一种驱动调压器的制作方法

文档序号:12549932阅读:142来源:国知局

本发明涉及供气控制领域,特别是涉及一种驱动调压器。



背景技术:

目前,现有的燃气调压器在燃气系统停止供气时需要及时关闭,并达到有效的密封性能,从而确保不会有燃气溢出,保证整个燃气系统的安全性和节气性。而现有技术中的燃气调压器主要依靠关闭弹簧对压塞阀口的调节件施加作用力,将调节件压塞在阀口上而起到关闭调压器的作用。当调压器需要满足更高的上游气压或更大的气流量时,关闭弹簧所需施加的作用力则更大,进一步地,所述关闭弹簧所需的刚度也就是硬度也将更大。针对更硬的关闭弹簧,驱动器需要更大的驱动力才能控制关闭弹簧的收缩或拉伸,从而控制关闭弹簧将所述调节件从阀口上移开,进而使调压器开启。而现有技术中的调压器仅仅只能依靠增大驱动器中的弹性膜片的面积而增大驱动器的驱动力,驱动器内腔中的力平衡基数势必也会逐步抬高,从而调压器也会失去应有的灵敏度,从而无法达到平衡工作的良好状态,严重影响调压器的精度。

可见,现有技术中的燃气调压器当应用在上游气压较大或气流量较大的环境下时,存在着只能通过增大驱动器中的弹性膜片的面积而增大驱动力,由此造成调压器的灵敏度和精度降低的技术问题。



技术实现要素:

本申请提供一种驱动调压器,用以解决现有技术中的燃气调压器当应用在上游气压较大或气流量较大的环境下时,存在着只能通过增大驱动器中的弹性膜片的面积而增大驱动力,由此造成调压器的灵敏度和精度降低的技术问题。

本申请一方面提供了一种驱动调压器,包括:

第一指挥器;

第二指挥器,包括第一隔离膜、和第一施压装置、以及外壳,所述第一隔离膜的第一表面与所述外壳围成第一腔体,所述第一隔离膜的第二表面与所述外壳围成第二腔体,所述第一表面与所述第二表面相对,所述第一施压装置设置在所述第一腔体内;

气压输入端,用以输入第一气压;

阀座,设置在所述第一气压的通路上,包括阀口;

气压输出端,经所述阀口与所述气压输入端连通;

驱动器,包括第二隔离膜、弹性装置和驱动壳体,所述驱动壳体与所述第二隔离膜的第三表面围成第三腔体,所述驱动壳体与所述第二隔离膜的第四表面围成与所述第三腔体不同的第四腔体,所述第三表面与所述第四表面相对,所述弹性装置设置在所述第四腔体内;

调节件,设置在所述驱动器之外且与所述弹性装置连接,在所述调节件与所述阀口接触时,所述调压器处于所述气压输入端与所述气压输出端之间的通路断开的关闭状态,在所述调节件脱离所述阀口,且所述调节件相对于所述阀口所在面的距离为第一距离时,所述调压器处于输出气压的值为与所述第一距离对应的第二气压的调压工作状态,所述输出气压为由所述气压输出端输出的气压;

第一过程管,与所述第一指挥器和所述第四腔体连接,用以将所述第一指挥器施加的第一驱动气压导入所述第四腔体;

信号管,与所述第三腔体和所述气压输出端连接;

第二过程管,与所述第一指挥器和所述第一腔体连接,用以将所述第一驱动气压导入所述第一腔体;

第三过程管,与所述第二腔体和所述第四腔体连接,用以将所述第二腔体中的气压导入所述第四腔体。

可选地,所述第一施压装置为气压输送装置。

可选地,所述驱动调压器还包括:

气压加载器,与所述第一腔体连接;

处理器,用以确定所述第一驱动气压的气压值,并控制所述第一指挥器施加所述第一驱动气压,基于所述第一驱动气压确定出第二驱动气压,并控制所述气压加载器向所述第一腔体输送所述第二驱动气压,以使所述第三腔体内的气压和所述第四腔体内的气压平衡。

可选地,所述处理器,用以基于计算式确定所述第二驱动气压,其中,P3为所述第一驱动气压,P2为所述第三腔体内的气压,N为所述第二驱动气压,A1为所述第二隔离膜的预设面积,A2为小于所述预设面积的膜片面积。

可选地,所述驱动调压器还包括:

第三指挥器,包括第三隔离膜、和第二施压装置、以及外壁,所述第三隔离膜的第五表面与所述外壁围成第五腔体,所述第三隔离膜的第五表面与所述外壁围成第六腔体,所述第五表面与所述第六表面相对,所述第二施压装置设置在所述第五腔体内;

第四过程管,与所述第四腔体和所述第六腔体连接;

第五过程管,与所述第六腔体和所述气压输出端连接。

可选地,所述第三指挥器包括:

隔离板,用以将所述第六腔体分隔为第七腔体和第八腔体,其中,所述第三隔离膜与所述隔离板围成所述第七腔体,所述隔离板与所述外壁围成所述第八腔体;

所述第四过程管与所述第三过程管和所述第八腔体连接;

所述第五过程管包括:

第一支管,与所述第七腔体和所述气压输出端连接;

第二支管,与所述第八腔体和所述气压输出端连接;

气阀,设置在所述第二支管内。

可选地,所述驱动调压器还包括:

传感器,用以获取所述第一气压的气压值,并将所述第一气压的气压值发送给所述处理器;

所述处理器,用以在所述第一气压的气压值小于等于预设气压值时,控制所述气阀开启,以使所述第四腔体内的气压通过所述第二支管导出至所述气压输出端。

可选地,所述处理器,用以在所述第一气压的气压值大于所述预设气压值时,控制所述气阀关闭。

可选地,所述阀口上还设置有阀口垫。

本申请实施例中的驱动调压器通过设置可向所述驱动器输入第二驱动气压的第二指挥器,从而可以实现在所述第一气压具有较高气压值或所述第一气压的流量较大时,不需要增大驱动器内的第二隔离膜的面积而平衡所述第三腔体内的气压和所述驱动器内的弹性装置的加载力,具有在扩大驱动调压器的适用范围的同时而保证驱动调压器的灵敏度和控制精度的技术效果。

本申请实施例中的技术方案还具有如下技术效果:

进一步地,本申请实施例中的技术方案还可以通过处理器基于计算式而计算确定出所述第二驱动气压的压强值或压力值,从而起到提高驱动调压器的自动化控制水平和控制精度的技术效果。

进一步地,在本申请实施例的驱动调压器中可以通过设置所述第三指挥器,连接所述第四腔体和所述第六腔体的第四过程管,以及连接所述第六腔体和所述气压输出端的第五过程管,当检测到所述第一气压小于等于预设压力或压强时则可以表征所述驱动调压器达到了关闭要求,此时可以将所述第二驱动气压以及所述第一驱动气压快速泄放到所述气压输出端,从而打破力平衡,令所述弹性装置可以快速伸展(或收缩)而关闭阀口,达到及时和良好的密封性能。可见,本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高驱动调压器的密封性能和节气性能的技术效果。

进一步地,本申请实施例中的技术方案还可以在所述驱动调压器达到了关闭要求后,通过打开所述第三指挥器的气阀阀口,将所述第二驱动气压以及所述第一驱动气压快速泄放到所述气压输出端,而当所述驱动调压器并未达到关闭要求时,可以通过关闭所述第三指挥器的气阀阀口,从而使得所述第四腔体内保持存在所述第一驱动气压和所述第二驱动气压。因此,本申请实施例中的技术方案还具有提高驱动调压器的适用性和可控性的技术效果。

进一步地,本申请实施例的驱动调压器可以采用自动控制操作所述第三指挥器的气阀而保证及时处理驱动器中的增益气压。因此,本申请实施例中的技术方案还具有提高驱动调压器智能化控制水平的技术效果。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种驱动调压器的结构图。

具体实施方式

本申请提供一种驱动调压器,用以解决现有技术中的燃气调压器当应用在上游气压较大或气流量较大的环境下时,存在着只能通过增大驱动器中的弹性膜片的面积而增大驱动力,由此造成调压器的灵敏度和精度降低的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:

本申请实施例中的驱动调压器通过设置可向所述驱动器输入第二驱动气压的第二指挥器,从而可以实现在所述第一气压具有较高气压值或所述第一气压的流量较大时,不需要增大驱动器内的第二隔离膜的面积而平衡所述第三腔体内的气压和所述驱动器内的弹性装置的加载力,具有在扩大驱动调压器的适用范围的同时而保证驱动调压器的灵敏度和控制精度的技术效果。

下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明,应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明,而不是对本申请技术方案的限定,在不冲突的情况下,本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

实施例一

请参考图1,本申请实施例一提供本申请提供一种驱动调压器,包括:

第一指挥器101;

第二指挥器102,包括第一隔离膜、和第一施压装置、以及外壳,所述第一隔离膜的第一表面与所述外壳围成第一腔体1021,所述第一隔离膜的第二表面与所述外壳围成第二腔体1022,所述第一表面与所述第二表面相对,所述第一施压装置设置在所述第一腔体1021内;

气压输入端103,用以输入第一气压;阀座,设置在所述第一气压的通路上,包括阀口;气压输出端104,经所述阀口与所述气压输入端103连通;驱动器105,包括第二隔离膜1051、弹性装置1052和驱动壳体,所述驱动壳体与所述第二隔离膜1051的第三表面围成第三腔体1053,所述驱动壳体与所述第二隔离膜1051的第四表面围成与所述第三腔体1053不同的第四腔体1054,所述第三表面与所述第四表面相对,所述弹性装置1052设置在所述第四腔体1054内;调节件106,设置在所述驱动器105之外且与所述弹性装置1052连接,在所述调节件106与所述阀口接触时,所述调压器处于所述气压输入端103与所述气压输出端104之间的通路断开的关闭状态,在所述调节件106脱离所述阀口,且所述调节件106相对于所述阀口所在面的距离为第一距离时,所述调压器处于输出气压的值为与所述第一距离对应的第二气压的调压工作状态,所述输出气压为由所述气压输出端104输出的气压;第一过程管107,与所述第一指挥器101和所述第四腔体1054连接,用以将所述第一指挥器101施加的第一驱动气压导入所述第四腔体1054;信号管108,与所述第三腔体1053和所述气压输出端104连接;第二过程管109,与所述第一指挥器101和所述第一腔体1021连接,用以将所述第一驱动气压导入所述第一腔体1021;第三过程管110,与所述第二腔体1022和所述第四腔体1054连接,用以将所述第二腔体1022中的气压导入所述第四腔体1054。

在实际操作时,所述第一施压装置可以为多种形式的装置,例如可以为具有弹性的弹力装置,如弹簧、具有一定柔韧性的橡胶件和金属件等等。而在本申请实施例中,所述第一施压装置可以为气压输送装置。通过控制所述气压输送装置输出的气压值,从而可以控制所述第一施压装置输入到所述第四腔体1054的第二驱动气压。当第四腔体1054中同时存在所述第二驱动气压以及由所述第一指挥器101施加的第一驱动气压时,所述第二驱动气压与所述第一驱动气压叠加一起对所述第二隔离膜1051向上做功,以平衡所述第三腔体1053内的气压和所述驱动器105内的弹性装置1052的加载力,从而在减小所述第二隔离膜1051的面积的情况下仍能够在所述第一气压具有较高气压值或所述第一气压的流量较大时获得良好的平衡,由于在此过程中并不需要增大所述第二隔离膜1051的面积,因此很好的解决了在上游气压较大或气流量较大的环境下时,由于增大调压器内的驱动器105的隔离膜面积而造成调压器的灵敏度和精度降低的技术问题。

由此可见,本申请实施例中的驱动调压器通过设置可向所述驱动器105输入第二驱动气压的第二指挥器102,从而可以实现在所述第一气压具有较高气压值或所述第一气压的流量较大时,不需要增大驱动器105内的第二隔离膜1051的面积而平衡所述第三腔体1053内的气压和所述驱动器105内的弹性装置1052的加载力,具有在扩大驱动调压器的适用范围的同时而保证驱动调压器的灵敏度和控制精度的技术效果。

需要指出的是,所述第三腔体1053可以通过第四过程管114与所述气压输出端104连接,从而使得所述第三腔体1053内的压力与通过所述调压器输出到下游供气设备的气压值相同。当然,也可以在所述第三腔体1053中预先输入一具有预设气压值的预设气压。在实际操作过程中用户可以根据需要而自行设置,在此就不一一赘述。

基于本申请实施例中的技术方案,用户可以采用手动操作输入到所述第四腔体1054内的第一驱动气压和第二驱动气压的气压值,也可以通过智能控制的方式通过处理器112控制输入到所述第四腔体1054内的第一驱动气压和第二驱动气压的气压值。由此进一步地,本申请申请实施例中的驱动调压器还包括:与所述第一腔体1021连接的气压加载器111和处理器112,所述处理器112用以确定所述第一驱动气压的气压值,并控制所述第一指挥器101施加所述第一驱动气压,基于所述第一驱动气压确定出第二驱动气压,并控制所述气压加载器111向所述第一腔体1021输送所述第二驱动气压,以使所述第三腔体1053内的气压和所述第四腔体1054内的气压平衡。在实际操作过程中,可以根据所述调压器实际所应用的供气系统状态而调整输出相适应的第一驱动气压和/或第二驱动气压。例如,当供气系统的输气量或输气压较低,也就是所述第一气压的气压值较低时,可以通过处理器自动调低所述第一驱动气压和所述第二驱动气压;对应地,当供气系统的输气量或输气压较高,也就是所述第一气压的气压值较高时,则可以通过处理器自动调高所述第一驱动气压和所述第二驱动气压,以使所述调压器在任何应用环境下都可以通过自动化控制保持内部实现平衡状态。由于本申请实施例中的调压器可以根据驱动器的实际应用范围自适应调整输出相应的驱动气压,因此可以在现有调压器的基础上大幅减小空间尺寸,降低制造难度和加工应用成本。因此,本申请实施例汇总的调压器还具有提高驱动调压器智能化水平和降低驱动调压器生产应用成本的技术效果。

进一步地,由于在实际操作时,驱动调压器不论是关闭或是工作,大部分时间都需要保持稳定状态,因此需要使所述弹性装置1052保持相对静止的稳定状态,在此前提下则需要所述第二隔离膜1051两侧的受力值基本一致,由此可以构成式1如下:P3×A=P2×A+KL,P2可以为所述第三腔体1053内的气压压强,P3可以为所述第四腔体1054内的气压压强,A为所述第二隔离膜1051的面积,KL可以为所述弹性装置1052的加载力。而当所述第二隔离膜1051的面积A2相对于现有技术中的驱动器105中的隔离膜面积A1减小,即A2<A1时,基于式1可进行公式推导获得:KL=P3×A1-P2×A1;进一步获得:KL=(P3-P2)×A1;由于A2<A1,因此在减小所述第二隔离膜1051的面积后,P3和P2在A2面积下所获得的力小于弹性装置1052的加载力KL,故需要增加一个压差值方能使等式成立,从而获得式2:KL=(P3+N-P2)×A2;将式2代入式1,可获得:(P3+N-P2)×A2=(P3-P2)×A1,进一步推导获得式3:N则可以为本申请实施例中的所述第一驱动气压的压强值。由此可见,本申请实施例中的所述处理器112,可用以基于计算式确定所述第二驱动气压N,当然,N具体可以为压强值或压力值等等,其中,P3为所述第一驱动气压,P2为所述第三腔体1053内的气压,N为所述第二驱动气压,A1为所述第二隔离膜1051的预设面积,A2为小于所述预设面积的膜片面积。在实际操作过程中,可以通过传感器获取所述第一气压的气压压力值、压强值等等,还可以通过传感器对所述第一驱动气压、所述第二驱动气压、所述第三腔体1053内的气压的相关参数进行采集,并传输到所述处理器112,所述处理器112可基于式3在输入了所述弹性设备的相关参数后,再根据实时采集的各项相关参数值自动计算获得所述第二驱动气压,同时对所述第二驱动气压值进行实时数据采集和监控,在式3中的任何变量发生变化时,所述处理器112可以及时改变所述气压加载器111输出的增益气压值,从而实现所述驱动调压器内动态平衡的自动控制。可见,本申请实施例中的技术方案还可以通过处理器112基于计算式而计算确定出所述第二驱动气压的压强值或压力值,从而起到提高驱动调压器的自动化控制水平和控制精度的技术效果。

再进一步地,本申请实施例中的所述驱动调压器还包括:

第三指挥器113,包括第三隔离膜、和第二施压装置、以及外壁,所述第三隔离膜的第五表面与所述外壁围成第五腔体,所述第三隔离膜的第五表面与所述外壁围成第六腔体,所述第五表面与所述第六表面相对,所述第二施压装置设置在所述第五腔体内;第四过程管114,与所述第四腔体1054和所述第六腔体连接;第五过程管115,与所述第六腔体和所述气压输出端104连接。

由于驱动调压器在开启和开启后的工作中,所述第四腔体1054中的产生了气压增益值,也就是所述第二驱动气压,因此在驱动调压器因停止供气或其它原因需要关闭阀口时,需要及时将所述第二驱动气压以及所述第一驱动气压泄放到气压更低的端口,在本申请实施例中可以输出到所述气压输出端104。因此,在本申请实施例的驱动调压器中可以通过设置所述第三指挥器113,连接所述第四腔体1054和所述第六腔体的第四过程管114,以及连接所述第六腔体和所述气压输出端104的第五过程管115,当检测到所述第一气压小于等于预设压力或压强时则可以表征所述驱动调压器达到了关闭要求,此时可以将所述第二驱动气压以及所述第一驱动气压快速泄放到所述气压输出端104,从而打破力平衡,令所述弹性装置1052可以快速伸展(或收缩)而关闭阀口,达到及时和良好的密封性能。可见,本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高驱动调压器的密封性能和节气性能的技术效果。

具体地,本申请实施例中的所述第三指挥器113包括:隔离板,用以将所述第六腔体分隔为第七腔体和第八腔体,其中,所述第三隔离膜与所述隔离板围成所述第七腔体,所述隔离板与所述外壁围成所述第八腔体;所述第四过程管114与所述第三过程管110和所述第八腔体连接;

所述第五过程管115包括:第一支管,与所述第七腔体和所述气压输出端104连接;第二支管,与所述第八腔体和所述气压输出端104连接;气阀,设置在所述第二支管内。

也就是说,在本申请实施例的技术方案中,可以在所述驱动调压器达到了关闭要求后,通过打开所述第三指挥器113的气阀阀口,将所述第二驱动气压以及所述第一驱动气压快速泄放到所述气压输出端104,而当所述驱动调压器并未达到关闭要求时,可以通过关闭所述第三指挥器113的气阀阀口,从而使得所述第四腔体1054内保持存在所述第一驱动气压和所述第二驱动气压。因此,本申请实施例中的技术方案还具有提高驱动调压器的适用性和可控性的技术效果。

再进一步地,所述驱动调压器还包括:

传感器,用以获取所述第一气压的气压值,并将所述第一气压的气压值发送给所述处理器112;所述处理器112,用以在所述第一气压的气压值小于等于预设气压值时,控制所述气阀开启,以使所述第四腔体1054内的气压通过所述第二支管导出至所述气压输出端104。另一方面,所述处理器112还可以在所述第一气压的气压值大于所述预设气压值时,控制所述气阀关闭。

也就是说,本申请实施例的驱动调压器可以采用自动控制操作所述第三指挥器113的气阀而保证及时处理驱动器105中的增益气压。因此,本申请实施例中的技术方案还具有提高驱动调压器智能化控制水平的技术效果。

本申请实施例中的驱动调压器中的所述阀口上还设置有阀口垫,从而起到保证驱动调压器密封性的效果。

由此可见,本申请实施例中的驱动调压器通过设置可向所述驱动器输入第二驱动气压的第二指挥器,从而可以实现在所述第一气压具有较高气压值或所述第一气压的流量较大时,不需要增大驱动器内的第二隔离膜的面积而平衡所述第三腔体内的气压和所述驱动器内的弹性装置的加载力,具有在扩大驱动调压器的适用范围的同时而保证驱动调压器的灵敏度和控制精度的技术效果。

本申请实施例中的技术方案还具有如下技术效果:

进一步地,本申请实施例中的技术方案还可以通过处理器基于计算式而计算确定出所述第二驱动气压的压强值或压力值,从而起到提高驱动调压器的自动化控制水平和控制精度的技术效果。

进一步地,在本申请实施例的驱动调压器中可以通过设置所述第三指挥器,连接所述第四腔体和所述第六腔体的第四过程管,以及连接所述第六腔体和所述气压输出端的第五过程管,当检测到所述第一气压小于等于预设压力或压强时则可以表征所述驱动调压器达到了关闭要求,此时可以将所述第二驱动气压以及所述第一驱动气压快速泄放到所述气压输出端,从而打破力平衡,令所述弹性装置可以快速伸展(或收缩)而关闭阀口,达到及时和良好的密封性能。可见,本申请实施例中的技术方案还具有进一步提高驱动调压器的密封性能和节气性能的技术效果。

进一步地,本申请实施例中的技术方案还可以在所述驱动调压器达到了关闭要求后,通过打开所述第三指挥器的气阀阀口,将所述第二驱动气压以及所述第一驱动气压快速泄放到所述气压输出端,而当所述驱动调压器并未达到关闭要求时,可以通过关闭所述第三指挥器的气阀阀口,从而使得所述第四腔体内保持存在所述第一驱动气压和所述第二驱动气压。因此,本申请实施例中的技术方案还具有提高驱动调压器的适用性和可控性的技术效果。

进一步地,本申请实施例的驱动调压器可以采用自动控制操作所述第三指挥器的气阀而保证及时处理驱动器中的增益气压。因此,本申请实施例中的技术方案还具有提高驱动调压器智能化控制水平的技术效果。

尽管已描述了本申请的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。进一步地,本申请技术方案中的各个方法步骤可以颠倒,变换先后顺序而依然落入本申请所涵盖的发明范围中。这样,倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内,则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

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