—低压气体配管。 

具体实施方式

以下，参照附图，对本实用新型的压力调整阀进行说明。为了减小迟滞，考虑减小压力调整阀的滑动部的滑动阻力。如上所述，在现有的压力调整阀中，发生滑动阻力的部位有两处，即，阀杆110与阀主体101的内周面的滑动部11，以及挡块116与上盖107的中心孔的内周面的滑动部22。如图4A的示意图所示，在滑动部11及滑动部22进行的滑动是面与面彼此之间的面滑动。面滑动的情况下，接触面大，所以摩擦力大，滑动阻力也大。于是，在本实用新型中，为了减小滑动阻力，减小了滑动部的接触面积。即，如图4B的滑动部33所示，将面滑动变更为线滑动。作用于滑动部22的负荷大，并且使压力调整阀产生迟滞及摩擦，所以需要减小滑动部22的滑动阻力。在本实用新型中，代替现有的挡块116，取而代之使球125在上盖127的中心孔的内周面上进行线滑动。另一方面，至于滑动部11，因为作用的是用于使膜片108的动作与阀的动作同步的辅助弹簧109的较小的弹簧负荷，滑动阻力较小，不会成为妨碍因素，因此还是采用原有的面滑动。 

具体而言，参照图5A及图5B进行说明。图5A是本实用新型的压力调整阀的概略图，图5B是图5A的圆形状部分的放大图。在图5A及图5B中， 对于和图1A及图1C所示的压力调整阀100相同的部分标注相同的符号，省略其详细说明。如图5B所示，形成于膜片108的下侧的下侧膜片室经由均压孔（导通孔）130与一次侧口102连通。在现有的压力调整阀中，通过阀主体101、球105以及阀杆110之间的间隙，来向膜片进行的压力传递，但是随着阀开度变大（流量变大），存在传递到膜片108的压力下降的倾向。在本实用新型中，通过在阀主体101上设置均压孔130，一定的压力（即入口侧压力）总是作用在膜片108上，并且，使来自一次侧口102的流体的压力向膜片108的传递变得更加良好，即使减小作为感压元件的膜片108的直径，也不会出现问题。 

挡块120配置在上盖127的下方，其上表面的中央部设有与球125抵接的锥形部。球125在与挡块120的锥形部抵接的同时，贯通上盖127的中心孔。由于上盖127的中心孔的直径设置为确保与球125之间具有适当间隙的直径，所以能够通过线滑动来有效地减轻滑动阻力。 

球125是硬质、镜面加工的轴承球，由此，能够确保某种程度的硬度及表面粗糙度，能够提高滑动性。上盖127仅通过冲压加工工序来形成，能够削减加工成本。并且，由于在上盖127的冲压加工工序中，能够通过修整加工等来形成中心孔，所以能够提高同心度，并且能够确保尺寸精度及加工表面粗糙度。 

此外，考虑压力调整阀200的耐久性等性能及制造成本，优选上部弹簧支架113、下部弹簧支架114、挡块120、调整螺钉112、弹簧收放筒118以及阀主体101为黄铜制，优选上盖127及下盖106为不锈钢制。 

接着，对本实用新型的压力调整阀200的动作进行说明。 

流体（制冷剂）流入一次侧口102时，流体的压力作为压起膜片108力起作用，该作用力超过已设定的调整弹簧111的设定负荷时，阀球105、阀杆110、挡块120及球125沿着阀主体101的轴线上升，压力调整阀200成为开阀状态，一次侧口102的流体根据阀球105的开度流出到二次侧口103。 

另一方面，因流入一次侧口102的流体而产生的作用力比调整弹簧111的设定负荷小时，阀球105、阀杆110、挡块120及球125沿阀主体101的轴线下降，压力调整阀200成为闭阀状态，一次侧口102的流体无法流出到二次侧口103。 

根据本实用新型，由于滑动部33为线滑动，与现有的压力调整阀100相比，滑动面积变小，滑动阻力变小，所以迟滞变小，能够提高压力调整阀的性能。此外，由于滑动阻力变小，发生摩擦等的可能性也变小，能够提高压力调整阀的耐久性。 

并且，因为在阀主体101上设有均压孔，所以入口侧的流体压力能够正确地传递到下侧膜片室，能够确保压力调整阀的正确动作。 

另外，在上述实施例中，虽然设有辅助弹簧，但是通过阀杆110与膜片108固定等阀杆110与膜片108处于总是跟随的状态的情况下，也可以不设置辅助弹簧。此外，虽然在上述实施例中，设置了均压孔，但是也可以不设置均压孔。 

Claims (8)

1.一种压力调整阀，其具备：

具有形成于一次侧口与二次侧口之间的阀口、以及打开和关闭上述阀口的阀球的阀主体；

感知从上述一次侧口流入的流体的压力的膜片；

固定于上述阀主体的上部的下盖；

以夹着上述膜片的方式覆盖上述下盖的上盖；以及

向上述阀口关闭的方向施力的施力机构，

上述压力调整阀的特征在于：

在设置于上述上盖的中心的中心孔中设置有球，上述膜片发生位移时，上述球在上述中心孔的内周面上滑动。

2.根据权利要求1所述的压力调整阀，其特征在于：

上述球与设置于上述膜片的上表面的挡块抵接。

3.根据权利要求1所述的压力调整阀，其特征在于：

上述球为轴承球。

4.根据权利要求1所述的压力调整阀，其特征在于：

上述球与上述中心孔的内周面之间存在间隙。

5.根据权利要求1所述的压力调整阀，其特征在于：

上述压力调整阀具备一端固定于上述阀球并且另一端与上述膜片抵接的阀杆，在上述阀杆上设置有以使上述阀杆与上述膜片侧总是抵接的方式施力的辅助弹簧。

6.根据权利要求1所述的压力调整阀，其特征在于：

上述上盖由冲压加工而成形。

7.根据权利要求1所述的压力调整阀，其特征在于：

上述施力机构是弹簧。

8.根据权利要求1-7中任何一项所述的压力调整阀，其特征在于：

在上述阀主体上，设置有将上述流体的压力导入到上述膜片的均压孔。

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