降压补偿直动作用的压力调节阀制造技术

自控降压补偿调节阀包括弹簧壳体和下部壳体及夹在当中的膜片。下部壳体有轴向对正的进口和出口。整体的凸轮推杆和卸荷支座被安装用来与膜片一起移动，并包括用来与可移动的膜片保持架直接配合的第一凸轮表面。该膜片保持架在支承阀座的节流管内沿直线移动。凸轮表面响应于膜片的运动，按非线性比例来移动膜片保持架。节流管具有一个向膜片提供加速作用的延伸端。膜片的上方装有压力卸荷机构。偏置弹簧用以保持第一凸轮表面与膜片保持架相配合。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

Pressure regulating valve with direct action of pressure drop compensation

The utility model relates to an automatic pressure reducing compensation regulating valve, comprising a spring shell and a lower shell and a diaphragm clamped in the casing. The lower housing has an axially aligned inlet and outlet. The integral cam push rod and the relief support are mounted to move together with the diaphragm and include a first cam surface for directly cooperating with the movable diaphragm holder. The diaphragm holder moves in a straight line in the throttle of the support seat. The cam surface moves the diaphragm holder in a non-linear proportion in response to the motion of the diaphragm. The throttle has an extended end that provides accelerated action to the diaphragm. A pressure unloading mechanism is arranged above the diaphragm. The biasing spring is used to keep the first cam surface in line with the diaphragm holder.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种气体压力膜片调节阀，特别适用于天然气和液化石油气(液化石油或丙烷)设施中的气体压力调节阀。气体压力膜片式调节阀在技术上是公知的。在这种阀中，有一个阀芯膜片和与之相配的阀座被安置在流道的上游和下游的之间，通过改变阀门的开口，也就是阀芯膜片从与之相配合的阀座离开的位移量，来控制下游段气体的压力和流量。在输送由负载而定的气体需要量时，通过调节阀门的开口，实现气体压力和流量的调节，从而保持所需的下游压力。通用的，低成本的单级调节阀通常包括一个膜片，该膜片对下游压力起到测量和传送装置的作用，上述的下游压力作用在膜片的一侧，以克服相对侧可调整的调节弹簧的力。弹簧力最初使膜片和相接的推杆连接机构保持在使阀芯膜片从阀座上缩回这样一种位置上。当引入上游压力时，气流将通过阀座与阀芯的开口进入阀装置的下游方。下游方的压力作用在膜片上，使膜片克服相对侧的弹簧力，而使推杆机构运动，并使阀芯膜片处于靠近阀座的位置。在这种方式中，当弹簧的加载力和作用在膜片上的下游压力产生的力达到力平衡时，对于调节弹簧加载的调整便决定了下游的控制压力。连接机构提供的机械增益，通过由很低的下游控制压力作用的小膜片，使阀芯膜片相对于阀座关闭，尽管有较高的压力作用使阀芯膜片开启。所有的单级调节阀在其压力流量特性上一般都具有被称作“降压”的作用。降压包括两个原因，一个是由于膜片位移时弹簧的长度改变，故由调节弹簧产生的作用力也有了小的变化;另一个原因是，当膜片移动时，膜片有效面积有了非常轻微的改变。这些作用的合成，降低了下游控制压力，而流量增加了。所以，压力被称作“降压”了。一个相对简单、便宜和有效的部分解决方法就是使用“增速器”给膜片提供一个比被控制的下游压力略低一些的压力。这种作用产生了较大的阀门开口和较高的气体流速。增速器可以用一个毕托管来实现，该毕托管被装在阀中的过流断面收缩处检测较低压力;或者，通过一个增速管来实现，该增速管在与膜片相连接的阀腔内，产生较低压力而具有增加的流速。通过对阀腔的抽吸把有效压力降低在被控制的下游压力以下的其它方法也可被考虑。应该注意到，在民用气体装置中，下游压力必须保持在极低的水平上，对于天然气和液化石油气装置，一般需要17.8～27.9cm的水柱压力的量级。相应地，在入口或上游的压力可能需要20.7Kg/cm2或更高些。为消除下游系统中可能出现的严重过压状态，以及在民用场合，减少指示灯熄灭的烦恼(和可能的危险)，需要良好的压力卸荷控制。但是，大多数民用场合中，对气体压力调节器的要求，使得有必要对于一个简单机械装置在设计上采取折衷方案。例如，连接机构所固有的摩擦，滞后或间隙，将会降低与调节性能的一致性。如前所述，弹簧和膜片作用的结合会引起输出压力下降。这个压差将通过某个进口压力或有限的流动范围，由某个增速方法来克服。固定的机械增益连接机构对克服这个压差不起任何作用。在许多通用的技术例子中，卸荷阀被包含在致动器壳体中，而该壳体与装有阀座的壳体相分离，在达到卸荷阀泄出之前，迫使过压的下游气体流经防护通路。本专利技术的气体压力调节阀通过一个特别的凸轮推杆和节流管的结合克服了这些限制，节流管是一个带整体加速管的阀座。凸轮推杆的特征即外形具有凸轮轮廓，它由调节弹簧和膜片直接控制，用来沿直线移动一个阀芯膜片，在无任何连杆机构的情况下，以非线性方式与阀座进行或脱离配合。当需要将阀芯膜片相对阀座关闭时，凸轮推杆提供了较高的机械增益，而在完成快速地非线性的阀芯膜片的开启时，则表现出较低的机械增益，从而机械地导致了增速作用，并且在整个流动情况下，保持所需要的下游控制压力。节流管通过引入由流体作用的增速器，在下述情况下对调节的一致性提供帮助，即由增速器的形状轮廓决定节流管的端部和调节阀出口之间的间隔，该间隔又依次控制膜片空腔的抽吸，上述膜片空腔也是调节阀下游压力的测量元件。这种结构允许膜片暴露在一个大容积的流体腔室内，并且与凸轮推杆的一个大面积的卸荷支座连接在一起，提供极好的过压保护即卸荷性能。根据本专利技术的这种直动式压力调节阀，通过简单地改变预定的、可调整的卸荷阀弹簧和调节弹簧的载荷，就既适用于天然气也适用于液化石油气装置的使用。本专利技术的首要目的是提供一种新颖的气体压力调节阀。本专利技术的另一个目的是提供一种低成本，高性能的直动式单级气体压力调节阀。本专利技术的再一个目的就是提供一种改进的单级气体压力调节阀。在阅读完下面的附图及其说明后，本专利技术的目的及优点将是显而易见的，其中附图说明图1是根据本专利技术的调节阀结构的截面图;图2是表示本专利技术调节阀中的凸轮推杆、增速管和直线移动的膜片保持架特征的局部放大图;图3是图2结构的俯视图;图4是关于图2和图3结构的局部剖切透视图;图5是沿图2中5-5线的局部视图;图6是图3结构的侧视图。参见图1，一个调节阀10包括一个弹簧壳体12，它按常规方式安装在调节阀阀体即下部壳体14上，例如，该壳体有沿其周边的连接法兰，通过合适的螺纹紧固件和与之相啮合的螺纹孔将法兰夹紧，这些细节没有在图中表示。弹簧壳体12限定了上腔16，阀体14限定了大容积的下腔18。隔开这两个腔的是一种弹性体，一般是固定在一个大直径膜片圆盘21上的环状隔膜20，膜片20的环形外侧周边被弹簧壳体12和阀体14的法兰夹紧。采用任何适当的方法，将膜片20的内侧周边部分与膜片圆盘21的外侧边缘牢固连接。膜片圆盘21包括布置在中心且直立的圆柱形套环19。本领域的技术人员可以理解到，膜片圆盘不是实心的，而是限定了多个大孔，正常工作时，上述孔由一个较大的面积的，通常为杯状的并与凸轮推杆26连成整体的卸荷支座30来密封。卸荷支座可以简单地与凸轮推杆26牢固连接。凸轮推杆26包括一个以螺纹段结尾的圆柱形支柱28，膜片圆盘21的套环19可滑动地安装在支柱28上。通过夹紧在圆柱形套环19和调节螺母48之间的可调节卸荷弹簧46提供的压力，使膜片20的下侧面与卸荷支座30形成密封，上述调节螺母与支柱28的螺纹段相啮合。卸荷弹簧46可以进行调节，以使在正常工作压力下，膜片圆盘21相对于凸轮推杆26并不运动，因而，卸荷支座30仍然保持与膜片20相贴合。当膜片与卸荷支座相贴合时，从阀体14到弹簧壳体12之间就没有通路了。当处在过载状态下，膜片圆盘21相对于凸轮推杆26被向上驱动，使膜片20与卸荷支座30之间的密封被破坏，并且从环绕卸荷支座30的下腔18产生的气流，通过膜片圆盘21本体上的大孔(图中没有表示)到达上腔16中。弹簧壳体12的上部被一个密封顶盖40所封闭。一个可进行调整的调节弹簧36被夹紧在膜片圆盘21和上部的弹簧座39之间，通过旋转一个可调节的螺旋38可使该弹簧座垂直移动，以增加或减少由调节弹簧36施加在膜片圆盘上的力。顶盖40包括一个向下凸出的行程止动挡块42，来限制凸轮推杆26的向上移动，万一阀门机构发生严重损坏，强迫调节阀进入卸荷工作状态，如中断气体供应量时未能关闭阀门，以及不能够通过正常的卸荷操作对由此产生的过载进行卸荷。弹簧壳体12还限定了卸荷开口44，通过该出口使上腔16与外部环境相通。调节阀体14包括进口22和出口24，上述的进口和出口可通过螺纹将调节阀连接到通有气流的管道(未表示)上。进口22和出口24最好沿轴向对正，如图所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个具有一个进口和一个出口的降压补偿调节阀包括：膜片机构；向上述膜片机构的一侧提供调节力的机构；与上述进口相接的阀机构，包括一个阀座和一个可移动的阀芯膜片机构，所述的阀芯膜片机构在直线上移动与所述的阀座形成或脱离啮合；与所述 膜片机构相连接的推杆机构，它具有一个凸轮轮廓用来调节响应于所述膜片机构的位移的，阀芯膜片机构相对于阀座的位置；与所述的出口相连接的增速机构，用来向所述膜片机构的另一侧提供压力。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德杜安莱斯，玛丽厄比胡德，
申请(专利权)人：费希尔控制国际有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]