专利名称：高压降装置用的减压阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在具有高的压降的装置中使用的减压阀，该阀较之当前在同类装置中所用的控制阀有显著的改进和重要的优点。
众所周知，如果通过一控制阀的压力降高，就会产生噪音和振动，并使节流或控制流量的阀件、活塞、阀座环和罩壳或汽缸发生快速的磨损。
另外，由于阀的左右侧压力不同，会使运动零件之间发生摩擦，并沿水平方向将活塞推压到汽缸上。
而且，当活塞在垂直方向上不平衡时，活塞运动所需的力就更大，若不采用超尺寸的作动器，活塞就不会顺利地移动。
谈到现有技术，必须说，现有的几种控制阀，或者没能解决上述问题，或者，正如我们下面将要谈到的，以复杂而费钱的办法来解决问题。
一种办法是采用两个或多个控制阀，它们一个接一个排列，每个阀都分担总压降的一部分。这是一种成本高的办法。
还有几种控制阀，它们的内部带有复杂的节流罩，由一个叠一个，或一个套一个的几个圆盘或圆筒组成。这类控制阀也可将通过阀的总压降分成两个或多个压降，但使设计大为复杂化，且成本显著提高，并降低了阀的流量。
另外，引起活塞和汽缸摩擦和磨损的侧向压力问题仍然未能解决。在现有设计中，活塞的大部分圆柱表面暴露在压差中，从而产生了与表面和压差成正比的侧向压力。故在所有情况下都会产生摩擦和磨损，而且有时还会振动。这个问题在大型阀中尤为严重。
本发明申请提供的新的控制阀是为高压降的装置设计的，可将总压降逐渐按几级降低，并以简便的方法解决噪音、振动和摩损问题。
上述阀的内部零件的新设计使流体几次改变流动方向，并且还设置了几个形成中间压力级的内室。
这种设计通过环形平衡室首次解决了侧向力的问题。所述的平衡室具有围绕活塞的环形空间，它抵消了沿水平方向作用的侧向力，这样，活塞就不会被推压到导引汽缸上，从而减少摩擦和磨损。
另外，活塞被设计成带有中央内室，其尺寸大小可让流体通过，并平衡垂直方向上的力。这样，活塞在沿其行程的所有位置都是均衡的，并且，移动活塞所需的力也大大降低。
为了详细说明本发明，请参看示出一个最佳的但不是唯一的实施例的附图(该附图作为一个实例但不是限制性的)，附图中
图1示出本发明阀件的剖面图2示出图1的细节。
图1示出了本发明阀的主要部件即(1)阀座环，在其下部带有一个钻孔的圆筒；(2)汽缸(也是钻孔的)，和(3)活塞，它是中空的，从顶部到底部有三个逐渐减小的直径。
上述设计是根据将总压降分成几个小压降的原理。为此，设置了若干内室或称中间级，沿着流路，按总压降的要求，使活塞的不同直径与相关的2、3、4级或更多级阀座环直径相配合。
图2示出一种4级压降的设计，它有三个内室或称中间级(4)下部环室，它在阀座环(1)内围绕活塞(3)；(5)在活塞(3)内的中央室，(6)上部环室，它在汽缸(2)内围绕活塞(3)。
按照这种设计，流体从阀座环下面的高压侧通过作为第一节流区的座环圆筒(1—4)流到作为第一级的内室(4)，在到达中央室(5)之前，它必须沿活塞的下部通过第二降压室(4—5)，才能达到中等压力。
至此，流体是从活塞之外部流到其内部的。在这之后，它将向上流动，然后从活塞内部流到其外部。而后，流体通过活塞上部的节流区(5—6)，到达第三级压力平衡室(6)，最后，通过汽缸的节流区(6—2)而达到输出压力。
按上述简单的方式，采用一个活塞(3)、一个阀座环(1)和一个汽缸(2)，将通过阀的高压降分成4个小压降，并解决了所有与高压降有关的问题。
另外，内室(6)和(4)起到平衡室的作用，所有环绕活塞(3)的水平力都抵消了。
所以，活塞(3)不会受到任何像现有设计普遍存在的那种水平方向的推压，因为活塞(3)在汽缸(2)内是“浮动的”，所以，使摩擦力减到最小，并允许它平稳地垂直移动，故活塞(3)在水平方向上是平衡的。
最后，通过正确地设计内室(6)、(4)和(5)的面积，也可使活塞(3)得于垂直方向上的平衡。事实上，内室(6)和(4)内的压力，向上推动活塞(3)，而内室(5)的压力则向下推动活塞(3)。正确地确定上述这些内室的直径，可使向上和向下的力保持平衡，这样活塞的移动就会顺利。
综上所述，本发明的设计解决了三个问题通过一个十分简单的方法，采用较少的零件，将总压降分成几个小的压降，消除了高压降引起的噪音和振动问题。
通过设置围绕活塞的平衡室，首次消除了水平方向上的力，减少了活塞与汽缸的摩擦。
通过正确地设计上述平衡室的尺寸，降低活塞沿垂直方向移动所需的力。
权利要求
1.一种用于高压降装置的减压阀，含有阀座环(1)、汽缸(2)和活塞(3)，其特征在于，长形的阀座环(1)的下部带有钻孔，中空的活塞(3)从顶部到底部具有几个逐渐减小的直径，这些直径与汽缸和阀座环的内径相配合，在流体的进口与出口之间形成了中间室或称中间级压力室，由于每一级的压降都比总压降小，所以消除了噪音和振动。
2.根据权利要求1的减压阀，其特征在于，在一种最佳设计中，采用了三个中间内室，即在活塞(3)与阀座环(1)下部之间围绕活塞(3)的下部环形室(4)；在同一活塞(3)内的中央柱形室(5)；和位于活塞(3)与汽缸(2)之间的上部内室(6)。这样，在第一级中，流体从外部稳定地通过阀座环(节流区1—4)的下部而流入内部，然后通过活塞下部的节流区(4—5)流入内部中央室(5)，这是第二级，其压力大约为阀的进口压力与出口压力的平均值，然后，流体改变方向，从活塞内部通过其上部节流区(5—6)流到活塞外部，进入第三降压室(6)，再通过圆柱形的节流区(6—2)而流出阀外，在该最佳设计中全部共经4级降压，每一级都小于阀的总压降。
3.根据权利要求1和2的减压阀，其特征在于，围绕活塞之上部和下部设置了起到平衡室作用的环形室(6和4)，以平衡作用在活塞上的水平力，使活塞在径向方向上处于平衡状态，消除了对阀座环和汽缸这些导引件的摩擦。
4.根据权利要求1—3的减压阀，其特征在于，设计了尺寸合适的内室(6)、(4)和(5)，使得由内室(4)和(6)作用到活塞(3)上的垂直力与内室(5)所产生的垂直力相平衡，从而使活塞(3)沿垂直方向保持平衡，使阀工作时活塞(3)可以容易而顺利地移动。
全文摘要
一种用于高压降装置中的减压阀含有一个阀座环、一个汽缸和一个活塞。围绕活塞之上、下部以及在活塞内部设置了几个尺寸合适的、起平衡作用的环形内室和一个中央内室，通过这些内室解决了侧向压力问题，减少了汽缸与活塞的摩擦。该设计将总的压降分成几级较小的压降，克服了在高压降装置中常有的噪音和振动问题。
文档编号F16K47/04GK1239760SQ98115210
公开日1999年12月29日 申请日期1998年6月22日 优先权日1998年6月22日
发明者塞瓦斯蒂安·C·帕利亚鲁埃罗 申请人:巴达茵公司