TW201527669A - 減壓閥 - Google Patents

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Abstract

一種用於流體及氣體介質之減壓閥,較特別的是用於調節管線系統中之壓力,較佳是在建築物內,其包含一殼體,較佳由至少一上部件及下部件組成,一內殼體,其中內殼體具有一提動頭孔,一膜片用於將殼體分隔成一無流體及一流體流動區,一壓力調整單元,其中壓力調整單元包含一心軸、一彈簧閥、一彈簧座及至少一彈簧、一緊固構件及一提動頭,其中提動頭與膜片係藉由緊固構件連接於彼此,其中提動頭設置於提動頭孔中及至少一密封元件配置在提動頭與提動頭孔之間,以供密封作用,其中提動頭形成一單件及密封元件係一體形成設置於提動頭上或一體形成於內殼體上。

Description

減壓閥
一種用於流體及氣體介質之減壓閥,較特別的是用於調節管線系統中之壓力,較佳是在建築物內,其包含一殼體,較佳由至少一上部件及下部件組成,一內殼體,其中內殼體具有一提動頭孔,一膜片用於將殼體分隔成一無流體及一流體流動區,一壓力調整單元,其中壓力調整單元包含一心軸、一彈簧閥、一彈簧座及至少一彈簧、一緊固構件及一提動頭,其中提動頭與膜片係藉由緊固構件連接於彼此,其中提動頭設置於提動頭孔中及至少一密封元件配置在提動頭與提動頭孔之間,以供密封作用。
減壓閥主要使用在家庭及產業供水中,但是也曾發現其使用於其他實用領域及配合其他介質使用。也有透過管線系統輸送超純淨介質的區域使用減壓閥,例如微電子、生命科學產業、醫烷及研究等等。減壓閥用於將一次側分配網絡中之較高壓力減低至一用於二次側出流管線之較佳壓力,藉此使出流管線中之閥接頭及耗材免於承受過高壓 力及閥接頭之使用壽命因而得以增加。再者,所產生之噪音可以藉由在出流管線中安裝減壓閥而減低,及介質之消耗也可以減少,特別是在供水網絡情況中。
德國申請案DE 4434634C2號揭露一減壓閥,可供方便管理所想要的輸出壓力之調整。流入殼體內之介質具有高或過高之壓力,可供進一步使用。所想要的輸出壓力可以藉由調整單元適度預張彈簧來調整。由此在用於調節輸出壓力之提動頭上產生對應之力。若彈簧壓縮過強,則其產生高反作用力於提動頭上,致使所想要的輸出壓力變高。提動頭或其位於閥元件與殼體的環形突出件之間的密封座僅在閥中或提動頭室中之壓力建立大到超過容許輸出壓力時才關閉,藉此使提動頭壓著彈簧力及閥元件關閉閉座。提動頭及具有桿件之閥元件係由多數個個各別部件組成,更有甚者,密封元件設置於其上,其確保密封之緊密性及其同樣形成如同各別之部件。
這類減壓閥不適用於超純淨介質,因為許多各別部件即增加了污染的風險性。習知的彈性體密封元件並不被容許使用於超純淨介質,因為其導致不必要的研磨,會污損純淨介質。
本發明之一目的在提供一種適用於最純淨介質及不導致密封元件研磨之減壓閥。容易發生污染的地方也可以避免,且在介質流過區域中的各別部件之不必要緣部及連接 處減到最少。必須進一步確實完全排空,使得沒有殘餘介質存留在無法通達處,例如在完全排空情況中之盲孔或後截段中。
根據本發明可以達成將提動頭設計為一單件及密封元件係一體形成配置於提動頭上或一體形成於內殼體上。
密封元件之一體形成配置方式的優點在於因為密封元件及提動頭或內殼體係一單件,所以彼此連接的個別部件之間並無不必要的轉移。裂縫及無法通達之表面等因此得以避免及習知技術的閥中之部件污染(特別是無法通達處)也因而銳減。密封直接產生於提動頭或通過提動頭上一體形成的密封元件與內殼體的提動頭孔之外殼表面之間,或是逆向情形中,在一體形成設置於內殼體上的密封元件與提動頭的外表面之間。所以各別之密封元件(例如O形環)可以省略,在提動頭及提動頭孔中或內殼體上皆同。提動頭設置於提動頭孔以及中間密封元件內,用於將系統密封。如上所述,密封元件係一體形成設置於提動頭上或在提動頭孔中一體形成於內殼體上。提動頭藉由緊固構件連接於膜片。若輸出壓力目前上升到由壓力調整單元預設之值以上,流動通過內殼體中的旁通孔之介質即對著壓力調整單元之彈簧力將膜片向上壓,提動頭因此同樣在提動頭孔中被夾帶向上。提動頭或內殼體的一體形成之密封元件將流動通過提動頭孔的外殼表面或提動頭的外表面(較佳在通流孔上方)之介質密封。一旦輸出壓力因閥關閉而降低及壓力因此在膜片下方減低時,提動頭即掉落及 開啟由內殼體之密封緣部形成的閥座。一體形成配置之密封元件較佳形成如密封凸緣。透過密封凸緣之組態,關於提動頭在提動頭孔中之位移並未產生大的阻力,致使提動頭在提動頭孔中輕易移動,不必施加任何大力,因此引起的遲滯低。這意味著在根據本發明之閥的情況中,有效輸出壓力接近預設輸出壓力,因為密封元件或密封凸緣以及製成提動頭之材料使摩擦或阻力變低,這是一大優點。
或者,內殼體有沿著提動頭滑動的可能性。並非提動頭,而是內殼體沿著固定之提動頭升降,藉此閥開啟或關閉。
密封元件或密封凸緣較佳為壓力輔助式。向上流動通過通流孔到達密封元件或密封凸緣之介質作用相同,即其協助提動頭與內殼體之提動頭孔之間的密封緊密性。
為了確保閥之功能穩定並判斷及調節所發生之壓力無誤,提動頭孔中之提動頭有必要產生最小可能之滑動阻力。此達成方式在於提動頭係由具有高滑動能力或低摩擦阻力之製成,因此一低摩擦係數存在於提動頭與提動頭孔之間。提動頭較佳由聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)及/或三氟甲基(TFM)等材料的至少一者製成,或由具有附加這些材料的至少一者之材料製成。提動頭可由其中一材料以及材料組合製成。混合物或化合物同樣適用於製造提動頭。或者,提動頭可包括另一強化用之材料。
提動頭上之密封錐用於限制介質之壓力或關閉閥,其 係依據輸出壓力在預定輸出壓力以上之判斷結果。當閥關閉時,由於輸出壓力過高,因為壓力作用在膜片上,提動頭即拉高及密封錐接鄰於內殼體之閥座,其中閥座係由密封緣部形成。介質因而無法流過閥。密封錐較佳一體形成配置於提動頭上。惟,吾入也可以提供將密封錐設計為各別部件之實施例,及可固定在提動頭上之實施例,其中閥之使用範圍可能有所限制。
壓力調整單元用於調整輸出壓力。彈簧係對應於所想要的輸出壓力而張開或鬆弛,及藉由彈簧座壓縮或預張增減。若可調整之壓力因一彈簧而有所不足,可以在壓力調整單元中設置第二彈簧。所以減壓閥之尺寸不變且減壓閥可以盡量精巧,彈簧則配置成彼此套接。這意味著使用兩枚具有不同彈簧直徑之彈簧,使其可彼此套接。透過在閥中配置兩彈簧的可能性,閥即得到用於輸出壓力之較大調整範圍,因為一方面各彈簧可以個別使用,另方面兩彈簧可以一起使用。
1‧‧‧減壓閥
2‧‧‧殼體
3‧‧‧殼體上部件
4‧‧‧殼體下部件
5‧‧‧內殼體
6‧‧‧提動頭孔
7‧‧‧膜片
8‧‧‧壓力調整單元
9‧‧‧心軸
10‧‧‧彈簧板
11‧‧‧彈簧
12‧‧‧緊固構件
13‧‧‧提動頭
14‧‧‧密封元件/密封凸緣
15‧‧‧通流孔
16‧‧‧密封錐
17‧‧‧閥座/密封緣部
18‧‧‧旁通孔
19‧‧‧入口管
20‧‧‧出口管
21‧‧‧扣環
22‧‧‧彈簧座
本發明之實施例將參考圖式說明於後,其中本發明並不受限於此實施例。圖中揭示:圖1係根據本發明之減壓閥在開啟位置時之縱向截面,及圖2係根據本發明之減壓閥在關閉位置時之縱向截面。
圖1揭示根據本發明之一減壓閥1。殼體2較佳由一殼體上部件3及一殼體下部件4形成。一內殼體5設置於殼體2內。藉由將殼體上部件3及殼體下部件4旋緊在一起,一膜片7即穩固地箝夾於內殼體5與扣環21之間,並將閥1分隔成一無介質及一介質流動或介質含容區。建構一減壓閥之其他方法亦可行,舉例而言,諸如兩殼體部件藉由各別緊固構件接合或者不需要其他間隙者。內殼體5具有通流孔15,可供流動通過入口管19之介質流動通過。及當閥開啟時進一步流動通過提動頭孔6之下區域,通過閥座17而流向出口管20。
提動頭13係藉由壓力調整單元8之彈簧11向下壓或對應開啟。由彈簧座22透過預張彈簧11作用在彈簧板10或緊固構件12上之對應彈簧力維持閥1開啟。彈簧11之預張強度係由心軸9利用彈簧11可以壓縮到一產生對應預張力或彈簧力之所想要長度而取得。在閥1中僅提供一彈簧11之可能性也是有的,其減少彈簧力,藉此使得可調整之輸出壓力位於一比安裝兩彈簧11時及因此有較高彈簧力及容許較高輸出壓力者低之區域中。依此方式配置彈簧11之可能性使得可調整之輸出壓力可以有較寬的張力寬度,並且不改變閥之結構尺寸。
圖2揭示閥1在關閉位置。輸出壓力是在預設的輸出壓力之上。介質流動經過配置在內殼體中之旁通孔18及 流入膜片7下方空間內。在此處產生之壓力即壓向彈簧力。一旦通過膜片7下方介質之力較高於容許之輸出壓力或調整後之彈簧力,彈簧11即進一步壓縮在一起及提動頭13透過膜片7在提動頭孔6內朝上抽拉。一體形成配置於提動頭13上之密封元件14密封提動頭孔6。密封元件14係由流入通過通流孔15之介質助壓。密封元件14設計做為一密封凸緣14,藉此使最小可能之阻力發生在提動頭13與提動頭孔之間,然而密封之緊密性同時得以確保。閥座17透過升起之提動頭13關閉,因為提動頭13之密封錐16密封閥座17。提動頭13較佳由低摩擦材料製成,藉此使閥1可以令人滿意的抵抗輸出壓力。若輸出壓力降到預設值以下,則膜片7下方之壓力亦降低。提動頭13對應下降及介質可以再次流動通過閥1。
1‧‧‧減壓閥
2‧‧‧殼體
3‧‧‧殼體上部件
4‧‧‧殼體下部件
5‧‧‧內殼體
6‧‧‧提動頭孔
7‧‧‧膜片
8‧‧‧壓力調整單元
9‧‧‧心軸
10‧‧‧彈簧板
11‧‧‧彈簧
12‧‧‧緊固構件
13‧‧‧提動頭
14‧‧‧密封元件/密封凸緣
15‧‧‧通流孔
16‧‧‧密封錐
17‧‧‧閥座/密封緣部
18‧‧‧旁通孔
19‧‧‧入口管
20‧‧‧出口管
21‧‧‧扣環
22‧‧‧彈簧座

Claims (13)

  1. 一種用於流體及氣體介質之減壓閥(1),較特別的是用於調節管線系統中之壓力,較佳是在建築物內,其包含一殼體(2),較佳由至少一上部件(3)及下部件(4)組成,一內殼體(5),其中該內殼體(5)具有一提動頭孔(6),一膜片(7)用於將該殼體(2)分隔成一無流體及一流體流動區,一壓力調整單元(8),其中該壓力調整單元(8)包含一心軸(9)、一彈簧閥(10)、一彈簧座(22)及至少一彈簧(11)、一緊固構件(12)及一提動頭(13),其中該提動頭(13)與該膜片(7)係藉由該緊固構件(12)連接於彼此,其中該提動頭(13)設置於該提動頭孔(6)中及至少一密封元件(14)配置在該提動頭(13)與該提動頭孔(6)之間,以供密封作用,其特徵在該提動頭(13)形成一單件及該密封元件(14)係一體形成設置於該提動頭(13)上或一體形成於該內殼體(5)上。
  2. 如申請專利範圍第1項之減壓閥(1),其中該提動頭(13)係可位移地配置在該提動頭孔(6)中。
  3. 如申請專利範圍第1項之減壓閥(1),其中該內殼體(5)係可位移地沿著該提動頭(13)配置。
  4. 如申請專利範圍第1至3項任一項之減壓閥(1),其中該密封元件(14)密封該提動頭孔(6)之外殼表面,較佳是在該內殼體(5)之通流孔(15)上方。
  5. 如申請專利範圍第1至3項任一項之減壓閥 (1),其中該密封元件(14)密封該提動頭(13)之外表面,較佳是在該內殼體(5)之該通流孔(15)上方。
  6. 如申請專利範圍第1至3項任一項之減壓閥(1),其中該密封元件(14)係壓力輔助式。
  7. 如申請專利範圍第1至3項任一項之減壓閥(1),其中該密封元件(14)具有密封凸緣(14)之形式。
  8. 如申請專利範圍第1至3項任一項之減壓閥(1),其中該提動頭(13)係由具有高滑動能力或低摩擦阻力之材料製成。
  9. 如申請專利範圍第1至3項任一項之減壓閥(1),其中該提動頭(13)係由聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)及/或三氟甲基(TFM)或由具有附加這些材料的至少一者之材料製成。
  10. 如申請專利範圍第1至3項任一項之減壓閥(1),其中該提動頭(13)具有一密封錐(16)。
  11. 如申請專利範圍第1至3項任一項之減壓閥(1),其中該密封錐(16)係一體形成設置於該提動頭(13)上。
  12. 如申請專利範圍第1至3項任一項之減壓閥(1),其中該壓力調整單元(8)具有至少兩彈簧(11)。
  13. 如申請專利範圍第9項之減壓閥(1),其中該 彈簧(11)係配置成彼此套接。
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