专利名称：调压装置及其调压器的制作方法
技术领域：
本发明涉及减压调压器领域，特别涉及一种平衡周期短、出口压力值稳定、关闭压力值低、安全快速稳定的调压装置及其调压器。
背景技术：
调压器的主要原理是节流，高压气体进入调压器后，压力开启阀座，流速增加，气体进入膜片腔，使腔内压强上升，从而使该压强作用在膜片上的压力提高，并克服膜片外的弹簧弹力而改变阀瓣开度，达到动态平衡，使主膜片腔内气体的压力符合设定值。调压装置是调压器的核心和关键部件，用于将从进气口进入的高压气体调整为符合工作要求的气体。传统的调压装置主要由柔性膜片、刚性膜片及调压弹簧构成，通过弹簧来平衡膜片腔内的气压进行调节压力，由于弹簧力与位移成线性关系，故调压弹簧无法快速、稳定的调节气体压力。而精度高、调压稳定是调压装置最重要的性能要求，即要求经调压装置调压后的气体的输出压力波动小，当输入压力、输出流量等因素发生变化时，其输出压力的静态偏差要足够小,动态稳定性好,响应时间短,灵敏度高,出口压力波动幅度要小。因此，本领域迫切需要研发一种高性能的调压装置。当输入压力或输出流量发生变化时，出口压力变化范围较小，响应时间较短，灵敏度高
发明内容
·本发明的目的在于提供一种调压装置及其调压器，本发明的调压器平衡周期短，出口压力稳定，关闭压力低，具有快速、安全、稳定等优点。本发明的第一方面提供了一种调压装置，包括膜片腔和磁性模块；所述膜片腔包括:柔性膜片、刚性膜片、与所述柔性膜片和刚性膜片固定连接的膜片轴、调压弹簧座、及一端套设在调压弹簧座上另一端顶住刚性膜片的调压弹簧；所述磁性模块包括:成对的磁性部件，所述磁性部件之间受磁力作用，所述磁性模块与所述调压弹簧联动布置于同一轴线上。在另一优选例中，所述磁性部件选自以下任一组合:a.永磁铁与永磁铁；b.永磁铁与铁块；c.电磁铁与电磁铁；d.电磁铁与铁块。在另一优选例中，所述磁性部件固定于调压弹簧座上，所述磁性部件固定于膜片轴上。在另一优选例中，所述固定磁性部件的膜片轴和调压弹簧座的端部设有突起，用于限制磁性部件向磁力方向移动。在另一优选例中，所述的磁性模块为多个。在另一优选例中，所述的磁性部件固定在膜片腔内部，所述磁性部件固定在膜片腔外部，所述磁性部件与调压弹簧联动。本发明的第二方面提供了一种用于天然气汽车发动机供气系统的调压器，包括上述的调压装置，还包括调压器壳体、密封盖、进气接头和出气接头。在另一优选例中，所述调压器壳体内还设有副膜片腔，所述副膜片腔包括:与所述膜片轴连接的节流阀芯、与所述调压器壳体固定的压力平衡密封支座、与所述节流阀芯连接并能沿所述压力平衡密封支座轴向运动的压力平衡滑块。在另一优选例中，所述副膜片腔与所述出气接头连接处设有文丘里管，所述文丘里管由入口收缩部分、圆筒形喉部和圆锥形扩散段组成。本发明的第三方面提供了一种用于液化石油气的调压器，包括上述的调压装置，还包括:具有呼吸孔的阀盖、阀体、出气接头、连接装置和开关装置；所述调压装置的柔性膜片置于所述阀盖与阀体的连接处；所述调压装置的膜片轴与杠杆的一端连接，所述杠杆通过销子与所述阀盖固定；所述杠杆 的另一端用于密封进气口。应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在
此不再一一累述。
图1示出了本发明第一实施方式的调压装置的结构示意图；图2示出了本发明第二实施方式的调压装置的结构示意图；图3示出了本发明第三实施方式的用于天然气汽车发动机供气系统的调压器的结构示意图；图4示出了本发明第四实施方式的用于天然气汽车发动机供气系统的调压器的结构示意图；图5示出了本发明第五实施方式的用于液化石油气的调压器的结构示意图。
具体实施例方式在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。参见图1，示出了本发明的第一实施方式的调压装置的结构示意图。该调压装置包括:膜片腔和磁性模块。膜片腔包括:柔性膜片11、刚性膜片12、与柔性膜片11和刚性膜片12固定连接的膜片轴13、调压弹簧座14、及一端套设在调压弹簧座14上另一端顶住刚性膜片12的调压弹簧15。磁性模块包括:成对的磁性部件21，22，磁性部件21，22之间受磁力作用，所述磁性模块与调压弹簧15联动布置于同一轴线上。磁性模块与调压弹簧15联动的布置在同一轴线上，柔性膜片11因受到气体的压力而产生形变的时，调压弹簧15发生位移变化，故调压弹簧的弹力也产生变化，由于磁性模块与调压弹簧15之间联动作用，磁性部件21，22之间的位置也发生变化，磁力产生变化，在此过程中，由于磁力根据位移产生非线性的力的变化，因此磁性部件21，22因吸引而产生的磁力平衡了调压弹簧15的弹力变化。从而改变了调压弹簧15的位移曲线，保证了膜片腔的压力不随调压弹簧的弹力的改变而变化，从而维持了出口压力的稳定，大大缩短了调压装置的平衡周期，更适合对膜片腔内压力平衡调节的需要。
磁性部件(21，22)可以选自以下任一组合:a.永磁铁与永磁铁；b.永磁铁与铁块；c.电磁铁与电磁铁；d.电磁铁与铁块。此外，可以理解，只要是两者之间具有磁力作用的部件，均可应用于本发明的磁性模块中，落入本发明的保护范围。
本实施方式中，磁性部件21固定于调压弹簧座14上，所述磁性部件22固定于膜片轴13上。此外，可以理解，在本发明的某些其他实施方式中，也可将磁性部件22固定于膜片轴13的联动轴上，将磁性部件23固定在调压器壳体上。只要将磁性部件21，22与调压弹簧15联动布置在同一轴线上即可。
所述固定磁性部件21，22的膜片轴13和调压弹簧座14的端部设有突起，用于限制磁性部件21，22向磁力方向移动。突起为固定磁性部件21，22的一种方式，在本发明的某些其他实施方式中，还可以用螺纹、焊接等其他方式固定磁性部件21，22。
参见图2，示出了本发明第二实施方式的调压装置的结构示意图。该实施方式与第一实施方式的区别在于:磁性模块为多个，本实施方式中，磁性模块为二个，及磁性部件为四个21，22，23，24。磁性部件21，22固定在膜片腔的内部，磁性部件23，24固定在膜片腔外部，并且磁性部件21，22，23，24与调压弹簧15联动。此外，可以理解，磁性部件21，22，23，24可以均布置在膜片腔的内部或者均布置在膜片腔的外部。
参见图3，示出了本发明第三实施方式的调压器的结构示意图。该种调压器适用于天然气汽车发动机供气系统，该调压器包括:上述的调压装置，还包括调压器壳体31、密封盖32、进气接头33和出气接头34。进气接头33和出气接头34设置在调压器壳体31上，密封盖32与调压器壳体31连接。此处的膜片轴13为该调压器的阀芯。柔性膜片11固定在调压器壳体31与密封盖32的连接处。
调压器壳体31内还设有副膜片腔，副膜片腔包括:与所述膜片轴13连接的节流阀芯41、与所述调压器壳体31固 定的压力平衡密封支座42、与所述节流阀芯41连接并能沿所述压力平衡密封支座42轴向运动的压力平衡滑块43。此外，可以理解，磁性部件也可以设置在副膜片腔的内侧，也可以达到缩短平衡状态转换周期的作用。副膜片腔与磁性模块的作用一致，通过副膜片腔的压强产生的作用在压力平衡滑块43上的压力平衡调压弹簧15的弹力，进一步地缩小了调压器膜片腔的压力的变化范围，从而维持调压器出口压力稳定，进一步地缩短了平衡状态的转换周期。当然，在本发明的某些其他实施方式中，也可以不具备该副膜片腔。
副膜片腔与所述出气接头34连接处设有文丘里管44，文丘里管44由入口收缩部分、圆筒形喉部和圆锥形扩散段组成。当发动机全负荷或大流量时，出口压力减小，调压弹簧15压缩位移减小，副膜片腔因文丘里管44的文丘里效应，使得副膜片腔内的压力减小，副膜片腔的压力平衡滑块43所受的压力平衡了调压弹簧弹力的损失，使得主膜片腔压强变化不大；同理，当发动机负荷减小或停机时，流量减小或为零，此时文丘里效应减小或消失，副膜片腔的压强增大，压力平衡滑块43所受的压力也增大，帮助阀门迅速关闭。此外，可以理解，在本发明的某些其他实施方式中，也可以不具有该文丘里管。
调压器壳体31外侧还可设有安全装置，安全装置主要用于保护调压器。当调压器出现堵塞和不正常工作，主膜片腔，及出气口压力达到限定值时，安全阀将开启，将气体排出，保护调压器。在主、副膜片腔外侧调压器壳体处还可设置加温装置，由于气体在减压后膨胀，大量吸热，使气体温度迅速降低甚至冰堵。加温装置可以保持减压后气体温度恒定。此外，可以理解，加温装置并不是调压器的必要装置，在发明的某些其他实施方式中，也可以不具备该加温装置。参见图4，示出了本发明第四实施方式的调压器的结构示意图。该实施方式与第三实施方式的主要区别在于，在调压器的副膜片腔内也设置了磁性模块，此处的磁性部件23即是压力平衡滑块43。通过两对磁性模块与调压弹簧15的作用，进一步加强了调压装置的调压性能，使调压器能够调压的范围变大，使其适用在高压的天然气发动机的调压领域。此外可以理解，只要磁力与调压弹簧具备平衡作用，即可实现使用要求。而且磁性部件并不限于上述的两件或四件，调压器可以安装多个调压部件。参见图5，示出了本发明第五实施方式的调压器的结构示意图。该种调压器主要用于液化石油气，该调压器包括:上述的调压装置，还包括:具有呼吸孔的阀盖51、阀体52、出气接头(未图示)、连接装置4和开关装置5 ;所述调压装置的柔性膜片11置于所述阀盖51与阀体52的连接处；所述调压装置的膜片轴13与杠杆56的一端连接，所述杠杆56通过销子57与所述阀盖5 I固定；所述杠杆56的另一端用于密封进气口 58。杠杆56能 够沿销子57转动。密封垫片58设在杠杆56的一端，用于密封进气口59 ;膜片轴13置于杠杆56的另一端；本实施方式中，柔性膜片11的边缘位于置于阀盖51与阀体52的连接处。柔性膜片11、刚性膜片12与膜片轴13通过螺母60压紧密封固定。在阀盖51上固定调压弹簧座14。连接装置4包括:设置在阀体52上的弹片401和销子402，挂钩403套在销子402上，一端紧贴弹片401，用于卡接钢瓶管道。切断阀芯404可以上下移动，用于开关瓶装液化石油气。阀套405设在阀体52上；复位弹簧406设置在切断阀芯404和阀套405之间，用于复位切断阀芯404 ;密封圈407、408设于切断阀芯404和阀套405上，起到密封作用，设置在切断阀芯上的密封圈407在液化石油气开始时，能密封调压器和钢瓶管道，在液化石油气关闭时，能够密封调压器内的气体，起到双重密封作用。连接手柄409用于控制液化石油气调压器与钢瓶管道的开合。连接手柄409具有与开关手柄501相配合的安全自锁口410，保障调压器在燃气液化气开启状态下无法与钢瓶管道分离，保证用户的使用安全。此夕卜，可以理解，连接手柄409也可以不具有该安全自锁口 410。在本发明的某些其他实施方式中，可以采用其他连接装置，例如将弹片401替换为弹簧，在钢瓶管道连接处设置一偏心圆环，通过弹簧和偏心圆环的配合来卡接钢瓶管道。开关装置5包括:开关手柄501，开关手柄501与阀体52通过密封圈502密封连接。垫片503用于固定开关手柄501，防止开关手柄501从阀体52脱落；凸轮504设于所述阀体52和所述切断阀芯404之间，用于顶开切断阀芯404，使得调压器与钢瓶内气体联通。在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
权利要求
1.一种调压装置，其特征在于，包括膜片腔和磁性模块； 所述膜片腔包括:柔性膜片(11)、刚性膜片(12)、与所述柔性膜片(11)和刚性膜片(12)固定连接的膜片轴(13)、调压弹簧座(14)、及一端套设在调压弹簧座(14)上另一端顶住刚性膜片(12)的调压弹簧(15)； 所述磁性模块包括:成对的磁性部件(21，22)，所述磁性部件(21，22)之间受磁力作用，所述磁性模块与所述调压弹簧(15)联动布置于同一轴线上。
2.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于，所述磁性部件(21，22)选自以下任一组合: a.永磁铁与永磁铁； b.永磁铁与铁块； c.电磁铁与电磁铁； d.电磁铁与铁块。
3.根据权利要求1所述的调压装置，其特征在于，所述磁性部件(21)固定于调压弹簧座(14)上，所述磁性部件(22)固定于膜片轴(13)上。
4.根据权利要求3所述的调压装置，其特征在于，所述固定磁性部件(21，22)的膜片轴(13)和调压弹簧座(14)的端部设有突起，用于限制磁性部件向磁力方向移动。
5.根据权利要求1所述的 调压装置，其特征在于，所述的磁性模块为多个。
6.根据权利要求4所述的调压装置，其特征在于，所述的磁性部件(21，22)固定在膜片腔内部，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)与调压弹簧(15)联动。
7.一种用于天然气汽车发动机供气系统的调压器，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的调压装置，还包括调压器壳体(31)、密封盖(32)、进气接头(33)和出气接头(34)。
8.根据权利要求7所述的调压器，其特征在于，所述调压器壳体(31)内还设有副膜片腔，所述副膜片腔包括:与所述膜片轴(13)连接的节流阀芯(41)、与所述调压器壳体(31)固定的压力平衡密封支座(42)、与所述节流阀芯(41)连接并能沿所述压力平衡密封支座(42)轴向运动的压力平衡滑块(43)。
9.根据权利要求7所述的调压器，其特征在于，所述副膜片腔与所述出气接头(34)连接处设有文丘里管(44)，所述文丘里管(44)由入口收缩部分、圆筒形喉部和圆锥形扩散段组成。
10.一种用于液化石油气的调压器，其特征在于，包括权利要求1至3任一项所述的调压装置，还包括:具有呼吸孔的阀盖(51)、阀体(52)、出气接头(53)、连接装置(54)和开关装置(55);所述调压装置的柔性膜片(11)置于所述阀盖(51)与阀体(52)的连接处；所述调压装置的膜片轴(13)与杠杆(56)的一端连接，所述杠杆(56)通过销子(57)与所述阀盖(51)固定；所述杠杆(56)的另一端用于密封进气口(58)。
全文摘要
本发明公开了一种调压装置及其调压器。本发明中，包括膜片腔和磁性模块，所述膜片腔包括柔性膜片(11)、刚性膜片(12)、与所述柔性膜片(11)和刚性膜片(12)固定连接的膜片轴(13)、调压弹簧座(14)、及一端套设在调压弹簧座(14)上另一端顶住刚性膜片(12)的调压弹簧(15)；所述磁性模块包括成对的磁性部件(21，22)，所述磁性部件(21，22)之间受磁力作用，并与所述调压弹簧(15)联动布置于同一轴线(18)上。本发明的调压装置及其调压器具有平衡周期短、出口压力值稳定、关闭压力值低、安全快速稳定的优点。
文档编号F16K17/30GK103244727SQ20121003307
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月14日 优先权日2012年2月14日
发明者曹广滨, 陈义, 徐红林 申请人:罗达莱克斯阀门(上海)有限公司