專利名稱:氣動空氣減壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種以壓縮空氣為工作介質(zhì)的氣動空氣減壓閥,它屬 于氣壓控制與傳動技術(shù)領(lǐng)域,廣泛用于機(jī)械、石油、化工、冶金、紡織、 食品、醫(yī)藥領(lǐng)域的設(shè)備氣壓控制系統(tǒng),與現(xiàn)有大口徑氣動空氣減壓閥相比, 具有減壓、穩(wěn)壓精度高,操作輕便優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)背景
氣動空氣減壓閥用于氣動元件、氣動工具、氣動儀表的氣源系統(tǒng),其作用 是對壓縮空氣進(jìn)行減壓且穩(wěn)壓處理,目前現(xiàn)有大口徑氣動空氣減壓閥是用人 力操作粗大的圓柱形調(diào)壓彈簧產(chǎn)生的彈簧力與輸出氣壓力進(jìn)行平衡,使氣源 壓力減壓且穩(wěn)壓后輸出,這種結(jié)構(gòu)簡單,但存在的問題一是調(diào)壓精度不高, 原因是圓柱形調(diào)壓彈簧的受力與位移關(guān)系在理論上雖存在線性比例關(guān)系,但 實(shí)質(zhì)上都存在非線性變形量,彈簧鋼絲直徑越大,非線性變形量也就越大, 因此大口徑粗大的調(diào)壓彈簧使輸出氣壓波動較大,壓力不穩(wěn)定,二是用人手 轉(zhuǎn)動調(diào)壓手輪需要用很大的力,操作困難,三是調(diào)壓膜片工作時(shí)上部承受調(diào) 壓彈簧的彈力,下部承受膜片上的氣壓力,由于上下面受到的壓強(qiáng)不相同, 膜片易變形破損,四是溢流結(jié)構(gòu)不合理,現(xiàn)有的溢流密封結(jié)構(gòu)有兩種, 一是 硬質(zhì)密封結(jié)構(gòu)(金屬密封),二是軟質(zhì)密封結(jié)構(gòu)(橡膠密封),硬密封好處調(diào)壓 靈敏,缺點(diǎn)是漏氣量大,軟密封的密封性能好,但有卸壓滯后現(xiàn)象,解決好 大口徑氣動空氣減壓閥上述尚存的不足,是本實(shí)用新型的目的。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種能克服上述缺點(diǎn)且具有較好調(diào)壓性能; 操作輕便的大口徑氣動空氣減壓閥,為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案一是二級組合式減壓、穩(wěn)壓結(jié)構(gòu),二是雙膜片結(jié)構(gòu),三是截止式 溢流結(jié)構(gòu),現(xiàn)分述為下
1、 二級組合式減壓、穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)
第一級結(jié)構(gòu)的上部為帶圓盤形的調(diào)壓手輪、閥蓋、調(diào)壓彈簧、單膜片組 件,調(diào)壓彈簧置于單膜片組件的上面,調(diào)壓彈簧內(nèi)置支撐彈簧,組成復(fù)合彈 簧結(jié)構(gòu),調(diào)壓彈簧與調(diào)壓手輪之間靠調(diào)壓墊、彈簧座向復(fù)合彈簧傳遞人工操 作力,彈簧復(fù)合結(jié)構(gòu)及單膜片組件都置于閥蓋之內(nèi),單膜片組件中間為第一 級溢流閥座,下部為第一級膜片,在第一級膜片上面是壓板,第一級螺母擰 在第一級溢流閥座上,將第一級膜片和壓板固接在一起,調(diào)壓手輪靠其螺紋 置于閥蓋的上部的螺孔中,第一級結(jié)構(gòu)的下部為第一級閥芯、小閥座,第一 級平衡彈簧,第一級閥桿,這些都置于第一級閥體之內(nèi),第一級閥桿與第一 級閥體之間配有第一級溢流密封圈,第一級閥芯上部配有第一級閥芯密封墊, 第一級閥芯置于第一級閥芯背壓腔和第一級氣室之中,靠第一級閥芯密封圈 密封,第一級閥芯靠第一級平衡彈簧支撐,通過第一級螺釘將閥蓋固定在第 一級閥體上,第一級膜片夾在閥蓋與第一級閥體之間,第一級閥體用第二級 螺釘固緊在第二級閥體上,第一級結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是有相互接通的氣流通道第 二級氣源通道接通第一級氣室,第一級閥芯背壓腔接通第一級輸出腔室、第 一級返饋孔、第一級腔室、第一級溢流閥座中間為通孔,第一級溢流閥座下 部配置平面型密封墊片;
第二級結(jié)構(gòu)的上部是中間體,中部為中間隔圈,下部為第二級閥體,中 間體、中間隔圈和第二級閥體的上部中央空間配有雙膜片組件,第二級閥體
的下部配有第二級閥芯、第二級閥桿、大閥座,第二級閥體的底部配有帶螺 紋的鎖緊蓋,靠其螺紋擰入第二級閥體的螺孔中,鎖緊蓋外側(cè)有鎖緊蓋O形密封圈,鎖緊蓋中間有第二級平衡彈簧,第二級閥芯的上部配有第二級閥芯
密封墊,下部配有第二級閥芯o形密封圈,第二級閥體的上中部配有第二級
溢流密封圈,中間體與第一級閥體配有中間體密封圈和第一級氣源孔密封圈。
2、 雙膜片結(jié)構(gòu)
雙膜片組件的中間是帶螺紋的第二級溢流閥座,兩片波紋型的膜片中間 夾有環(huán)墊,第二級溢流閥座和環(huán)墊內(nèi)部都設(shè)有通孔與溢流口相通,第二級溢 流閥座配有第二級螺母,將二片第二級膜片,中間隔圈與第二溢流閥座形成 組件,第二級溢流閥座的底部有平面形的第二級密封墊片,第二級結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 是第二級閥體設(shè)有輸入閥口和輸出閥口,輸入閥口分成二路, 一路通到第二 級閥芯腔室, 一路通到第二級氣源通道和第一級氣室接通,輸出閥口也分成 二路, 一路進(jìn)入輸出管道, 一路經(jīng)第二級返饋孔進(jìn)入上腔室,組成了雙膜片 組件下有返饋氣壓,上有第一級結(jié)構(gòu)的輸出氣壓,從而組成了第二級氣腔式 減壓、穩(wěn)壓的結(jié)構(gòu)特色。
3、 截止式溢流結(jié)構(gòu)
截止型溢流結(jié)構(gòu)是通過置于第二級溢流閥座內(nèi)的第二級密封墊片與第二 級閥桿前端的閥口之間形成啟閉密封結(jié)構(gòu),第二級密封墊片為環(huán)形內(nèi)含尼龍 絲布夾層的丁腈橡膠膜片,第二級閥桿前端閥口為密封噴嘴,溢流密封結(jié)構(gòu) 屬截止型,特點(diǎn)是穩(wěn)壓密封位移小,防塵能力強(qiáng),升壓靈敏,降壓快速,無 明顯卸壓滯后現(xiàn)象。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比的效果為
1、第一級結(jié)構(gòu)采用小口徑手動調(diào)壓結(jié)構(gòu),第二級結(jié)構(gòu)采用氣控式調(diào)壓結(jié) 構(gòu),小口徑的調(diào)壓彈簧較小,彈簧非線性變形也小,調(diào)壓精度較好,手動輕 便,用第一級輸出氣壓控制第二級調(diào)壓結(jié)構(gòu),避免了用強(qiáng)硬調(diào)壓彈簧帶來的變形非線性對調(diào)壓精度的影響,而現(xiàn)有一級式大口徑氣動空氣減壓閥的調(diào)壓 彈簧對減壓穩(wěn)壓性能影響較大,本二級結(jié)構(gòu)不但減壓、穩(wěn)壓性能好,而且操 作輕便。
2、 雙膜片組件上下面都承受幾乎相等的氣壓力,雙膜片中間夾帶環(huán)墊, 膜片不易破損,而現(xiàn)有的單膜片結(jié)構(gòu)上面承受調(diào)壓彈簧集中力,下面承受均 布?xì)鈮汉狭?,膜片上下面承受壓?qiáng)不均衡,在大口徑結(jié)構(gòu)中尤為突出,膜片 易變形破損,本雙級膜片為帶尼龍絲夾層的波紋膜片,強(qiáng)度高;位移大,適 用于大口徑大流量減壓穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)。
3、 溢流結(jié)構(gòu)通常有兩種 一種為軟質(zhì)密封溢流結(jié)構(gòu);另一種為硬質(zhì)密封 結(jié)構(gòu),軟質(zhì)結(jié)構(gòu)氣密性較好,但卸壓有滯后現(xiàn)象,硬質(zhì)結(jié)構(gòu),溢流密封是金 屬型的,調(diào)壓靈敏,但有泄漏存在,本實(shí)用新型的溢流密封采用平面型結(jié)構(gòu), 屬軟質(zhì)密封,但由于采用了平面型截止式密封結(jié)構(gòu),密封位移小,溢流時(shí)頂 桿快速離開密封墊片,卸壓快速,無滯后現(xiàn)象。
4、 本實(shí)用新型二級組合式結(jié)構(gòu),第一級為通用型小口徑減壓閥結(jié)構(gòu),第 二級為氣壓遙控型減壓閥結(jié)構(gòu),本結(jié)構(gòu)可在原有減壓閥結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上去掉底 蓋,與去掉遙控型減壓閥的上蓋組合而成,無須改動主結(jié)構(gòu)就可以使傳統(tǒng)大 口徑減壓閥升級為操作輕便的精密氣動空氣減壓閥。
圖l:為本實(shí)用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 圖2:為現(xiàn)有氣動空氣減壓閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 圖3:為本實(shí)用新型溢流結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
如附圖l所示,氣源壓力(一次壓)從輸入閥口57進(jìn)入, 一路進(jìn)入第二級閥芯 腔室60,另一路通過第二級氣源通道48進(jìn)入第一級氣室46,根據(jù)用戶需要的壓力 額定值轉(zhuǎn)動調(diào)壓手輪28;調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧26的壓力,使輸出閥口9的二次壓額定值與 二次壓的壓力表值一致,即完成輸出設(shè)定壓力,操作十分輕便,下面詳細(xì)分解達(dá)到 減壓且穩(wěn)壓功能的過程
轉(zhuǎn)動調(diào)壓手輪28,壓縮調(diào)壓彈簧26,調(diào)壓彈簧的彈力驅(qū)使單膜片組件37下移, 第一級結(jié)構(gòu)的單膜片組件中的壓板35、第一級膜片36、第一級溢流閥座32由第一 級螺母33緊固,第一級溢流閥座32內(nèi)置第一級密封墊片34,當(dāng)單膜片組件37受力 下移后,第一級閥桿39及與閥桿連接在一起的第一級閾芯18也一起同步下移,第 一級閥芯被打開,第一級氣室46中的壓縮空氣就進(jìn)入第一級輸出腔室20;第一級返 饋孔21和第一級腔室22,在單膜片組件37的下面形成氣壓合力,向上氣壓合力與 向下的調(diào)壓彈簧26的彈力進(jìn)行比較,如向上氣壓合力大于向下的調(diào)壓彈簧力,第一 級閥桿39連同第一級閥芯18在第一級平衡彈簧42的彈力作用下向上移,第一級閥 芯與小閥座40之間的開度間隙減小,流入第一級輸出腔室20內(nèi)的流量減小,氣壓 力也隨之降低,如向上的合力小于向下的調(diào)壓彈簧力,則第一級閥芯開度增加,流 入第一級輸出腔室的流量增加,氣壓力也隨之升高,就這樣不斷進(jìn)行動態(tài)平衡,當(dāng) 達(dá)到動態(tài)平衡時(shí),第一級閥桿39的頂端與第一級密封墊片34處于密封狀態(tài),第一 級溢流閥座32中無氣壓溢流,即實(shí)現(xiàn)了第一級結(jié)構(gòu)的減壓且穩(wěn)壓功能。此壓力從第 一級輸出腔室20經(jīng)第一級輸出氣孔19到達(dá)上腔室14,氣壓在雙膜片組件55上面形 成向下的氣壓合力,雙膜片組件中的中間隔圈50、環(huán)墊51、第二級膜片52、第二級 溢流闊座53通過第二級螺母49緊固成組件,第二級密封墊片54安裝在第二級溢流 閥座53中,作用在雙膜片組件55向下的氣壓合力驅(qū)使第二級閥桿59連同第二級閥 芯6下移,內(nèi)置在第二級閥芯內(nèi)的第二級密封墊7離開大閥座8,即第二級閥芯6有了開度(間隙),第二級閥芯腔室60內(nèi)的氣體便流入輸出閥口 9,同時(shí)經(jīng)第二級返 饋孔10流入下腔室11,這時(shí)雙膜片組件的上下腔室內(nèi)都有氣壓,上下腔的氣壓都在 膜片上形成合力,而上腔氣壓為額定設(shè)定壓力,第二級閥芯6的開度大小由它而自 動設(shè)定,如流入輸出閥口 9的壓力大于設(shè)定壓力,即上腔氣壓合力小于下腔氣壓合 力,第二級閥芯的開度自動減小,流入輸出口的流量與壓力同步降低,如下腔壓力 等于上腔室壓力,即符合調(diào)壓彈簧的設(shè)定值,這時(shí)也就有了對應(yīng)的第二閥芯的開度, 氣動空氣減壓閥就達(dá)到了動平衡穩(wěn)定,即處于減壓且穩(wěn)定狀態(tài),如果上腔室的壓力 不符合設(shè)定值,此時(shí)要重新調(diào)節(jié)調(diào)壓彈簧的26的壓縮力,是否達(dá)到設(shè)定壓力值,可 看輸出閥口的壓力表顯示值??傊谝患壔虻诙夐y芯的開度大小取決于作用在第 一級膜片36上的上下合力,上合力大于下合力,閥芯開度增加,其流量與壓力增加, 小于下合力,閥芯開度減小,其流量與壓力減小,當(dāng)上下合力相等時(shí),即達(dá)到動態(tài) 平衡狀態(tài),此時(shí)輸出的壓力即為設(shè)定值壓力,達(dá)到動態(tài)平衡,但這個(gè)動態(tài)平衡是短 暫的,當(dāng)輸出口 9 一有了耗氣,第一級膜片36、第二級膜片52的下部氣壓合力減小, 上部的合力大于下部合力,第一級閥芯,第二級閥芯的開度隨之增加,輸出流量及 壓力同步增加,當(dāng)上下合力又相等時(shí),又達(dá)到了新的動態(tài)平衡,總之第一級結(jié)構(gòu)和 第二級結(jié)構(gòu)閥的工作原理是圍繞設(shè)定壓力周而復(fù)始地進(jìn)行動態(tài)平衡;使之達(dá)到減 壓且穩(wěn)壓的目的,設(shè)定壓力是用第一級的調(diào)壓手輪28來實(shí)現(xiàn)的,操作輕便。氣動空 氣減壓閥在使用過程中如出現(xiàn)輸出閥口的壓力高于設(shè)定壓力,截止式溢流結(jié)構(gòu)62發(fā) 生作用,如圖3所示,此時(shí)下腔室11氣壓合力大于上腔室14,雙膜片組件55上移 第二級溢流閥座53離開第二級閥桿59,高于定值的氣壓通過第二級溢流孔從溢流口 12放入大氣,使氣壓回到設(shè)定值,重新達(dá)到穩(wěn)壓狀態(tài)。如果要降低設(shè)定壓力或停用 氣動空氣減壓闊,此時(shí)截止式溢流結(jié)構(gòu)62也同樣發(fā)生作用,此時(shí)反轉(zhuǎn)調(diào)壓手輪28, 降低或放開調(diào)壓彈簧26的彈力,第一級腔室22、第一級返饋孔21、第一級輸出腔 室20、第一級輸出氣孔19、上腔室14中的多余氣壓便會自動從第一級溢流閥座32中的孔經(jīng)第一級溢流口 24放入大氣。此時(shí)上腔室壓力降下來,雙膜片組件55上移, 第二級溢流閥座53被打開,下腔室11中高于定值氣壓的壓力使從第二級溢流閥座 53中的第二級溢流孔13,經(jīng)溢流口 12進(jìn)入大氣,從而達(dá)到降低設(shè)定壓力或停用卸 壓的目的。圖l中
1、第二級結(jié)構(gòu)42、第一級平衡彈簧
2、鎖緊蓋43、第一級閥芯密封圈
3、第二級平衡彈簧44、第一級閥體
4、鎖緊蓋o形密封圈45、第二級螺釘
5、第二級閥芯o形密封圈46、第一級氣室
6、第二級閥芯47、第一級氣源孔密封圈
7、第二級閥芯密封墊48、第二級氣源通道
8、大閥座49、第二級螺母
9、輸出閥口50、中間隔圈
10、第二級返饋孔51、環(huán)墊
11、下腔室52、第二級膜片
12、溢流口53、第二級溢流閥座
13、第二級溢流孔54、第二級密封墊片
14、上腔室55、雙膜片組件
15、中間體密封圈56、第二級溢流密封圈
16、中間體57、輸入閥口
17、第一級閥芯背壓腔58、第二級閥體
18、第一級閥芯59、第二級閥桿
19、第一級輸出氣孔60、第二級閥芯腔室
20、第一級輸出腔室61、第二級閥芯壓背腔
21、第一級返饋孔62、截止式溢流結(jié)構(gòu)
22、第一級腔室
23、第一級螺釘說明
24、第一級溢流口62由53、 54、 59、 13、 1225、彈簧座
26、調(diào)壓彈簧
27、支撐彈簧
28、調(diào)壓手輪
29、第一級結(jié)構(gòu)
30、調(diào)壓墊
31、閥蓋
32、第一級溢流閥座
33、第一級螺母
34、第一級密封墊片
35、壓板
36、第一級膜片
37、單膜片組件
38、第一級溢流密封圈
39、第一級閥桿
40、小閥座
41、第一級閥芯密封墊
權(quán)利要求1、一種氣動空氣減壓閥,是二級組合式結(jié)構(gòu)且?guī)в薪刂故揭缌鹘Y(jié)構(gòu)(62),第一級結(jié)構(gòu)(29)為小口徑調(diào)壓結(jié)構(gòu),第二級結(jié)構(gòu)為大口徑氣控減壓結(jié)構(gòu),在第一級的上部為調(diào)壓手輪(28),調(diào)壓墊(30),調(diào)壓彈簧(26),支撐彈簧(27),彈簧座(25),單膜片組件(37),它們都在閥蓋(31)之內(nèi),彈簧座(25)內(nèi)置支撐彈簧(27),外部擱在調(diào)壓彈簧上,調(diào)壓手輪(28)通過其螺紋安裝在閥蓋(31)的螺孔之中,調(diào)壓手輪(28)壓著調(diào)壓彈簧(26)和支撐彈簧(27),在第一級結(jié)構(gòu)(29)的中部為第一級閥桿(39),下部為小閥座(40)、第一級閥芯(18)、第一級平衡彈簧(42),它們都位于第一級閥體(44)之內(nèi),第一級閥芯(18)上部配有第一級閥芯密封墊(41),中間與第一級閥桿(39)連接,閥桿中心有小孔使第一級閥芯背壓腔(17)和第一級輸出腔室(20)相通,第一級閥芯(18)的外環(huán)漕配有第一級閥芯密封圈(43),外端靠第一級平衡彈簧(42)支撐,閥蓋(31)與第一級閥體(44)用第一級螺釘(23)連接,在第二級結(jié)構(gòu)的上部為中間體(16)和中間隔圈(50),兩者之間配有雙膜片組件(55),下部為第二級閥體(58),其內(nèi)配有第二級閥芯(6)、第二級閥桿(59)、大閥座(8)、第二級平衡彈簧(3)、第二級閥芯密封墊(7)、鎖緊蓋(2),第二級閥芯(6)配有第二級閥芯O形密封圈(5),鎖緊蓋(2)配有鎖緊蓋0形密封圈(4),鎖緊蓋(2)通過自身的螺紋固定在第二級閥體(58)的螺孔中,第一級閥體(44)、中間體(16)和雙膜片組件通過擰入第二級閥體(58)的第二級螺釘(45)固定在一起,其特征在于第二級閥體(58)的左側(cè)有氣源輸入閥口(57),上與第二級氣源通道(48)和第一級氣室(46)相通,下與第二級閥芯腔室(60)相通,第二級閥體(58)的右側(cè)有氣源的輸出閥口(9),上與第二級返饋孔(10)及下腔室(11)相通,下部通過第二級閥桿(59)中間小孔與第一級閥芯背壓(61)相通,第一級閥體(44)的上部第一級腔室(22)通過第一級返饋孔(21)與第一級輸出氣孔(19)和上腔室(14)相通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求(l)所述的一種氣動空氣減壓閥,其特征在于雙膜片組 件(55)是由中間隔圈(50)、環(huán)墊(5D、第二級膜片(52)、第二級溢流閥座(53)、 第二級密封墊片(54)組合在一起,靠第二級螺母(49)將上下兩片的第二級膜片 (52),環(huán)墊(51),第二級溢流閥座(53)緊固成一體,第二級溢流閥座(53)下底 設(shè)有第二級密封墊片,中間設(shè)有第二級溢流孔(13)及與其相通的溢流口(12), 第二級膜片為中間夾層尼龍絲的波紋膜片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種氣動空氣減壓閥,其特征在于單膜片組件 (37)的中間為一片圓形帶尼龍絲夾層橡膠材質(zhì)的第一級膜片(36),在它的上面為金屬圓盤形壓板(35),在它的中間為帶內(nèi)孔的第一級溢流閥座(32),通 過第一級螺母(33)將壓板(35)、第一級膜片(36)緊固成一體,在第一級溢 流閥座(32)的內(nèi)孔中置有帶小孔的第一級密封墊片(34),中間小孔與第一級 溢流口 (24)貫通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種氣動空氣減壓閥,其特征在于所述的截止 式溢流結(jié)構(gòu)(62)是通過置于第二級溢流閥座(53)內(nèi)的第二級密封墊片(54)與第 二級閥桿(59)前端閥口之間形成啟閉密封結(jié)構(gòu),第二級密封墊片(54)為圓環(huán) 形內(nèi)含夾層的橡膠膜片,第二級閥桿(59)的頂端閥口為具有利于密封的噴嘴。
專利摘要本實(shí)用新型氣動空氣減壓閥,屬于氣壓控制與傳動技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種口徑較大的氣動空氣減壓閥又稱氣動減壓閥、空氣減壓閥、調(diào)壓閥,其特點(diǎn)是減壓及穩(wěn)壓結(jié)構(gòu)采用二級組合且?guī)Ы刂剐鸵缌鹘Y(jié)構(gòu),第一級為小口徑調(diào)壓結(jié)構(gòu);第二級為大口徑氣控減壓閥結(jié)構(gòu),以較小的操作力啟動第一級,靠其輸出氣壓控制第二級大口徑減壓閥,由于第二級不存在強(qiáng)硬的調(diào)壓彈簧,從根本上消除了強(qiáng)硬調(diào)壓彈簧非線性變形對減壓閥的減壓穩(wěn)壓精度的影響,解決了現(xiàn)有大口徑氣動空氣減壓閥手動直接操縱強(qiáng)硬調(diào)壓彈簧造成的操作力過大的困難及由于彈簧存在較大非線性變形使得調(diào)壓精度不高的缺陷,截止式溢流結(jié)構(gòu)采用平面密封,有助于消除卸壓滯后現(xiàn)象,本實(shí)用新型被廣泛用于以壓縮空氣為介質(zhì)的各種氣動工具、氣動儀表、氣動元件的氣源系統(tǒng)。
文檔編號F16K17/04GK201228792SQ200720073718
公開日2009年4月29日 申請日期2007年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月16日
發(fā)明者吳登奎, 蔡興良, 陸錦錦 申請人:陸丕賢;吳登奎