TW202225587A - 高壓調壓閥 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種高壓調壓閥，係包括：一主閥體組，其一側具有一流體入口、另一側具有一流體出口，其內部中心具有一針閥組，該針閥組係用於控制該主閥體組內部、位於該流體入口與該流體出口之間的內流道流通與否；一活塞組，係設置於該主閥體組上方、接觸該針閥組；一主彈簧，係設置於該活塞組上方；一導套，係套設於該主彈簧上方；一固定螺帽，係設置於該導套上方。

Description

高壓調壓閥

本發明係與液氣壓技術有關，特別係指一種高壓調壓閥。

調壓閥是種壓力調節裝置，它的作用是將來自儲氣筒的高壓氣體，經與設定彈簧力達到力平衡關係，使輸出氣源可減壓成系統所需壓力及流量，並能保持較高的響應及精度。國內目前在調壓閥組件的產品，均為中、低壓常溫應用，體積較大的一般品，無法滿足航太致動器產業高溫、高壓、小型化的需求，更遑論耐振動、耐衝擊的嚴苛要求。

典型的調壓閥結構示意圖如圖1所示，其原理如下：(1)主彈簧無設定力量時，頂針彈簧之預壓力使頂針頂住流通口，進氣口的氣壓無法流通至出氣口。(2)當右邊主彈簧設定預定力量後，經由傳動介面(活塞組)，將頂針往左推，流通口打開。(3)進氣口的氣壓可通過流通口至出氣口，當出氣口壓力增大後，活塞組推動主彈簧往右，此時頂針又被往右推，直至流通口封住，此時出氣口壓力與主彈簧力平衡，即可達到調壓的目的。

傳動介面是調壓閥的關鍵元件，它直接決定著調 壓閥的輸出反應和使用壽命，依需求正確地選擇傳動介面是設計調壓閥的關鍵之一。傳動介面通常分三種形式：膜片式(Diaphragm Type)、活塞式(Piston Type)及波紋管式(Bellows Type)。膜片式之壓力差會較小、反應較快，但因結構上關係，無法耐高壓操作及行程短因素。波紋管式之主因焊接技術等級較高，多道次焊接不容許一處失誤造成洩漏，若補銲後該處會有應力集中問題同樣造銲裂，故成本較高。活塞式之傳動介面以活塞與O型環組合而成，以航太高壓力及高流量(關於運動行程)需求，是較佳的方案。

為改善先前技術之缺點，本發明係提供一種高壓調壓閥，本發明以活塞式機構設計作為調壓閥之傳動介面，可應用於航太業、半導體設備、生醫設備或石化業等多種技術領域。

本發明係為一種高壓調壓閥，係包括：一主閥體組，其一側具有一流體入口、另一側具有一流體出口，其內部中心具有一針閥組，該針閥組係用於控制該主閥體組內部、位於該流體入口與該流體出口之間的內流道流通與否；一活塞組，係設置於該主閥體組上方、接觸該針閥組；一主彈簧，係設置於該活塞組上方；一導套，係套設於該主彈簧上方；一固定螺帽，係設置於該導套上方。

本發明之一實施例中，該主彈簧上下兩端係具有 二彈簧固定器。

本發明之一實施例中，其中更包括：一內六角檔子，係設置於該針閥組上方，用於將該針閥組鎖固於該主閥體組內。

本發明之一實施例中，該內六角檔子與該針閥組之間係具有一密封環。

本發明之一實施例中，該密封環係為O型環。

本發明之一實施例中，該針閥組係由頂針與頂針彈簧組成。

本發明之一實施例中，該流體入口處係具有一氣濾，該氣濾係由一氣濾擋環鎖固於該流體入口內。

本發明之一實施例中，該主閥體組內部進一步具有一回授管路，該回授管路係分別連通至該流體出口與該針閥組下方。

本發明之一實施例中，該固定螺帽與該導套之間係具有預力螺旋。

本發明之一實施例中，該主彈簧係為螺旋彈簧。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖示中加以闡述。

11:主閥體組

111:流體入口

112:流體出口

113:O型環

12:針閥組

121:頂針

122:頂針彈簧

13:活塞組

14:主彈簧

141:彈簧固定器

15:導套

16:固定螺帽

161:預力螺旋

17:回授管路

18:氣濾

181:氣濾擋環

19:內六角檔子

圖1係為典型的調壓閥結構示意圖。

圖2係為本發明之高壓調壓閥實施例結構示意圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

本發明之高壓調壓閥實施例結構圖如圖2所示，該實施例係包括：一主閥體組11，其一側具有一流體入口111、另一側具有一流體出口112，其內部中心具有一針閥組12，該針閥組12由頂針121與頂針彈簧122組成，該針閥組12係用於控制該主閥體組11內部、位於該流體入口111與該流體出口112之間的內流道流通與否；一活塞組13，係設置於該主閥體組11上方、接觸並覆蓋該針閥組12之頂針121；一主彈簧14，係設置於該活塞組13上方，該主彈簧14上下兩端係具有彈簧固定器141；一導套15，係套設於該主彈簧14上方；一固定螺帽16，係設置於該導套15上方，該固定螺帽16進一步具有一預力螺旋161；一回授管路17，位於該主閥體組11內部，該回授管路17係分別連通至該流體出口112與該針閥組12下方；該流體入口處係具有一氣濾18，該氣濾18係由一氣濾擋環181鎖固於該流體入口。

本發明之高壓調壓閥實施例中，該固定螺帽處具 有預力螺旋調整彈簧力，壓迫主螺旋彈簧，推動活塞組頂開針閥組，當流體入口壓力為零時，針閥組被活塞組往下頂，進氣口與出氣口呈常開狀態。當流體入口有壓力進入時，氣體流量通過主閥體組內的內流道之流通口，由流體出口流出，流體出口連接的目標如果為有限容積(例如接到一容器或一密閉管路)，流體出口壓力會逐漸增加，此時壓力將活塞組往上推，推動主螺旋彈簧往上，針閥組的頂針同步被流體出口端一回授管路之回授壓力及下方的小彈簧往上推，當達到所設定壓力時，因力平衡關係，針閥組會將內流道之流通口關閉，如流體出口壓力再次降低時，針閥組才會被主彈簧組頂開，開啟內流道之流通口。主彈簧組採用螺旋彈簧，其壓縮線性度佳及重覆性高，且此種彈簧壓縮量大，特別適合於需較大開度之中、大流量調壓閥。

本發明以螺旋彈簧來提供所需彈簧力，主彈簧兩側放置2個彈簧固定器，外圍則有導套保護，以確保接觸表面平滑，並能防止振動時彈簧走位或偏擺。主彈簧調整好預壓力後，本發明使用固定螺帽固鎖預力螺旋至導套平面上，主要防止振動時，預力螺旋鬆脫，造成所設定彈簧力變異。

請進一步參閱圖2，本發明之針閥組組裝方式為：首先將針閥組內針閥的頂針彈簧組(含密封環)套入頂針，接著放入主閥體組內，使用手工具將一內六角檔子19旋入針閥組內，並需旋緊及上磅，推擠頂針彈簧產生預壓力，讓針閥座及 頂針在接觸斜面上能保持密封狀態，斜面接觸具有導引功能，針閥組與主閥體組間可再安裝一或多個O型環113防止氣體洩漏。本發明在流體出口處設計一壓力回授管路，主要用途為增加針閥關閉速度及氣密性。主閥體組內的流體入口處設有一氣濾，氣濾使用氣濾擋環固定，主要防止振動時氣濾鬆脫，導致雜質卡住針閥口造成堵塞，使調壓功能失效。

藉此，本發明係提供一種高壓調壓閥，本發明之技術構想出自於滿足航太產業須具備耐嚴苛環境等特性，使用者可依本發明揭露之構型，按其系統需求(設定壓力及流量)進行衍生設計及應用。本發明具有結構簡單輕量化、高響應特性、壓力輸出重覆性及滿足高壓環境需求之優點，可應用於航太業、半導體設備、生醫設備、石化業等液氣壓系統，具有高運用彈性。

上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

11:主閥體組

111:流體入口

112:流體出口

113:O型環

12:針閥組

121:頂針

122:頂針彈簧

13:活塞組

14:主彈簧

141:彈簧固定器

15:導套

16:固定螺帽

161:預力螺旋

17:回授管路

18:氣濾

181:氣濾擋環

19:內六角檔子

Claims (10)

1. 一種高壓調壓閥，係包括：

   一主閥體組，其一側具有一流體入口、另一側具有一流體出口，其內部中心具有一針閥組，該針閥組係用於控制該主閥體組內部、位於該流體入口與該流體出口之間的內流道流通與否；

   一活塞組，係設置於該主閥體組上方、接觸該針閥組；

   一主彈簧，係設置於該活塞組上方；

   一導套，係套設於該主彈簧上方；

   一固定螺帽，係設置於該導套上方。
2. 如請求項1所述之高壓調壓閥，其中該主彈簧上下兩端係具有二彈簧固定器。
3. 如請求項1所述之高壓調壓閥，其中更包括：一內六角檔子，係設置於該針閥組上方，用於將該針閥組鎖固於該主閥體組內。
4. 如請求項3所述之高壓調壓閥，其中該內六角檔子與該針閥組之間係具有一密封環。
5. 如請求項4所述之高壓調壓閥，其中該密封環係為O型環。
6. 如請求項1所述之高壓調壓閥，其中該針閥組係由頂針與頂針彈簧組成。
7. 如請求項1所述之高壓調壓閥，其中該流體入口處係具有一氣濾，該氣濾係由一氣濾擋環鎖固於該流體入口內。
8. 如請求項1所述之高壓調壓閥，其中該主閥體組內部進一步具有一回授管路，該回授管路係分別連通至該流體出口與該針閥組下方。
9. 如請求項1所述之高壓調壓閥，其中該固定螺帽與該導套之間係具有預力螺旋。
10. 如請求項1所述之高壓調壓閥，其中該主彈簧係為螺旋彈簧。

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