專利名稱：可調(diào)式靜止減壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于氣壓或液壓裝置中對氣體或液體進行壓力調(diào)節(jié)和控制的常開減壓閥，特別是一種可根據(jù)用戶所要求或規(guī)定的進口壓力和出口壓力之減壓比值，即最佳調(diào)節(jié)壓力范圍使出口壓力基本上穩(wěn)定地保持在所需的減壓值內(nèi)，在進口壓力小于或接近最佳調(diào)節(jié)壓力時出口壓力能較大地靠近要求的減壓比值，在因沖擊而進口壓力大于最佳調(diào)節(jié)壓力時使進、出口壓力減壓比值愈大的可調(diào)式靜止減壓閥。
常規(guī)的減壓閥的一類是將來自進口的商壓介質(zhì)流經(jīng)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(wěn)定至調(diào)定壓力，另一類是使高壓介質(zhì)流入帶有活塞、膜片和主副閥瓣的閥的進口，通過介質(zhì)作用且利用介質(zhì)作用在這些部件上面積不同所構(gòu)成的壓力差和彈簧力平衡關(guān)系，可打開主閥瓣的主閥瓣口，使介質(zhì)流到出口，同時將此平衡再與已流到出口介質(zhì)壓力，即出口壓力比較，再調(diào)節(jié)主閥瓣開口大小，達到調(diào)定壓力。這些閥缺點除了結(jié)構(gòu)復雜，工作靈敏度差外，而且出口壓力變化范圍大。另外，一般減壓閥都需控制出口壓力，故要求出口壓力在調(diào)定壓力之上，進口壓力超過調(diào)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(diào)節(jié)范圍和穩(wěn)定的減壓比值。同時，這種出口壓力的不穩(wěn)定將引起對管道和有關(guān)工作部件的沖擊、振動是十分有害和危險的。此外，常規(guī)的減壓閥在流體靜止時，不能工作及不產(chǎn)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(zhì)返回到進口輸入管道加劇事故危害。
本發(fā)明的目的在于克服以上所述常規(guī)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(shè)置的浮動閥芯組件、彈簧以及其它調(diào)節(jié)件的作用使進口壓力在規(guī)定范圍，
最佳的調(diào)節(jié)壓力內(nèi)變化時，出口壓力可達到所需減壓比值，在進口壓力小于規(guī)定壓力下出口壓力可達到不變和接近所需減壓比值，在進口壓力大于規(guī)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(xù)保持最佳減壓的一種可調(diào)式靜止減壓閥。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明的可調(diào)式靜止減壓閥具有一閥體，該閥體具有介質(zhì)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(shè)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(shè)有螺紋。所述的閥嘴呈桿狀，滑動密封地安放在閥體的軸向孔內(nèi)，其腰部或中部的周面上設(shè)有1個或多個交錯的徑向透孔并與閥體的進口孔相連通，其內(nèi)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(shè)有螺紋部，該螺紋部與所述的閥體軸向通孔所設(shè)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(shè)有一徑向透孔或孔，在內(nèi)部設(shè)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(nèi)，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于兩架階梯形孔的下孔內(nèi)，所述的下滑芯的下部滑動地位于閥體的中心孔內(nèi)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(diào)式靜止減壓閥被安裝到氣壓或液壓裝置的管道上后，可按照用戶所要求的最佳壓力調(diào)節(jié)范圍達到最佳進口壓力與出口壓力的比值及流量;調(diào)節(jié)過程是先選擇閥的常開壓力，并著手調(diào)整閥嘴下部螺紋部，調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)壓力比值。此后，當氣體或液體從減壓閥的進口經(jīng)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，并且繼續(xù)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，由于面積不同，形成壓差使閥組件產(chǎn)生振蕩并有著下壓的趨向，但受到彈簧的和橡皮膜的彈性力的反作用，閥組件要末仍處于平衡，要末克服彈簧彈力和橡皮膜的彈性力而下移使減少或關(guān)閉下滑芯與閥嘴相對表面間的通道。一般來說，當進口壓力小于或等于常開壓力時，出口壓力可基本上等于進口壓力，而在常開壓力以上和調(diào)節(jié)壓力以下時，由于進口介質(zhì)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(diào)節(jié)壓力的范圍內(nèi)，上滑芯和下滑芯在介質(zhì)作用下表面壓差繼續(xù)增加，使閥組件再下移，使下滑芯的下端面處于對閥嘴垂直孔的上端面上浮動或輕壓狀態(tài)，使下滑芯和閥嘴相對面的通道進一步關(guān)閉或關(guān)小。這時來自進口的介質(zhì)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(jīng)調(diào)定的，是所需要的進口和出口壓力的最佳減壓比，也是最穩(wěn)定的靜止減壓狀態(tài)，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沖擊而繼續(xù)上升，超過調(diào)節(jié)壓力范圍，減壓閥中上下滑芯的表面受介質(zhì)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(xiàn)出減弱在閥嘴上的浮動和增加對閥嘴件的下壓力關(guān)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。而當這種進口沖擊消失后，閥仍能以上述規(guī)律正常地工作。
此外，在輸入容器處于靜止保壓的情況下閥組件的浮動和輕壓轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬o止封住閥嘴的垂直孔口，可使出口方向的介質(zhì)不會例流入進口，產(chǎn)生所謂倒流現(xiàn)象，從而保證出口壓力的穩(wěn)定。所以使用本閥無需關(guān)閉或使用輸向容器管道中的閥門。
本發(fā)明的可調(diào)式靜止減壓閥的部件可用塑料或金屬材料制，為此可用于油田、化工、水利、發(fā)電、礦業(yè)、礦井、鍋爐、冶金以及市政、消防和生活等凡需采用管道又要求穩(wěn)定減壓的一切企業(yè)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(diào)節(jié)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(xiàn)。此外，在同一壓力下流體流動時的進出口減壓比值始終小于靜止時的比值，以及能在介質(zhì)靜止時保持容器的壓力恒定和因發(fā)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(huán)境的危害作用。本可調(diào)式靜止減壓閥具有使用范圍廣，調(diào)節(jié)穩(wěn)定，動作靈敏、可靠、安全，并且在結(jié)構(gòu)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(jié)約大量能源，也可減少許多閥門件從而降低工程的建設(shè)成本。
下面將結(jié)合附圖加以詳細說明

圖1是本發(fā)明的最佳實施例的剖視圖;
圖2是圖1的側(cè)視圖。
請參閱圖1和2，本發(fā)明的可調(diào)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緊密連接并把閥芯組件6密封在里的若干緊固螺栓件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(nèi)，具有與該孔相滑配合的階梯形周面，還有二個位于其中部的十字交錯且直徑相等的徑向透孔14，14′，一個位于其上部與徑向透孔14，14′相連通的垂直孔15，一位于其下部的螺紋部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，一位于其上部且外徑較小的凸部17以及二個設(shè)置在閥嘴外表面上的圓環(huán)形槽。所述的閥體進口孔11的孔徑一般設(shè)計為閥嘴的徑向透孔14，14′的二倍，因為在本發(fā)明中閥嘴2可通過擰開螺母9，然后用起子旋動其底端上的旋槽來調(diào)節(jié)閥嘴2與閥體1的相對位置從而調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)范圍希望在進口孔11的孔徑范圍內(nèi)，以保持進口介質(zhì)全部通過徑向透孔14，14′，而處于最大流量的情況下。而所述的圓環(huán)形槽最好設(shè)置在相對于所述的閥體進口孔11的上下閥嘴的壁上且在所述的圓環(huán)形槽中放置密封圈6、16，這樣，在閥嘴有效的調(diào)節(jié)距離中可始終保持對流動介質(zhì)規(guī)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(shè)在該軸向孔階肩23上的環(huán)形槽22和一設(shè)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(shè)有螺紋部，其靠近下端處設(shè)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(shè)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，并各自與所述中心軸線垂直，以維持減壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換中嚴密調(diào)節(jié)關(guān)系。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穿過并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(shè)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于下上滑芯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，并且，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(jù)調(diào)節(jié)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(huán)形凹槽中。
所述的閥蓋7呈帽狀，帽身有傾斜的內(nèi)周面，使其與所述的上滑芯28上表面周緣上所設(shè)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(shè)在閥架3與閥蓋7和閥架3與閥體1結(jié)合部后，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在彈簧作用下處于最高位置，而上滑芯28的下部則滑動地位于閥架3的階梯形軸向孔21的下孔內(nèi)，下滑芯25則穿過閥架3的下孔部滑動地位于閥體1的徑向孔13的上部內(nèi)，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(nèi)后，上下滑芯28、25因表面壓力差而引起振動時可易于滑移和減小阻力，使反應(yīng)靈敏，調(diào)節(jié)穩(wěn)定。此外，下滑芯25的下端面和閥嘴2的上端面可形成介質(zhì)流向出口孔12的本閥最佳調(diào)節(jié)壓力范圍限流通道，通道的間隔距離一般選擇在前述的閥嘴2的可調(diào)范圍內(nèi)。
綜上所述本可調(diào)式靜止減壓閥根據(jù)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并考慮運動部件磨擦耗損等綜合因素設(shè)計而成，使可利用水、油氣體等自身的壓力轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)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(fā)明的減壓閥可設(shè)計成具有調(diào)定常開壓力0.1～10公斤/厘米2，進口壓力和出口壓力之比可設(shè)計在1～20倍，并根據(jù)用戶對流量的需要制造各種尺寸規(guī)格的可調(diào)式靜止減壓閥。
下面例舉兩個本發(fā)明的可調(diào)式靜止減壓閥應(yīng)用案例。
實例1∶1號可調(diào)式靜止減壓閥用戶要求調(diào)節(jié)壓力范圍內(nèi)，既進口壓力4～6公斤/厘米2，出口壓力在2.5公斤/厘米2左右，根據(jù)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/厘米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/厘米2公斤/厘米2公斤/厘米2%0.9 0.9 等于進口壓力 - -2 1.6 1.25 203 2.0 1.5 334 調(diào)節(jié)壓力 2.3 1.74 43范圍5 調(diào)節(jié)壓力 2.5 2 50范圍6 調(diào)節(jié)壓力 2.8 2.15 53.3范圍7 2.8 2.5 608 3.0 2.7 62.5實例2，2號可調(diào)式靜止減壓閥用戶要求調(diào)節(jié)壓力范圍內(nèi)，即進口壓力5～7公斤/厘米2內(nèi)，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/厘米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/厘米2公斤/厘米2公斤/厘米2%2 2 等于進口壓力 - -3 2.85 1.05 54 3.40 1.17 155 調(diào)節(jié)壓力 3.50 1.43 30范圍
6 調(diào)節(jié)壓力 3.75 1.6 37范圍7 調(diào)節(jié)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/厘米2常開壓力的減壓閥，而應(yīng)改用調(diào)大常開壓力為2公斤/厘米2的可調(diào)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(diào)節(jié)壓力范圍的進口壓力及減壓百分比，就可從中選擇滿意的本發(fā)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(chuàng)造了條件。
權(quán)利要求
1.一種可調(diào)式靜止減壓閥，包括閥體，該閥體具有介質(zhì)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、其特征在于還有一閥架，該閥架設(shè)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(shè)有螺紋，所述的閥咀呈桿狀，滑動密封地安放在閥體的軸向孔內(nèi)，其腰部或中部的周面上設(shè)有一個或多個交錯的經(jīng)向透孔且與閥體的進口孔相連通，其內(nèi)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(shè)有螺紋部與所述的閥體軸向孔的設(shè)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(shè)有一徑向透孔或孔，在內(nèi)部設(shè)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(nèi)，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于兩階梯形孔的下孔內(nèi)，所述的下滑芯的下部滑地位于閥體的中心孔內(nèi)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(jù)權(quán)利要求1所述的減壓閥，其特征在于所述的下滑芯的外表面呈階梯形，其上部設(shè)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(jù)權(quán)利要求2所述的減壓閥，其特征在于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(diào)節(jié)范圍在進口孔的孔徑范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的減壓閥，其特征在于所述閥嘴的外表面上設(shè)有兩圓環(huán)形槽，而該圓環(huán)形槽最好設(shè)置在相對于所述的閥體進口孔上下的閥咀壁上，其內(nèi)裝有密封圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減壓閥，其特征在于所述的上滑芯的上表面周緣設(shè)置倒角與所述的閥蓋內(nèi)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(jù)權(quán)利要求5所述的減壓閥，其特征在于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(jù)權(quán)利要求6所述的減壓閥，其特征在于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(diào)范圍內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的減壓閥，其特征在于所述的下閥芯的下端面設(shè)有圓槽，在其里放置橡皮。
全文摘要
一種可調(diào)式靜止減壓閥，可用于氣壓或液壓裝置中，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(nèi)，閥芯組件由上下滑芯、上下密封橡皮膜等組成，架設(shè)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(diào)定的相對間隔，在用戶要求調(diào)節(jié)壓力范圍，即確定的進口壓力下出口壓力減壓的百分數(shù)或倍數(shù)，可穩(wěn)定地獲得，特別在靜止時也能實現(xiàn)，還可靜止保壓，不產(chǎn)生氣流回流，具有準確靈敏、可靠安全，節(jié)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(yōu)先權(quán)日1989年12月16日
發(fā)明者李立夫, 高明印, 李軍 申請人:李立夫