專利名稱：高壓降裝置用的減壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在具有高的壓降的裝置中使用的減壓閥，該閥較之當(dāng)前在同類裝置中所用的控制閥有顯著的改進(jìn)和重要的優(yōu)點(diǎn)。
眾所周知，如果通過(guò)一控制閥的壓力降高，就會(huì)產(chǎn)生噪音和振動(dòng)，并使節(jié)流或控制流量的閥件、活塞、閥座環(huán)和罩殼或汽缸發(fā)生快速的磨損。
另外，由于閥的左右側(cè)壓力不同，會(huì)使運(yùn)動(dòng)零件之間發(fā)生摩擦，并沿水平方向?qū)⒒钊茐旱狡咨稀?br> 而且，當(dāng)活塞在垂直方向上不平衡時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)所需的力就更大，若不采用超尺寸的作動(dòng)器，活塞就不會(huì)順利地移動(dòng)。
談到現(xiàn)有技術(shù)，必須說(shuō)，現(xiàn)有的幾種控制閥，或者沒(méi)能解決上述問(wèn)題，或者，正如我們下面將要談到的，以復(fù)雜而費(fèi)錢的辦法來(lái)解決問(wèn)題。
一種辦法是采用兩個(gè)或多個(gè)控制閥，它們一個(gè)接一個(gè)排列，每個(gè)閥都分擔(dān)總壓降的一部分。這是一種成本高的辦法。
還有幾種控制閥，它們的內(nèi)部帶有復(fù)雜的節(jié)流罩，由一個(gè)疊一個(gè)，或一個(gè)套一個(gè)的幾個(gè)圓盤或圓筒組成。這類控制閥也可將通過(guò)閥的總壓降分成兩個(gè)或多個(gè)壓降，但使設(shè)計(jì)大為復(fù)雜化，且成本顯著提高，并降低了閥的流量。
另外，引起活塞和汽缸摩擦和磨損的側(cè)向壓力問(wèn)題仍然未能解決。在現(xiàn)有設(shè)計(jì)中，活塞的大部分圓柱表面暴露在壓差中，從而產(chǎn)生了與表面和壓差成正比的側(cè)向壓力。故在所有情況下都會(huì)產(chǎn)生摩擦和磨損，而且有時(shí)還會(huì)振動(dòng)。這個(gè)問(wèn)題在大型閥中尤為嚴(yán)重。
本發(fā)明申請(qǐng)?zhí)峁┑男碌目刂崎y是為高壓降的裝置設(shè)計(jì)的，可將總壓降逐漸按幾級(jí)降低，并以簡(jiǎn)便的方法解決噪音、振動(dòng)和摩損問(wèn)題。
上述閥的內(nèi)部零件的新設(shè)計(jì)使流體幾次改變流動(dòng)方向，并且還設(shè)置了幾個(gè)形成中間壓力級(jí)的內(nèi)室。
這種設(shè)計(jì)通過(guò)環(huán)形平衡室首次解決了側(cè)向力的問(wèn)題。所述的平衡室具有圍繞活塞的環(huán)形空間，它抵消了沿水平方向作用的側(cè)向力，這樣，活塞就不會(huì)被推壓到導(dǎo)引汽缸上，從而減少摩擦和磨損。
另外，活塞被設(shè)計(jì)成帶有中央內(nèi)室，其尺寸大小可讓流體通過(guò)，并平衡垂直方向上的力。這樣，活塞在沿其行程的所有位置都是均衡的，并且，移動(dòng)活塞所需的力也大大降低。
為了詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，請(qǐng)參看示出一個(gè)最佳的但不是唯一的實(shí)施例的附圖(該附圖作為一個(gè)實(shí)例但不是限制性的)，附圖中

圖1示出本發(fā)明閥件的剖面圖2示出圖1的細(xì)節(jié)。
圖1示出了本發(fā)明閥的主要部件即(1)閥座環(huán)，在其下部帶有一個(gè)鉆孔的圓筒；(2)汽缸(也是鉆孔的)，和(3)活塞，它是中空的，從頂部到底部有三個(gè)逐漸減小的直徑。
上述設(shè)計(jì)是根據(jù)將總壓降分成幾個(gè)小壓降的原理。為此，設(shè)置了若干內(nèi)室或稱中間級(jí)，沿著流路，按總壓降的要求，使活塞的不同直徑與相關(guān)的2、3、4級(jí)或更多級(jí)閥座環(huán)直徑相配合。
圖2示出一種4級(jí)壓降的設(shè)計(jì)，它有三個(gè)內(nèi)室或稱中間級(jí)(4)下部環(huán)室，它在閥座環(huán)(1)內(nèi)圍繞活塞(3)；(5)在活塞(3)內(nèi)的中央室，(6)上部環(huán)室，它在汽缸(2)內(nèi)圍繞活塞(3)。
按照這種設(shè)計(jì)，流體從閥座環(huán)下面的高壓側(cè)通過(guò)作為第一節(jié)流區(qū)的座環(huán)圓筒(1—4)流到作為第一級(jí)的內(nèi)室(4)，在到達(dá)中央室(5)之前，它必須沿活塞的下部通過(guò)第二降壓室(4—5)，才能達(dá)到中等壓力。
至此，流體是從活塞之外部流到其內(nèi)部的。在這之后，它將向上流動(dòng)，然后從活塞內(nèi)部流到其外部。而后，流體通過(guò)活塞上部的節(jié)流區(qū)(5—6)，到達(dá)第三級(jí)壓力平衡室(6)，最后，通過(guò)汽缸的節(jié)流區(qū)(6—2)而達(dá)到輸出壓力。
按上述簡(jiǎn)單的方式，采用一個(gè)活塞(3)、一個(gè)閥座環(huán)(1)和一個(gè)汽缸(2)，將通過(guò)閥的高壓降分成4個(gè)小壓降，并解決了所有與高壓降有關(guān)的問(wèn)題。
另外，內(nèi)室(6)和(4)起到平衡室的作用，所有環(huán)繞活塞(3)的水平力都抵消了。
所以，活塞(3)不會(huì)受到任何像現(xiàn)有設(shè)計(jì)普遍存在的那種水平方向的推壓，因?yàn)榛钊?3)在汽缸(2)內(nèi)是“浮動(dòng)的”，所以，使摩擦力減到最小，并允許它平穩(wěn)地垂直移動(dòng)，故活塞(3)在水平方向上是平衡的。
最后，通過(guò)正確地設(shè)計(jì)內(nèi)室(6)、(4)和(5)的面積，也可使活塞(3)得于垂直方向上的平衡。事實(shí)上，內(nèi)室(6)和(4)內(nèi)的壓力，向上推動(dòng)活塞(3)，而內(nèi)室(5)的壓力則向下推動(dòng)活塞(3)。正確地確定上述這些內(nèi)室的直徑，可使向上和向下的力保持平衡，這樣活塞的移動(dòng)就會(huì)順利。
綜上所述，本發(fā)明的設(shè)計(jì)解決了三個(gè)問(wèn)題通過(guò)一個(gè)十分簡(jiǎn)單的方法，采用較少的零件，將總壓降分成幾個(gè)小的壓降，消除了高壓降引起的噪音和振動(dòng)問(wèn)題。
通過(guò)設(shè)置圍繞活塞的平衡室，首次消除了水平方向上的力，減少了活塞與汽缸的摩擦。
通過(guò)正確地設(shè)計(jì)上述平衡室的尺寸，降低活塞沿垂直方向移動(dòng)所需的力。
權(quán)利要求
1.一種用于高壓降裝置的減壓閥，含有閥座環(huán)(1)、汽缸(2)和活塞(3)，其特征在于，長(zhǎng)形的閥座環(huán)(1)的下部帶有鉆孔，中空的活塞(3)從頂部到底部具有幾個(gè)逐漸減小的直徑，這些直徑與汽缸和閥座環(huán)的內(nèi)徑相配合，在流體的進(jìn)口與出口之間形成了中間室或稱中間級(jí)壓力室，由于每一級(jí)的壓降都比總壓降小，所以消除了噪音和振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的減壓閥，其特征在于，在一種最佳設(shè)計(jì)中，采用了三個(gè)中間內(nèi)室，即在活塞(3)與閥座環(huán)(1)下部之間圍繞活塞(3)的下部環(huán)形室(4)；在同一活塞(3)內(nèi)的中央柱形室(5)；和位于活塞(3)與汽缸(2)之間的上部?jī)?nèi)室(6)。這樣，在第一級(jí)中，流體從外部穩(wěn)定地通過(guò)閥座環(huán)(節(jié)流區(qū)1—4)的下部而流入內(nèi)部，然后通過(guò)活塞下部的節(jié)流區(qū)(4—5)流入內(nèi)部中央室(5)，這是第二級(jí)，其壓力大約為閥的進(jìn)口壓力與出口壓力的平均值，然后，流體改變方向，從活塞內(nèi)部通過(guò)其上部節(jié)流區(qū)(5—6)流到活塞外部，進(jìn)入第三降壓室(6)，再通過(guò)圓柱形的節(jié)流區(qū)(6—2)而流出閥外，在該最佳設(shè)計(jì)中全部共經(jīng)4級(jí)降壓，每一級(jí)都小于閥的總壓降。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2的減壓閥，其特征在于，圍繞活塞之上部和下部設(shè)置了起到平衡室作用的環(huán)形室(6和4)，以平衡作用在活塞上的水平力，使活塞在徑向方向上處于平衡狀態(tài)，消除了對(duì)閥座環(huán)和汽缸這些導(dǎo)引件的摩擦。
4.根據(jù)權(quán)利要求1—3的減壓閥，其特征在于，設(shè)計(jì)了尺寸合適的內(nèi)室(6)、(4)和(5)，使得由內(nèi)室(4)和(6)作用到活塞(3)上的垂直力與內(nèi)室(5)所產(chǎn)生的垂直力相平衡，從而使活塞(3)沿垂直方向保持平衡，使閥工作時(shí)活塞(3)可以容易而順利地移動(dòng)。
全文摘要
一種用于高壓降裝置中的減壓閥含有一個(gè)閥座環(huán)、一個(gè)汽缸和一個(gè)活塞。圍繞活塞之上、下部以及在活塞內(nèi)部設(shè)置了幾個(gè)尺寸合適的、起平衡作用的環(huán)形內(nèi)室和一個(gè)中央內(nèi)室，通過(guò)這些內(nèi)室解決了側(cè)向壓力問(wèn)題，減少了汽缸與活塞的摩擦。該設(shè)計(jì)將總的壓降分成幾級(jí)較小的壓降，克服了在高壓降裝置中常有的噪音和振動(dòng)問(wèn)題。
文檔編號(hào)F16K47/04GK1239760SQ98115210
公開日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1998年6月22日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月22日
發(fā)明者塞瓦斯蒂安·C·帕利亞魯埃羅 申請(qǐng)人:巴達(dá)茵公司