CN104613204A - 一种燃气减压机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气减压机构，包括阀体，进气口，出气口，减压腔，减压腔中设置有减压部和控制部；所述控制部包括弹簧、阀杆、膜片、杠杆块和挡板，膜片的两侧分别连接阀杆和弹簧，阀杆和弹簧两者的轴线共线，弹簧的另一端与阀体接触，阀杆的另一端位于减压腔内，杠杆块位于阀杆和减压部之间用于两者之间力的传递，还包括与阀体间隙配合的平衡杆。本发明结构简单，运行平稳，最大排气压力便于控制，使用寿命长，出气压力便于控制。

Description

一种燃气减压机构

技术领域

本发明涉及压缩气体减压装置领域，特别是涉及一种燃气减压机构。

背景技术

随着天然气运用越来越广泛，各种形式的减压阀层出不穷，对天然气减压阀结构的进一步优化将进一步推动天然气的运用。以环保意识为例，天然气用于车辆发动机的燃料可大大减小车辆尾气污染，但为了提高以天然气为燃料的车辆的单次充气行程，车辆上均设置有高压气瓶用于容置天然气，而最后引入到汽缸的天然气压力一般为几千帕斯卡，这样，对高压天然气进行减压的减压阀显得尤为重要，同时在实际运用中，以上减压阀性能的稳定性也直观的反应到了车辆的动力上甚至行车安全上。

现有技术中高压气瓶的罐内压力可达到20Mpa或者更高，高压气体减压阀是一种用于高压气体管路***中的压力控制装置，其输出值直接影响到后续设备的运行状态，现有技术中高压气体减压阀结构主要是膜片式和活塞式。无论哪种结构减压阀，由于降压比大，减压阀的运行噪音大，同时由于气源端为高压气源，减压阀易损。

发明内容

针对上述现有的无论哪种结构减压阀，由于降压比大，减压阀的运行噪音大，同时由于气源端为高压气源，减压阀易损的问题，本发明提供了一种燃气减压机构。

为解决上述问题，本发明提供的一种燃气减压机构通过以下技术要点来解决问题：一种燃气减压机构，包括阀体，所述阀体上设置有进气口和出气口，阀体内设置有减压腔，减压腔中设置有减压部和用于控制出气压力的控制部，所述减压腔与进气口通过减压部相连；所述控制部包括弹簧、阀杆、膜片、杠杆块和挡板，膜片设置在背离减压腔的一侧，膜片的两侧分别连接阀杆和弹簧，阀杆和弹簧两者的轴线共线，弹簧的另一端与阀体接触，阀杆的另一端位于减压腔内，杠杆块位于阀杆和减压部之间用于两者之间力的传递；

所述挡板为减压腔的侧边，且膜片的边缘固定在挡板上，阀杆与挡板间隙配合；

所述阀杆或膜片上还固定连接有平衡杆，所述平衡杆、弹簧和阀杆三者的轴线共线，平衡杆的自由端与阀体间隙配合。

具体的，本发明中，气流由进气口进入，经过减压部进入到减压腔，再由出气口流出。以上过程中，在气流进入到减压腔中后，减压腔的气压增大，同时气压由档板与阀杆之间的间隙作用于膜片，当以上作用在膜片上的压力大于弹簧的弹应力时，阀杆朝着弹簧的一侧运动，这样，通过杠杆块在阀杆和减压部之间传递力，减压部关闭，此时减压腔中的压力达到最大值；随着出气口的排气，减压腔的压力降低，此时弹簧的弹力大于膜片上的气体压力，阀杆远离弹簧，减压部重新打开以向减压腔中提供进气。以上结构中，初始状态下优选弹簧处于压缩状态，而膜片在本发明停用或减压腔中压力未达到最大值之前贴合在挡板上，同时减压腔中压力的最大值便于控制，如采用弹性系数K不同的弹簧和不同放大比的杠杆块，顾本发明的出气压力最大值便于控制，不仅有利于后续发动机的用气安全，还有利于避免膜片受到的压力过大而导致膜片受损，同时本发明在工作过程中膜片的两侧受到的力较为均衡，有利于进一步减小膜片的弹性变形量，有利于膜片的使用寿命。

由于本发明在工作过程中，汽缸耗气量的变化和气源压力的变化，均会导致阀杆运动，特别是车辆的变速制动，将会对控制部中的零件造成较大的冲击，为便于实现以上过程中膜片变形的均匀性，利于降低本发明工作噪音的大小和延长本发明中零部件的使用寿命，特别是控制部中的零部件，在膜片相对连接阀杆侧的另一侧设置平衡杆，使得本发明受到上述冲击时，阀体对平衡杆运动形态的导向作用可用于限定膜片、弹簧和阀杆的变形或运动形态，有利于长期保持本发明中各个零部件协同工作时结构紧凑，各向变形较为均匀，达到延长本发明使用寿命和降低本发明运行噪音的发明目的。

更进一步的技术方案为：

为便于简化杠杆块的结构，便于杠杆块的制造和在本发明中的装配，所述杠杆块的形状呈L形，杠杆块的拐点处通过一颗销钉与阀体销连接，杠杆块靠近阀杆的一端上设置有腰型孔，腰型孔中设置有固定在阀杆上的另一颗销钉。以上结构的杠杆块，在阀杆运动时，位于阀杆上的销钉施加在腰型孔侧壁上的剪应力迫使杠杆块绕固定在阀体上的销钉转动，杠杆块的自由端作用于减压部上用于减小或关闭减压部的流体流通空间。

作为一种便于制造、流量大小便于控制和噪音小的减压部，所述减压部由一个锥形阀芯和设置在阀体上的锥形阀座组成。

由于本发明在工作过程中，用气量大小、气源罐中的压力大小均会发生变化，顾杠杆块与减压部力的作用为变化的过程，为提高本发明的寿命，所述减压部的锥形阀芯上还设置有钢球，所述钢球位于杠杆块和减压部的锥形阀芯之间。以上钢球通过滚动摩擦避免杠杆块与减压部之间发生剧烈的滑动摩擦。

为提升减压部在关闭工况下减压部的断流性能，所述减压部的锥形阀芯或/和锥形阀座上还设置有密封垫。

为便于控制本发明的工作状态，所述阀体上还设置有用于控制进气口通断状态的电磁阀。

所述阀体上还螺纹连接有用于调整弹簧变形量的调压螺钉。

设置的调压螺钉用于调整弹簧的压缩量，这样，弹簧压缩量变化，则弹簧施加在膜片上的弹应力大小发生变化，为保持膜片两侧力的平衡，减压部的流通能力必然会发生变化，顾达到改变出气口的出气压力、改变出气口的最大出气压力的目的。作为一种优选结构，所述调压螺钉设置在弹簧的轴线上，即调压螺钉中设置中心孔，所述平衡杆与阀体的配合点位于所述中心孔中。

由于燃气在本发明减压的过程中需要吸热，为防止由于燃气压力下降时由于得不到及时的热量补充而导致在后续流动甚至燃烧过程中吸热，如在本发明持续工作过程中温度梯度逐渐减小的过程中，易导致最终进入汽缸的燃气压力过大，造成熄火甚至损坏汽缸，温度所述阀体内还设置有用于阀体加热的水道，所述水道的入口端和出口端分别为水道入口和水道出口，所述水道内还设置有靠近水道出口的温度传感器。以上温度传感器便于监控水道的出水温度，以判定是否燃气在降压的过程中得到了合适的热量补充。进一步的，以上水道入口上可连接一个电动的流量控制阀，所述温度传感器的输出端连接在所述流量控制阀上。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明结构简单，气流由进气口进入，经过减压部进入到减压腔，再由出气口流出。以上过程中，在气流进入到减压腔中后，减压腔的气压增大，同时气压由档板与阀杆之间的间隙作用于膜片，当以上作用在膜片上的压力大于弹簧的弹应力时，阀杆朝着弹簧的一侧运动，这样，通过杠杆块在阀杆和减压部之间传递力，减压部关闭，此时减压腔中的压力达到最大值；随着出气口的排气，减压腔的压力降低，此时弹簧的弹力大于膜片上的气体压力，阀杆远离弹簧，减压部重新打开以向减压腔中提供进气。以上结构中，初始状态下优选弹簧处于压缩状态，而膜片在本发明停用或减压腔中压力未达到最大值之前贴合在挡板上，同时减压腔中压力的最大值便于控制，如采用弹性系数K不同的弹簧和不同放大比的杠杆块，顾本发明的出气压力最大值便于控制，不仅有利于后续发动机的用气安全，还有利于避免膜片受到的压力过大而导致膜片受损，同时本发明在工作过程中膜片的两侧受到的力较为均衡，有利于进一步减小膜片的弹性变形量，有利于膜片的使用寿命。

2、由于本发明在工作过程中，汽缸耗气量的变化和气源压力的变化，均会导致阀杆运动，特别是车辆的变速制动，将会对控制部中的零件造成较大的冲击，为便于实现以上过程中膜片变形的均匀性，利于降低本发明工作噪音的大小和延长本发明中零部件的使用寿命，特别是控制部中的零部件，在膜片相对连接阀杆侧的另一侧设置平衡杆，使得本发明受到上述冲击时，阀体对平衡杆运动形态的导向作用可用于限定膜片、弹簧和阀杆的变形或运动形态，有利于长期保持本发明中各个零部件协同工作时结构紧凑，各向变形较为均匀，达到延长本发明使用寿命和降低本发明运行噪音的发明目的。

附图说明

图1为本发明所述的一种燃气减压机构一个具体实施例的主视剖视图；

图2为本发明所述的一种燃气减压机构一个具体实施例的侧视剖视图。

图中标记分别为：1、弹簧，2、膜片，3、挡板，4、阀杆，5、出气口，6、杠杆块，7、电磁阀，8、进气口，9、减压部，10、钢球，11、减压腔，12、调压螺钉，13、水道，14、水道出口，15、水道入口，16、温度传感器，17、平衡杆。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但是本发明的结构不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1所示，一种便于保护膜片2的膜片2式汽车减压机构，包括阀体，所述阀体上设置有进气口8和出气口5，阀体内设置有减压腔11，减压腔11中设置有减压部9和用于控制出气压力的控制部，所述减压腔11与进气口8通过减压部9相连；所述控制部包括弹簧1、阀杆4、膜片2、杠杆块6和挡板3，膜片2设置在背离减压腔11的一侧，膜片2的两侧分别连接阀杆4和弹簧1，阀杆4和弹簧1两者的轴线共线，弹簧1的另一端与阀体接触，阀杆4的另一端位于减压腔11内，杠杆块6位于阀杆4和减压部9之间用于两者之间力的传递；

所述挡板3为减压腔11的侧边，且膜片2的边缘固定在挡板3上，阀杆4与挡板3间隙配合；

所述阀杆或膜片上还固定连接有平衡杆，所述平衡杆、弹簧和阀杆三者的轴线共线，平衡杆的自由端与阀体间隙配合。

本实施例中，气流由进气口8进入，经过减压部9进入到减压腔11，再由出气口5流出。以上过程中，在气流进入到减压腔11中后，减压腔11的气压增大，同时气压由档板与阀杆4之间的间隙作用于膜片2，当以上作用在膜片2上的压力大于弹簧1的弹应力时，阀杆4朝着弹簧1的一侧运动，这样，通过杠杆块6在阀杆4和减压部9之间传递力，减压部9关闭，此时减压腔11中的压力达到最大值；随着出气口5的排气，减压腔11的压力降低，此时弹簧1的弹力大于膜片2上的气体压力，阀杆4远离弹簧1，减压部9重新打开以向减压腔11中提供进气。以上结构中，初始状态下优选弹簧1处于压缩状态，而膜片2在本发明停用或减压腔11中压力未达到最大值之前贴合在挡板3上，同时减压腔11中压力的最大值便于控制，如采用弹性系数K不同的弹簧1和不同放大比的杠杆块6，顾本发明的出气压力最大值便于控制，不仅有利于后续发动机的用气安全，还有利于避免膜片2受到的压力过大而导致膜片2受损，同时本发明在工作过程中膜片2的两侧受到的力较为均衡，有利于进一步减小膜片2的弹性变形量，有利于膜片2的使用寿命。

由于本发明在工作过程中，汽缸耗气量的变化和气源压力的变化，均会导致阀杆4运动，特别是车辆的变速制动，将会对控制部中的零件造成较大的冲击，为便于实现以上过程中膜片2变形的均匀性，利于降低本发明工作噪音的大小和延长本发明中零部件的使用寿命，特别是控制部中的零部件，在膜片2相对连接阀杆4侧的另一侧设置平衡杆17，使得本发明受到上述冲击时，阀体对平衡杆17运动形态的导向作用可用于限定膜片2、弹簧1和阀杆4的变形或运动形态，有利于长期保持本发明中各个零部件协同工作时结构紧凑，各向变形较为均匀，达到延长本发明使用寿命和降低本发明运行噪音的发明目的。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1所示，为便于简化杠杆块6的结构，便于杠杆块6的制造和在本发明中的装配，所述杠杆块6的形状呈L形，杠杆块6的拐点处通过一颗销钉与阀体销连接，杠杆块6靠近阀杆4的一端上设置有腰型孔，腰型孔中设置有固定在阀杆4上的另一颗销钉。以上结构的杠杆块6，在阀杆4运动时，位于阀杆4上的销钉施加在腰型孔侧壁上的剪应力迫使杠杆块6绕固定在阀体上的销钉转动，杠杆块6的自由端作用于减压部9上用于减小或关闭减压部9的流体流通空间。

作为一种便于制造、流量大小便于控制和噪音小的减压部9，所述减压部9由一个锥形阀芯和设置在阀体上的锥形阀座组成。

实施例3：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1所述，由于本发明在工作过程中，用气量大小、气源罐中的压力大小均会发生变化，顾杠杆块6与减压部9力的作用为变化的过程，为提高本发明的寿命，所述减压部9的锥形阀芯上还设置有钢球10，所述钢球10位于杠杆块6和减压部9的锥形阀芯之间。以上钢球10通过滚动摩擦避免杠杆块6与减压部9之间发生剧烈的滑动摩擦。

为提升减压部9在关闭工况下减压部9的断流性能，所述减压部9的锥形阀芯或/和锥形阀座上还设置有密封垫。

实施例4：

本实施例在以上实施例的基础上作进一步限定，如图1和图2所示，为便于控制本发明的工作状态，所述阀体上还设置有用于控制进气口8通断状态的电磁阀7。

所述阀体上还螺纹连接有用于调整弹簧1变形量的调压螺钉12。

设置的调压螺钉12用于调整弹簧1的压缩量，这样，弹簧1压缩量变化，则弹簧1加在膜片2上的弹应力大小发生变化，为保持膜片2两侧力的平衡，减压部9的流通能力必然会发生变化，顾达到改变出气口8的出气压力、改变出气口8的最大出气压力的目的。作为一种优选结构，所述调压螺钉12设置在弹簧1的轴线上，即调压螺钉12中设置中心孔，所述平衡杆17与阀体的配合点位于所述中心孔中。

由于燃气在本发明减压的过程中需要吸热，为防止由于燃气压力下降时由于得不到及时的热量补充而导致在后续流动甚至燃烧过程中吸热，如在本发明持续工作过程中温度梯度逐渐减小的过程中，易导致最终进入汽缸的燃气压力过大，造成熄火甚至损坏汽缸，所述阀体内还设置有用于阀体加热的水道13，所述水道13的入口端和出口端分别为水道入口15和水道出口14，所述水道13内还设置有靠近水道出口14的温度传感器16。以上温度传感器16用于监控水道13的出水温度，以判定是否燃气在降压的过程中得到了合适的热量补充。进一步的，以上水道入口15上可连接一个电动的流量控制阀，所述温度传感器16的输出端连接在所述流量控制阀上。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种燃气减压机构，包括阀体，所述阀体上设置有进气口（8）和出气口（5），阀体内设置有减压腔（11），减压腔（11）中设置有减压部（9）和用于控制出气压力的控制部，所述减压腔（11）与进气口（8）通过减压部（9）相连；其特征在于，所述控制部包括弹簧（1）、阀杆（4）、膜片（2）、杠杆块（6）和挡板（3），膜片（2）设置在背离减压腔（11）的一侧，膜片（2）的两侧分别连接阀杆（4）和弹簧（1），阀杆（4）和弹簧（1）两者的轴线共线，弹簧（1）的另一端与阀体接触，阀杆（4）的另一端位于减压腔（11）内，杠杆块（6）位于阀杆（4）和减压部（9）之间用于两者之间力的传递；

所述挡板（3）为减压腔（11）的侧边，且膜片（2）的边缘固定在挡板（3）上，阀杆（4）与挡板（3）间隙配合；

所述阀杆（4）或膜片（2）上还固定连接有平衡杆（17），所述平衡杆（17）、弹簧（1）和阀杆（4）三者的轴线共线，平衡杆（17）的自由端与阀体间隙配合。

2.根据权利要求1所述的一种燃气减压机构，其特征在于， 所述杠杆块（6）的形状呈L形，杠杆块（6）的拐点处通过一颗销钉与阀体销连接，杠杆块（6）靠近阀杆（4）的一端上设置有腰型孔，腰型孔中设置有固定在阀杆（4）上的另一颗销钉。

3.根据权利要求1所述的一种燃气减压机构，其特征在于，所述减压部（9）由一个锥形阀芯和设置在阀体上的锥形阀座组成。

4.根据权利要求3所述的一种燃气减压机构，其特征在于，所述减压部（9）的锥形阀芯上还设置有钢球（10），所述钢球（10）位于杠杆块（6）和减压部（9）的锥形阀芯之间。

5.根据权利要求3所述的一种燃气减压机构，其特征在于，所述减压部（9）的锥形阀芯或/和锥形阀座上还设置有密封垫。

6.根据权利要求1至5中任意一个所述的一种燃气减压机构，其特征在于，所述阀体上还设置有用于控制进气口（8）通断状态的电磁阀（11）。

7.根据权利要求1至5中任意一个所述的一种燃气减压机构，其特征在于，所述阀体上还螺纹连接有用于调整弹簧（1）变形量的调压螺钉（12）。

8.根据权利要求1至5中任意一个所述的一种燃气减压机构，其特征在于，所述阀体内还设置有用于阀体加热的水道（13），所述水道（13）的入口端和出口端分别为水道入口（15）和水道出口（14），所述水道（13）内还设置有靠近水道出口（14）的温度传感器（16）。