减压器组件的制作方法

本公开涉及一种减压器组件。更具体地，本公开涉及改进的且成本有效的减压器的隔膜。

背景技术：

1、减压器在许多普通的家庭和工业应用中都有发现。例如，减压器在气体烤架中用于调节丙烷，在家庭加热炉中用于调节天然气，在医疗和牙科设备中用于调节氧气和麻醉气体，在气动自动化系统中用于调节压缩空气，在发动机中用于调节燃料，以及在园艺系统中用于调节灌溉。如此部分列表所表明的，减压器具有许多应用，然而在其每一种应用中，减压器提供相同的功能。减压器将供应(或入口)压力降低到较低的出口压力，并且尽管入口压力波动，仍保持此出口压力。入口压力减小到较低的出口压力是减压器的关键特征。

2、减压器包括限定压力补偿孔的减压器主体，并且还包括弹簧操作的活塞杆和径向密封在减压器主体中并允许压力控制的径向唇形密封类隔膜。然而，由于活塞杆的轴向运动，随着时间的推移，凹槽可能形成在密封表面中，并且可能导致泄漏。减压器可能经由压力补偿孔泄漏和损失流体，从而降低减压器的功能精度。

3、随着时间已经做出努力来克服上述缺陷。改进的设计包括具有滚动隔膜技术的减压器。这种隔膜的轴向运动由u形几何形状的摇摆运动引起。然而，这种隔膜具有更大的直径，需要更多的安装空间，并且制造昂贵。在中国实用新型206,429,714中提供了滚动隔膜的实例。

4、此外，存在具有扁平隔膜的减压器，其在中间用织物插入物加强并且不可拉伸。这些扁平隔膜轴向地压在两个金属盘之间，导致高的组装和制造成本。此外，由于扁平隔膜不可伸展，所以扁平隔膜的行程非常小(高达2mm)。

5、此外，在美国专利申请us 2018/0120866 a1(在下文中称为‘866参考文献)中公开了包括隔膜的调节器装置的实例。‘866参考文献公开了调节器装置，其包括具有用于液体的入口端和出口端的中空主体、容纳在中空主体中的管状阀构件、弹性隔膜和放置在阀构件的周边处的螺旋弹簧。管状阀构件包括外环形凸缘，环形弹性隔膜的内周边缘安装到该外环形凸缘。此外，弹性隔膜的外环形边缘经由套筒的开口环形边缘紧固到中空主体。螺旋弹簧具有校准的弹簧模量并且放置在阀构件的周边。螺旋弹簧作用在阀构件上以抵消由收集在调节室中的液体的压力在凸缘上产生的力，以将调节端保持在距液体的入口端的正常距离处。此外，环形弹性隔膜的中心孔的直径大于管状阀构件的圆柱形外表面的外径。所公开的环形弹性隔膜在其内周边缘和其外周边缘处分别轴向地夹紧在调节装置的相应部件之间。另外，中空阀构件的行程在几何上受到限制。同时，调节器装置的功能取决于轴向夹紧连接，因此是脆弱的。

6、因此，需要一种改进的且成本有效的隔膜设计，其可以帮助在长时间段内保持减压器的功能精度。

技术实现思路

1、鉴于上述内容，本发明的目的是解决或至少减少上述缺点。该目的至少部分地通过减压器组件来实现。减压器的组件包括减压器主体，其沿着中心轴线限定至少一个减压器腔室。减压器腔室包括入口段和出口段，该出口段与入口段流体联接，使得入口段和出口段分别允许流体的进入和排出。该组件还包括弹簧操作的活塞杆，该活塞杆具有沿着中心轴线的中心、内径和外径。此外，由弹性材料制成的隔膜适于与活塞杆操作地联接。隔膜包括具有沿着中心轴线的中心和直径的中心孔。其中，活塞杆的外径大于隔膜的中心孔的直径，并且隔膜组装在活塞杆上，使得活塞杆的中心轴线与隔膜的中心轴线重合。

2、此外，活塞杆是中空活塞杆，其还具有分别限定内径的圆柱形内周表面和分别限定外径的圆柱形外周表面。活塞杆的外径大于未安装状态下的隔膜的中心孔的直径，而在安装状态下，活塞杆的外径与隔膜的中心孔的直径相同。

3、因此，本公开提供了一种用于减压器的改进的隔膜设计。有利地，隔膜包括中心孔，在未安装状态下，该中心孔的直径小于活塞杆的外径，使得当隔膜被强制分别安装或组装到活塞杆上时，隔膜由于径向应力而变形。隔膜的变形显著地改善了隔膜的行程长度。

4、内径是活塞杆的中空部分的直径。外径是外圆柱形表面的直径。此外，圆柱形内周表面与圆柱形外周表面相对。

5、根据本公开的一个实施方式，在未安装状态下，隔膜的中心孔的直径等于活塞杆的内径。隔膜的中心孔的直径优选地小于未安装状态下的活塞杆的外径，以便在隔膜上产生径向应力，当隔膜处于安装状态时，该径向应力导致隔膜的变形。在本公开中示出的变形是锥形变形，使得隔膜的锥形变形导致隔膜的双稳态屈曲。

6、根据本公开的一个实施方式，隔膜由硅树脂制成。已知硅树脂在极热或极冷时保持柔性和低压缩变定。硅树脂橡胶非常耐用，并且总体上具有良好的机械性质。由于其耐久性，其是极其可靠的并且被信任以长时间地保持性能。因此，硅树脂隔膜可以是持久的和成本有效的，因为其可能需要更少的维护。此外，硅树脂隔膜提供了良好的电绝缘性，是阻燃的并且具有低的化学反应性。

7、根据本公开的一个实施方式，隔膜通过冲压制成。冲压过程是成本有效的、快速的并且需要很少的劳动力和机器操作。此外，冲压过程减少了材料浪费，提高了精度并且可以是自动的。

8、根据本公开的一个实施方式，活塞杆包括隔膜支撑表面。隔膜支撑表面防止隔膜远离活塞杆滑动。此外，其将流体力传递到活塞杆，使得活塞杆轴向地移位。

9、根据本公开的一个实施方式，环形鼻部设置成与隔膜相邻，以在弹簧处于伸展状态时向下按压隔膜，使得弹簧在与按压隔膜时由环形鼻部传递的力的方向相反的方向上按压隔膜。这可以防止隔膜滑动，并且可以在减压器组件的操作期间帮助将隔膜保持在适当位置。

10、在进一步改进的实施方式中，环形鼻部进一步包括止动表面，当弹簧处于伸展状态时，止动表面与隔膜支撑表面的倾斜表面接合。止动表面和倾斜表面之间的这种接合防止全部的力传递到隔膜。因此，止动表面和倾斜表面之间的接合进一步防止隔膜的损坏和隔膜粘附到环形鼻部。

11、本发明的其他特征和方面将从以下描述和附图中显而易见。

技术特征：

1.一种减压器组件(100)，包括：

2.根据权利要求1所述的减压器组件(100)，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的减压器组件(100)，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的减压器组件(100)，其特征在于，

5.根据前述权利要求中任一项所述的减压器组件(100)，其特征在于，所述隔膜(128)由硅树脂制成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的减压器组件(100)，其特征在于，所述隔膜(128)通过冲压制成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的减压器组件(100)，其特征在于，所述活塞杆(121)包括隔膜支撑表面(160)。

8.根据前述权利要求中任一项所述的减压器组件(100)，其特征在于，环形鼻部(171)设置成与所述隔膜(128)相邻，以在弹簧(131)处于伸展状态时，在与在按压所述隔膜(128)时由所述环形鼻部(171)传递的力的方向相反的方向上按压所述隔膜(128)。

9.根据权利要求8所述的减压器组件(100)，其特征在于，

技术总结
一种减压器组件，包括减压器主体，其沿着中心轴线限定至少一个减压器腔室。减压器腔室包括入口段和与入口段流体联接的出口段。减压器组件还包括弹簧操作的中空活塞杆，其具有沿着中心轴线的中心、包括内径的圆柱形内周表面和包括外径的圆柱形外周表面。由弹性材料制成的隔膜适于与活塞杆操作地联接。隔膜包括具有沿着中心轴线的中心和直径的中心孔。其中，在未安装状态下，活塞杆的外径大于隔膜的中心孔的直径，而在安装状态下，活塞杆的外径与隔膜的中心孔的直径相同，并且隔膜组装在活塞杆上，使得活塞杆的中心轴线与隔膜的中心轴线重合。

技术研发人员：托马斯·伦纳
受保护的技术使用者：胡斯华纳有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15