TW201736764A - 節能型大容量精密調壓閥 - Google Patents

Abstract

一種節能型大容量精密調壓閥，其本體係由調壓座、中閥座、主閥座、底座從上至下所連結組成，該中閥座內具有通道、衡壓通道、調壓直桿，而通道與衡壓通道經主閥座相通至底座，其中另有一直動式流量控制直桿於主閥座和底座之間，此底座內部存有供壓力引導的調壓通道、底座節流孔、溢流管，以及調整型閥口，且該底座和主閥座之間設有一主膜片，因直動式流量控制直桿的上下兩端施力面積相等，且於下端配合可替換尺寸的調整型閥口支撐，經一次側壓力輸入後，能引導一次側壓力到直動式流量控制直桿的上端，使上下兩端施力相等，在主膜片推動直動式流量控制直桿時，可順暢垂直位移，並藉此關閉主膜片上的逆流孔，使本體於大容量調壓閥上能達成無流體壓力溢流，更能繼續調整出高精度的二次側壓力，使其兼具節能之成效，不浪費多餘之壓力。

Description

節能型大容量精密調壓閥

本創作係關於一種節能型大容量精密調壓閥，利用本體內部的調壓直桿與直動式流量控制直桿，配合所輸入之壓力，讓平衡膜片與主膜片於受壓位移時，能保持順暢垂直動作，並且能使該本體內部之壓力形成無流體溢流狀態，兼具節能之成效，且得以繼續調整出高精度輸出壓力之目的。

空壓系統一般常使用於自動化設備領域中，而當中最主要應用的零件是為精密調壓閥，且結構上通常都具一輸入端與一輸出端，經輸入預設壓力後，其調整過程中勢必會有流體產生溢流，雖最終結果能可達成預定之目標，但過程所溢流浪費的壓力源，也將提高整體運作的成本，長久估算下，將是一筆可觀的花費。

為因應未來更於精細的自動化加工流程，由前述現況可知能源過於耗損必然影響整體運作的流暢性；然而，市面也有透過以氣壓能源溢流換取高精度輸出壓力的精密調壓閥設計，但此種方式對成本開銷，於長久而論並非樂觀；故本發明者於先前創作結構中，透過改良內部通路，讓輸入流體得以產生對等壓力，使其相互回饋，使能源損耗得以大幅減少，且當 排除多餘流體時，能較為安靜；雖已見有小幅成效，但對於大容量使用設計的精密調壓閥而言，仍有運作不甚流暢的情況發生，其憑藉前述結構於實際應用與研究後知悉，其仍存在有必須改善之缺點。

本創作的主要技術性目的，在於大流量的精密調壓閥應用，透過其本體結構內部的通道來引導壓力，加以配合平衡膜片、主膜片、調壓直桿、以及直動式流量控制直桿，讓壓力得以保持穩定與高精度，並且能藉該直動式流量控制直桿使其壓力調節時，能夠保有內部各組件的靈敏度，不僅使流體能保持密閉不再溢流，且更能提升底座輸出更大的二次側流量，讓本體使用的效率更理想。

本創作之節能型大容量精密調壓閥，係由調壓座、中閥座、主閥座、以及底座所連結所構成的一本體，該中閥座內具有通道、衡壓通道、以及和一活塞配合的一調壓直桿，而該通道與衡壓通道能經主閥座相通至該底座，且另有一直動式流量控制直桿設於該主閥座與底座之間，而該底座內部存有能供壓力引導的調壓通道、底座節流孔、溢流管、以及調整型閥口，且另於該底座和主閥座之間設有主膜片；藉前述結構，該直動式流量控制直桿於上下兩端的施力面積相等，且於下方配合該調整型閥口支撐，當受通道輸入的一次側壓力，能引導一次側壓力到直動式流量控制直桿的上端，使上下兩端施力相等，在主膜片推動直動式流量控制直桿時，可順暢垂直位移，進而關閉主膜片上的逆流孔，能讓本體能於無壓力溢流下，仍能繼續調節出高精度的二次側 壓力之目的，讓其達到節能、以及整體順暢運作之效能。

[本創作]

1‧‧‧本體

2‧‧‧調壓座

21‧‧‧旋鈕

22‧‧‧主彈簧

23‧‧‧溢流孔

3‧‧‧中閥座

31‧‧‧平衡膜片

32‧‧‧活塞

33‧‧‧調壓直桿

4‧‧‧主閥座

41‧‧‧直動式流量控制直桿

5‧‧‧底座

51‧‧‧主膜片

511‧‧‧逆流孔

52‧‧‧調整型閥口

521‧‧‧中央孔

53‧‧‧調壓通道

54‧‧‧溢流管

55‧‧‧底座節流孔

56‧‧‧閥門

57‧‧‧支撐彈簧

6‧‧‧通道

7‧‧‧衡壓通道

8‧‧‧平衡壓力通道

P‧‧‧壓力

P1‧‧‧一次側壓力

P2‧‧‧二次側壓力

Pa‧‧‧施力面積

Pt‧‧‧平衡壓力

第1圖係本創作之壓力輸入於二次側壓力大於0的結構示意圖。

第2圖係本創作之第1圖的局部放大示意圖。

第3圖係本創作之壓力輸入於二次側壓力等於0的結構示意圖。

第4圖係本創作之第3圖的局部放大示意圖。

第5圖係本創作之整體壓力流動於二次側壓力大於0的狀態示意圖。

通常根據本創作，該最佳之可行之實施例，並配合圖式第1~4圖詳細說明後，俾增加對本創作之瞭解； 本創作係一種節能型大容量精密調壓閥，具有一本體(1)，且該本體(1)係由一調壓座(2)、一中閥座(3)、一主閥座(4)、以及一底座(5)從上至下所連結組成，而該中閥座(3)內部具有一通道(6)、一衡壓通道(7)、一平衡壓力通道(8)，以及和一活塞(32)配合的一調壓直桿(33)，而該活塞(32)外緣與一平衡膜片(31)相複合構成一體，而該通道(6)與衡壓通道(7)能經該主閥座(4)相通至該底座(5)，且另有一直動式流量控制直桿(41)設置於該主閥座(4)與底座(5)之間，而該底座(5)的內部存有供壓力(P)引導用的一調壓通道(53)、一底座節流孔(55)、一溢流管(54)、以及一調整型閥口(52)，且該底座(5)與該主閥座(4)之間更設有一主膜片(51)，且前述活塞(32)、以及調壓直 桿(33)的外層都係透過橡膠材質所包覆組成，能強化密封壓力的效果，更能替換為具有彈性的類似材質，並不限定於此。

而該直動式流量控制直桿(41)於上下兩端的施力面積(Pa)相等，且於該直動式流量控制直桿(41)的下方配合該調整型閥口(52)支撐，當受到該平衡壓力通道(8)輸入的平衡壓力(Pt)，能讓主膜片(51)受引導而順暢的進行垂直位移的動作，藉此關閉該逆流孔(511)，讓本體(1)能在無壓力(P)溢流狀態下，仍能繼續調整壓力(P)輸出高精度的壓力目的。

再請參閱如第1~4圖，此調壓座(2)內部設有一主彈簧(22)，其外部則設有能用以操控調整用的旋鈕(21)，而主彈簧(22)頂抵該平衡膜片(31)，且受到前述輸入本體(1)內部的壓力(P)引導，會形成有一平衡壓力(Pt)；而該壓力(P)由外部調節進入至本體(1)時，則形成一次側壓力(P1)，而於輸出則形成二次側壓力(P2)。

當一次側壓力(P1)由底座(5)內部的調壓通道(53)配合底座節流孔(55)降低多餘的一次側流量，一次側壓力(P1)接著經由中閥座(3)與主閥座(4)相通連的通道(6)，將該一次側壓力(P1)引導至調壓直桿(33)所設位置，鄰近此位置的平衡膜片(31)將受到該主彈簧(22)向下推動而形成一平衡壓力(Pt)，此時的平衡膜片(31)於中央的活塞(32)部份則會與該調壓直桿(33)相互頂抵，而該平衡壓力(Pt)則延平衡壓力通道(8)持續流通至該底座(5)內，進而推動該主膜片(51)於該直動式流量控制直桿(41)垂直位移，而該底座(5)於底部所設的溢流管(54)與該直動式流量控制直桿(41)相通連，且該直動式流量控制直桿(41)於中央偏下部份還設有一調整型閥口(52)，該調整型閥口(52)能配合具有支撐彈簧(57)的閥門(56)進行開閉調整動作，其調整來源係 為前述的一次側壓力(P1)，然而該直動式流量控制直桿(41)於兩端所流通的一次側壓力(P1)與施力面積(Pa)相等，故能透過該主膜片(51)與支撐彈簧(57)來控制，並不受前述的一次側壓力(P1)的影響，而前述調整該調整型閥口(52)的一次側壓力(P1)，此時形成二次側壓力(P2)經由底座(5)後續流通至外部、及衡壓通道(7)，該衡壓通道(7)經由該底座(5)通連該主閥座(4)、中閥座(3)、最後直至該調壓座(2)，上述為二次側壓力(P2)>0的狀態。

而當調整本體(1)內部的二次側壓力(P2)=0時，原本經由該通道(6)流通的一次側壓力(P1)，將會被調壓直桿(33)與調壓直桿(33)閥門口頂抵而阻擋，而原本經由該調整型閥口(52)流通的一次側壓力(P1)，也受到該直動式流量控制直桿(41)向上帶動該主膜片(51)與閥門(56)來限制該一次側壓力(P1)無法流通，此時，該主體(1)於溢流孔(23)處則會進行排氣動作，使本體(1)內部的二次側壓力(P2)=0。

再者，該調整型閥口(52)於中央更設有一中央孔(521)，而該中央孔(521)能配合實際生產需求進行更替不同尺寸規格，更詳細而言，該調整型閥口(52)於中央孔(521)的面積：直動式流量控制直桿(41)通過此中央孔(521)的截面積，若兩者比值≧4以上時，能得出該底座(5)容量的二次側壓力(P2)輸出、以及流量的最大值，所以能可透過更換調整型閥口(52)於中央孔(521)的面積，藉以改變該二次側壓力(P2)輸出、以及流量的強弱。

而在平衡膜片(31)上，當二次側壓力(P2)的面積乘以二次側壓力(P2)：平衡壓力(Pt)的面積乘以平衡壓力(Pt)，若兩者比值≧10以上時，能可提高二次側壓力(P2)的穩壓狀態，而且節流孔(55)直徑可減小，得以進行最少進氣量的控制動作，不浪費多餘之壓力，故可知當二次側壓力(P2) 變大時，能即時推開主彈簧(22)，經該溢流孔(23)排出多餘平衡壓力(Pt)，而該平衡壓力(Pt)則延平衡壓力通道(8)持續流通至主膜片(51)，此時二次側壓力(P2)可推開該主膜片(51)上逆流孔(511)，使二次側壓力(P2)流入平衡壓力(Pt)中而減小，直至穩壓為止，且通過該主膜片(51)上逆流孔(511)所排出的二次側壓力(P2)係為壓差，其噪音聲量也獲得大幅改善；若當二次側壓力(P2)變小時，該主彈簧(22)可即時推動該平衡膜片(31)與調壓直桿(33)，讓一次側壓力(P1)經調壓直桿(33)閥門口進入，增加平衡壓力(Pt)，而該平衡壓力(Pt)則延平衡壓力通道(8)持續流通至主膜片(51)，得以推動該主膜片(51)與直動式流量控制直桿(41)，打開調整型閥口(52)，來提高該二次側壓力(P2)，直至穩壓為止。

再請參閱如第5圖，本創作結構於底座(5)由輸入之一次側壓力(P1)至二次側壓力(P2)為其單向通過，而中閥座(3)則為雙向流通，但透過中閥座(3)配合主膜片(51)中央的逆流孔(511)來達成啟閉動作，進而對應維持其平衡壓力(Pt)，並配合該主閥座(4)中的直動式流量控制直桿(41)配合調整型閥口(52)加以管控該二次側壓力(P2)流量大小，讓底座(5)於實際運作上係亦可為雙向流通，故於此簡單說明其結構運作原理，使其更易被理解。

綜上所述，本創作節能型大容量精密調壓閥，透過本體(1)內部的調壓通道(53)、通道(6)、衡壓通道(7)、平衡壓力通道(8)，讓輸入的壓力(P)透過調壓直桿(33)配合平衡膜片(31)、以及直動式流量控制直桿(41)配合帶動該主膜片(51)進行位移，讓本體(1)內部維持平衡，且讓壓力(P)的空氣消費量能夠於無溢流的條件下，進行調升二次側壓力(P2)或減壓，使所耗壓力能源得以達成改善，且能順利的應用於大容量的調壓閥上，並且保 持精密調整的優點。

最後，必須再次說明的是，本創作於前述實施例中所揭露的構成元件及其形狀僅為舉例說明，並非用來限制本案之範圍，舉凡其他易於思及的結構變化，或與其它等效元件的替代變化，亦應為本案之申請專利範圍所涵蓋。

[本創作]

1‧‧‧本體

2‧‧‧調壓座

21‧‧‧旋鈕

22‧‧‧主彈簧

23‧‧‧溢流孔

3‧‧‧中閥座

31‧‧‧平衡膜片

32‧‧‧活塞

33‧‧‧調壓直桿

4‧‧‧主閥座

41‧‧‧直動式流量控制直桿

5‧‧‧底座

51‧‧‧主膜片

511‧‧‧逆流孔

52‧‧‧調整型閥口

521‧‧‧中央孔

53‧‧‧調壓通道

54‧‧‧溢流管

55‧‧‧底座節流孔

56‧‧‧閥門

57‧‧‧支撐彈簧

6‧‧‧通道

7‧‧‧衡壓通道

8‧‧‧平衡壓力通道

P‧‧‧壓力

P1‧‧‧一次側壓力

P2‧‧‧二次側壓力

Pa‧‧‧施力面積

Pt‧‧‧平衡壓力

Claims (7)

1. 一種節能型大容量精密調壓閥，其包含：一本體，從上至下係由一調壓座、一中閥座、一主閥座、以及一底座連結組成，該中閥座內具有一通道、一衡壓通道、平衡壓力通道以及和一活塞配合的一調壓直桿，而該通道與衡壓通道能經該主閥座相通至該底座，且另有一直動式流量控制直桿設置於該主閥座與底座之間，而該底座內部存有供壓力引導的一調壓通道、一底座節流孔、一溢流管、以及一調整型閥口，且該底座與該主閥座之間設有一主膜片；其特徵在於：該直動式流量控制直桿因上下兩端的施力面積相等，且於下端配合可替換尺寸的調整型閥口支撐，經一次側壓力輸入後，能引導一次側壓力到直動式流量控制直桿的上端，使上下兩端施力相等，在主膜片推動直動式流量控制直桿時，可順暢垂直位移，來藉此關閉該主膜片上逆流孔，讓該本體能於無壓力溢流下，仍能繼續調節出高精度的二次側壓力之目的。
2. 如申請專利範圍第1項之節能型大容量精密調壓閥，其中該調壓座，更包含有：一主彈簧、以及一旋鈕，其主彈簧設於該調壓座內，能受設於該調壓座之外的旋鈕操控調整，而該主彈簧頂抵該平衡膜片，受前述壓力引導，形成一平衡壓力。
3. 如申請專利範圍第1項之節能型大容量精密調壓閥，其中該活塞與該調壓直桿，皆係由一種橡膠材質所包覆組成。
4. 如申請專利範圍第1項之節能型大容量精密調壓閥，該二次側壓力的面積乘以二次側壓力相較於該平衡壓力的面積乘以平衡壓力≧10以上時，節流孔直徑可減小，得以進行最少進氣量的控制動作，不浪費多餘之壓力，也能提升該二次側壓力的穩壓狀態。
5. 如申請專利範圍第1項之節能型大容量精密調壓閥，其中該底座節流孔得以降低多餘的一次側流量，一次側壓力經由主閥座與中閥座相通連的通道，將該一次側壓力引導至調壓直桿所設位置，當調壓直桿閥門口被打開時，一次側流量已被控制，使該溢流孔在減小平衡壓力達成穩壓時，得以進行最少排氣量的動作。
6. 如申請專利範圍第1項之節能型大容量精密調壓閥，其中該衡壓通道能快速流通該二次側壓力，使其內部壓力保持穩定目的。
7. 如申請專利範圍第1項之節能型大容量精密調壓閥，其中該調整型閥口，更包含有：一中央孔，該中央孔設於該調整型閥口中央，且該中央孔的面積：直動式流量控制直桿通過該中央孔的截面積，若兩者間的比值≧4以上時，能得到該底座容量的二次側壓力輸出、以及流量的最大值，能利用更換該中央孔於最適合需求的尺寸，藉以控制該二次側壓力輸出和流量的強弱。