專利名稱：一種自動調(diào)整環(huán)境差壓閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種差壓閥，具體涉及一種自動調(diào)整環(huán)境差壓閥。
背景技術(shù)：
以壓縮氣體為動力能源，工作于封閉環(huán)境內(nèi)的氣壓驅(qū)動機械(或工作于水下不同 深度需向外排氣的氣動機械)，為克服不斷增加的排氣壓力，通常需要使用很高的輸入壓 力，這樣不僅能耗增加，封閉環(huán)境內(nèi)的排氣壓力也會迅速上升，使工作情況波動大。目前，市 場上還沒有設(shè)計出可隨使用環(huán)境(排氣環(huán)境)壓力變化同時自動調(diào)整輸出壓力，使有效工 作壓力大小不變的氣動調(diào)壓裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，該差壓閥能自 動調(diào)整輸出壓力，使預(yù)調(diào)的有效工作壓力大小保持不變，工作平穩(wěn)且節(jié)能。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，包括上閥體、中閥體和下閥體， 所述上閥體和中閥體之間密封設(shè)置有上膜片，所述中閥體和下閥體之間密封設(shè)置有下膜 片；在所述中閥體的上部設(shè)置有一個溢流口，在所述中閥體的內(nèi)部設(shè)置有一個中空的 垂直安裝的雙膜片聯(lián)接桿，在所述下閥體上設(shè)置有輸出壓力反饋口 ；所述差壓閥工作于封閉環(huán)境內(nèi)。所述上閥體設(shè)置有一個排氣環(huán)境壓力輸入口，所述上閥體與上膜片構(gòu)成一個密閉 的排氣壓力腔。所述中閥體與上膜片構(gòu)成一個密閉的溢流腔，所述溢流口位于溢流腔內(nèi)。所述中閥體與下膜片構(gòu)成一個密閉的有效工作壓力腔，在所述中閥體的下部設(shè)置 有一個有效工作壓力輸入口，所述有效工作壓力輸入口位于有效工作壓力腔內(nèi)。所述下閥體與下膜片構(gòu)成一個密閉的壓力反饋腔，在壓力反饋腔內(nèi)，所述下閥體 內(nèi)設(shè)置有一個垂直安裝的閥桿，所述閥桿的上部與雙膜片聯(lián)接桿的尾部相鄰，在壓力反饋 腔內(nèi)的壓力平衡狀態(tài)下，閥桿與雙膜片聯(lián)接桿之間處于密閉狀態(tài)。所述下閥體設(shè)置有一個氣源輸入口和一個輸出壓力口，在所述下閥體的中部設(shè)置 有垂直安裝的閥芯，所述閥芯的頂端與所述閥桿的底部相連接，所述閥芯的底端與所述下 閥體的底部之間設(shè)置有一個復(fù)位彈簧，閥芯與下閥體的底部側(cè)壁之間設(shè)置有閥芯密封。所述雙膜片聯(lián)接桿通過安裝套件固定在上膜片和下膜片之間。所述閥桿與下閥體的上部內(nèi)壁之間設(shè)置有閥桿密封。由于采用了上膜片和下膜片，所述輸出壓力口的輸出壓力隨排氣壓力腔內(nèi)的壓力 變化而變化，但預(yù)調(diào)的有效工作壓力腔內(nèi)的壓力大小保持不變。當(dāng)閥芯達(dá)到平衡狀態(tài)時，氣源輸入口的輸入壓力的變化對輸出壓力口的輸出壓力 無影響。
3
本發(fā)明具有如下有益效果1)由于采用了上膜片和下膜片，所述輸出壓力口的輸出壓力隨排氣壓力腔內(nèi)的壓 力變化而變化，但預(yù)調(diào)的有效工作壓力腔內(nèi)的壓力大小保持不變。2)當(dāng)閥芯達(dá)到平衡狀態(tài)時，氣源輸入口的輸入壓力的變化對輸出壓力口的輸出壓 力無影響。3)本發(fā)明解決了以壓縮氣體為動力能源，工作于封閉環(huán)境內(nèi)的氣動機械，由于排 氣環(huán)境壓力的增加，有效作用力減小的矛盾，可隨排氣阻力增加，自動調(diào)整輸出壓力，以保 證有效作用力。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
進(jìn)一步說明本發(fā)明。

圖1為本發(fā)明的截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的差壓閥功能符號示意圖。圖3為本發(fā)明的上膜片和下膜片受力分析示意圖。圖4為本發(fā)明的閥芯受力分析示意圖。圖中，1.下閥體；2.中閥體；3.上閥體；4.上膜片；5.雙膜片聯(lián)接桿；6.雙膜片聯(lián) 接桿密封；7.下膜片；8.閥桿密封；9.復(fù)位彈簧；10.閥芯密封；11.閥芯；12.有效壓力調(diào) 壓閥；13.閥桿；14.壓力反饋腔；15.有效工作壓力腔；16.溢流腔；17.排氣壓力腔；a表示 氣源輸入口 ；b表示有效工作壓力輸入口 ；c表示排氣環(huán)境壓力輸入口 ；d表示輸出壓力口 ； e表示輸出壓力反饋口 ；f表示溢流口 ；PS表示氣源工作壓力；PW表示有效工作壓力；Pn表示
排氣環(huán)境壓力A表示輸出壓力諷表示上膜片直徑^表示上膜片作用面積；‘表示下膜
片作用面積；d'表示雙膜片聯(lián)接桿徑，F(xiàn)c表示復(fù)位彈簧力，F(xiàn)fl表示雙膜片聯(lián)接桿密封的摩
擦阻力，F(xiàn)ml表示閥桿頂部向下的作用力，F(xiàn)m/表示雙膜片聯(lián)接桿底部向上的作用力。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明，并非限制本發(fā)明所涉及的范圍。參見圖1所示，本發(fā)明包括上閥體3、中閥體2和下閥體1，主閥控制口包括預(yù)先調(diào) 定的有效工作壓力輸入口 b、其有效工作壓力為Pw，隨排氣環(huán)境壓力而變化的排氣環(huán)境壓力 輸入口 c，其排氣環(huán)境壓力為Pn，氣源輸入口 a，其氣源工作壓力為Ps，輸出壓力口 d，其輸出 壓力為P1,和溢流口 f等五個口。排氣環(huán)境壓力輸入口 c設(shè)置在上閥體3的上部，氣源輸入 口 a設(shè)置在下閥體1上。氣源(Ps)分兩路一路輸入主閥，氣源輸入口 a，一路至有效壓力 調(diào)壓閥12，而有效壓力調(diào)壓閥12的輸出Pw (其大小可根據(jù)工作需要預(yù)調(diào)其大小)至有效工 作壓力輸入口 b。氣動機械排氣容器內(nèi)的氣壓Pn至排氣環(huán)境壓力輸入口 C。在原始狀態(tài)下，此時有效工作壓力Pw和排氣環(huán)境壓力Pn為零表壓，氣源輸入口 a 在復(fù)位彈簧9的作用下關(guān)閉，輸出壓力口 d無輸出。若經(jīng)有效壓力調(diào)壓閥12調(diào)壓后，其有 效工作壓力Pw存在并變大，有效工作壓力腔15的壓力增加，有效工作壓力Pw壓迫下膜片7， 下膜片7壓迫雙膜片聯(lián)接桿5的叉字形的下端向下運動，由于雙膜片聯(lián)接桿5與閥桿13密 閉鄰接，使閥桿13向下運動，向下的作用力壓縮復(fù)位彈簧9推動閥芯11將進(jìn)氣閥門打開。所述閥芯11與下閥體1的下部內(nèi)壁之間設(shè)置有閥芯密封10 ；所述閥桿13與下閥體1的上 部內(nèi)壁之間設(shè)置有閥桿密封8。雙膜片聯(lián)接桿5通過安裝套件和雙膜片聯(lián)接桿密封6與中 閥體2密封在一起，并能與中閥體2作相對運動。同理，若排氣腔室存在壓力Pn時，排氣壓力腔17內(nèi)的壓力升高，上膜片4壓迫雙膜 片聯(lián)接桿5向下運動，通過下膜片7使閥桿13向下運動，向下的作用力壓縮復(fù)位彈簧9推 動閥芯11將進(jìn)氣閥門打開，從而增大主閥開口大小，在進(jìn)氣閥門打開后，輸出壓力口 d存在 輸出壓力P1,同時，輸出壓力P1經(jīng)輸出壓力反饋口 e反饋作用在下膜片7和上膜片4上，產(chǎn) 生向上推力與其平衡。當(dāng)主閥芯處于平衡時，可求得輸出壓力P1與有效工作壓力Pw、排氣 環(huán)境壓力Pn及上膜片作用面積A1、復(fù)位彈簧9的復(fù)位彈簧力F。及摩擦力之間關(guān)系為 其中，F(xiàn)fl為雙膜片聯(lián)接桿密封的摩擦阻力，單位為N，F(xiàn)f2為閥桿密封的摩擦阻力， 單位為N，F(xiàn)f3為閥桿密封的摩擦阻力，單位為N。附圖1中，當(dāng)輸出壓力口 d受到外界某些偶然因素影響，瞬間Pl增加且超過規(guī)定 值時，下膜片7在反饋壓力作用下會向上凸起，通過安裝套件與下膜片7連接在一起的雙膜 片聯(lián)接桿5，隨著下膜片7的變形向上運動，從而閥桿13與雙膜片聯(lián)接桿5分離，閥芯11向 上關(guān)閉輸出口 ；雙膜片聯(lián)接桿5是中空的，其內(nèi)形成一個中空管道，該管道和溢流口 f相通， 溢流口 f和溢流腔16相通；因此，當(dāng)閥桿13與雙膜片聯(lián)接桿5分離后，多余氣體有雙膜片 聯(lián)接桿5和溢流口 f溢出，壓力反饋腔14內(nèi)的壓力隨著氣流通過溢流口 f的流出而變小， 達(dá)到平衡狀態(tài)后，從而使輸出壓力P1降至原來的調(diào)定值。輸出壓力反饋口 e的作用是改善 閥的動態(tài)性能，提高閥的穩(wěn)壓精度。參見圖2、圖3和圖4所示，馮=$Z)/，單位m2，‘ =^(D12 -d'2)，單位m2，從圖3
可以看出，上膜片直SD1遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于雙膜片聯(lián)接桿徑d'，上膜片作用面積A1和Y下膜片作 用面積近似相等；于是，由圖3受力分析可知當(dāng)平衡時 由于為 于是，上式可以寫為 由圖3和圖4受力分析可知 由式(1)、(2)禾口(3)知 故可得出下述重要結(jié)論(1)輸出壓力大小與閥芯通徑大小無關(guān)；
(2)閥平衡時輸入壓力的變化對輸出壓力大小無關(guān)；(3)輸出壓力與調(diào)節(jié)的工作壓力差Pw及環(huán)境壓力Pn大小有關(guān)。本發(fā)明可隨使用環(huán)境(排氣環(huán)境)壓力變化自動調(diào)整輸出壓力使預(yù)調(diào)的有效工作 壓力值大小不變，由于采用了平衡式閥芯結(jié)構(gòu)，當(dāng)主閥平衡時，輸入壓力的變化對輸出壓力 無影響。它主要應(yīng)用于工作在封閉環(huán)境中的氣動機械(氣缸、氣馬達(dá)等)中。
權(quán)利要求
一種自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，包括上閥體、中閥體和下閥體，其特征在于所述上閥體和中閥體之間密封設(shè)置有上膜片，所述中閥體和下閥體之間密封設(shè)置有下膜片；在所述中閥體的上部設(shè)置有一個溢流口，在所述中閥體的內(nèi)部設(shè)置有一個中空的垂直安裝的雙膜片聯(lián)接桿，在所述下閥體上設(shè)置有輸出壓力反饋口；所述差壓閥工作于封閉環(huán)境內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，其特征在于所述上閥體設(shè)置有一個 排氣環(huán)境壓力輸入口，所述上閥體與上膜片構(gòu)成一個密閉的排氣壓力腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，其特征在于所述中閥體與上膜片構(gòu) 成一個密閉的溢流腔，所述溢流口位于溢流腔內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，其特征在于所述中閥體與下膜片構(gòu) 成一個密閉的有效工作壓力腔，在所述中閥體的下部設(shè)置有一個有效工作壓力輸入口，所 述有效工作壓力輸入口位于有效工作壓力腔內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，其特征在于所述下閥體與下膜片構(gòu) 成一個密閉的壓力反饋腔，在壓力反饋腔內(nèi)，所述下閥體內(nèi)設(shè)置有一個垂直安裝的閥桿，所 述閥桿的上部與雙膜片聯(lián)接桿的尾部相鄰，在壓力反饋腔內(nèi)的壓力平衡狀態(tài)下，閥桿與雙 膜片聯(lián)接桿之間處于密閉狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，其特征在于所述下閥體設(shè)置有一個 氣源輸入口和一個輸出壓力口，在所述下閥體的中部設(shè)置有垂直安裝的閥芯，所述閥芯的 頂端與所述閥桿的底部相連接，所述閥芯的底端與所述下閥體的底部之間設(shè)置有一個復(fù)位 彈簧，閥芯與下閥體的底部側(cè)壁之間設(shè)置有閥芯密封。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，其特征在于所述雙膜片聯(lián)接桿通過 安裝套件固定在上膜片和下膜片之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，其特征在于所述閥桿與下閥體的上 部內(nèi)壁之間設(shè)置有閥桿密封。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，其特征在于由于采用了上膜片和下 膜片，所述輸出壓力口的輸出壓力隨排氣壓力腔內(nèi)的壓力變化而變化，但預(yù)調(diào)的有效工作 壓力腔內(nèi)的壓力大小保持不變。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，其特征在于當(dāng)閥芯達(dá)到平衡狀態(tài) 時，氣源輸入口的輸入壓力的變化對輸出壓力口的輸出壓力無影響。全文摘要
本發(fā)明涉及一種自動調(diào)整環(huán)境差壓閥，包括上閥體、中閥體和下閥體，所述上閥體和中閥體之間密封設(shè)置有上膜片，所述中閥體和下閥體之間密封設(shè)置有下膜片；在所述中閥體的上部設(shè)置有一個溢流口，在所述中閥體的內(nèi)部設(shè)置有一個中空的垂直安裝的雙膜片聯(lián)接桿，在所述下閥體上設(shè)置有輸出壓力反饋口，所述差壓閥工作于封閉環(huán)境內(nèi)，本發(fā)明可隨使用環(huán)境(排氣環(huán)境)壓力變化自動調(diào)正輸出壓力。使預(yù)調(diào)的有效工作壓力值大小不變，它主要啟用于工作在封閉環(huán)境中的氣動機械(氣缸、氣馬達(dá)等)中。
文檔編號F16K31/126GK101922580SQ20101024105
公開日2010年12月22日 申請日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者周忠茵, 崔興強, 張道建, 李澤林, 紀(jì)鵬, 陳吉鑫 申請人:青島迅力科技有限公司