TWI639072B - 壓力調節器及具該壓力調節器的高壓源組件 - Google Patents

Abstract

一種壓力調節器係包含有一主體、一活塞、一彈性元件及一調整元件，該主體係包含有一進氣口及一排氣口，該活塞可活動地設置在進氣口與排氣口之間，該彈性元件設置在該主體中，以預設使該活塞朝該主體的排氣口移動，該調整元件係可調整地設置在該主體中，並選擇性地抵靠該活塞，以選擇性地閉合一由進氣口至排氣口的流動路徑，調整該活塞的位置會影響該彈性元件的壓縮長度，如此，該排氣口的預設壓力可加以微調。

Description

壓力調節器及具該壓力調節器的高壓源組件

本發明係關於一種壓力調節器，尤指一種可微調的壓力調節器。

壓力調節器通常用來將一進氣壓力降低至一所需的排氣壓力，且廣泛地用於各式各樣的裝置中。如第7,059,343號美國專利(其全部內容以引用方式併入本文中)所示的一種現有技術的壓力調節器，其包含有一活動地設置在進氣口及出氣口之間的活塞，以選擇性地阻擋自高壓氣源至下游裝置(如漆彈槍等類似裝置)的氣流，一彈簧設置在該活塞周圍，以推動該活塞朝向排氣口移動。當排氣口側的壓力被設定在一預設壓力時，該彈簧的彈力會受到該排氣口側壓力而抵銷，則該活塞被推動以密封該進氣口，阻止氣體流過該壓力調節器；當排氣口側壓力開始加大，該排氣口側壓力已不足以抵銷該彈簧的彈力，使得該活塞被推動而自該進氣口移開，允許該氣體流經該現有技術的壓力調節器。

該現有技術的壓力調節器利用不同的彈簧或不同數量的彈性墊圈來預設所需要的排氣口側壓力，該複數彈簧及彈性墊圈具有公差，而使得該預設排氣口側壓力與所需要的排氣口側壓力不一致。為了減少此一差值，製造商必須改變彈簧或彈性墊圈的數量。然而，改變彈簧或彈性墊圈的數量僅能粗 調該排氣口側壓力，特別是針對高壓氣源。因此，該現有技術的壓力調節器在該預設排氣口側壓力與該所需要的排氣口側壓力之間的差值仍超過100psi。

為克服該些缺陷，本發明提供一壓力調節器來減輕或消除前揭問題。

本發明主要目的係提供一壓力調節器，其可微調以消除因彈性元件的公差所產生的壓力差值。該壓力調節器係包含有一主體、一活塞、一彈性元件及一調整元件。該主體係包含有一進氣口及一排氣口。該活塞可活動地設置在進氣口與排氣口之間。該彈性元件設置在該主體中，以預設使該活塞向該主體的排氣口移動。該調整元件係可調整地設置在該主體中，並選擇性地抵靠該活塞，以選擇性地閉合由進氣口至排氣口的一流動路徑。調整該活塞的位置會影響該彈性元件的壓縮長度。如此，該排氣口的預設壓力可加以微調。

由以下配合附圖的詳細描述，將可更清楚本發明的其它目的、優點和新穎特徵。

10‧‧‧本體

101‧‧‧座體

102‧‧‧帽體

12‧‧‧排氣口

13‧‧‧高壓室

14‧‧‧調節室

141‧‧‧肩部

15‧‧‧高壓過壓加壓裝置

16‧‧‧調節壓力過壓加壓裝置

20‧‧‧活塞

201‧‧‧凸緣

21‧‧‧密封段

211‧‧‧座體

212‧‧‧密封球

22‧‧‧針狀閥

23‧‧‧中央孔

24‧‧‧開口

30‧‧‧彈性元件

40‧‧‧調整元件

41‧‧‧中央開口

42‧‧‧驅動凹槽

50‧‧‧高壓氣源

圖1：本發明之一壓力調節器的一立體圖。

圖2：圖1所示壓力調節器的一側視部分剖面動作圖，本圖顯示閉合狀態。

圖3：本發明之一壓力調節器的一側視部分剖面圖。

圖4：圖1所示壓力調節器的一端視圖。

圖5：本發明一具有圖1所示之壓力調節器的高壓源組件的立體圖。

圖6：圖1所示壓力調節器的一側視部分剖面動作圖，本圖顯示開啟狀態。

圖7：圖1所示壓力調節器的另一側視部分剖面動作圖，本圖顯示閉合狀態。

圖8：圖1所示壓力調節器的另一側視部分剖面動作圖，本圖顯示開啟狀態。

請參閱圖1及圖2，本發明一壓力調節器係包含有一主體10、一活塞20、一彈性元件30及一調整元件40。

該主體10呈中空且包含有一進氣口11、一排氣口12、一高壓室13及一調節室14，該高壓室13係位於該進氣口11及該排氣口12之間，並與該進氣口11連通，該調節室14位於該進氣口11及該排氣口12之間，並與該排氣口12及高壓室13連通。在一實施例中，該本體可包含有一座體101及一螺合於該座體101內上的帽體102。該主體10可包含有一高壓過壓加壓裝置15和調節壓力過壓加壓裝置16的示例性高壓和調整後壓力破盤。

該活塞20可活動地設置在該高壓室13及該調節室14中，並具有一朝向進氣口11的第一端及一朝向排氣口12的第二端，一密封段21係設置在該活塞20的第一端，並可包含有一形成在該活塞20的第一端上的座體211，以及一設置在座體211上的密封球212，該密封球212可替換為盤狀物、圓錐體、墊圈、平板、環狀緩衝件等。在一實施例中，一針狀閥22設置於該活塞20的一中央孔23，並延伸通過該活塞20的第二端，且提供一個由本體10到一下游裝置的可密封之流動路徑，該針狀閥22透過一彈簧(圖中未示)而保持在活塞20內，以幫助該針狀閥22保持閉合，該針狀閥22可在不漏洩氣體壓力下，允許該本體10從該至下游裝置移動或分離。至少一開口24穿設該活塞20的一側壁，並與該中央孔23連通。

該彈性元件30設置在該本體10的調節室14中，以預設使該活塞20向該主體10的排氣口12移動。在一實施例中，一肩部141形成在該調節室14，且一凸緣201形成在該活塞20的周圍，該彈性元件30夾設於該肩部141及該凸緣201之間，以預設使該活塞20向該主體10的排氣口12移動。在一實施例中，該彈性元件30可包含有如圖2所示的複數彈性墊圈。在另一實施例中，該彈性元件30A可為一如圖3所示的彈簧。

該調整元件40可調整地設置在該主體10的高壓室13中，且選擇性地保持在該主體10的高壓室13中，並選擇性地抵靠該密封段21，以選擇性地閉合由該進氣口11至該本體10的排氣口12的一流動路徑。在一實施例中，該調整元件40包含有一中央開口41，其可由該密封段21選擇性地被阻擋，以選擇性地閉合由該進氣口11至該本體10的排氣口12的一流動路徑。在一實施例中，調整元件40螺合於該本體的高壓室13中，使得該調整元件40可調整地設置在該本體10的高壓室13中，以及選擇性地保持在該本體10的高壓室13中。請參閱圖4所示，在一實施例中，該調整元件40可包含有一形成於其一端之驅動凹槽42，令使用者較容易地使用手工具調整該調整元件40的位置。

請參閱圖2及圖5，於操作時，本發明的一高壓源組件包含有一高壓氣源50及前揭壓力調節器，前揭壓力調節器連接於該高壓氣源50及一下游裝置(圖中未示)之間，該本體10的進氣口11連接至該高壓氣源50，該本體10的排氣口12連接至該下游裝置。圖2所示之前揭壓力調節器係呈一閉合狀態，當在下游裝置內的氣體壓力處於一預設壓力時，該排氣口12的氣體壓力足夠高來抵銷該彈性元件30的力，則該活塞20的密封段21會抵靠在該調整元件40，以阻止自該進氣口11至該排氣口12的一氣流，因此，該高壓氣源的氣體在閉合狀態下，可停止流進至該下游裝置。

請進一步參閱圖6所示，前揭壓力調節器係呈一開啟狀態，該下游裝置的氣體壓力減少會使得排氣口12的氣體壓力不足以抵銷該彈性元件30的力，則該彈性元件30推動該活塞20向排氣口12移動，使得該密封段21允許該調整元件40將氣體通過該調整元件40的中央開口41以及該活塞的中央孔23，以使氣體從該進氣口11流向該排氣口12，如此，該高壓氣源中的氣體在開啟狀態下即可流進該下游裝置，以提高該下游裝置的氣體壓力。當該下游裝置的氣體壓力再度足夠高時，前揭壓力調節器即返回至閉合狀態。

當前揭壓力調節器設定所需的排氣口壓力，選擇提供所需力的彈性元件30，由於該彈性元件30具有公差而影響預設的排氣口壓力，此時可調整該調整元件40來消除因彈性元件30的公差所造成的壓力影響。

基於彈性元件30的公差，使該預設的排氣口壓力小於該所想要的排氣口壓力時，該調整元件40會被調整朝向該進氣口11，如圖2及圖6所示，則該活塞20需要移動更接近該進氣口11，以使得該密封段21能抵靠該調整元件40，來選擇性地阻擋該氣流，當該活塞20移動靠近該進氣口11，該彈性元件30會壓縮更多，依據虎克定律，當彈性元件30被壓縮得愈多，該彈性元件30的力愈大，因為該彈性元件的力變大，所以該排氣口壓力必須更高才能抵銷該彈性元件30的力，因此，該預設的壓力係藉由調整該調整元件41朝向進氣口11來加以增加，以與該所需的排氣口壓力相匹配。

基於彈性元件30的公差，使該預設的排氣口壓力高過該所需的排氣口壓力，該調整單元40則被調整朝向該排氣口12，如圖7及圖8所示，接著，該活塞20不需要過多的移動，該密封段21亦能抵靠該調整元件40，以選擇性地阻擋氣流，故該彈性元件30即被壓縮更少，依據虎克定律，該彈性元件30被壓縮愈少，該彈性元件30的力愈小。因為彈性元件的力變小，所以該排氣口 壓力必須更小才能抵銷該彈性元件的力，因此，該預設的壓力係藉由調整該調整元件41朝向排氣口12來加以減少，以與該所需的排氣口壓力相匹配。

利用該調整元件40，前揭壓力調節器可微調該預設排氣口壓力以匹配該所需的排氣口壓力，因此，前揭壓力調節器具有更精準的預排氣口壓力。在一實施例中，該預設排氣口壓力與該所需排氣口壓力的差值可在50psi以內。在另一實施例中，該預設排氣口壓力與該所需排氣口壓力的差值可在20psi以內。在又一實施例中，該預設排氣口壓力與該所需排氣口壓力的差值可在10psi以內。

儘管在前面的描述中連同本發明的結構和特徵的細節，已經闡述了本發明的許多特徵和優點，惟上述揭露內容僅為說明性。在檢附的申請專利範圍中所表達之用詞的廣泛與通常含義可及的全部範圍內，可以對細節進行更改，特別是在本發明原則下之元件的形狀，尺寸和排列方面。

Claims (20)

1. 一種壓力調節器，包括：一本體，係包含有：一進氣口；一排氣口；一高壓室，係位在該進氣口與該排氣口之間，並與該進氣口連通；一調節室，係位在該進氣口與該排氣口之間，並與該排氣口及該高壓室連通；一活塞，係可活動地設置於該高壓室及該調節室，並包含有：一第一端，係朝向該本體的進氣口；一第二端，係朝向該本體的排氣口；一密封段，係設置在該活塞的該第一端；一彈性元件，係設置在該本體的調節室內，以預設使該活塞朝向該主體的排氣口移動；以及一調整元件，係可調整地設置在該主體的該高壓室中，且選擇性地保持在該本體的該高壓室中，並選擇性地抵靠該活塞的該密封段，以選擇性地閉合一由該進氣口至該本體的該排氣口的流動路徑。
2. 如請求項1所述之壓力調節器，其中：該活塞中係形成一中央孔；該活塞的一側壁貫穿成形至少一開口，並與該中央孔連通；以及該調整元件中係形成一中央開口，其中該密封段係選擇性地阻擋該中央開口，以選擇性地閉合由該進氣口至該本體的該排氣口的流動路徑。
3. 如請求項1所述之壓力調節器，其中該調整元件係螺合於該本體的該高壓室內。
4. 如請求項3所述之壓力調節器，其中該調整元件係包含有一驅動凹槽，係形成在該調整元件之一端。
5. 如請求項1所述之壓力調節器，其中該活塞的該密封段係包括：一座體，係形成在該活塞的該第一端上；以及一密封球，係設在該座體中。
6. 如請求項2所述之壓力調節器，其中一針狀閥係設置在該活塞的該中央孔中，並延伸經過該活塞的該第二端。
7. 如請求項1所述之壓力調節器，其中該彈性元件包括複數個彈性墊圈。
8. 如請求項1所述之壓力調節器，其中該彈性元件為一彈簧。
9. 如請求項1所述之壓力調節器，其中：在該調節室內係形成一肩部；在該活塞的周圍係形成一凸緣；以及該彈性元件夾設在該肩部及凸緣之間，以預設使該活塞朝向該主體的排氣口移動。
10. 如請求項1所述之壓力調節器，其中該本體包括一座體及一螺合至該座體的帽體。
11. 一種高壓源組件，包括：一高壓氣源；以及一高壓調節器，係連接至該高壓氣源，並包括：一本體，係包含有：一進氣口；一排氣口； 一高壓室，係位在該進氣口與該排氣口之間，並與該進氣口連通；一調節室，係位在該進氣口與該排氣口之間，並與該排氣口及該高壓室連通；一活塞，係可活動地設置於該高壓室及該調節室，並包含有：一第一端，係朝向該本體的進氣口；一第二端，係朝向該本體的排氣口；一密封段，係設置在該活塞的該第一端；一彈性元件，係設置在該本體的調節室內，以預設使該活塞朝向該主體的排氣口移動；以及一調整元件，係可調整地設置在該主體的該高壓室中，且可選擇性地保持在該本體的該高壓室中，並選擇性地抵靠該活塞的該密封段，以選擇性地閉合一由該進氣口至該本體的該排氣口的流動路徑。
12. 如請求項11所述之高壓源組件，其中：該活塞中係形成一中央孔；該活塞的一側壁貫穿成形至少一開口，並與該中央孔連通；以及在該調整元件中係形成一中央開口，其中該密封段係選擇性地阻擋該中央開口，以選擇性地閉合由該進氣口至該本體的該排氣口的流動路徑。
13. 如請求項11所述之高壓源組件，其中該調整元件係螺合於該本體的該高壓室內。
14. 如請求項13所述之高壓源組件，其中該調整元件係包含有一驅動凹槽，係形成在該調整元件之一端。
15. 如請求項11所述之高壓源組件，其中該活塞的該密封段係包括： 一座體，係形成在該活塞的該第一端上；以及一密封球，係設在該座體中。
16. 如請求項12所述之高壓源組件，其中一針狀閥係設置在該活塞的該中央孔中，並延伸經過該活塞的該第二端。
17. 如請求項11所述之高壓源組件，其中該彈性元件包括複數個彈性墊圈。
18. 如請求項11所述之高壓源組件，其中該彈性元件為一彈簧。
19. 如請求項11所述之高壓源組件，其中：在該調節室內係形成一肩部；在該活塞的周圍係形成一凸緣；以及該彈性元件夾設在該肩部及凸緣之間，以預設使該活塞朝向該主體的排氣口移動。
20. 如請求項11所述之高壓源組件，其中該本體包括一座體及一螺合至該座體的帽體。