本发明涉及一种压力继电减压阀,即一种具有压力继电和减压双重功能的压力控制装置。 现有的压力继电器和减压阀是两种独立的压力控制器件,通常用于由电动压缩机(气泵)。贮气容器(气包)所组成的气源系统中,压力继电器通过控制压缩机的启动和停机,达到控制贮气压力的目的;减压阀则用以保证气源输出气压稳定在调定值上。由于压力继电器和减压阀为两个分列器件,在使用安装时,贮气容器上必须设置两个安装口,而安装口越多,泄漏机会就越多,且影响压力容器的结构强度;再者,制造两种器件需要两套零件,用材多,成本高。
本发明的目的在于克服上述缺点,将压力继电器和减压阀集成一体,提供一种具有压力继电和减压双重功能的压力控制装置。
为了实现上述目的,本发明保留了普通减压阀的主要构造:壳体、输入、输出接头、压力传感膜片、压在膜片上用以平衡气流压力的调压弹簧、与膜片连动用以调节输入口进气量的减压口,其特点在于:在膜片和调压弹簧的上方增设继电开关,在继电开关和膜片之间装有能将膜片受压形变转化为控制继电开关动作的传感装置。
实现上述构思的方案有二种:其一,在膜片和继电开关之间,装一由弹性元件、压在弹性元件两端可相对运动的内外滑套组成的传动装置,其顶端与继电开关的按钮相对。为了便于调节弹性元件的预变形量,以调节继电开关动作的上下限气压值,可在内外滑套之间增设调节螺套。
其二,继电开关选用干簧管,在膜片和干簧管之间,装一随膜片受压形变而作上下直线运动的磁性元件。利用干簧管对变化磁场敏感的特点实现压力继电功能。为了便于调节磁性元件对干簧管地作用强度,在干簧管与磁性元件之间可增设一软磁材料制成的调节片,或在磁性元件的周边增设一软磁材料制成的导磁调节环。
在上述两种方案中,为了调节调压弹簧的压力,即调节输出气压之便,可在继电开关的支座和壳体之间增设一调节圈,与其下端连接的销子插在调压弹簧压圈的孔中。
本发明的工作原理是:当输入阀腔内的气压低于调定气压的下限值时,在调压弹簧的作用下,膜片处于最低位,减压口完全开启,输出气压等于输入气压,置于膜片上的传感装置对继电开关不起作用,处于闭合状态,气源控制电路构成回路,可启动压缩机运行,对气包充气。随着输入阀腔内的气压升高,膜片朝上凸起,与其连动的减压口逐渐关小,以保持输出气压为调定值,同时,传感装置也随之逐渐升高,当输入气压达到调定气压上限值时,继电开关在传感装置压力(或磁力)的作用下动作,切断电路,压缩机停止运行。气源向外供气,输入气压逐渐下降,膜片连同传感装置随之降低,减压口张大,保持输出气压稳定,当气压降到调定气压的下限值时,继电开关因失去传感装置的作用而复位,电路接通,重复前述工作过程,从而实现了压力继电和减压的双重功能。
本发明相对于两个分列的减压阀和压力继电器而言,具有结构简单、体积小、节省材料、降低造价等优点,在组成气源系统时,减少了安装接口,提高了系统的可靠性;用磁性元件和干簧管构成的压力继电减压阀还具有防爆功能,适合于易燃易爆气体条件下工作。本发明包含直动式压力继电减压阀和外部先导式压力继电减压阀,适合在各种需要减压又要对压力进行控制的气源系统中使用。
下面结合附图所示实施例作进一步说明。
图1、2是压力继电减压阀的剖视图。
图3是在内外滑套之间增设了调节螺套,并增设了调压弹簧调节圈的压力继电减压阀的剖视图。
图4是用磁性元件作传感装置,用干簧管作继电开关所构成的压力继电减压阀的剖视图。
图5是在干簧管与磁性元件间设有软磁调节片的压力继电减压阀剖视图。
图6是在磁性元件周边设有导磁调节环的压力继电减压阀剖视图。
实施例1:如图1所描述的那样,压力继电减压阀具有输入、输出接头(13、2)、与膜片连动的减压口(12)、壳体(1)、膜片(3)、调压弹簧(4)、压圈(6),垂直于膜片中心朝上装有传动杆(5),有一由弹簧(8)、压在弹簧(8)两端可相对运动的内外滑套(7、9)组成的传动装置,其下端对着传动杆(5)顶端,上端与位于上方的继电开关(10)按钮相对。
气流经输入接头(13)、减压口(12)进入阀腔,经输出接头(2)输出。当输入气压低于调定气压下限值时,膜片(3)连同传动杆(5)处于低位,减压口(12)完全开启,输出气压等于输入气压,此时传动装置对继电开关(10)按钮不施加压力,继电开关(10)处于闭合状态,可启动压缩机。当输入气压大于调定气压下限值时,膜片(3)和传动杆(5)被顶起,与之连动的减压口(12)关小,保持输出气压为调定值。随着输入气压逐渐上升,膜片(3)形变、传动杆(5)亦上升,顶着传动装置,传动装置的上端面顶住继电开关(10)按钮,继而弹簧(8)发生形变,贮力于其中。当输入气压大于调定气压上限值时,传动装置将继电开关(10)按钮按下,电路切断,压缩机停止工作。随着气源向外供气,输入气压逐渐下降,膜片(3)及传动杆(5)随之下降,减压口(12)张大,以稳定输出气压,传动装置逐渐减小对继电开关(10)按钮的压力,当输入气压小于调定气压下限值时,继电开关(10)弹起复位,压缩机重新工作,进入新一次循环,以此往复达到压力继电和减压的目的。
实施例2:如图2所描述的那样,该压力继电减压阀的主要结构及工作原理与实施例1相同,不同之处在于:膜片(3)上不装传动杆,而是以传动装置内滑套(7)下端的向下延伸杆作为传动杆。
实施例3:如图3所描述的那样,是一种便于调节继电器(10)动作压差值,并可在阀体外部调节输出气压的压力继电减压阀,其主要结构及工作原理与实施例1相同,不同之处在于:在内外滑套(7、9)之间增设调节螺套(14);在继电开关(10)支座和壳体(1)之间增设了调节圈(15),其下端的销子(16)插入压圈(6)的孔中。转动调节螺套(14),改变弹簧(8)的预变形量,可调节继电开关(10)动作的上下限气压值;转动调节圈(15),改变调压弹簧(4)对膜片(3)的压力,可以调节输出气压。
实施例4:如图4所描述的那样,是一种具有防爆功能的压力继电减压阀,其基本构造及工作原理与实施例1相同,所不同的在于:用一与膜片(3)连动的磁性元件(18)作传感装置,用干簧管(17)作继电开关,利用磁性元件(18)磁场的位移,产生对干簧管(17)磁感应强度的变化,使干簧管(17)动作,达到压力继电的目的。调节磁性元件(18)与干簧管(17)的相对位置,可以调定干簧管(17)动作的压差值。
实施例5:如图5所描述的那样,干簧管(17)和磁性元件(18)分上下水平放置,其间设一用软磁材料制成的调节片(19),只要选择不同导磁率的调节片(19),或调节置于干簧管(17)和磁性元件(18)之间的位置,即可得到任意的能使干簧管(17)动作压差值。其它结构及工作原理与实施例4相同。
实施例6:如图6所描述的那样,在磁性元件(17)周边设一软材料制成的导磁调节环(20),当磁性元件(18)在调节环(20)中时,构成封闭的磁力线回路、干簧管(17)不动作。当磁性元件(18)随膜片(3)形变而上升时,漏磁迅速增大,磁性元件(18)对干簧管(17)的磁感应强度亦迅速加大,直至干簧管(17)动作,反之亦然。调节导磁调环(20)与磁性元件(18)、干簧管(17)的相对位置,可得到任意的能使干簧管(17)动作的压差值。