可調式靜止減壓閥的製作方法

2023-05-12 12:21:51

專利名稱：可調式靜止減壓閥的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於氣壓或液壓裝置中對氣體或液體進行壓力調節和控制的常開減壓閥，特別是一種可根據用戶所要求或規定的進口壓力和出口壓力之減壓比值，即最佳調節壓力範圍使出口壓力基本上穩定地保持在所需的減壓值內，在進口壓力小於或接近最佳調節壓力時出口壓力能較大地靠近要求的減壓比值，在因衝擊而進口壓力大於最佳調節壓力時使進、出口壓力減壓比值愈大的可調式靜止減壓閥。
常規的減壓閥的一類是將來自進口的商壓介質流經主閥的主閥芯和先導閥的閥錐通過彈簧受壓大小打開主閥芯下的主閥口的開度大小使壓力穩定至調定壓力，另一類是使高壓介質流入帶有活塞、膜片和主副閥瓣的閥的進口，通過介質作用且利用介質作用在這些部件上面積不同所構成的壓力差和彈簧力平衡關係，可打開主閥瓣的主閥瓣口，使介質流到出口，同時將此平衡再與已流到出口介質壓力，即出口壓力比較，再調節主閥瓣開口大小，達到調定壓力。這些閥缺點除了結構複雜，工作靈敏度差外，而且出口壓力變化範圍大。另外，一般減壓閥都需控制出口壓力，故要求出口壓力在調定壓力之上，進口壓力超過調定壓力愈大，出口壓力受進口壓力影響愈大，出口壓力偏差也愈大，無法達到最佳的調節範圍和穩定的減壓比值。同時，這種出口壓力的不穩定將引起對管道和有關工作部件的衝擊、振動是十分有害和危險的。此外，常規的減壓閥在流體靜止時，不能工作及不產生減壓作用，而在因意外而失去進口壓力時不可避免地使出口介質返回到進口輸入管道加劇事故危害。
本發明的目的在於克服以上所述常規減壓閥的缺點，而提供一種閥嘴和下滑芯的相對位置可通過減壓閥中設置的浮動閥芯組件、彈簧以及其它調節件的作用使進口壓力在規定範圍，
最佳的調節壓力內變化時，出口壓力可達到所需減壓比值，在進口壓力小於規定壓力下出口壓力可達到不變和接近所需減壓比值，在進口壓力大於規定壓力時進、出口壓力的減壓比值，隨進口壓力增大而越大，同時又可在流體靜止時繼續保持最佳減壓的一種可調式靜止減壓閥。
根據上述目的，本發明的可調式靜止減壓閥具有一閥體，該閥體具有介質的進口孔和出口孔及與其相連通的軸向孔，一閥嘴、一閥芯、一閥蓋、一彈簧以及一閥架。該閥架設有一階梯形的孔和一與階梯形孔相連通的周面徑向孔。所述的閥體軸向孔的下部設有螺紋。所述的閥嘴呈杆狀，滑動密封地安放在閥體的軸向孔內，其腰部或中部的周面上設有1個或多個交錯的徑向透孔並與閥體的進口孔相連通，其內有一與所述的徑向透孔相貫通且向上可與閥體的出口方向連通的垂直孔，其下部設有螺紋部，該螺紋部與所述的閥體軸向通孔所設置的螺紋相嚙合連接。所述的閥芯為閥芯組件，包括上下滑芯，上下密封橡皮膜和若干緊固件，所述的上滑芯具有中心孔和凸肩，所述的下滑芯在靠近下端面處設有一徑向透孔或孔，在內部設有一與所述的徑向透已貫通且與上滑芯直徑相等的軸向孔，所述的上滑芯上端面的面積比下滑芯下端面的大1.5倍以上，所述的上下密封橡皮膜帶有中心孔，分別安放在上滑芯的上表面和上下滑芯之間且上下滑芯及密封橡皮膜通過緊固件固定在一起而使得上下滑芯的中心孔相連通，所述的閥蓋呈帽形，所述的閥芯組件安放在閥架階梯形孔內，而其上下密封橡皮膜的邊緣通過螺栓分別固定在閥蓋和閥架及閥架和閥體之間，所述的彈簧安放在閥架階梯形孔的階肩和上滑芯的凸肩之間，所述的上滑芯的下部滑動地位於兩架階梯形孔的下孔內，所述的下滑芯的下部滑動地位於閥體的中心孔內且使下滑芯的下端面與閥嘴垂直孔的上端面間隔相對，在下滑芯下移時可與閥嘴上端面相對合。
所以，在可調式靜止減壓閥被安裝到氣壓或液壓裝置的管道上後，可按照用戶所要求的最佳壓力調節範圍達到最佳進口壓力與出口壓力的比值及流量;調節過程是先選擇閥的常開壓力，並著手調整閥嘴下部螺紋部，調節下滑芯與閥嘴相對表面的形成通道的間隔距離，得到理想的調節壓力比值。此後，當氣體或液體從減壓閥的進口經閥嘴徑向透孔和垂直孔流入下滑芯與閥嘴相對表面的通道，並且繼續向上流徑下滑芯徑向通孔和上下滑芯軸向孔，流到上滑芯的上表面，此時，進入的氣體或液體作用在上滑芯的上表面和下滑芯的下表面，由於面積不同，形成壓差使閥組件產生振蕩並有著下壓的趨向，但受到彈簧的和橡皮膜的彈性力的反作用，閥組件要末仍處於平衡，要末克服彈簧彈力和橡皮膜的彈性力而下移使減少或關閉下滑芯與閥嘴相對表面間的通道。一般來說，當進口壓力小於或等於常開壓力時，出口壓力可基本上等於進口壓力，而在常開壓力以上和調節壓力以下時，由於進口介質作用在上滑芯上表面和下滑芯下表面的壓差增加，隨著進口壓力加大，這種壓差愈大，閥芯件的振蕩將克服彈簧和皮膜的彈性阻力，而使閥組件更靠近閥嘴，逐漸減少它們之間通道的尺寸，進出口壓力減壓比也逐步增大。在進口壓力再增加進入用戶所要求調節壓力的範圍內，上滑芯和下滑芯在介質作用下表面壓差繼續增加，使閥組件再下移，使下滑芯的下端面處於對閥嘴垂直孔的上端面上浮動或輕壓狀態，使下滑芯和閥嘴相對面的通道進一步關閉或關小。這時來自進口的介質在克服閥組件的下壓力情況下只能振動地從閥嘴口頂開閥組件而從通道的縫隙流向出口孔，但這時的出口壓力是經調定的，是所需要的進口和出口壓力的最佳減壓比，也是最穩定的靜止減壓狀態，出口壓力波動極小，壓力偏差值也小。
然而，如果進口壓力受到外來輸送源的衝擊而繼續上升，超過調節壓力範圍，減壓閥中上下滑芯的表面受介質作用形成壓差會進一步增加，其更能增加閥組件下移的力量，主要表現出減弱在閥嘴上的浮動和增加對閥嘴件的下壓力關閉所述相對通道，使進出口壓力的減壓比急驟增加從而使出口壓力上升幅度小。而當這種進口衝擊消失後，閥仍能以上述規律正常地工作。
此外，在輸入容器處於靜止保壓的情況下閥組件的浮動和輕壓轉變為相對靜止封住閥嘴的垂直孔口，可使出口方向的介質不會例流入進口，產生所謂倒流現象，從而保證出口壓力的穩定。所以使用本閥無需關閉或使用輸向容器管道中的閥門。
本發明的可調式靜止減壓閥的部件可用塑料或金屬材料制，為此可用於油田、化工、水利、發電、礦業、礦井、鍋爐、冶金以及市政、消防和生活等凡需採用管道又要求穩定減壓的一切企業和工程中，而這種減壓不需要任何動力和外界機械作用即能達到減壓目的，又能自行調節一個用戶所要求的最佳減壓比值，而且在氣體或液體流動或靜止時都能實現。此外，在同一壓力下流體流動時的進出口減壓比值始終小於靜止時的比值，以及能在介質靜止時保持容器的壓力恆定和因發生意外而進口(孔)中斷供氣或供液時出口(孔)的氣或液不會返回，所以也不會造成對閥件或管件的損壞和對環境的危害作用。本可調式靜止減壓閥具有使用範圍廣，調節穩定，動作靈敏、可靠、安全，並且在結構上合理，緊湊，耐用和耐腐蝕，可使用在各種氣油、水、化工原料等的減壓管道上，不僅可節約大量能源，也可減少許多閥門件從而降低工程的建設成本。
下面將結合附圖加以詳細說明

圖1是本發明的最佳實施例的剖視圖;
圖2是圖1的側視圖。
請參閱圖1和2，本發明的可調式靜止減壓閥包括一閥體1、一閥嘴2，一閥架3，一閥蓋5，一閥芯組件6以及一閥體1、閥架3和閥蓋5與閥芯組件6緊密連接並把閥芯組件6密封在裡的若干緊固螺栓件4。所述的閥體1具有一進口孔11一出口孔12，一與進出口孔11，12相連通的軸向孔13，軸向孔13可以象圖1中所畫的階梯狀的，也可以不是。在軸向孔13的下部車制有螺紋，而軸向孔13與進口孔11和出口孔12的交接位置則不在同一水平面上。以及在該閥體1的上端為平坦的閥臺20。
所述的閥嘴2安裝在閥體的軸向孔13內，具有與該孔相滑配合的階梯形周面，還有二個位於其中部的十字交錯且直徑相等的徑向透孔14，14′，一個位於其上部與徑向透孔14，14′相連通的垂直孔15，一位於其下部的螺紋部10，使其與閥體1下部的螺紋嚙合連接，最好閥咀2的下部較長，有部分螺紋伸出閥體1的下端面，以可以用螺母9固定，一位於其上部且外徑較小的凸部17以及二個設置在閥嘴外表面上的圓環形槽。所述的閥體進口孔11的孔徑一般設計為閥嘴的徑向透孔14，14′的二倍，因為在本發明中閥嘴2可通過擰開螺母9，然後用起子旋動其底端上的旋槽來調節閥嘴2與閥體1的相對位置從而調節減壓比值(以下將詳細說明)但為保證從進口孔11來的氣體或液體進入閥嘴的徑向透孔14，14′具有足夠的流量和壓力，一般該徑向透孔上下位置的調節範圍希望在進口孔11的孔徑範圍內，以保持進口介質全部通過徑向透孔14，14′，而處於最大流量的情況下。而所述的圓環形槽最好設置在相對於所述的閥體進口孔11的上下閥嘴的壁上且在所述的圓環形槽中放置密封圈6、16，這樣，在閥嘴有效的調節距離中可始終保持對流動介質規定的密封條件。
所述的閥架3安置在閥體1的閥臺20上，它有一階梯形的軸向孔21，一開設在該軸向孔階肩23上的環形槽22和一設置在其周壁上且與階梯形軸向孔22連通的徑向孔24，徑向孔24在本減壓閥中作為排氣及吸氣孔，在閥芯組件6因壓差而下行時能自然出氣，有利下移，在上行時很快補氣，及時(瞬時)回復，靈敏度高，可以對閥的流量起保證作用。
所述閥芯組件6包括上下兩滑芯28，25，上下兩密封橡皮30、26以及一墊圈31和一螺母32。所述的上滑芯28有一中心孔，以及在其上部具有臺肩29，該臺肩29上周緣車制有倒角。所述的下滑芯25的外表面呈階梯形，在其上部設有螺紋部，其靠近下端處設有一徑向孔19，一與徑向孔相連通且由此向上的中心孔33，在其下端部開有圓槽，嵌放一橡皮18，一般圓的橡皮18的直徑比閥嘴的凸部的大。在設計中，為保證對氣流或液流的減壓壓力控制，要求下滑芯25的下端面和閥咀2凸部的上表面基本上平行，並各自與所述中心軸線垂直，以維持減壓狀態轉換中嚴密調節關係。所述的下滑芯25的階梯形上部或一部分可以滑動地穿過上滑芯28的中心孔。所述的上密封橡皮膜30為圓形中間有中心孔可讓下滑芯25穿過並安放在上滑芯的上表面上。所述的下密封橡皮膜26呈帽形，帽頂設有中心孔，它通過下滑芯25上部可套在下滑芯的外表面上且位於下上滑芯28、25之間，通過墊圈31和螺母32與下滑芯25上部的螺紋部把它們固定在一起，並且，這樣固定在一起的閥芯組件，因部件少可十分牢固。
一彈簧27為圈彈簧，它可根據調節壓力值的大小及附加阻力因素加以選定，彈簧2放置在閥架3的環形凹槽中。
所述的閥蓋7呈帽狀，帽身有傾斜的內周面，使其與所述的上滑芯28上表面周緣上所設置倒角基本相等。
在所述的閥芯組件6通過上下密封橡皮膜30、26和螺栓4被架設在閥架3與閥蓋7和閥架3與閥體1結合部後，彈簧27頂在上滑芯26的凸肩29上，在彈簧力作用下，可使上密封橡皮膜30一部分貼壓在閥蓋7的傾斜面和上滑芯28的周緣例角的相對面間。另外閥芯組件6在安裝有情況下，上滑芯28在彈簧作用下處於最高位置，而上滑芯28的下部則滑動地位於閥架3的階梯形軸向孔21的下孔內，下滑芯25則穿過閥架3的下孔部滑動地位於閥體1的徑向孔13的上部內，而所述的下密封橡皮膜26的帽身外壁則與閥架3的下孔孔壁間留有一定間隙，以保證在液體或氣體進入上滑芯上部的室內後，上下滑芯28、25因表面壓力差而引起振動時可易於滑移和減小阻力，使反應靈敏，調節穩定。此外，下滑芯25的下端面和閥嘴2的上端面可形成介質流向出口孔12的本閥最佳調節壓力範圍限流通道，通道的間隔距離一般選擇在前述的閥嘴2的可調範圍內。
綜上所述本可調式靜止減壓閥根據流體動力學的原理，利用各個壓力面差、以及流量和流速的需要並考慮運動部件磨擦耗損等綜合因素設計而成，使可利用水、油氣體等自身的壓力轉換，實現閥芯組件振動或向下浮動，包括，在與閥嘴上相對一定距離上浮動或幾乎相合的位置上的浮動(例如在用戶要求的減壓比的情況下)，從而達到對進口壓力的減壓目的。
本發明的減壓閥可設計成具有調定常開壓力0.1～10公斤/釐米2，進口壓力和出口壓力之比可設計在1～20倍，並根據用戶對流量的需要製造各種尺寸規格的可調式靜止減壓閥。
下面例舉兩個本發明的可調式靜止減壓閥應用案例。
實例1∶1號可調式靜止減壓閥用戶要求調節壓力範圍內，既進口壓力4～6公斤/釐米2，出口壓力在2.5公斤/釐米2左右，根據計算平均出口壓力為進口壓力的50%，而選用常開壓力為0.9公斤/釐米2，在各個進口壓力下測得的出口壓力的大小及其比值見表1表1常開壓力 進口壓力 出口壓力 進出口壓力比值 減壓比值公斤/釐米2公斤/釐米2公斤/釐米2%0.9 0.9 等於進口壓力 - -2 1.6 1.25 203 2.0 1.5 334 調節壓力 2.3 1.74 43範圍5 調節壓力 2.5 2 50範圍6 調節壓力 2.8 2.15 53.3範圍7 2.8 2.5 608 3.0 2.7 62.5實例2，2號可調式靜止減壓閥用戶要求調節壓力範圍內，即進口壓力5～7公斤/釐米2內，出口壓力在3.5公斤左右，由計算得到平均進口壓力為出口壓力的37%，而選用常開壓力為2公斤/釐米2，在各個進口壓力下所測得的出口壓力大小及其比值見表2。
表2常開壓力 進口壓力 出口壓力 進出口壓比值 減壓比值公斤/釐米2公斤/釐米2公斤/釐米2%2 2 等於進口壓力 - -3 2.85 1.05 54 3.40 1.17 155 調節壓力 3.50 1.43 30範圍
6 調節壓力 3.75 1.6 37範圍7 調節壓力 3.85 1.82 458 3.90 2.05 519 3.95 2.27 56從上述表1和表2對比可以看到，如果用戶要求在進口壓力為4～6公斤，減壓30%，這時不能使用0.9公斤/釐米2常開壓力的減壓閥，而應改用調大常開壓力為2公斤/釐米2的可調式靜止減壓閥，見表2，可達到用戶要求。所以一旦用戶選定最佳的調節壓力範圍的進口壓力及減壓百分比，就可從中選擇滿意的本發明的閥為氣壓或液壓裝置的正常，安全，精確的控制和工作創造了條件。
權利要求
1.一種可調式靜止減壓閥，包括閥體，該閥體具有介質的進口孔、出口孔及與其相連通的軸向孔，閥嘴、閥芯、彈簧、閥蓋、其特徵在於還有一閥架，該閥架設有一階梯形的孔和一與階梯形孔相連通的周面徑向孔，所述的閥體軸向孔的下部設有螺紋，所述的閥咀呈杆狀，滑動密封地安放在閥體的軸向孔內，其腰部或中部的周面上設有一個或多個交錯的經向透孔且與閥體的進口孔相連通，其內有一與所述的徑向通孔相貫通且向上可與閥體的出口方向連通的垂直孔，其下部設有螺紋部與所述的閥體軸向孔的設置的螺紋相嚙合連接，所述的閥芯為閥芯組件，包括上下滑芯，上下密封橡皮膜和緊固件，所述的上滑芯具有中心孔和凸肩，所述的下滑芯在靠近下端面處設有一徑向透孔或孔，在內部設有一與所述的徑向通孔貫通且與上滑芯直徑相等的軸向孔，所述的上滑芯上端面的面積比下滑芯下端面的大1.5倍以上，所述上下密封橡皮膜帶有中心孔分別安放在上滑芯的上表面上和上下滑芯之間且上下滑芯及密封橡皮膜通過緊固件固定在一起而使得上下滑芯的中心孔相連通，所述的閥蓋呈帽形，所述的閥蓋呈帽形，所述的閥芯組件安放在閥架階梯形孔內，而其上下密封橡皮膜的邊緣通過螺栓分別固定在閥蓋和閥架及閥架和閥體之間，所述的彈簧安放在閥架階梯形孔的階肩和上滑芯的凸肩之間，所述的上滑芯的下部滑動地位於兩階梯形孔的下孔內，所述的下滑芯的下部滑地位於閥體的中心孔內且使下滑芯的下端面與閥咀垂直孔的上端面間隔相對，在下滑芯下移時可與閥咀上端面相對合。
2.根據權利要求1所述的減壓閥，其特徵在於所述的下滑芯的外表面呈階梯形，其上部設有螺紋部，所述的下滑芯的階梯形一部分可滑動穿過上滑芯的中心孔，所述的上、下滑芯及密封橡皮膜通過墊圈和螺帽與下滑芯上部的螺紋部螺紋連接而固定在一起。
3.根據權利要求2所述的減壓閥，其特徵在於所述的閥體進口孔的孔徑為閥咀徑向透孔的孔徑的二倍，該徑向透孔上下位置調節範圍在進口孔的孔徑範圍內。
4.根據權利要求3所述的減壓閥，其特徵在於所述閥嘴的外表面上設有兩圓環形槽，而該圓環形槽最好設置在相對於所述的閥體進口孔上下的閥咀壁上，其內裝有密封圈。
5.根據權利要求4所述的減壓閥，其特徵在於所述的上滑芯的上表面周緣設置倒角與所述的閥蓋內表面的傾角基本上相等，使上密封橡皮膜可壓貼在該倒角和傾角相對面間。
6.根據權利要求5所述的減壓閥，其特徵在於所述的下密封橡皮膜呈帽狀，其帽身部的外壁和閥架階梯形孔的下孔孔壁之間留有間隙。
7.根據權利要求6所述的減壓閥，其特徵在於所述的下閥芯下表面與閥嘴的上表面之間的間隔通道的距離選擇在閥嘴的可調範圍內。
8.根據權利要求7所述的減壓閥，其特徵在於所述的下閥芯的下端面設有圓槽，在其裡放置橡皮。
全文摘要
一種可調式靜止減壓閥，可用於氣壓或液壓裝置中，它由閥體、閥嘴、閥芯組件、閥架等組成，閥嘴安放在閥體軸向孔內，閥芯組件由上下滑芯、上下密封橡皮膜等組成，架設在閥架上使下滑芯的下端面與閥嘴孔的上端面形成隨進口壓力可自動調定的相對間隔，在用戶要求調節壓力範圍，即確定的進口壓力下出口壓力減壓的百分數或倍數，可穩定地獲得，特別在靜止時也能實現，還可靜止保壓，不產生氣流回流，具有準確靈敏、可靠安全，節約能源和工程成本。
文檔編號G05D16/04GK1052540SQ89105448
公開日1991年6月26日 申請日期1989年12月16日 優先權日1989年12月16日
發明者李立夫, 高明印, 李軍 申請人:李立夫