CN2035033U - 可自动截止的调压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可自动截止的调压阀。该装置包含一个隔膜式调压阀、一个控制装置、一种用以操作连杆轴向升降的制动器。当控制装置的传感元件未侦知危险信号时，隔膜式调压阀能在给定值范围恒压输出气体；当控制装置的传感元件侦知危险信号时，隔膜式调压阀能自动截止，从而使其安全性得到可靠的保证，适用于作为燃气器具的自动控制之前置阀。

Description

本实用新型涉及一种燃气器具前置阀，特别是一种可自动截止的隔膜式调压阀。

使用燃气器具的场所，由于输气管道及燃气器具泄漏或意外熄灭后逸气而导致中毒、火灾、爆炸等事故屡见不鲜。

公知的隔膜式调压阀如图1所示：阀体（1）内有一个阀口（2）、杠杆支架（3）及阀腔（7），阀体的两端是气体进出口；阀盖（10）与阀体藉螺钉（8）固定、藉膜片（6）封闭隔开；压力平衡装置由杠杆（4）、吊环（5）、膜片（6）及调压弹簧支承片（9）组合而成。杠杆（4）藉插销（13）与杠杆支架（3）动配合，其长臂端由吊环（5）联动，其短臂端是一个能使阀口（2）开闭的阀塞（14）；与阀盖螺纹连接的调节螺丝（12）是用以控制调压弹簧（11）的高度使之得到一个给定的压力。

阀腔内的气压与调压弹簧弹性力的相互作用通过压力平衡装置调整阀塞（14）与阀口（2）之间的流道截面积使输出气压得到一个恒值。当阀腔内气压大于调压弹簧性力时，压力平衡装置中的膜片（6）、调压弹簧支承片（9）、吊环（5）向上移位，利用杠杆原理，阀塞（14）向下移位使之与阀口（2）间流道截面积缩小；反之则使流道截面积增大。在不允许输出气流（如泄漏或意外逸气）时，该隔膜式调压阀不可能自动截止，更不可能被遥控或自控。

本实用新型的目的是要提供一种可自动截止的调压阀，它既能在给定的范围内恒压输出气流，又能自动控制其截止，使其安全性得到可靠的保证。

本实用新型的目的是这样实现的：

1、在上述隔膜式调压阀的压力平衡装置上安装一个能连同轴向升降的连杆。

2、改进上述隔膜式调压阀的阀盖，使之安装一种能使连杆升降的制动器。

3、制动器由控制装置控制。

控制装置包含气敏开关电路、光敏开关电路、热敏开关电路中的1至3种，它们均能使制动器通电及断电。

制动器的动力机构可以是微型电机、电磁装置及储能弹簧，制动器的传动装置可以是齿轮传动、磁力传动或离合卡片拨动装置。

控制装置使制动器的动力机构通电或断电时，通过传动装置操纵连杆轴向移位。

当连杆被提升时能牵引压力平衡装置使阀口截止，当提升连杆的力解除时能使隔膜式调压阀恢复常态。

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。

图1是安装着连杆的隔膜式调压阀的剖示图。

图中1－14构成一个隔膜式调压阀，其具体结构及工作原理在前对公知技术的描述中业已阐明，不再赘述。本实用新型在现有隔膜式调压阀的压力平衡装置上装有一个连杆（15），连杆是采用金属或非金材料制成的轴，其下端与吊环（5）联接，它应能被制动器操作作轴向升降运动。

图2是控制装置的电路方框图。

控制装置的传感器可以是气敏元件（16）、光敏元件（17）和热敏元件（18）中的1至3种，由放大器（19）将信号处理，使中间继电器（20）转换触点动合或动断，从而控制制动器动力机构的电流回路。

制动器是用以操作连杆（15）的轴向升降，这一目的可有若干种具体结构得以实现。

图3是一种双磁隙电磁制动器的剖示图。

本实施例以电磁装置为动力，磁力直接吸引调压弹簧支承片（9）带动连杆（15）实现闭阀。图示的磁极盖（21）、隔磁圈（22）及导磁螺管（23）相互过盈配合紧固成为一个部件，该部件的几何形状类同于公知的隔膜式调压阀的阀盖（10），藉定位螺钉（8）与阀体（1）固定，藉膜片（6）与阀腔（3）封闭隔开。磁极盖（21）采用导磁材料制造，周边及定位螺钉安装孔与图1所示的阀体配做，内孔与隔磁圈（22）外园过盈配合。隔磁圈（22）采用导磁材料制成环状结构，其内孔与导磁螺管（23）下端的外周过盈配合。导磁螺管（23）采用导磁材料制成管状结构，其内壁是与调节螺丝（12）配做的内螺纹，藉调整调节螺丝的上下位置控制调压弹簧（11）的变形高度，利用压力平衡装置使阀腔输出气压调整在一个恒值范围内。在导磁螺管的外周装有一个线圈绕组（24），它由骨架和线圈组成，线圈的安匝数以保证线圈通电所产生的电磁力能使调压阀截止为准。线圈绕组外上方是回磁罩（25），它采用导磁材料冲压成形，其底边设有定位螺钉安装孔（图中末绘出），以便与磁极盖（21）及阀体（1）定位安装，其上端面的中心孔以能安置顶推弹簧（27）。导磁盖（26）的中心孔与回磁罩中心孔等大，它可以是一个零件，也可以与回磁罩制成一体藉以沟通磁回路，它们与导磁螺管（23）之间的环形间隙内放置一个顶推弹簧（27）。顶推弹簧是螺旋压缩弹簧，其上方是闭阀自锁机构，是由自锁御铁（28）和弹簧插销（29）组成，自锁御铁用纯铁制造，其外径及中心孔分别与罩壳及连杆（15）滑动配合，其横向的孔内装有弹簧插销（29），插销藉弹簧压力指向连杆（15），在自锁御铁被磁力吸引下移与连杆上升运动同时进行时，插销内端插入连杆槽口实现闭阀自锁动作，向外拉插销使其内端离开连杆槽口，即能解除自锁状态。本实施例的调压弹簧支承片（9）采用纯铁或低碳钢制造，称为制动御铁，它与吊环（5）、膜片（6）及连杆（15）紧固成为一个组合件。连杆（15）在调节螺丝（12）及自锁御铁（28）的中心孔内应能轴向滑动，其上段设有一个槽口。

图示中的隔膜式调压阀处于常态，线圈绕组的接点及与控制装置触点的连接导线未画出，当控制装置使线圈通电时，磁力吸引制动御铁向上，牵引连杆（16）带动压力平衡装置，利用杠杆原理使阀口截止；磁力还吸引自锁御铁（28）向下克服顶推弹簧（27）的弹性力，使弹簧插销（29）插入连杆（15）槽口而实现关态自锁。当控制装置使线圈断电后，将弹簧插销拉出少许，使之与连杆（15）槽口分离，压力平衡装置被调压弹簧（11）弹性力复位，隔膜式调压阀恢复常态。实施时应注意的细节是连杆（16）单独上升时不容许被自锁，连杆上升、自锁御铁下降时不容许不自锁，这只需保证弹簧插销与连杆槽口之间有一个适当距离。

双磁隙电磁制动器的优点是结构简单，常态及关态自锁后可不必耗电，其缺点是由于在构成磁回路时有二个磁隙并且要克服调压弹簧及顶推弹簧的弹性力，线圈瞬间耗电较大。

图4是单磁隙电磁制动器的剖示图。

阀体（1）、压力平衡装置、调压弹簧（11）及调节螺丝（12）的结构和所在位置关系与图1所示相同，阀盖（10）与阀体的紧固方式以及连杆（15）与压力平衡装置的位置关系也与图1所述相同。本实施例的阀盖（10）采用软磁材料制造，其内螺纹与调节螺丝（12）配做，其外周套装线圈绕组（24）。线圈绕组由骨架与线圈组成。嵌件（31）可以与骨架采用注塑等工艺制成一体，也可以是一个单独的管状零件嵌装在阀盖螺纹管与回磁罩之间，藉回磁罩（25）轴向固定，藉线圈骨架径向定位。制动御铁（34）采用软磁材料制造，与自锁杆（33）及套管（30）过盈配合联接成为一个部件，制动御铁在阀盖和嵌件内应能轴向滑动并且有一个设定的升降范围，自锁杆（33）在导磁盖（26）的中心孔内应能轴向滑动并且其中段设有一个槽口，套管（30）是一个一端向中心翻边的空心管，在与制动御铁嵌装前先将连杆（15）纳入，管腔内径与连杆膨大的上端间隙配合，并且应保证连杆上端有一个轴向滑动升降的距离，这个距离使压力平衡装置有一个上下移位的给定范围，藉以在线圈断电时保证调压阀能正常工作，只有当线圈通电后吸引制动御铁上升时才带动连杆上升使阀口截止。回磁罩（25）的结构及其与线圈绕组、阀盖、导磁盖的位置联系同图3所述，不再重复描述。导磁盖（26）采用软磁材料制造，藉粘合剂或螺钉（图中末绘出）固定在回磁罩（25）上，其上端面是装有弹簧的离合杆（32）。离合杆藉螺钉装配在导磁盖上并可活动，藉弹簧扭力松靠在自锁杆（33）的一侧，当自锁杆上升至给定位置时，离合杆卡入自锁杆槽口而实现闭阀自锁动作，该组合件称之为闭阀自锁机构。

图示中的隔膜式调压阀处于常态，当线圈绕组（24）通电时，磁力吸引制动御铁（34）向上，连动套管（30）牵引连杆（15）、压力平衡装置，仍利用杠杆原理使阀口截止；制动御铁向上移位时还连动自锁杆（33）向上，离合杆（32）受弹性力嵌入槽口而关态自锁。当线圈绕组断电后，向外拨动离合杆解除自锁，自锁杆、制动御铁及套管藉自重而复位，隔膜式调压阀乃恢复常态。

由于导磁盖（26）与制动御铁（34）之间只有一个磁隙，所以线圈耗电较双磁隙电磁制动器为小。若在导磁盖（26）中嵌装一个磁力线一致的永磁铁（35），更能减少线圈耗电，此乃藉永磁铁固有磁通与电磁吸力的迭加作用，在实施时应保证永磁铁固有磁通不允许吸合制动御铁，更不允许电磁吸力与固有磁通迭加时不吸合制动御铁。

单磁隙电磁制动器同样必须直接克服调压弹簧的弹性力才能闭阀，所以线圈瞬间耗电仍较大。

图5是电磁装置控制储能弹簧释放式制动器的剖示图。

为使制动器的耗电量大幅度下降而给出这一实施例。它是在单磁隙电磁制动器的结构上加以改进，保留了阀盖（10）、调压弹簧（11）、调节螺丝（12）、线圈绕组（24）、回磁罩（25）、套管（30）、嵌件（31）及离合杆（32）的基本结构和相互联系的位置关系，装有弹簧的离合杆与下述的自锁轴在这里称常态自锁机构，改进之处在于：阀盖（10）与回磁底盖（42）可以是二个零件，也可做成一体，在阀盖螺纹管外周与回磁底盖腔内设有一个环形间隙，其间应能安装储能弹簧；储能弹簧（41）是螺旋压缩弹簧，其弹性力应略大于调压弹簧（11）、复位弹簧（37）及常态自锁机构解锁动作阻力的总和；御铁（39）采用软磁材料制造，其外径与嵌件及回磁底盖（42）内径动配合，其内径分别与自锁轴（36）及顶板（40）滑动配合，其上端面固定一个上端为斜面的斜楔（38），斜楔外周套一个复位弹簧（37）；顶板（40）与自锁轴（36）、套管（30）紧固成为一个部件，顶板的外径与回磁底盖（42）内径滑动配合，自锁轴（36）的中段设有一个槽口，板动手柄揿下自锁轴至离合杆卡入槽口时，顶板压缩储能弹簧（41）并下移到阀盖（10）螺纹管顶端；导磁盖（26）的中心孔与自锁轴（36）滑动配合，其偏离中心处的孔与斜楔（38）滑动配合，其下端面与御铁之间是磁隙。

手柄如图示联接，扳动手柄揿下自锁轴，通过套管（30）及顶板（40）压缩储能弹簧（41）储能，在此同时，由于自重及复位弹簧（37）的弹性力使御铁（39）连同斜楔（38）下移，藉离合杆（32）卡入自锁轴（36）槽口使储能弹簧（41）储能后自锁，此时，隔膜式调压阀便处于常态，图示便是该状态。当线圈绕组（24）通电时，磁力吸引御铁（38）连同斜楔（38）上升，斜楔上端的斜面使离合杆（32）向外侧方向移动而脱离自锁轴（36）槽口，储能弹簧（41）的机械能瞬间释放，向上顶起顶板（40）及套管（30），牵引连杆（15）上升，仍利用杠杆原理使阀口截止。

由于电磁吸引力仅需克服复位弹簧弹性力、离合杆与槽口及斜楔的磨擦阻力以及御铁的自重，利用储能弹簧释放的机械能并藉以闭阀，所以线圈耗电甚微，其线径、匝数和体积可缩小。

根据上述电磁装置控制储能弹簧释放式制动器的原理，还可以设计一种结构更简单、线圈线径、匝数及体积更小的制动器，它在线圈绕组（24）骨架中纳入一根过盈配合的铁芯，该电磁装置安装在离合杆的一侧，铁芯与离合杆（32）的间隙控制在有效磁隙范围内，离合杆应采用软磁材料制造便兼有御铁作用，可省略图5中的御铁、复位弹簧、斜楔、回磁罩及导磁盖，当线圈通电时，铁芯产生的磁力直接吸引离合杆（32）与自锁轴（36）槽口分离，使储能弹簧（41）释放机械能顶起顶板（40）及套管（30），由套管带动连杆（15）上升，仍通过压力平衡装置使隔膜式调压阀截止，该实施例的阀盖可使用普通材料，不必要选用软磁材料。也可以在离合杆与带铁芯的线圈绕组之间安插一个扳机，它类同于汽枪的扳机，当线圈通电时，铁芯产生的磁力吸引扳机的一端，另一端则扣动扳机使离合杆离开自锁轴槽口而解除调压阀的常态自锁，同样能使储能弹簧释放机械能，由套管带动连杆完成闭阀动作。

图6是一种齿轮传动式制动器的剖示图。

本实施例采用微型马达作为制动器的动力，利用齿轮传动带动连杆升降。它在图1所示的隔膜式调压阀的阀盖（10）上安装一个微型马达（43），其转子轴伸端安装一个主动轮（45），传动轮系（46）为若干组齿轮组合（图中绘出了二组），它们安装在上夹板（51）和下夹板（52）之间，每组齿轮组合由一根轴、一个小齿轮及一个大齿轮组成，末级传动轮（44）与升降轴（50）以螺纹副形式啮合，升降轴与套管（30）过盈配合联接、与调节螺丝（12）中心孔滑动配合，套管与连杆（15）的结构及其位置关系同图4所述，在升降轴（50）的上端设有拨盘（47）并且同步升降，拨盘的上、下方各有一对触点（48、49），它们类同于二个行程开关，分别固定在支架及上夹板（51）上控制着微型马达倒、顺转的电流回路。当控制装置使上触点通电时，微型马达倒转，通过齿轮传动使升降轴连同套管下降，隔膜式调压阀恢复常态，与此同时，拨盘向下使下触点动断微型马达的倒转电流回路而静止，下触点乃等待着控制装置的命令，图示便是这种状态。当控制装置使下触点通电时，微型马达顺转，仍通过齿轮传动，由升降轴带动套管使连杆上升而实现闭阀。

图4、5、6所示的连杆（15）、套管（30）与压力平衡装置之间的装配关系还可以将套管调头固定在压力平衡装置上、连杆上端朝下在套管内滑动配合，轴向滑动的行程同样应保证制动器向上牵引连杆时能使阀口（2）截止、解除对连杆的牵引力时能使压力平衡装置恢复正常工作状态。

综上所述的各制动器通过不同的结构方式直接或间接（通过套管）地操纵连杆（15）连同压力平衡装置向上移位使隔膜式调压阀自动截止；能解除对连杆的向上牵引力使隔膜式调压阀恢复正常工作状态，使输出端气压得到一个恒值；而且对感应到的输出气压、气体浓度、温度及光照信号应答迅速。

Claims (5)

1、一种可自动截止的调压阀，它包含一个隔膜式调式阀，一个由气敏、热敏及光敏元件中一至三种组成的控制装置，其特征在于：隔膜式调压阀的压力平衡装置上装有一个能作轴向升降的连杆，经过改进的隔膜式调压阀阀盖上装有能使连杆升降的制动器。

2、如权利要求1所述的可自动截止的调压阀，其特征在于双磁隙电磁制动器在由磁极盖（21）、导磁螺管（23）及隔磁圈（22）组成的阀盖上装有线圈绕组（24）、回磁罩（25）、导磁盖（26）及由自锁御铁（28）与弹簧插销（29）组成的闭阀自锁机构；与压力平衡装置联接的连杆（15）上设有槽口。

3、如权利要求1所述的可自动截止的调压阀，其特征在于单磁隙电磁制动器在软磁材料制成改进的阀盖上装有线圈绕组（24）、回磁罩（25）、导磁盖（26）、嵌件（31）、制动御铁（34）及由自锁杆（33）与离合杆（32）组成的闭阀自锁机构；与连杆（15）滑动配合的是套管（30）。

4、如权利要求1所述的可自动截止的调压阀，其特征在于电磁装置控制储能弹簧释放式制动器在改进的阀盖上装有顶板（40）、储能弹簧（41）、电磁装置及由自锁轴（36）与离合杆（32）组成的常态自锁机构；与连杆（15）滑动配合的是套管（30）。

5、如权利要求1所述的可自动截止的调压阀，其特征在于齿轮传动式制动器在改进的阀盖上装有微型马达（43）、主动轮（45）、传动轮系（46）、上夹板（51）、下夹板（52）及末级传动轮（44）；末级传动轮与升降轴（50）以螺纹副形式连接；与连杆（15）滑动配合的套管（30）和升降轴联接。

Images