一种利于提高出气压力控制精度的天然气减压阀技术领域
本发明涉及流体输送管件设备领域，特别是涉及一种利于提高出气压力控制精度的天然气减压阀。
背景技术
天然气是较为安全的燃气之一，它不含一氧化碳，也比空气轻，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题；天然气作为一种清洁能源，能减少二氧化硫和粉尘排放量近100%，减少二氧化碳排放量60%和氮氧化合物排放量50%，并有助于减少酸雨形成，舒缓地球温室效应，从根本上改善环境质量。经济实惠天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。以上天然气的优势使得天然气作为工业和民用燃气燃料，具有单位热值高、排气污染小、供应可靠、价格低等优点，已成为世界清洁燃料的发展方向。
天然气的运输一般采用压力管道和运输罐车，从采集、运输到用户使用一般需要对其进行加压、减压操作，天然气减压阀作为减压过程中的重要设备，已发展出了活塞式和第一膜片式等结构形式，同时，第一膜片式减压阀又以灵敏度高的特点，被广泛运用于大型燃气炉炉前天然气减压。进一步优化第一膜片式减压阀的结构，无疑有利于进一步优化推广天然气的运用。
发明内容
针对上述第一膜片式减压阀又以灵敏度高的特点，被广泛运用于大型燃气炉炉前天然气减压。进一步优化第一膜片式减压阀的结构，无疑有利于进一步优化推广天然气的运用的问题，本发明提供了一种利于提高出气压力控制精度的天然气减压阀。
针对上述问题，本发明提供的一种利于提高出气压力控制精度的天然气减压阀通过以下技术要点来达到发明目的：一种利于提高出气压力控制精度的天然气减压阀，包括阀体，所述阀体上设置有进口管、出口管和第一气压腔，所述进口管和出口管通过阀芯相连，所述第一气压腔中还设置有第一膜片，所述第一膜片将第一气压腔分割成上腔体和下腔体，且阀体上还设置有高压管和低压管，所述高压管实现进口管和下腔体的气路连接，所述低压管实现出口管与上腔体的气路连接，所述阀体上还螺纹连接有调节螺栓，所述调节螺栓的螺纹端伸入上腔体中，且所述螺纹端与第一膜片之间还设置有第一弹簧，所述第一膜片与阀芯之间还设置有阀芯制动机构，所述阀芯制动机构包括第一连杆、密封球及第二弹簧，所述第一连杆的一端固定于第一膜片位于下腔体中的侧面上，密封球固定于第一连杆的另一端，第二弹簧的两端分别固定于密封球和阀芯上，且阀体上还设置有与密封球球面贴合的球形凹槽，所述球形凹槽为高压管的一部分，且密封球位于球形凹槽与高压管入口端之间；
所述阀芯上还连接有第二连杆，所述阀体上还设置有与第二连杆间隙配合的孔，所述阀体上还设置有第二气压腔，所述第二气压腔中设置有与第二连杆固定连接的第二膜片，所述第二气压腔与高压管之间还设置有用于气源连通的采压管，且采压管与高压管的连接点位于球形凹槽与第一膜片之间，第二连杆位于阀芯与第二气压腔之间；
所述阀芯的开闭方向、第一膜片受压时的变形方向、第一弹簧和第二弹簧的弹性变形方向、调节螺栓的轴线方向、第二连杆的轴向方向相互平行。
具体的，以上第一气压腔、第一膜片等结构构成本减压阀的副阀，本发明中，通过高压管将减压前进口管中的气体引入下腔体中，通过低压管从出口管中引入减压后的气体至上腔体中，以上减压前、减压后的两种气体、第一弹簧的弹力作用于第一膜片上，在减压前、减压后两种气体存在特定压差时，综合第一弹簧的弹力，使得第一膜片达到稳定的弹性变形量，以上弹性变形量通过第一连杆、密封球和第二弹簧的传递作用至阀芯上，实现阀芯开度的调节，达到本发明提供的结构减压的目的，而减压出气压力的调节可通过调节螺栓调整第一弹簧的压缩量加以实现。
同时，以上结构中，第二气压腔和第二膜片构成阀体上的另一个副阀，由于采压管入口端设置在密封球朝第一膜片的一端，这样，该副阀也只有在密封球与球形凹槽的密封失效后才能实现其功能。本副阀结构中，不仅通过第二连杆实现了对阀芯的导向，同时以上结构便于通过设置特定形式的第二膜片受压面大小，在本发明的减压比较大时，通过第二气压腔对下腔体对第一膜片压力的补偿，实现本发明在调压范围内精确的输出所要求的天然气气压。此时，第二膜片制动阀芯的运动方向与上腔体制动阀芯运动的方向相反。
本结构中，通过设置的密封球实现高压管的通断状态调节，便于本发明工作状态的调节：由于密封球和第一弹簧位于第一膜片的不同侧，所以需要通过压缩第一弹簧，即向上腔体中旋入调节螺栓的方式，使得密封球与球形凹槽脱离后，才会向下腔体和上腔体中分别注入减压前后减压后的压力介质，故本发明具有开关状态便于调整的优点；同时，本发明上没有采用如呼吸孔、泄压泄放孔等结构形式，故可保证本发明在工作过程中无气体泄漏、第一膜片长期处理干净、不易富集水汽的环境中，即本发明还具有使用寿命长、可长期保证减压精度等优点。
更进一步的技术方案为：
为优化本发明中各个动作部件在使用过程中的受力情况，即均匀各个部件截面上各点的受力、避免或减小各自与阀体发生摩擦而影响本发明的寿命，产生不必要的噪音等，所述阀芯与进口管和出口管三者构成截止阀限流形式，所述第一膜片呈圆环状，所述第一连杆呈杆状，且阀芯、第一膜片、第一弹簧、第二弹簧、第二连杆和第一连杆六者的轴线共线。
作为一种便于制造、有利于缩小本发明体积的结构形式，所述高压管为一根直管段，所述第一连杆和密封球均全部或部分位于高压管中。
为便于防止调节螺栓非人为转动而影响本发明的工作状态或减压参数，所述调节螺栓上还螺纹连接有锁紧螺帽。
作为一种耐腐蚀、低压下静密封效果好的技术方案，所述密封球为材质为氟橡胶的橡胶球。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明结构简单，通过设置的密封球实现高压管的通断状态调节，便于本发明工作状态的调节：由于密封球和第一弹簧位于第一膜片的不同侧，所以需要通过压缩第一弹簧，即向上腔体中旋入调节螺栓的方式，使得密封球与球形凹槽脱离后，才会向下腔体和上腔体中分别注入减压前后减压后的压力介质，故本发明具有开关状态便于调整的优点。
2、本发明上没有采用如呼吸孔、泄压泄放孔等结构形式，故可保证本发明在工作过程中无气体泄漏、第一膜片长期处理干净、不易富集水汽的环境中，即本发明还具有使用寿命长、可长期保证减压精度等优点。
3、以上结构中，第二气压腔和第二膜片构成阀体上的另一个副阀，由于采压管入口端设置在密封球朝第一膜片的一端，这样，该副阀也只有在密封球与球形凹槽的密封失效后才能实现其功能。本副阀结构中，不仅通过第二连杆实现了对阀芯的导向，同时以上结构便于通过设置特定形式的第二膜片受压面大小，在本发明的减压比较大时，通过第二气压腔对下腔体对第一膜片压力的补偿，实现本发明在调压范围内精确的输出所要求的天然气气压。
附图说明
图1是本发明所述的一种利于提高出气压力控制精度的天然气减压阀一个具体实施例的结构示意图。
附图中所示的标号分别为：1、第一弹簧，2、第一膜片，3、高压管，4、阀芯，5、进口管，6、调节螺栓，7、第一连杆，71、密封球，8、第二弹簧，9、阀体，10、出口管，11、第二连杆，12、第一气压腔，13、低压管，14、采压管，15、第二膜片，16、第二气压腔。
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，一种利于提高出气压力控制精度的天然气减压阀，包括阀体9，所述阀体9上设置有进口管5、出口管10和第一气压腔12，所述进口管5和出口管10通过阀芯4相连，所述第一气压腔12中还设置有第一膜片2，所述第一膜片2将第一气压腔12分割成上腔体和下腔体，且阀体9上还设置有高压管3和低压管13，所述高压管3实现进口管5和下腔体的气路连接，所述低压管13实现出口管10与上腔体的气路连接，所述阀体9上还螺纹连接有调节螺栓6，所述调节螺栓6的螺纹端伸入上腔体中，且所述螺纹端与第一膜片2之间还设置有第一弹簧1，所述第一膜片2与阀芯4之间还设置有阀芯制动机构，所述阀芯制动机构包括第一连杆7、密封球71及第二弹簧8，所述第一连杆7的一端固定于第一膜片2位于下腔体中的侧面上，密封球71固定于第一连杆7的另一端，第二弹簧8的两端分别固定于密封球71和阀芯4上，且阀体9上还设置有与密封球71球面贴合的球形凹槽，所述球形凹槽为高压管3的一部分，且密封球71位于球形凹槽与高压管3入口端之间；
所述阀芯4上还连接有第二连杆11，所述阀体9上还设置有与第二连杆11间隙配合的孔，所述阀体9上还设置有第二气压腔16，所述第二气压腔16中设置有与第二连杆11固定连接的第二膜片15，所述第二气压腔16与高压管3之间还设置有用于气源连通的采压管14，且采压管14与高压管3的连接点位于球形凹槽与第一膜片2之间，第二连杆11位于阀芯4与第二气压腔16之间；
所述阀芯4的开闭方向、第一膜片2受压时的变形方向、第一弹簧1和第二弹簧8的弹性变形方向、调节螺栓6的轴线方向、第二连杆11的轴向方向相互平行。
具体的，以上第一气压腔12、第一膜片2等结构构成本减压阀的副阀，本发明中，通过高压管3将减压前进口管5中的气体引入下腔体中，通过低压管13从出口管10中引入减压后的气体至上腔体中，以上减压前、减压后的两种气体、第一弹簧1的弹力作用于第一膜片2上，在减压前、减压后两种气体存在特定压差时，综合第一弹簧1的弹力，使得第一膜片2达到稳定的弹性变形量，以上弹性变形量通过第一连杆7、密封球71和第二弹簧8的传递作用至阀芯4上，实现阀芯4开度的调节，达到本发明提供的结构减压的目的，而减压出气压力的调节可通过调节螺栓6调整第一弹簧1的压缩量加以实现。
本实施例中，第二气压腔16和第二膜片15构成阀体9上的另一个副阀，由于采压管14入口端设置在密封球71朝第一膜片2的一端，这样，该副阀也只有在密封球71与球形凹槽的密封失效后才能实现其功能。本副阀结构中，不仅通过第二连杆11实现了对阀芯4的导向，同时以上结构便于通过设置特定形式的第二膜片15受压面大小，在本发明的减压比较大时，通过第二气压腔16对下腔体对第一膜片2压力的补偿，实现本发明在调压范围内精确的输出所要求的天然气气压。本实施例中，将阀芯4设置在两个副阀之间，第二气压腔16对阀芯4的作用力抵消另一个副阀对阀芯4的作用力。
本实施例中，通过设置的密封球71实现高压管3的通断状态调节，便于本发明工作状态的调节：由于密封球71和第一弹簧1位于第一膜片2的不同侧，所以需要通过压缩第一弹簧1，即向上腔体中旋入调节螺栓6的方式，使得密封球71与球形凹槽脱离后，才会向下腔体和上腔体中分别注入减压前后减压后的压力介质，故本发明具有开关状态便于调整的优点；同时，本发明上没有采用如呼吸孔、泄压泄放孔等结构形式，故可保证本发明在工作过程中无气体泄漏、第一膜片2长期处理干净、不易富集水汽的环境中，即本发明还具有使用寿命长、可长期保证减压精度等优点。
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，为优化本发明中各个动作部件在使用过程中的受力情况，即均匀各个部件截面上各点的受力、避免或减小各自与阀体9发生摩擦而影响本发明的寿命，产生不必要的噪音等，所述阀芯4与进口管5和出口管10三者构成截止阀限流形式，所述第一膜片2呈圆环状，所述第一连杆7呈杆状，且阀芯4、第一膜片2、第一弹簧1、第二弹簧8、第二连杆11和第一连杆7六者的轴线共线。
作为一种便于制造、有利于缩小本发明体积的结构形式，所述高压管3为一根直管段，所述第一连杆7和密封球71均全部或部分位于高压管3中。
为便于防止调节螺栓6非人为转动而影响本发明的工作状态或减压参数，所述调节螺栓6上还螺纹连接有锁紧螺帽。
作为一种耐腐蚀、低压下静密封效果好的技术方案，所述密封球71为材质为氟橡胶的橡胶球。
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。