TWM539004U - 節能型精密調壓閥改良結構 - Google Patents

Description

節能型精密調壓閥改良結構

本創作係有關於一種節能型精密調壓閥改良結構，主要係利用回授通道以單向流通，進行氣壓流體的流量調節，讓回授通道得與該調壓通道呈平衡狀態，並輔以溢流管與溢流孔配合，達到快速增壓、減壓與提供高精度輸出壓力之目的。

一般習用調壓閥，於壓力調控的過程中，都會耗損不少氣壓流體，而為因應未來更加精細的自動化加工所需，各家廠商都在專注研發相關能夠於製程過程中節省能源耗損的技術，而本創作人於前案新型專利M513296號的「精密調壓閥」中，透過結構內部設置通路，讓其產生對等壓力並能相互回饋，藉此讓能源得以大幅減少損耗，且當排除多餘流體時，能較為安靜；

後續創作人針對前述專利進行改良，如中華民國新型專利M523033號的「節能型精密調壓閥」，其結構內部利用調壓直桿的兩端設置平衡膜片與主膜片，透過壓力流入相對應通道，使該調壓直桿得以頂抵平衡膜片，藉此使內部壓力形成無溢流，得以繼續調整，且能保有高精度的輸出壓力。

爰此，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。

本創作係為一種節能型精密調壓閥改良結構，其主要技術性目的，在於利用本體內部所設置的複數通道，透過回授通道節流孔與鋼珠配合，使其氣壓流體能進行流量調節，讓本體內部的通道得以呈平衡狀態，再輔以溢流管與溢流孔配合，讓本創作能達到快速減壓的目的。

本創作之節能型精密調壓閥改良結構，係由調壓氣座、中閥座、及底座連結構成，且該本體內設有主膜片與平衡膜片，透過氣壓流體經通道、回授通道、調壓通道，利用設於該回授通道中的鋼珠與回授通道節流孔，能使氣壓流體於本體內平衡，讓平衡膜片對應調壓直桿、及主膜片對應溢流管進行垂直位移動作；

藉由前述結構之間的連動，能於壓力調節強弱時，除了兼具無溢流、節能外，亦能達到快速增壓、減壓與保有高精度輸出壓力之目的，且應用於不同容量調壓閥，亦能保持其精密調壓的功能。

通常根據本創作，該最佳之可行之實施例，並配合圖式第1〜7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精密調壓閥改良結構，具有一本體(10)，其設置有用來供一氣壓流體(P)進出的一輸入端(11)和一輸出端(12)，此氣壓流體(P)包含有平衡壓力、一次側壓力(P1)、二次側壓力(P2)，其本體(10)主要係由一調壓氣座(20)、一中閥座(30)、一底座(40)由上至下連結構成，而調壓氣座(20)下方與中閥座(30)之間還設有一平衡膜片(31)、底座與中閥座(30)下方則設有一主膜片(34)，該主膜片(34)包覆有一層膜片包膠(341)；

該中閥座(30)內部更設有能引導氣壓流體(P)且相互通連的一通道(13)、一調壓通道(14)和一回授通道(15)、以及一調壓直桿(33)，該調壓直桿(33)包覆有一直桿包膠(331)，其中該通道(13)係由底座(40)於輸入端(11)至調壓直桿(33)所設位置，且通道(13)還設有一通道節流孔(131)，當氣壓流體(P)於輸入端(11)進入後，則形成一次側壓力(P1)經過前述通道(13)至調壓直桿(33)，配合通道節流孔(131)得以降低多餘的一次側壓力(P1)，因調壓氣座(20)配合旋鈕(22)調升壓力，進而驅動主彈簧(23)向下推抵該平衡膜片(31)及調壓直桿(33)，該調壓直桿(33)得以讓前述一次側壓力(P1)流動至主膜片(34)，藉此形成一平衡壓力(PT)；

而該回授通道(15)設於該中閥座(30)內，且鄰近前述通道(13)一側，當平衡壓力(PT)經引導至主膜片(34)時，推抵主膜片(34)與溢流管(41)向下連動，讓設於溢流管(41)的閥門口(42)一併開啟，而存於輸入端(11)的一次側壓力，將流通至該閥門口(42)至輸出端(12)，此時形成一二次側壓力(P2)；

而調壓通道(14)，則由底座(40)輸出端(12)通連至該平衡膜片(31)的位置，其前述二次側壓力(P2)會有部份壓力經由調壓通道(14)向平衡膜片(31)處移動，當二次側壓力(P2)＜平衡壓力(PT)時，前述主膜片(34)中的部份平衡壓力(PT)會經過回授通道節流孔(151)與回授通道(15)推動鋼珠(16)，再進入二次側壓力(P2)內，讓調壓通道(14)的二次側壓力(P2)獲得平衡；

再請參閱如第6圖所示，該回授通道(15) 上方於二次側壓力(P2)端為圓孔設計，而於該鋼珠(16)下方於平衡壓力(PT)端為圓錐孔設計，當二次側壓力(P2)＞平衡壓力(PT)時，二次側壓力(P2)推動鋼珠(16)頂抵圓錐孔，只有極小部份二次側壓力(P2)流通至平衡壓力(PT) 內，藉由活塞(32)的中央孔部位排出至調壓氣座(20)的溢流孔(21)，再排出至本體(10)外部，大部份二次側壓力(P2) 藉由推開主膜片(34)，將多餘的壓力直接通過溢流管(41)，由底座(40)排出本體(10)，本體(10)內部的減壓可快速達成，所以平衡壓力(PT) 可保持大於二次側壓力(P2)，使本體(10)壓力迅速穩壓；鋼珠(16) 與回授通道(15)間的環形圓面積減至最小時，可減少氣壓流體(P)流通的流量至最小，當回授通道(15)二次側壓力端向下時，可確保二次側壓力(P2)仍可推動鋼珠(16)頂抵平衡壓力(PT)端的圓錐孔，達到相同的效果；整體至此，因氣壓流體(P)於各個通道之間流動，都能取得平衡，讓本體(10)壓力調節能保持一定的高精度輸出壓力；

在本體(10)進行設定壓力完成時，平衡壓力(PT)的增壓或減壓影響主膜片(34)的軸向移動，都會使二次側壓力(P2)在極短時間內有急速升壓的動態響應，如前述0014段內容：氣壓流體(P)於各個通道之間流動，以取得平衡，此短暫的升壓動態響應就會被快速穩壓下來；在輸出端(12) 每次打開與停止輸出壓力時，二次側壓力(P2)也會產生極短時間內急速升壓的動態響應，此狀況與進行設定壓力的狀況相似，只是受限於零件與零件組裝後的反應無法每次都完全相同，因此二次側壓力(P2)與設定壓力就會保持微小誤差範圍內，此為本體(10) 的重覆壓力精準度，經創作人反覆多次的實作與測試，得到誤差範圍在最大設定壓力 ±0.5%，且於大容量調壓閥上應用，亦能保有同樣的預定功效。

當本體(10)進行調降壓力時，轉動旋鈕(22)，減少主彈簧(23)壓縮量，使主彈簧(23)力量減小後，平衡膜片(31)就被二次側壓力(P2)與平衡壓力(PT)推動，而打開活塞(32)的中央孔部位，平衡壓力(PT)藉此中央孔排出至調壓氣座(20)的溢流孔(21) ，再排出至本體(10)外部，而得到快速排氣降壓；此時調壓直桿(33)被底部彈簧推動封閉閥門口，也封閉該通道(13)，而主膜片(34)受平衡壓力(PT)減小影響而回復至原位，此時閥門口(41)則呈封閉狀態，如第5圖所示，當二次側壓力(P2)* 主膜片(34)面積＞ 平衡壓力(PT)* 主膜片(34)面積的條件下，二次側壓力(P2)可推開主膜片(34) ，直接通過溢流管(41)由底座(40)快速排出本體(10)，且如前述0014段，極小部份二次側壓力(P2)會藉由調壓通道(14)、回授通道(15)與鋼珠(16)，進入平衡壓力(PT)內，經平衡膜片(31)中間的活塞(32)中央孔部位，順勢流通至調壓氣座(20)的溢流孔(21)排出至本體(10)外部，藉此，因本體(10)能從兩處進行排氣，同一時間內降低平衡壓力(PT)與二次側壓力(P2)，使其效率更為迅速，且於大容量調壓閥上應用，亦能保有同樣的預定功效。

再請參閱如第8圖所示，係為調壓直桿(33)的示意圖，可見該調壓直桿(33)外層包覆的直桿包膠(331)，左側(a)的直桿包膠(331)較厚、右側的直桿包膠(331)則較薄，其厚度主要係配合調壓閥的容量、輸出壓力的精準度高低…等條件於設計時進行增減，其厚度主要會影響到平衡膜片(31)中間的活塞(32)與直桿包膠(331)的擠壓量，其厚度越薄，擠壓量越低，越容易打開活塞(10)的中央孔部位，使平衡壓力(PT)的排氣加快，且減少平衡壓力(PT)降低時的遲滯現象，當平衡壓力(PT)所佔體積減至最小時，此遲滯現象也減至最小，使平衡壓力(PT)的減壓與升壓都快速達成，讓本體(10)壓力調節能保持一定的高精度輸出壓力，且於大容量調壓閥上應用，亦能保有同樣的預定功效。

再請參閱如第9圖所示，而前述主膜片(34)表面所設的膜片包膠(341)厚薄會影響到溢流管(41)的擠壓量，此圖的膜片包膠(341)於左側(c)為厚度較薄、右側(d)則為較厚，然而厚度越薄，擠壓量越低，能使二次側壓力(P2)的排氣加快，且減少二次側壓力(P2)降低時的遲滯現象，讓本體(10)壓力調節能保持一定的高精度輸出壓力，且於大容量調壓閥上應用，亦能保有同樣的預定功效；至此， 已然知悉整體結構於進行氣壓流體(P)排氣的速度，此直桿包膠(331)與膜片包膠(341)具有相當程度的影響，經創作人反覆多次的實作與測試，得到膜片包膠(341)，於本創作結構中的最佳厚度介於0.1至0.15mm之間，而直桿包膠(331)，其厚度則介於0.1至0.15mm之間，亦能隨實際生產需求對直桿包膠(331)零件進行增減，並不限制於此；而活塞(32)與溢流管(41)的表面於生產時，不需特意進行拋光呈光滑面，略微不光滑面的排氣敏感度比光滑面佳，既方便加工製造，亦能止漏，且有助於氣壓流體(P)流通之效果提升。

再請參閱如第10圖所示，係為本創作的另一實施例，其結構與運作原理與前述實施例相似，其不同之處在於將主膜片(34) 替換為具有中央穿孔的設計，並配合溢流管(41)於靠近輸入端(11)一側進行穿孔，流通二次側壓力(P2)至溢流管(41)的底部後，在排氣降壓時，經由主膜片(34)中央孔進入平衡壓力(PT)內，再順勢配合平衡壓力(PT)至溢流孔(21)直接排出，適用於流量較小的調壓閥使用，排氣時間不會太長，且能有效降低排氣的噪音。

綜上所述，本創作節能型精密調壓閥改良結構，透過結構內部設置回授通道(15)配合調壓通道(14)與通道(13)讓三者為平衡狀態，並於壓力調節強弱時，除了兼具無溢流、節能效果外，亦能達到快速增壓、減壓與保有高精度輸出壓之目的，且應用於不同容量調壓閥，亦能保持其精密調壓的功能。

(10)‧‧‧本體
(11)‧‧‧輸入端
(12)‧‧‧輸出端
(13)‧‧‧通道
(131)‧‧‧通道節流孔
(14)‧‧‧調壓通道
(15)‧‧‧回授通道
(16)‧‧‧鋼珠
(20)‧‧‧調壓氣座
(21)‧‧‧溢流孔
(22)‧‧‧旋鈕
(23)‧‧‧主彈簧
(30)‧‧‧中閥座
(31)‧‧‧平衡膜片
(32)‧‧‧活塞
(33)‧‧‧調壓直桿
(331)‧‧‧直桿包膠
(34)‧‧‧主膜片
(341)‧‧‧膜片包膠
(40)‧‧‧底座
(41)‧‧‧溢流管
(42)‧‧‧閥門口
(P)‧‧‧氣壓流體
(PT)‧‧‧平衡壓力
(P1)‧‧‧一次側壓力
(P2)‧‧‧二次側壓力

[圖1]係為本創作較佳實施例之關閉快速排氣的剖面結構示意圖。 [圖2]係為本創作較佳實施例之圖1結構剖面中的(A)局部放大示意圖。 [圖3]係為本創作較佳實施例之圖1結構剖面中的(B)局部放大示意圖。 [圖4]係為本創作較佳實施例之示意圖。 [圖5]係為本創作較佳實施例之開啟快速排氣的剖面結構示意圖。 [圖6]係為本創作較佳實施例之圖5結構剖面中的(A1)局部放大示意圖。 [圖7]係為本創作較佳實施例之圖5結構剖面中的(B1)局部放大示意圖。 [圖8]係為本創作較佳實施例之調壓直桿的直桿包膠示意圖。 [圖9]係為本創作較佳實施例之主膜片的膜片包膠示意圖。 [圖10]係為本創作另一實施例之剖面示意圖。

(10)‧‧‧本體

(11)‧‧‧輸入端

(12)‧‧‧輸出端

(13)‧‧‧通道

(131)‧‧‧通道節流孔

(14)‧‧‧調壓通道

(15)‧‧‧回授通道

(151)‧‧‧回授通道節流孔

(16)‧‧‧鋼珠

(20)‧‧‧調壓氣座

(21)‧‧‧溢流孔

(22)‧‧‧旋鈕

(23)‧‧‧主彈簧

(30)‧‧‧中閥座

(31)‧‧‧平衡膜片

(32)‧‧‧活塞

(33)‧‧‧調壓直桿

(331)‧‧‧直桿包膠

(34)‧‧‧主膜片

(341)‧‧‧膜片包膠

(40)‧‧‧底座

(41)‧‧‧溢流管

(42)‧‧‧閥門口

(P)‧‧‧氣壓流體

(PT)‧‧‧平衡壓力

(P1)‧‧‧一次側壓力

(P2)‧‧‧二次側壓力

Claims (7)

1. 一種節能型精密調壓閥改良結構，其包含：一本體，具有供一氣壓流體進出的一輸入端和一輸出端，而該本體主要係由一調壓氣座、一中閥座、以及一底座連結構成，該調壓氣座與中閥座之間設有一平衡膜片，而該底座與中閥座之間則設有一主膜片，該主膜片包覆有一膜片包膠，而該中閥座內設有能引導一氣壓流體且相互通連的一通道、一調壓通道和一回授通道，以及一調壓直桿，該回授通道內設有一回授通道節流孔、及鋼珠，且該調壓直桿的包覆有一直桿包膠，而該底座設有一溢流管、一閥門口，以及通連該通道的一通道節流孔；其特徵在於：該氣壓流體經該通道以單向流通至該回授通道，透過該回授通道節流孔及該鋼珠直接調節該氣壓流體之流量，使該回授通道能與該調壓通道之間的氣壓流體達到平衡，讓該通道、回授通道、以及調壓通道得以相連互通，更藉該膜片包膠與該直桿包膠配合適當厚度，使該溢流管與該溢流孔得以選擇進行快速增壓、減壓與保有高精度輸出壓力之目的者。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之節能型精密調壓閥改良結構，其中該膜片包膠，其厚度介於0.1至0.15mm之間調整，其厚度越薄，能讓氣壓流體於該平衡膜片的排氣越快。
3. 依據申請專利範圍第1項所述之節能型精密調壓閥改良結構，其中該直桿包膠，其厚度介於0.1至0.15mm之間調整，其厚度越薄，能讓氣壓流體於該溢流管的排氣越快。
4. 依據申請專利範圍第1項所述之節能型精密調壓閥改良結構，該平衡膜片，更包含有：一活塞，設於該平衡膜片之中央，能用以頂抵表面呈不光滑面的調壓直桿，使該調壓直桿進行排氣更加順暢。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之節能型精密調壓閥改良結構， 該回授通道，配合該鋼珠於上方呈圓孔、下方呈圓錐孔設計，當該二次側壓力＞該平衡壓力時，該二次側壓力推動鋼珠頂抵圓錐孔，將有極小部份的二次側壓力流通至該平衡壓力內，經活塞排出該本體外，而大部份二次側壓力則推開該主膜片，經該溢流管至底座排出，使該本體內部之減壓目的能快速達成。
6. 依據申請專利範圍第5項所述之節能型精密調壓閥改良結構，該鋼珠配合該回授通道相互頂抵時，得以形成環形圓限制該氣壓流體之流量最小化，確保該鋼珠維持垂直位移之調節。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之節能型精密調壓閥改良結構，其中該溢流管，其頂端頂抵該主膜片的表面呈不光滑面，配合該主膜片能使排氣順利。