專利名稱：補償型減壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及補償型減壓裝置，特別是用以供應機動車內(nèi)燃機的可燃氣體系統(tǒng)的補償型減壓裝置，所述減壓裝置具有獨立權(quán)利要求I的前序部分中所述的特征。
背景技術(shù)：
減壓裝置普遍應用于機動車內(nèi)燃機領(lǐng)域，其使用可燃氣體為內(nèi)燃機提供一定的壓力，所述壓力相對于該系統(tǒng)的存儲缸中氣體所受的壓力適當減小了。對于此應用，典型的減壓包括將減壓器處的、大約15bar到260bar之間的入口壓力降低到大約Ibar到IObar之間的出口壓力。在膜片式控制和彈性加載(可調(diào)節(jié)或不可調(diào)節(jié)的)的減壓器中，當減壓系統(tǒng)處于壓力下時，氣體在塞子附近壓力減小，并且氣體被引入減壓器的體部中，直到出口壓力達到反作用于彈簧的彈性加載所需的值，由此，使得控制單元的膜片沿塞子的閉合方向移動。因此，該系統(tǒng)會達到彈簧加載和出口壓力之間平衡的位置。然而，出口壓力根據(jù)流量而·變化，并受入口壓力影響，同時，對于出口壓力理想的是保持穩(wěn)定。為克服該缺陷，根據(jù)已知措施所提供的構(gòu)造中，閥座的部分大大減少，最終增加了塞子的運動路徑。以此方式，由于塞子上的入口壓力產(chǎn)生的力的影響將會變得可以忽略。然而，由于打開閥座需要大的行程路徑以確保所需流量，彈簧的彈性力(與該路徑成正比)相對于總調(diào)整力會是很大的。反過來也一樣，由于塞子的行程路徑大大減少，塞子的位置的影響會變得可以忽略(彈簧的彈性力幾乎是恒定的)，但是在這種情況下，使得需要很大截面的閥座，由作用在密封座上的入口壓力產(chǎn)生的力的影響將會很大程度上取決于入口壓力，因此，使得上述問題未得到解決。在其它領(lǐng)域中，當使用氣體時，如果需要大幅減少壓力，已知使用的是壓力補償裝置，允許在減壓器的入口處的壓力變化的影響變得基本可以忽略。這些補償器可以以可延伸波紋管(bellows)形式構(gòu)造，所述可延伸波紋管固定到密封座的塞子，并且入口處壓力在外部作用于可延伸波紋管上。由于波紋管的幾何形狀，入口處壓力對塞子的作用使得由塞子本身上的壓力產(chǎn)生的力可以忽略，克服了由于入口處壓力產(chǎn)生的力的大變化的影響，并且最終允許使用具有大截面的閥座。然而，這種應用在使用可燃氣體的機動車內(nèi)燃機領(lǐng)域并不是眾所周知的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改善機動車氣體內(nèi)燃機的減壓器中壓力補償裝置的使用，特別是在具有高減壓比且在減壓器處入口壓力變化較大的單級減壓器中的使用，其中，高減壓比且在減壓器處入口壓力變化較大是在特定技術(shù)領(lǐng)域中可能遇到的典型條件。本目的通過根據(jù)附屬權(quán)利要求所構(gòu)造的減壓裝置的本發(fā)明而達到。


本發(fā)明的特征和優(yōu)勢將會通過以下對優(yōu)選實施例的詳細描述而得到更好的理解，參照附圖，優(yōu)選實施例僅通過非限制性示例示出，其中，
-圖I是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的減壓器的示意性軸向截面，-圖2是圖I中減壓器的細節(jié)的、比例放大的透視圖，-圖3是關(guān)于根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的減壓器的總體透視圖。
具體實施例方式參照所述附圖，減壓器總體上標記為1，并意為用于可燃氣體系統(tǒng)，以(將氣體)供應到根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的機動車內(nèi)燃機。在減壓器I的體部Ia中形成氣體流管2，氣體流管2在入口段3和出口段4之間延伸。在入口段3和出口段4之間的氣體流管中設(shè)置有閥座5，與閥座5相關(guān)聯(lián)的有塞子6，塞子6可以在閥座的打開/關(guān)閉運動期間沿圖I中標記為X的預定軸向進行運動。
具有膜片7并設(shè)置在閥座5的、相對于流動方向的下游的控制單元連接到塞子6。彈簧裝置9的一個軸向端9a所作用的板8與標記為7a的膜片的側(cè)部鄰接。所述彈簧裝置的另一軸向端％抵接用于接納該彈簧裝置本身的腔IOa的壁10。所述膜片的側(cè)部7a受到腔IOa中的參考壓力一典型地為內(nèi)燃機的入口歧管的壓力。膜片的、標記為7b的另一側(cè)部受到出口段4附近的塞子下游處的出口壓力。膜片7定位于垂直于軸向X的平面中。膜片7還通過致動器桿11工作上連接到塞子6，其中，致動器桿11沿方向X軸向延伸，并在其端部Ila處固定到塞子6中部，另一端部Ilb能夠在沿方向X遠離和朝向所述閥座的控制運動期間與膜片7接觸。減壓裝置I包括總體標記為12并且形式為波紋管的壓力補償元件，所述波紋管為沿方向X軸向可延伸的并且工作上與塞子6相關(guān)聯(lián)。更詳細地，補償器12通過具有一定程度圓柱形的管狀體和內(nèi)室13形成，所述內(nèi)室13由柔性側(cè)壁限定，所述柔性側(cè)壁具有多個帶有優(yōu)選彎曲線的波槽(corrugation) 14，所述波槽14可以允許波紋管式運動，S卩，管壁進行軸向縮短或伸長。在該管狀體的兩個相對的軸向端處，設(shè)置有用以封閉該管狀體的端部15、16，其中一端15本身固定到所述塞子(在涉及桿11的一端的相對端)，另一端16固定到該減壓器的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。管狀體的內(nèi)室經(jīng)由對該管狀體部本身的外側(cè)緊密密封的閉合端15、16而被封閉。通過對該內(nèi)室的密封，可以進一步預選管狀室所要遭受的壓力。有利地，該壓力可被選擇與大氣壓力相等，但是其它壓力值也同樣可以根據(jù)具體要求而預定。有利地，波紋管型補償器12由金屬材料構(gòu)成。由于有設(shè)置在塞子6上的活動補償器12，在所述減壓器的入口段的壓力基本被補償，以使得由此施加到該塞子的壓力基本可以忽略。由于該補償器的幾何形狀的效果，入口壓力作用在波紋管的側(cè)壁上，同時受波槽14所影響，由此特別地平衡了沿方向X上所施加的力的合力。由此，該補償使系統(tǒng)避免了由于入口壓力而導致的力的大幅變化，因而允許使用閥5的這樣的截面，S卩，截面較大，并由于按流量變化的出口壓力的穩(wěn)定性而變得極有利。由于提供有相對于外部密封并氣密的波紋管，波紋管中的參考壓力可以保持恒定，同時系統(tǒng)平衡，決定了來自減壓器的出口壓力。如上所述，該參考壓力可以是大氣壓力，但是也可以預選任何其它參考壓力。很大程度上，設(shè)置閥座的大截面的可能性進一步允許在塞子遠離和朝向該閥座以決定所需的氣體流量的工作行程路徑中進行大幅減壓。在行程路徑中的這樣的減壓在波紋管所進行的軸向延伸過程中以同等程度實現(xiàn)。有利地，波紋管所減少的延伸使得膜片能由金屬材料構(gòu)成，作為對通常使用并在大的軸向延伸過程中所需的橡膠材料的替換物。由金屬材料組成的膜片使得能夠獲得更長的使用壽命，因為其相對于通常使用的橡膠材料具有減少的化學損失。有利地，由于通過波紋管而獲得的壓力補償效果，由減少的壓力產(chǎn)生的力驅(qū)動的塞子可以由橡膠組成而不是塑料材料，如一般使用在沒有任何補償裝置的應用中的塑料材料，其中，由于壓力而具有較大的載荷，可能導致較大的磨損和與閥座的密封相關(guān)的問題。詳細參考圖3——關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的減壓器的整體的總視圖，將會理解的是設(shè)置如所要求的類型的補償波紋管允許大體為單級的減壓器構(gòu)造，而不同于已知措施中的雙級減壓器，這種設(shè)置在整體空間要求中產(chǎn)生了的明顯減壓。由于該特點，有利地，可以在氣體的入口段3附近、靠近波紋管的位置同時設(shè)置用于氣體的壓力感測器和電磁閥，在圖3中壓力感測器和電磁閥分別標記為20、21，由此保持整個減壓器的減少的整體空間要求(甚至當設(shè)置有以上所述部件時)，這不同于已知措施，其中，在已知措施中，由于需要兩級減壓，所以以上所述部件必需增加空間要求。
在運行期間，當減壓器處于靜止狀態(tài)時，彈簧裝置9通過施加在其上的彈性預載作用在板8上和膜片7上，板8和膜片7通過桿11以打開方式移動塞子6。當該系統(tǒng)被加壓并開始運行時，塞子6附近的氣體壓力減小，且氣體被引入閥座5的下游附近，直到出口壓力到達所需值，卸載彈簧裝置9并因此使得膜片7和板8沿相反方向移動，將塞子6移動到閉合位置。該系統(tǒng)繼續(xù)不斷運行，以尋求彈簧裝置的載荷和出口壓力之間的平衡。由此，本發(fā)明達到了所述的目的，產(chǎn)生以上所述相比于已知措施的優(yōu)勢。
權(quán)利要求
1.一種特別地用于將氣體供應到機動車內(nèi)燃機的系統(tǒng)的、用以減少可燃氣體傳送壓力的裝置，包括 -閥座(5)，所述閥座(5)定位于形成在減壓器體部(Ia)中的氣體流管(2)內(nèi)，位于入口段(3)和出口段(4)之間， -膜片操作式塞子元件(6)，所述塞子元件(6)與所述閥座(5)相關(guān)聯(lián)，并且沿預定軸向(X)是可移動的，用以打開和關(guān)閉所述閥座(5)， -彈簧裝置(9)，所述彈簧裝置(9)作用在所述膜片上，以使所述膜片承受預定的彈性載荷， -致動器桿(11)，所述致動器桿(11)工作上連接到所述塞子元件(6 )及所述膜片， -壓力補償元件(12)，所述壓力補償元件(12)在所述閥座(5)的相對于流動方向的上游固定到所述塞子元件(6)，并且能夠通過所述塞子元件相對于所述閥座的運動而沿所述方向(X)軸向延伸，其特征在于，所述壓力補償元件(12)包括管狀體，所述管狀體以波紋管型式成形，內(nèi)部中空，并且在相對的兩個軸向端之間軸向地延伸，其中，一個所述軸向端連接到所述塞子元件(6)，而另一所述軸向端連接到所述減壓器的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，并且，所述管狀體的內(nèi)室(13)被密封以與所述體部的外部隔開，預定壓力在所述內(nèi)室(13)中產(chǎn)生。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述波紋管型補償器(12)的管狀內(nèi)室(13)中的所述預定壓力與大氣壓力相等。
3.如權(quán)利要求I或2所述的裝置，其特征在于，所述波紋管型補償器(12)的軸向可延伸管狀體由金屬材料制成。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置，其特征在于，所述波紋管型補償器(12)的所述管狀體以薄壁柱體的形式成形，所述薄壁柱體具有多個帶優(yōu)選彎曲線的波槽(14)，以允許所述管狀壁的軸向縮短或伸長，使得所述管狀壁能夠跟隨塞子元件(6)相對于所述閥座(5)的軸向運動，由此作為密封件起作用。
5.如權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述管狀內(nèi)室(13)的閉合端(15、16)設(shè)置在所述管狀體的兩個相對端部，并且密封地連接到所述管狀壁，由此，確保形成在所述管狀體中的所述內(nèi)室(13)由所述兩個相對端部和所述管狀壁緊密密封。
6.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述膜片由金屬材料制成。
7.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述塞子元件(6)由橡膠制成。
全文摘要
本文公開了一種特別地用于將氣體供應到機動車內(nèi)燃機的系統(tǒng)、用以減少可燃氣體傳送壓力的裝置，包括膜片操作式塞子元件(6)，用以打開和關(guān)閉閥座(5)；彈簧裝置(9)，所述彈簧裝置(9)作用在所述膜片上；致動器桿(11)，所述致動器桿(11)工作上連接到所述塞子元件(6)及所述膜片；壓力補償元件(12)，所述壓力補償元件(12)包括管狀體，所述管狀體以波紋管型式成形，內(nèi)部中空，并且在相對的兩個軸向端之間軸向地延伸，其中，一個所述軸向端連接到所述塞子元件(6)，而另一所述軸向端連接到減壓器的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所述管狀體的內(nèi)室(13)被密封以將之與所述體部的外部隔開，預定壓力在所述內(nèi)室(13)中產(chǎn)生。
文檔編號G05D16/06GK102906657SQ201180010280
公開日2013年1月30日 申請日期2011年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者M·格瑞恩多, S·斯派格諾里, G·韋羅內(nèi)塞, L·薩爾托雷洛 申請人:Omvl股份公司