串联冗余式压力调节装置的制作方法

本实用新型涉及一种压力调节装置，特别是涉及一种串联冗余式压力调节装置。

背景技术：

压力调节装置是流体控制系统的关键组件，其在系统中的主要作用是对高压工作介质进行减压和稳压，为系统提供所需压力和流量的工作介质。若压力调节装置功能失效，将导致系统无法正常工作，甚至导致系统损毁的灾难性后果。随着技术的发展和应用，对压力调节装置的可靠性和安全性的要求日益提高。因此，如何提高压力调节装置的调节可靠性和密封可靠性变得极为重要。常规的单级式压力调节装置存在单点失效问题、无法满足系统高可靠性的要求；而常规的两级串联式减压阀在一级减压阀出现超压故障时，将造成一级敏感元件发生严重的塑性变形，导致减压阀输出压力急剧下降，甚至导致减压阀“锁死”、整体无压力和流量输出，实际上无法实现冗余功能，若敏感元件采用活塞式结构，虽然可以避免发生严重的塑性变形，但由于其固有的动密封形式，难以保证长期工作下的密封要求，尤其是在系统工作压力高，密封要求严，使用寿命长和使用可靠性高的场合。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种串联冗余式压力调节装置，其解决了冗余性能的实现与元件承受高压能力的矛盾，实现了压力性能和密封性能冗余功能，克服了单点失效问题，提高了系统的可靠性和安全性，提高了减压阀的稳定性和可靠性，输出压力精度更高，更稳定可靠，提高了密封可靠性，适用于长期工作的系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种串联冗余式压力调节装置，其包括一级减压阀、二级减压阀，其中：

一级减压阀包括阀体、第一阀芯、一级阀座、第一调节弹簧、第二调节弹簧、一级敏感元件、一级旋套、一级支承盘、第一过滤器、第二过滤器、第一密封件、第二密封件、进口管嘴、出口管嘴、进出口管嘴，第一密封件装于第一阀芯上，第一阀芯、一级阀座、第一调节弹簧、一级旋套、第一过滤器、第二过滤器、进口管嘴、出口管嘴、进出口管嘴都装于阀体内且都通过螺纹联接或焊接固定，第二调节弹簧装于一级旋套内，一级敏感元件、一级支承盘和、第二密封件都装于一级旋套和阀体之间，感受出口压力和密封的作用；

二级减压阀包括阀体、第二阀芯、二级阀座、第三调节弹簧、第四调节弹簧、二级敏感元件、二级旋套、二级支承盘、第三过滤器、第三密封件、第四密封件、进口管嘴、出口管嘴、进出口管嘴，第三密封件装于第二阀芯上，第二阀芯、二级阀座、第三调节弹簧、二级旋套、第三过滤器、进口管嘴、出口管嘴、进出口管嘴都装于阀体内且都通过螺纹联接或焊接固定，第四调节弹簧装于二级旋套内，二级敏感元件、二级支承盘和第四密封件都装于二级旋套和阀体之间，感受出口压力和密封的作用。

优选地，所述第一阀芯、第二阀芯、一级阀座、二级阀座构成串联双节流副和串联双密封副，实现串联冗余调节和串联冗余密封功能。

优选地，所述一级减压阀和二级减压阀采用一体化设计，共用阀体。

优选地，所述进出口管嘴作为一级减压阀的出口管嘴和二级减压阀的进口管嘴；出口管嘴作为所述压力输出接口和二级减压阀的压力输出接口。

优选地，所述进口管嘴设置有双过滤器。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型解决了冗余性能的实现与一级敏感元件承受高压能力的矛盾，实现了压力性能和密封性能冗余功能，克服了常规压力调节装置在出现超压等故障模式时导致系统无法正常工作或损毁的单点失效问题，装置在一级减压阀出现超压失效的情况下，仍可以保证满足系统使用要求的输出压力特性和流量特性，大大提高了系统的可靠性和安全性；一级减压阀的出口压力作为二级减压阀的入口压力，使得二级减压阀在整个工作过程中始终能够保持在同一工作状态下，大大提高了减压阀的稳定性和可靠性；装置的输出压力精度更高，锁闭压力特性更稳定可靠；装置的外漏密封部位均为冗余密封设计，大大提高了密封可靠性，适用于长期工作的系统。

附图说明

图1为本实用新型串联冗余式压力调节装置的主视图。

图2为本实用新型串联冗余式压力调节装置的左视图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

如图1和图2所示，本实用新型公开了一种串联冗余式压力调节装置，其包括一级减压阀100、二级减压阀101，其中：

一级减压阀100包括阀体1、第一阀芯2、一级阀座4、第一调节弹簧6、第二调节弹簧7、一级敏感元件10、一级旋套12、一级支承盘14、第一过滤器16、第二过滤器17、第一密封件19、第二密封件20、进口管嘴23、出口管嘴24、进出口管嘴25，第一密封件19装于第一阀芯2上，第一阀芯2、一级阀座4、第一调节弹簧6、一级旋套12、第一过滤器16、第二过滤器17、进口管嘴23、出口管嘴24、进出口管嘴25都装于阀体1内且都通过螺纹联接或焊接固定，第二调节弹簧7装于一级旋套12内，一级敏感元件10、一级支承盘14和、第二密封件20都装于一级旋套12和阀体1之间，感受出口压力和密封的作用；

二级减压阀101包括阀体1、第二阀芯3、二级阀座5、第三调节弹簧8、第四调节弹簧9、二级敏感元件11、二级旋套13、二级支承盘15、第三过滤器18、第三密封件21、第四密封件22、进口管嘴23、出口管嘴24、进出口管嘴25，第三密封件21装于第二阀芯3上，第二阀芯3、二级阀座5、第三调节弹簧8、二级旋套13、第三过滤器18、进口管嘴23、出口管嘴24、进出口管嘴25都装于阀体1内且都通过螺纹联接或焊接固定，第四调节弹簧9装于二级旋套13内，二级敏感元件11、二级支承盘15和第四密封件22都装于二级旋套13和阀体1之间，感受出口压力和密封的作用。

所述第一阀芯2、第二阀芯3、一级阀座4、二级阀座5构成串联双节流副，同时也构成串联双密封副，开启时双节流副实现串联冗余调节，关闭时双密封副实现串联冗余密封。

所述一级减压阀100和二级减压阀101采用一体化设计，共用阀体1。

所述一级减压阀100和二级减压阀101单独输出所需压力和进行密封，形成串联冗余减压或逐级减压分别用于控制不同压力要求的系统支路。

所述一级敏感元件10采用金属膜片，一级旋套12设计有特殊的型面，一级敏感元件10、一级旋套12和一级支承盘14构成特殊的弹性支承结构，解决了冗余性能的实现与一级敏感元件10承受高压能力的矛盾。

所述进出口管嘴25既作为一级减压阀100的出口管嘴，也作为二级减压阀101的进口管嘴；出口管嘴24既作为所述装置的压力输出接口，也作为二级减压阀101的压力输出接口。

所述进口管嘴23设置有双过滤器；所有外漏密封部位均为冗余密封设计。

如图1所示，串联冗余式压力调节装置中的一级减压阀100和二级减压阀101均为常开状态，高压工作介质通过进口管嘴23进入一级减压阀100内，一级减压阀100工作，经节流副减压，输出所需压力，该压力作为二级减压阀101的进口压力进入二级减压阀101，二级减压阀101工作，经节流副减压，最终从出口管嘴24输出所需压力，从而形成串联冗余减压或逐级减压，关闭时，一级减压阀100和二级减压阀101形成串联冗余密封。

如图1和图2所示，串联冗余式压力调节装置中的一级减压阀100和二级减压阀101单独调节为不同所需压力，进口管嘴23和进出口管嘴25分别为一级减压阀100的压力输入和输出接口，出口管嘴24为二级减压阀101的压力输出接口，而其压力输入则来源于一级减压阀100的输出压力。

本实用新型的工作过程：一级减压阀100和二级减压阀101均为常开状态，当高压工作介质通过进口管嘴23、第一过滤器16、第二过滤器17进入一级减压阀100，经第一阀芯2和一级阀座4构成的节流副进行节流减压，节流后的压力作用于一级敏感元件10上，与第一调节弹簧6、第二调节弹簧7的作用力相互作用达到平衡，从而输出所需压力，该输出压力进入二级减压阀101后，同理，经节流减压和力平衡作用后，最终输出更高精度的所需压力。这就完成了压力的调节过程；当出口流量变化或外界其他条件变化导致出口压力发生变化时，装置将进行自适应调节，始终保持出口压力的稳定。

当一级减压阀100出现超压故障时，高的压力作用于一级敏感元件10上所形成的高的作用力被一级旋套12和一级支承盘14所支承，由于一级旋套12和和一级支承盘14构成的特有的结构保证了一级敏感元件10不受损；同时，高的压力进入二级减压阀101，经第二阀芯3和二级阀座5构成的节流副进行节流减压后，仍输出所需的压力，保证系统正常工作。关键的是，由于一级敏感元件10不受损，才保证了所述装置在额定流量下仍输出所需的压力；一旦一级敏感元件10受损，将导致弹性调节系统刚度的急剧增大，所述装置在额定流量下工作时，一级减压阀的输出压力将急剧降低，从而无法保证所述装置输出所需压力，甚至是无压力和流量输出，最终导致系统无法正常工作。

如上所述，本实用新型利用串联冗余结构和合理支承结构的设计，解决了冗余性能的实现与一级敏感元件10承受高压能力的矛盾，实现了压力性能和密封性能冗余功能，克服了常规压力调节装置在出现超压等故障模式时导致系统无法正常工作或损毁的单点失效问题。本实用新型取得了性能冗余、输出压力精度高、可靠性高、适应长寿命工作的有益效果。因此，本实用新型适用于具有高压力调节精度、高可靠性、高安全性和长寿命使用要求的压力调节控制系统。

以上所述的具体实施例，对本实用新型的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。