專利名稱：調(diào)壓裝置及其調(diào)壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及減壓調(diào)壓器領(lǐng)域，特別涉及一種平衡周期短、出口壓力值穩(wěn)定、關(guān)閉壓力值低、安全快速穩(wěn)定的調(diào)壓裝置及其調(diào)壓器。
背景技術(shù)：
調(diào)壓器的主要原理是節(jié)流，高壓氣體進(jìn)入調(diào)壓器后，壓力開(kāi)啟閥座，流速增加，氣體進(jìn)入膜片腔，使腔內(nèi)壓強(qiáng)上升，從而使該壓強(qiáng)作用在膜片上的壓力提高，并克服膜片外的彈簧彈力而改變閥瓣開(kāi)度，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，使主膜片腔內(nèi)氣體的壓力符合設(shè)定值。調(diào)壓裝置是調(diào)壓器的核心和關(guān)鍵部件，用于將從進(jìn)氣口進(jìn)入的高壓氣體調(diào)整為符合工作要求的氣體。傳統(tǒng)的調(diào)壓裝置主要由柔性膜片、剛性膜片及調(diào)壓彈簧構(gòu)成，通過(guò)彈簧來(lái)平衡膜片腔內(nèi)的氣壓進(jìn)行調(diào)節(jié)壓力，由于彈簧力與位移成線性關(guān)系，故調(diào)壓彈簧無(wú)法快速、穩(wěn)定的調(diào)節(jié)氣體壓力。而精度高、調(diào)壓穩(wěn)定是調(diào)壓裝置最重要的性能要求，即要求經(jīng)調(diào)壓裝置調(diào)壓后的氣體的輸出壓力波動(dòng)小，當(dāng)輸入壓力、輸出流量等因素發(fā)生變化時(shí)，其輸出壓力的靜態(tài)偏差要足夠小,動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好,響應(yīng)時(shí)間短,靈敏度高,出口壓力波動(dòng)幅度要小。因此，本領(lǐng)域迫切需要研發(fā)一種高性能的調(diào)壓裝置。當(dāng)輸入壓力或輸出流量發(fā)生變化時(shí)，出口壓力變化范圍較小，響應(yīng)時(shí)間較短，靈敏度高
發(fā)明內(nèi)容
·本發(fā)明的目的在于提供一種調(diào)壓裝置及其調(diào)壓器，本發(fā)明的調(diào)壓器平衡周期短，出口壓力穩(wěn)定，關(guān)閉壓力低，具有快速、安全、穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的第一方面提供了一種調(diào)壓裝置，包括膜片腔和磁性模塊；所述膜片腔包括:柔性膜片、剛性膜片、與所述柔性膜片和剛性膜片固定連接的膜片軸、調(diào)壓彈簧座、及一端套設(shè)在調(diào)壓彈簧座上另一端頂住剛性膜片的調(diào)壓彈簧；所述磁性模塊包括:成對(duì)的磁性部件，所述磁性部件之間受磁力作用，所述磁性模塊與所述調(diào)壓彈簧聯(lián)動(dòng)布置于同一軸線上。在另一優(yōu)選例中，所述磁性部件選自以下任一組合:a.永磁鐵與永磁鐵；b.永磁鐵與鐵塊；c.電磁鐵與電磁鐵；d.電磁鐵與鐵塊。在另一優(yōu)選例中，所述磁性部件固定于調(diào)壓彈簧座上，所述磁性部件固定于膜片軸上。在另一優(yōu)選例中，所述固定磁性部件的膜片軸和調(diào)壓彈簧座的端部設(shè)有突起，用于限制磁性部件向磁力方向移動(dòng)。在另一優(yōu)選例中，所述的磁性模塊為多個(gè)。在另一優(yōu)選例中，所述的磁性部件固定在膜片腔內(nèi)部，所述磁性部件固定在膜片腔外部，所述磁性部件與調(diào)壓彈簧聯(lián)動(dòng)。本發(fā)明的第二方面提供了一種用于天然氣汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供氣系統(tǒng)的調(diào)壓器，包括上述的調(diào)壓裝置，還包括調(diào)壓器殼體、密封蓋、進(jìn)氣接頭和出氣接頭。在另一優(yōu)選例中，所述調(diào)壓器殼體內(nèi)還設(shè)有副膜片腔，所述副膜片腔包括:與所述膜片軸連接的節(jié)流閥芯、與所述調(diào)壓器殼體固定的壓力平衡密封支座、與所述節(jié)流閥芯連接并能沿所述壓力平衡密封支座軸向運(yùn)動(dòng)的壓力平衡滑塊。在另一優(yōu)選例中，所述副膜片腔與所述出氣接頭連接處設(shè)有文丘里管，所述文丘里管由入口收縮部分、圓筒形喉部和圓錐形擴(kuò)散段組成。本發(fā)明的第三方面提供了一種用于液化石油氣的調(diào)壓器，包括上述的調(diào)壓裝置，還包括:具有呼吸孔的閥蓋、閥體、出氣接頭、連接裝置和開(kāi)關(guān)裝置；所述調(diào)壓裝置的柔性膜片置于所述閥蓋與閥體的連接處；所述調(diào)壓裝置的膜片軸與杠桿的一端連接，所述杠桿通過(guò)銷子與所述閥蓋固定；所述杠桿 的另一端用于密封進(jìn)氣口。應(yīng)理解，在本發(fā)明范圍內(nèi)中，本發(fā)明的上述各技術(shù)特征和在下文(如實(shí)施例)中具體描述的各技術(shù)特征之間都可以互相組合，從而構(gòu)成新的或優(yōu)選的技術(shù)方案。限于篇幅，在
此不再一一累述。


圖1示出了本發(fā)明第一實(shí)施方式的調(diào)壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的調(diào)壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3示出了本發(fā)明第三實(shí)施方式的用于天然氣汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供氣系統(tǒng)的調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4示出了本發(fā)明第四實(shí)施方式的用于天然氣汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供氣系統(tǒng)的調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5示出了本發(fā)明第五實(shí)施方式的用于液化石油氣的調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒(méi)有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖1，示出了本發(fā)明的第一實(shí)施方式的調(diào)壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該調(diào)壓裝置包括:膜片腔和磁性模塊。膜片腔包括:柔性膜片11、剛性膜片12、與柔性膜片11和剛性膜片12固定連接的膜片軸13、調(diào)壓彈簧座14、及一端套設(shè)在調(diào)壓彈簧座14上另一端頂住剛性膜片12的調(diào)壓彈簧15。磁性模塊包括:成對(duì)的磁性部件21，22，磁性部件21，22之間受磁力作用，所述磁性模塊與調(diào)壓彈簧15聯(lián)動(dòng)布置于同一軸線上。磁性模塊與調(diào)壓彈簧15聯(lián)動(dòng)的布置在同一軸線上，柔性膜片11因受到氣體的壓力而產(chǎn)生形變的時(shí)，調(diào)壓彈簧15發(fā)生位移變化，故調(diào)壓彈簧的彈力也產(chǎn)生變化，由于磁性模塊與調(diào)壓彈簧15之間聯(lián)動(dòng)作用，磁性部件21，22之間的位置也發(fā)生變化，磁力產(chǎn)生變化，在此過(guò)程中，由于磁力根據(jù)位移產(chǎn)生非線性的力的變化，因此磁性部件21，22因吸引而產(chǎn)生的磁力平衡了調(diào)壓彈簧15的彈力變化。從而改變了調(diào)壓彈簧15的位移曲線，保證了膜片腔的壓力不隨調(diào)壓彈簧的彈力的改變而變化，從而維持了出口壓力的穩(wěn)定，大大縮短了調(diào)壓裝置的平衡周期，更適合對(duì)膜片腔內(nèi)壓力平衡調(diào)節(jié)的需要。
磁性部件(21，22)可以選自以下任一組合:a.永磁鐵與永磁鐵；b.永磁鐵與鐵塊；c.電磁鐵與電磁鐵；d.電磁鐵與鐵塊。此外，可以理解，只要是兩者之間具有磁力作用的部件，均可應(yīng)用于本發(fā)明的磁性模塊中，落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
本實(shí)施方式中，磁性部件21固定于調(diào)壓彈簧座14上，所述磁性部件22固定于膜片軸13上。此外，可以理解，在本發(fā)明的某些其他實(shí)施方式中，也可將磁性部件22固定于膜片軸13的聯(lián)動(dòng)軸上，將磁性部件23固定在調(diào)壓器殼體上。只要將磁性部件21，22與調(diào)壓彈簧15聯(lián)動(dòng)布置在同一軸線上即可。
所述固定磁性部件21，22的膜片軸13和調(diào)壓彈簧座14的端部設(shè)有突起，用于限制磁性部件21，22向磁力方向移動(dòng)。突起為固定磁性部件21，22的一種方式，在本發(fā)明的某些其他實(shí)施方式中，還可以用螺紋、焊接等其他方式固定磁性部件21，22。
參見(jiàn)圖2，示出了本發(fā)明第二實(shí)施方式的調(diào)壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。該實(shí)施方式與第一實(shí)施方式的區(qū)別在于:磁性模塊為多個(gè)，本實(shí)施方式中，磁性模塊為二個(gè)，及磁性部件為四個(gè)21，22，23，24。磁性部件21，22固定在膜片腔的內(nèi)部，磁性部件23，24固定在膜片腔外部，并且磁性部件21，22，23，24與調(diào)壓彈簧15聯(lián)動(dòng)。此外，可以理解，磁性部件21，22，23，24可以均布置在膜片腔的內(nèi)部或者均布置在膜片腔的外部。
參見(jiàn)圖3，示出了本發(fā)明第三實(shí)施方式的調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。該種調(diào)壓器適用于天然氣汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供氣系統(tǒng)，該調(diào)壓器包括:上述的調(diào)壓裝置，還包括調(diào)壓器殼體31、密封蓋32、進(jìn)氣接頭33和出氣接頭34。進(jìn)氣接頭33和出氣接頭34設(shè)置在調(diào)壓器殼體31上，密封蓋32與調(diào)壓器殼體31連接。此處的膜片軸13為該調(diào)壓器的閥芯。柔性膜片11固定在調(diào)壓器殼體31與密封蓋32的連接處。
調(diào)壓器殼體31內(nèi)還設(shè)有副膜片腔，副膜片腔包括:與所述膜片軸13連接的節(jié)流閥芯41、與所述調(diào)壓器殼體31固 定的壓力平衡密封支座42、與所述節(jié)流閥芯41連接并能沿所述壓力平衡密封支座42軸向運(yùn)動(dòng)的壓力平衡滑塊43。此外，可以理解，磁性部件也可以設(shè)置在副膜片腔的內(nèi)側(cè)，也可以達(dá)到縮短平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)換周期的作用。副膜片腔與磁性模塊的作用一致，通過(guò)副膜片腔的壓強(qiáng)產(chǎn)生的作用在壓力平衡滑塊43上的壓力平衡調(diào)壓彈簧15的彈力，進(jìn)一步地縮小了調(diào)壓器膜片腔的壓力的變化范圍，從而維持調(diào)壓器出口壓力穩(wěn)定，進(jìn)一步地縮短了平衡狀態(tài)的轉(zhuǎn)換周期。當(dāng)然，在本發(fā)明的某些其他實(shí)施方式中，也可以不具備該副膜片腔。
副膜片腔與所述出氣接頭34連接處設(shè)有文丘里管44，文丘里管44由入口收縮部分、圓筒形喉部和圓錐形擴(kuò)散段組成。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷或大流量時(shí)，出口壓力減小，調(diào)壓彈簧15壓縮位移減小，副膜片腔因文丘里管44的文丘里效應(yīng)，使得副膜片腔內(nèi)的壓力減小，副膜片腔的壓力平衡滑塊43所受的壓力平衡了調(diào)壓彈簧彈力的損失，使得主膜片腔壓強(qiáng)變化不大；同理，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷減小或停機(jī)時(shí)，流量減小或?yàn)榱?，此時(shí)文丘里效應(yīng)減小或消失，副膜片腔的壓強(qiáng)增大，壓力平衡滑塊43所受的壓力也增大，幫助閥門迅速關(guān)閉。此外，可以理解，在本發(fā)明的某些其他實(shí)施方式中，也可以不具有該文丘里管。
調(diào)壓器殼體31外側(cè)還可設(shè)有安全裝置，安全裝置主要用于保護(hù)調(diào)壓器。當(dāng)調(diào)壓器出現(xiàn)堵塞和不正常工作，主膜片腔，及出氣口壓力達(dá)到限定值時(shí)，安全閥將開(kāi)啟，將氣體排出，保護(hù)調(diào)壓器。在主、副膜片腔外側(cè)調(diào)壓器殼體處還可設(shè)置加溫裝置，由于氣體在減壓后膨脹，大量吸熱，使氣體溫度迅速降低甚至冰堵。加溫裝置可以保持減壓后氣體溫度恒定。此外，可以理解，加溫裝置并不是調(diào)壓器的必要裝置，在發(fā)明的某些其他實(shí)施方式中，也可以不具備該加溫裝置。參見(jiàn)圖4，示出了本發(fā)明第四實(shí)施方式的調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。該實(shí)施方式與第三實(shí)施方式的主要區(qū)別在于，在調(diào)壓器的副膜片腔內(nèi)也設(shè)置了磁性模塊，此處的磁性部件23即是壓力平衡滑塊43。通過(guò)兩對(duì)磁性模塊與調(diào)壓彈簧15的作用，進(jìn)一步加強(qiáng)了調(diào)壓裝置的調(diào)壓性能，使調(diào)壓器能夠調(diào)壓的范圍變大，使其適用在高壓的天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)壓領(lǐng)域。此外可以理解，只要磁力與調(diào)壓彈簧具備平衡作用，即可實(shí)現(xiàn)使用要求。而且磁性部件并不限于上述的兩件或四件，調(diào)壓器可以安裝多個(gè)調(diào)壓部件。參見(jiàn)圖5，示出了本發(fā)明第五實(shí)施方式的調(diào)壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。該種調(diào)壓器主要用于液化石油氣，該調(diào)壓器包括:上述的調(diào)壓裝置，還包括:具有呼吸孔的閥蓋51、閥體52、出氣接頭(未圖示)、連接裝置4和開(kāi)關(guān)裝置5 ;所述調(diào)壓裝置的柔性膜片11置于所述閥蓋51與閥體52的連接處；所述調(diào)壓裝置的膜片軸13與杠桿56的一端連接，所述杠桿56通過(guò)銷子57與所述閥蓋5 I固定；所述杠桿56的另一端用于密封進(jìn)氣口 58。杠桿56能 夠沿銷子57轉(zhuǎn)動(dòng)。密封墊片58設(shè)在杠桿56的一端，用于密封進(jìn)氣口59 ;膜片軸13置于杠桿56的另一端；本實(shí)施方式中，柔性膜片11的邊緣位于置于閥蓋51與閥體52的連接處。柔性膜片11、剛性膜片12與膜片軸13通過(guò)螺母60壓緊密封固定。在閥蓋51上固定調(diào)壓彈簧座14。連接裝置4包括:設(shè)置在閥體52上的彈片401和銷子402，掛鉤403套在銷子402上，一端緊貼彈片401，用于卡接鋼瓶管道。切斷閥芯404可以上下移動(dòng)，用于開(kāi)關(guān)瓶裝液化石油氣。閥套405設(shè)在閥體52上；復(fù)位彈簧406設(shè)置在切斷閥芯404和閥套405之間，用于復(fù)位切斷閥芯404 ;密封圈407、408設(shè)于切斷閥芯404和閥套405上，起到密封作用，設(shè)置在切斷閥芯上的密封圈407在液化石油氣開(kāi)始時(shí)，能密封調(diào)壓器和鋼瓶管道，在液化石油氣關(guān)閉時(shí)，能夠密封調(diào)壓器內(nèi)的氣體，起到雙重密封作用。連接手柄409用于控制液化石油氣調(diào)壓器與鋼瓶管道的開(kāi)合。連接手柄409具有與開(kāi)關(guān)手柄501相配合的安全自鎖口410，保障調(diào)壓器在燃?xì)庖夯瘹忾_(kāi)啟狀態(tài)下無(wú)法與鋼瓶管道分離，保證用戶的使用安全。此夕卜，可以理解，連接手柄409也可以不具有該安全自鎖口 410。在本發(fā)明的某些其他實(shí)施方式中，可以采用其他連接裝置，例如將彈片401替換為彈簧，在鋼瓶管道連接處設(shè)置一偏心圓環(huán)，通過(guò)彈簧和偏心圓環(huán)的配合來(lái)卡接鋼瓶管道。開(kāi)關(guān)裝置5包括:開(kāi)關(guān)手柄501，開(kāi)關(guān)手柄501與閥體52通過(guò)密封圈502密封連接。墊片503用于固定開(kāi)關(guān)手柄501，防止開(kāi)關(guān)手柄501從閥體52脫落；凸輪504設(shè)于所述閥體52和所述切斷閥芯404之間，用于頂開(kāi)切斷閥芯404，使得調(diào)壓器與鋼瓶?jī)?nèi)氣體聯(lián)通。在本發(fā)明提及的所有文獻(xiàn)都在本申請(qǐng)中引用作為參考，就如同每一篇文獻(xiàn)被單獨(dú)引用作為參考那樣。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明的上述講授內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)壓裝置，其特征在于，包括膜片腔和磁性模塊； 所述膜片腔包括:柔性膜片(11)、剛性膜片(12)、與所述柔性膜片(11)和剛性膜片(12)固定連接的膜片軸(13)、調(diào)壓彈簧座(14)、及一端套設(shè)在調(diào)壓彈簧座(14)上另一端頂住剛性膜片(12)的調(diào)壓彈簧(15)； 所述磁性模塊包括:成對(duì)的磁性部件(21，22)，所述磁性部件(21，22)之間受磁力作用，所述磁性模塊與所述調(diào)壓彈簧(15)聯(lián)動(dòng)布置于同一軸線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓裝置，其特征在于，所述磁性部件(21，22)選自以下任一組合: a.永磁鐵與永磁鐵； b.永磁鐵與鐵塊； c.電磁鐵與電磁鐵； d.電磁鐵與鐵塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)壓裝置，其特征在于，所述磁性部件(21)固定于調(diào)壓彈簧座(14)上，所述磁性部件(22)固定于膜片軸(13)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的調(diào)壓裝置，其特征在于，所述固定磁性部件(21，22)的膜片軸(13)和調(diào)壓彈簧座(14)的端部設(shè)有突起，用于限制磁性部件向磁力方向移動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的 調(diào)壓裝置，其特征在于，所述的磁性模塊為多個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)壓裝置，其特征在于，所述的磁性部件(21，22)固定在膜片腔內(nèi)部，所述磁性部件(23，24)固定在膜片腔外部，所述磁性部件(21，22，23，24)與調(diào)壓彈簧(15)聯(lián)動(dòng)。
7.一種用于天然氣汽車發(fā)動(dòng)機(jī)供氣系統(tǒng)的調(diào)壓器，其特征在于，包括權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的調(diào)壓裝置，還包括調(diào)壓器殼體(31)、密封蓋(32)、進(jìn)氣接頭(33)和出氣接頭(34)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)壓器，其特征在于，所述調(diào)壓器殼體(31)內(nèi)還設(shè)有副膜片腔，所述副膜片腔包括:與所述膜片軸(13)連接的節(jié)流閥芯(41)、與所述調(diào)壓器殼體(31)固定的壓力平衡密封支座(42)、與所述節(jié)流閥芯(41)連接并能沿所述壓力平衡密封支座(42)軸向運(yùn)動(dòng)的壓力平衡滑塊(43)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的調(diào)壓器，其特征在于，所述副膜片腔與所述出氣接頭(34)連接處設(shè)有文丘里管(44)，所述文丘里管(44)由入口收縮部分、圓筒形喉部和圓錐形擴(kuò)散段組成。
10.一種用于液化石油氣的調(diào)壓器，其特征在于，包括權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的調(diào)壓裝置，還包括:具有呼吸孔的閥蓋(51)、閥體(52)、出氣接頭(53)、連接裝置(54)和開(kāi)關(guān)裝置(55);所述調(diào)壓裝置的柔性膜片(11)置于所述閥蓋(51)與閥體(52)的連接處；所述調(diào)壓裝置的膜片軸(13)與杠桿(56)的一端連接，所述杠桿(56)通過(guò)銷子(57)與所述閥蓋(51)固定；所述杠桿(56)的另一端用于密封進(jìn)氣口(58)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種調(diào)壓裝置及其調(diào)壓器。本發(fā)明中，包括膜片腔和磁性模塊，所述膜片腔包括柔性膜片(11)、剛性膜片(12)、與所述柔性膜片(11)和剛性膜片(12)固定連接的膜片軸(13)、調(diào)壓彈簧座(14)、及一端套設(shè)在調(diào)壓彈簧座(14)上另一端頂住剛性膜片(12)的調(diào)壓彈簧(15)；所述磁性模塊包括成對(duì)的磁性部件(21，22)，所述磁性部件(21，22)之間受磁力作用，并與所述調(diào)壓彈簧(15)聯(lián)動(dòng)布置于同一軸線(18)上。本發(fā)明的調(diào)壓裝置及其調(diào)壓器具有平衡周期短、出口壓力值穩(wěn)定、關(guān)閉壓力值低、安全快速穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16K17/30GK103244727SQ20121003307
公開(kāi)日2013年8月14日 申請(qǐng)日期2012年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月14日
發(fā)明者曹廣濱, 陳義, 徐紅林 申請(qǐng)人:羅達(dá)萊克斯閥門(上海)有限公司