[实用新型]一种超低温波纹压力感应膜片及集成调压阀

说明书

本实用新型公开了一种超低温波纹压力感应膜片，包括：圆形的金属膜片，以及设置在金属膜片上的一组环形波纹。这种设计使压力感应膜片具有一定的弹性变形能力，即在工作压力范围内不会使压力感应膜片发生屈服形变或褶皱，避免了压力感应膜片失效导致的泄露问题，并提高了压力感应膜片的使用寿命；减少或消除了压力感应膜片受力后产生的横向剪切力，以消除由横向剪切力对调压产生的干扰，提高了阀门对流体压力的感应灵敏度和调压精准度；减少或消除压力感应膜片外圈受到的向心拉力，以避免向心拉力造成的衬垫或黄铜压环破坏失效或局部磨损。

技术领域

本实用新型涉及超低温流体储罐压力控制和调节的技术领域，特别涉及一种超低温波纹压力感应膜片及集成调压阀。

背景技术

集成调压阀，主要用于超低温流体（包括气体和液体）储罐的压力控制和调节，比如LNG、液氢、液氧和液氮等储罐的压力控制和调节，包括自增压和经济阀双功能。

市场现有的超低温调压阀以美国RegO和Cash两大品牌为主，其使用的压力感应膜片都是平膜片。以美国RegO公开样本里的结构图为例，如图1或图2所示，上阀101和下阀102之间设有平膜片103；下阀芯104与下阀102的密封结构处，下阀102设有凸起的金属圆环105，下阀芯104的密封面为平面；平膜片103与上阀101、平膜片103与下阀102之间均设有黄铜压环106。

压力感应膜片都是平膜片，这种结构在压力变化，平膜片受力并提供上下位移时，由于平膜片外圈被压紧，而其平面结构又限制了平膜片在轴线方向的变形和位移，只有当压力产生的应力大于膜片的屈服变形应力时，才会迫使平膜片发生屈服变形而上下位移。这种变形会导致如下问题：（1）平膜片本身在强力拉扯下，发生破坏或者局部褶皱，降低了平膜片的寿命；（2）除弹簧力和介质的内压力之外，平膜片还受到横向的剪切力，该剪切力干扰了内压力向弹簧的传递，降低了平膜片对压力的感应灵敏度，从而导致整阀对压力的感应和调节不准确；（3）平膜片外圈（即被压紧约束的部位）受到向心拉力，该拉力作用于压紧在一起的黄铜压环上，导致黄铜压环受到剪切力，从而引起黄铜压环的破坏失效或者局部磨损，从而导致介质泄漏。

实用新型内容

实用新型的目的：本实用新型公开一种超低温波纹压力感应膜片，工作压力范围内不会使压力感应膜片发生屈服形变或褶皱，不会对其造成永久损伤，提高压力感应膜片的使用寿命；减少或消除横向剪切力对调压产生的干扰，提高了阀门对流体压力的感应灵敏度和调压精准度；减少或消除压力感应膜片外圈受到的向心拉力，避免衬垫或黄铜压环破坏失效或局部磨损造成介质泄漏。

技术方案：为了实现以上目的，本实用新型公开了一种超低温波纹压力感应膜片，包括：圆形的金属膜片，以及设置在金属膜片上的一组环形波纹。这种设计由于其特有的波纹结构，使压力感应膜片具有一定的弹性变形能力，即在工作压力范围内，轴线方向产生的适当位移量不会使压力感应膜片发生屈服形变或褶皱，不会对其造成永久损伤，避免了压力感应膜片失效导致的泄露问题，并提高了压力感应膜片的使用寿命；减少或消除了压力感应膜片受力后产生的横向剪切力，以消除由横向剪切力对调压产生的干扰，从而使介质的内压力作用在压力感应膜片上的轴向压力能够准确地传递给弹簧，提高了阀门对流体压力的感应灵敏度和调压精准度；减少或消除压力感应膜片外圈受到的向心拉力，以避免向心拉力造成的衬垫或黄铜压环破坏失效或局部磨损。

进一步的，上述一种超低温波纹压力感应膜片，所述金属膜片两表面均设有薄膜保护层。金属膜片上表面的薄膜保护层用于隔绝金属膜片和外部渗入的腐蚀性物质，下表面的薄膜保护层用于隔绝金属膜片和阀门内部的介质，这种设计防止介质或者空气中腐蚀性物质对金属膜片发生侵蚀，提高了压力感应膜片的使用寿命，并防止介质泄漏。

进一步的，上述一种超低温波纹压力感应膜片，所述薄膜保护层为PTFE薄膜或PCTFE薄膜或两者的改性材料薄膜。这种设计的薄膜保护层性能稳定，具有良好的耐低温和抗腐蚀能力。