本发明涉及阀门
技术领域：
，尤其涉及一种复式减压阀。
背景技术：
减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。目前我国市场上的减压阀执行标准主要是gb/t12244《减压阀一般要求》和gb/t12245《减压阀性能试验方法》，对于压力特性要求是在进口压力的80%-105%之间变动时，出口压力的变化范围为10%（直接作用式减压阀）或5%（先导式减压阀）。而工程项目中，实际工况是进口压力的变化范围较宽，有时候高低压比达到5倍左右。此时若通过单阀很难将出口压力稳定在设定值。现有技术中，也有使用多级阀串联的方法来解决上述问题，但实际使用效果也并不理想，不仅增加了工程造价和安装空间，而且选型匹配、调节维护都非常复杂，调节精度也不高。技术实现要素：针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种复式减压阀，整体结构紧凑，易于安装，方便调节，使阀门能在较宽的压力变化范围内实现出口端的减压稳压。为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：复式减压阀，包括阀体，其特征在于，所述阀体内设有同轴相对的两级减压单元：第一级减压单元和第二级减压单元，所述第一级减压单元和第二级减压单元内均设置有压力执行元件，所述压力执行元件一端设置压力调节装置，另一端设置阀瓣启闭装置，所述第一级减压单元和第二级减压单元通过阀体内置流道连通。进一步地，上述复式减压阀中，所述压力执行元件为活塞或隔膜。进一步地，上述复式减压阀中，当所述压力执行元件为活塞时，所述第一级减压单元内第一活塞下方设置第一压力调节装置，所述第一压力调节装置包括第一下弹簧，固定第一下弹簧的下弹簧座，以及与下弹簧座连接的第一调节杆，所述第一调节杆整体置于阀体内；所述第一活塞上方设置第一阀瓣启闭装置，所述第一阀瓣启闭装置包括第一阀座，所述第一阀座与第一阀瓣接触，所述第一阀瓣顶部连接有阀杆，所送第一阀座上方设置第一副弹簧，所述第一副弹簧置于副弹簧支承座上。进一步地，上述复式减压阀中，当所述压力执行元件为活塞时，所述第二级减压单元内第二活塞上方设置第二压力调节装置，所述第二压力调节装置包括第一上弹簧，固定第一上弹簧的上弹簧座，以及与上弹簧座连接的调节螺杆，所述调节螺杆通过第一螺母向阀体外伸出；所述第二活塞下方设置第二阀瓣启闭装置，所述第二阀瓣启闭装置的结构与所述第一阀瓣启闭装置的结构完全相同。进一步地，上述复式减压阀中，所述阀杆顶端中部设有反馈孔。进一步地，上述复式减压阀中，所述第一阀座与第一阀瓣通过密封垫密封接触。进一步地，上述复式减压阀中，所述第一阀座与第一阀瓣分别为可拆卸的单元模块。进一步地，上述复式减压阀中，所述第二调节杆外设有保护套。进一步地，上述复式减压阀中，当所述压力执行元件为隔膜时，所述第二级减压单元内第二隔膜上方设置第二压力调节装置，所述第二压力调节装置包括第二上弹簧，固定第二上弹簧的弹簧座，以及与弹簧座连接的调节螺杆，所述调节螺杆通过第三螺母向阀体外伸出；所述第二隔膜下方设置第二阀瓣启闭装置，所述第二阀瓣启闭装置包括第二阀座，所述第二阀座与第二阀瓣接触，所述第二阀瓣下方设置第二副弹簧。进一步地，上述复式减压阀中，当所述压力执行元件为隔膜时，所述第一级减压单元内第一隔膜下方设置第一压力调节装置，所述第一压力调节装置包括第二下弹簧，与所述第二下弹簧连接的调节阀杆，所述调节阀杆通过阀杆螺母、弹性圆柱销和调节圈整体置于阀体内；所述第一隔膜上方设置第一阀瓣启闭装置，所述第一阀瓣启闭装置的结构与所述第二阀瓣启闭装置的结构完全相同。进一步地，上述复式减压阀中，所述第二隔膜下表面设有隔膜下压套，上表面设有隔膜上压板，相应地，所述第一隔膜上表面设有隔膜下压套，下表面设有隔膜上压板。进一步地，上述复式减压阀中，所述隔膜下压套和隔膜上压板均为无轴孔结构设置。进一步地，上述复式减压阀中，所述第一隔膜和第二隔膜与所述阀体之间均设有隔垫。进一步地，上述复式减压阀中，所述第二阀座与阀体之间设有o型圈。进一步地，上述复式减压阀中，所述阀体与外接管路的接口部分呈多层翅片式结构。进一步地，上述复式减压阀中，所述第一级减压单元外套设有下阀盖，所述第二级减压单元外套设有上阀盖。进一步地，上述复式减压阀中，所述上阀盖通过双头螺柱和第二螺母与阀体固定连接。进一步地，上述复式减压阀中，所述双头螺柱和第二螺母之间还设有双耳止动垫圈。与现有技术相比，本发明提供的复式减压阀，阀体内设有同轴相对的两级减压单元：第一级减压单元和第二级减压单元，所述第一级减压单元和第二级减压单元内均设置有压力执行元件，所述压力执行元件一端设置压力调节装置，另一端设置阀瓣启闭装置，所述第一级减压单元和第二级减压单元通过阀体内置流道连通。本发明阀体内设置两组减压单元进行优化配对组合，使阀门能够在较宽的压力变化范围内实现出口端的减压稳压。以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。附图说明图1：本发明实施例复式活塞型减压阀结构示意图；图2：本发明实施例阀座下设支撑弹簧的结构示意图；图3：现有技术中阀杆顶端中部无反馈孔的截面示意图；图4：本发明实施例阀杆顶端中部设置反馈孔的截面示意图；图5：本发明实施例复式隔膜型减压阀结构示意图；图6：本发明实施例阀体与外接管路的接口部分结构示意图；1、下阀盖；2、下弹簧座；3、第一调节杆；4、第一下弹簧；5、阀体；6、第一活塞；7、阀杆；8、第一阀座；9、密封垫；10、第一阀瓣；11、第一副弹簧；12、副弹簧支承座；13、上阀盖；14、第一上弹簧；15、上弹簧座；16、保护套；17、第二调节杆；18、第一螺母；19、双头螺柱；20、第二螺母；21、双耳止动垫圈；22、o型圈；23、o型圈；24、o型圈；25、o型圈；26、第二活塞；27、反馈孔；28、第二隔膜；29、第二上弹簧；30、弹簧座；31、调节螺杆；32、第三螺母；33、第二阀座；34、第二阀瓣；35、第二副弹簧；36、o型圈；37、隔垫；38、隔膜下压套；39、隔膜上压板；40、第一隔膜；41、第二下弹簧；42、调节阀杆；43、阀杆螺母；44、弹性圆柱销；45、调节圈。具体实施方式为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明提供的复式减压阀，包括阀体5，所述阀体5内设有同轴相对的两级减压单元：第一级减压单元和第二级减压单元，所述第一级减压单元和第二级减压单元内均设置有压力执行元件，所述压力执行元件一端设置压力调节装置，另一端设置阀瓣启闭装置，所述第一级减压单元和第二级减压单元通过阀体内置流道连通。本发明阀体内设置两组减压单元进行优化配对组合，使阀门能够在较宽的压力变化范围内实现出口端的减压稳压。本发明实施例由于阀体内部采用复合单元结构，阀体腔需要加工内置的深孔流道，常规加工时钻削刀具容易断裂，位置精度也不能保证，所以本发明采用了专门的工装夹具来保证流道的加工深度和位置精度。优选地，本发明复式减压阀中，所述压力执行元件为活塞或隔膜。如图1所示，当压力执行元件为活塞时，本发明实施例提供的复式活塞型减压阀，所述第一级减压单元内第一活塞6下方设置第一压力调节装置，所述第一压力调节装置包括第一下弹簧4，固定第一下弹簧4的下弹簧座2，以及与下弹簧座2连接的第一调节杆3，所述第一调节杆3整体置于阀体5内；所述第一活塞6上方设置第一阀瓣启闭装置，所述第一阀瓣启闭装置包括第一阀座8，所述第一阀座8与第一阀瓣10接触，所述第一阀瓣10顶部连接有阀杆7，所送第一阀座8上方设置第一副弹簧11，所述第一副弹簧11置于副弹簧支承座12上。进一步地，上述复式活塞型减压阀中，所述第二级减压单元内第二活塞26上方设置第二压力调节装置，所述第二压力调节装置包括第一上弹簧14，固定第一上弹簧14的上弹簧座15，以及与上弹簧座15连接的第二调节杆17，所述第二调节杆17通过第一螺母18向阀体5外伸出；所述第二活塞26下方设置第二阀瓣启闭装置，所述第二阀瓣启闭装置的结构与所述第一阀瓣启闭装置的结构完全相同。优选地，本发明实施例每组单元的压力执行元件采用不锈钢活塞，因活塞具有高强度和高刚性，能承受更高的使用压力，扩大了本发明阀门的应用范围。在机械加工时，由于本发明实施例采用活塞结构，故阀体与活塞、阀杆与阀座的配合表面有较高的精度要求，本发明采用专用数控机床进行精密加工，既保证了配合面较高的光洁度，又保证了尺寸精度和同轴度要求。本发明实施中，在第一活塞6下方设置主弹簧（如第一下弹簧4），依靠主弹簧的压缩弹力与活塞腔的反馈压力进行对比，控制阀瓣的开度，从而调节出口端的压力。优选地，由于弹簧长时间处于交变应力作用下，本发明实施例减压阀要求它不仅具有较高的疲劳极限、屈服点、足够的冲击韧性、优异的淬透性、低的过热敏感性和不易脱碳等性能，还必须有良好防腐蚀及耐高温的性能。因现有技术中减压阀弹簧采用65mn和304/316不锈钢材料，只能满足部分功能，故本发明实施例弹簧采用17-7ph沉淀硬化型不锈钢材料，该材料是一种弥散硬化不锈钢，具有抗疲劳、耐高温、防腐蚀的三大特点。如图2所示，本发明实施中，在第一阀座8上方设有支撑弹簧（如第一副弹簧11），具有响应压力变化和辅助密封的功能，同时缓和了流量的冲击，使得阀瓣的开启更加平稳。实施中，本发明实施例阀体5内第一级减压单元和第二级减压单元可对应为高压调节区和低压调节区，根据工况进行不同比例的压力分配。本发明实施例高压调节区第一压力调节装置通过将第一调节杆3设计成暗杆调节，可节约安装空间；低压调节区第二压力调节装置可通过第二调节杆17上下移动进行明杆调节，便于精细调节。实施中，根据压力分配，本发明实施例高低压区可分别选择不同压力等级的主弹簧，通过压力匹对，实现高低压间的压力调节，进而决定减压阀减压稳压的功能。进一步地，上述复式活塞型减压阀中，所述阀杆7顶端中部设有反馈孔27。本发明实施例在阀杆中部轴向打孔，采用卸荷式平衡设计，有效减轻了阀座载荷，保护了阀门密封面，延长了阀座的使用寿命，同时也使得压力调节更加灵敏。如图3所示，若阀杆7顶端中部没有反馈孔27，则压力f=（p1-p2）s1。如图4所示，若阀杆7顶端中部设有反馈孔27，则压力f'=（s1-s2）p1+p2s2-p2s1=（p1-p2）s1-s2（p1-p2）=（p1-p2）（s1-s2）=f-s2（p1-p2)）＜f。优选地，当p2=0，则f'=p1（s1-s2），而f=p1s1。可以看出，设有反馈孔的减压阀轴向力大大减小，保护了阀门密封面。本发明实施例复式活塞型减压阀的工作原理如下：阀门调试前，弹簧均处于自由状态，第一阀瓣10在第一副弹簧11的作用下，关闭出口，此时高压进口流体被封闭在下腔中。旋转第一调节杆3，带动下弹簧座2上升压缩第一下弹簧4，进而推动第一活塞6动作，第一活塞6推动阀杆7上行，打开第一阀瓣10，流体进入活塞腔，通过内部流道流入上腔，实现一级减压。同时活塞腔内的高压流体通过阀杆7中部的反馈孔27，进入第一阀瓣10的底部，平衡掉一部分轴向力，使得阀瓣开度的调节更加方便。同理，进入上腔的流体，在第二调节杆17和第一上弹簧14的作用下，两级减压后，通过阀体通道流至出口。本发明实施例通过匹配不同刚度的第一上弹簧14、第一下弹簧4和第一副弹簧11，控制各级减压单元的压力配比，以及卸荷阀杆的平衡特性，进而实现本阀门压力的调节范围。进一步地，上述复式活塞型减压阀中，所述第一阀座8与第一阀瓣10通过密封垫9密封接触。由于本发明实施例的执行单元为弹性软密封结构，因此实施中应用了较多的o型密封圈以及橡胶密封垫，如图1中副弹簧支承座12与阀体之间设置的o型圈22，副弹簧支承座12与第一阀座8之间设置的o型圈23，第一阀座8与阀体之间设置o型圈24，以及第一活塞6与阀体之间设置的o型圈22等等。其中应用于动密封的活塞密封圈和主密封的橡胶垫尤为重要，这些橡胶件除了要保证必须的拉伸强度、伸长率、硬度、抗老化等性能指标外，由于核电站用阀门其介质不仅有腐蚀性，而且承受一定计量的辐照，因此，针对本发明工况，本发明实施例选用既能耐腐蚀又能耐辐照且能达到预期使用寿命的特种橡胶—三元乙丙胶epdm，且通过辐照试验、耐折试验、静态寿命试验、热态寿命试验，证明其能满足核电站的使用要求。进一步地，上述复式活塞型减压阀中，所述第一阀座8与第一阀瓣10分别为可拆卸的单元模块。实施中，本发明实施例阀座与阀瓣设计成单元模块，可以整体拆卸，互换性较强，便于产品安装和维护。而且阀座与阀瓣单元模块线下组装，也同时节约了安装的工作量，更容易直观检查密封面的密封状况、弹簧的预紧力和阀瓣运动的灵活性，保证了装配精度。进一步地，如图1所示，所述第二调节杆17外还设有保护套16。另外，对于阀体与活塞而言，由于本发明阀门工况压力等级较高，考虑到核级阀门的高安全性，本发明实施例针对此阀门选用锻件阀体和活塞。锻件具有良好的力学性能，金属坯料组织经过锻造方法热加工变形后，组织结构变得更加紧密，钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等缺陷经锻造后压实和焊合，大大提高了金属的塑性和力学性能。如图5所示，当所述压力执行元件为隔膜时，本发明实施例提供的复式隔膜型减压阀中，所述第二级减压单元内第二隔膜28上方设置第二压力调节装置，所述第二压力调节装置包括第二上弹簧29，固定第二上弹簧29的弹簧座30，以及与弹簧座30连接的调节螺杆31，所述调节螺杆31通过第三螺母32向阀体5外伸出；所述第二隔膜28下方设置第二阀瓣启闭装置，所述第二阀瓣启闭装置包括第二阀座33，所述第二阀座33与第二阀瓣34接触，所述第二阀瓣34下方设置第二副弹簧35。进一步地，上述复式隔膜型减压阀中，当所述压力执行元件为隔膜时，所述第一级减压单元内第一隔膜40下方设置第一压力调节装置，所述第一压力调节装置包括第二下弹簧41，与所述第二下弹簧41连接的调节阀杆42，所述调节阀杆42通过阀杆螺母43、弹性圆柱销44和调节圈45整体置于阀体5内；所述第一隔膜40上方设置第一阀瓣启闭装置，所述第一阀瓣启闭装置的结构与所述第二阀瓣启闭装置的结构完全相同。本发明实施例采用隔膜作为压力执行元件，因为压力较低，隔膜更能适应压力的变化，反应更加灵敏。本发明实施例分段两级减压，逐步降低压力。与活塞式减压阀相似，本发明实施例隔膜型减压阀的两级减压单元也分别采用不同的减压调节方式，上级为明杆式，下级为暗杆式，节约空间，方便调节。本发明实施例在第二阀瓣34下面设置第二副弹簧35，以支撑阀瓣，提供辅助密封，同时配合主弹簧（如第二上弹簧29）缓和了流量的冲击，阀瓣的开启更加平稳。优选地，本发明实施例阀瓣密封部分采用整体包胶结构，轻便牢固，密封效果好。进一步地，上述复式隔膜型减压阀中，所述第二隔膜28下表面设有隔膜下压套38，上表面设有隔膜上压板39，相应地，所述第一隔膜40上表面设有隔膜下压套38，下表面设有隔膜上压板39。优选地，所述隔膜下压套38和隔膜上压板39均为无轴孔结构设置。本发明实施例隔膜上下采用无轴孔结构的压力板，相比传统螺母压紧式，杜绝了轴向泄漏，大大提高安全性。同时，减轻了隔膜组件的重量，适应低压工况。进一步地，上述复式隔膜型减压阀中，所述第一隔膜40和第二隔膜28与所述阀体5之间均设有隔垫37。进一步地，上述复式隔膜型减压阀中，所述第二阀座33与阀体5之间设有o型圈36。本发明实施例复式隔膜型减压阀的工作原理如下：阀门调试前，弹簧均处于自由状态，第二阀瓣34在第二副弹簧35的作用下，关闭出口，此时高压进口流体被封闭在下腔中。旋转调节阀杆42，压缩第二下弹簧41，进而推动第一隔膜40动作，打开第二阀瓣34，流体进入隔膜腔，通过内部流道流入上腔，实现一级减压。同理，进入上腔的流体，在述调节螺杆31和第二上弹簧29的作用下，两级减压后，通过阀体通道流至出口。具体地，本发明复式隔膜型减压阀压力特性试验数据如下：进口（kpa）出口（kpa）流量（l/min）19.1313.1414.319.1113.2014.319.1313.2114.219.1413.2214.324.0014.2814.924.0014.3114.923.9914.2814.924.0014.2514.969.1114.4115.069.0014.6115.169.0614.3515.169.0914.5015.1由上可以看出，本发明实施例阀门能够在较宽的进口端压力变化范围内实现出口端压力的减压稳压，完全满足规范要求。如图6所示，本发明实施例阀体5与外接管路的接口部分设计成多层翅片式结构，以加强散热，防止接口管路焊接时，过高的热力传递到阀体内部，损伤橡胶密封件。进一步地，如图1和图5所示，所述第一级减压单元外套设有下阀盖1，所述第二级减压单元外套设有上阀盖13。如图1所示，所述上阀盖13通过双头螺柱19和第二螺母20与阀体5固定连接。优选地，如图1所示，所述双头螺柱19和第二螺母20之间还设有双耳止动垫圈21。优选地，本发明实施例阀体阀盖采用不锈钢锻件阀体阀盖，其组织结构紧密，金属力学性能优良，能够承受更高的压力，完全满足核级阀门的质量安全需求。综上，本发明复式减压阀，阀体内设置两组减压单元进行优化配对组合，使阀门能够在较宽的压力变化范围内实现出口端的减压稳压。本发明两组减压单元分为高压调节区和低压调节区，所述高压调节区设计成暗杆调节，节约安装空间，低压调节区为明杆调节，便于精细调节。实施中，根据压力分配，高低压区分别选择不同压力等级的弹簧，通过压力匹对，实现高低压间的压力调节。另外，本发明在压力执行元件上方设置主弹簧，依靠主弹簧的压缩弹力与腔内的反馈压力进行对比，控制阀瓣的开度，从而调节出口端的压力。在阀座下方设有支撑弹簧，具有响应压力变化和辅助密封的功能，同时缓和了流量的冲击，使得阀瓣的开启更加平稳。本发明阀瓣采用卸荷式平衡设计，有效减轻了阀座载荷，保护了阀门密封面，延长了阀座的使用寿命。且阀座与阀瓣设计成单元模块，可以整体拆卸，互换性较强，便于产品安装和维护。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页12