CN102313049B - 一种减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种减压阀，包括前盖、后盖、阀芯组件，前盖和后盖的端部设有外螺纹接头，所述阀芯组件包括阀芯座、阀芯轴、膜片和弹簧，阀芯座支承着阀芯轴作轴向滑动，弹簧套装在阀芯轴上，膜片将阀腔与出水腔密封分隔，阀芯座的阀部内设有胶塞，阀芯轴内设有水流流道。本发明的减压阀提供一种既能符合1/2接口要求，又能满足大流量要求的小接口大通量减压阀，阀芯组件采用单弹簧结构，使用过程中无需反复调整，彻底解决双弹簧结构弹力衰变不对称的问题，出水压力自动调节、使用稳定可靠，方便用户使用也大大减少售后工作量。阀芯组件多处采用卡接的连接方式，阀体内不设有螺钉连接，连接结构设计巧妙、安装简便且减少耗材降低成本。

Description

一种减压阀

技术领域

本发明涉及一种减压阀，更具体地说，是涉及一种用于民用供水系统的减压阀。

背景技术

随着经济社会的发展，特别是在我国改革开放以后，城市商品房建筑如雨后春笋猛进，其中豪华、时尚的别墅群在国内多个省市涌现，反映了人们的生活指数已经达到发达国家的水平。随着城市化工业化的高速发展，水资源污染可能会继续恶化，城乡人民保健意识不断提高，对健康饮水需求量与日俱增，家用净水器已成为人与自然协调发展的朝阳产品，净水器以其环保卫生经济方便的特点越来越受到人们青睐，普及应用于千家万户是当今社会发展的必然趋势。减压阀在给水系统中的主要作用就是降低给水管网中的水压，长期以来在保护工矿企业设施中扮演了重要的角色。随着家用净水器的普及，减压阀已进入民用领域，它在保护家庭用水设备及提高家庭用水安全中起着重要的作用，必将有着更广泛的应用前景。

目前家用净水器减压阀大多还是工业类型减压阀缩小的代用品，阀芯组件沿用双弹簧结构，其弹力工况统一调整出厂，不能适应千家万户的自来水压，在上门安装需调整，使用中需定期调整，且阀芯轴与进出水口不在同一轴线上；通道拐弯，水阻加大、传感灵敏度减小，阀后水压不能够迅速得到释放，安保性能下降。因此，开展减压阀工作机理的研究，开发在性能上适应千家万户不同水压（0.2Mpa——0.8Mpa范围）、使用中免于调整、既能减动压、又能减静压、还能保静压（且保压时间大于24小时）的家用减压阀，对促进我国饮用水事业的发展具有非常重大的意义。

目前，大流量（每分钟水通量10-20升）热水器、净水器开始进入中国家庭，制造厂商为了适配家庭给水管（通常为1/2英寸），把大流量热水器、净水器的进出管设制成1/2英寸接口，但目前，市场上1/2英寸接口的减压阀每分钟水通量3-5升，远远不适应（供一家人使用）上述大流量要求。

1/2英寸标准螺纹接口连接在净水器上直通式减压结构，如图1所示，图2是图1的A部放大图，阀的前盖12和后盖17构成阀体的进水腔、阀腔和出水腔，阀腔内设有阀芯组件，其中包括阀芯轴15、弹簧14、膜片16，进水腔内设有胶塞13，弹簧14和膜片16，当介质动能变化时，阀芯组件作出适应性调整，促使阀芯轴15沿轴线方向前后位移，自动调控阀芯轴端部与胶塞的距离即改变阀门开度J，从而使出水侧的水流压力保持在要求的设定压力值内，高压水流经过减压阀的阀口和阀芯轴中狭小的间隙J时，流速急剧增加，从而消耗了大部份能量造成一定的压力损失，使水压降低，达到净水器的使用要求。但由于胶塞13设在减压阀1/2英寸接口的进水孔内，再减去胶塞的外径后，水流的通道就显得非常窄小，此为致所以达不到每分钟10-20升水流的通量要求的原因。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题：针对现有技术之不足，提供一种既能符合上述1/2接口要求，又能满足大流量要求的小接口大通量减压阀：出水压力自动调节、使用稳定可靠、使得减压阀在使用过程中无需反复调整，方便用户使用也大大减少售后工作量。

本发明的技术方案是：减压阀包括前盖、后盖，所述前盖、后盖构成减压阀的阀体，所述阀体内设阀芯组件，所述前盖和后盖的端部设有外螺纹接头，前盖的外螺纹接头的内腔为进水腔，后盖的外螺纹接头的内腔为出水腔，阀腔设在进水腔与出水腔之间，所述阀芯组件设在阀腔内，所述阀芯组件包括阀芯座、阀芯轴、膜片和弹簧，所述阀芯座的基部支承着阀芯轴作轴向滑动，所述弹簧套装在阀芯轴上，所述膜片紧固在阀芯轴的后端部并将阀腔与出水腔密封分隔，所述阀芯座的阀部内设有胶塞，所述阀芯轴内设有水流流道，所述阀芯座设在阀腔内；所述阀芯座由阀部、环部、基部和外基部构成，其中，阀部与环部间设有连接筋条，基部与外基部通过基部端面连接，所述胶塞设在阀部内。

还包括锁勾，所述胶塞为合页状带凹槽的圆柱，所述凹槽的内腔形状与锁勾的端部相适配，所述锁勾的端部被包纳在胶塞内，所述锁勾的勾头勾扣在所述阀芯座的阀部上。

所述阀芯座的环部外侧设有凹槽，凹槽上设有O形圈。

所述阀芯轴上设有凹槽，凹槽上设有O形圈。

所述阀芯轴上设有膜片托板，所述弹簧后端抵靠膜片托板上，前端套在阀芯座的基部端面上。

还包括压块，所述阀芯轴的一端设有勾缘，所述勾缘勾扣在压块上。

所述阀芯座的外基部上还设有尾翼状的定位凸勾，所述定位凸勾插嵌在前盖内壁的凹槽上。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

１）减压阀的接口按标准小接口规格的尺寸设计，在接口不加粗的前提下，保证净水器大通量的要求。

２）阀芯组件多处采用卡接的连接方式，阀体内不设有螺钉连接，连接结构设计巧妙、安装简便且减少耗材降低成本。

３）阀芯组件采用单弹簧结构，彻底解决双弹簧结构弹力衰变不对称的问题，使用中不需定期调整，便利家庭使用。阀芯轴空心管结构，高压进水经阀门间隙J、进入管状阀芯轴直通出水口，提高了水压传感机构的灵敏度，而且阀后水压能够迅速得到释放，避免了减压阀后面的设备遭受水锤冲击。

４）本发明的减压阀出水平稳无振动，符合家用净水器安全使用要求。

附图说明

图1是现有在净水器上使用的一种减压阀的结构示意图；

图2是图1的A部放大图；

图3是本发明减压阀的阀芯座结构示意图；

图４是图3的B—B剖示图；

图5是本发明减压阀的结构示意图;

图6是本发明减压阀的结构爆炸图；

图7是本发明减压阀前盖与阀芯座安装结构示意图；

图8是本发明减压阀的阀芯轴结构示意图；

图9是本发明另一实施例的结构示意图。

具体实施方式

参见图3—5，减压阀由前盖21和后盖22构成一个完整的阀体，包括位于中部的阀腔和两侧的进水腔和出水腔。前盖21的前部是1/2外螺纹接口211，与热水器、净水器的接口相适配，前盖的后部其内径远大于外螺纹接口的前阀腔212，前阀腔212内设置阀芯组件，阀芯组件包括：阀芯座１、阀芯轴3 、膜片4、O形圈5、弹簧6、防震器7、压块8。阀门在进水腔与阀腔之间，由胶塞2和阀芯轴3的端部组成。阀芯座1的结构参见图3和图4，由阀部31、环部32、基部33和外基部34构成，阀部的圆柱体内腔嵌卡有胶塞2（参见图5或图6），阀部上的凸起311与锁勾11配合使胶塞2固定装配在阀部31的内腔上。环部32的外侧设有凹槽，内置密封用的O形圈5，使阀芯座与前盖形成密封。结合图4，在环部的内侧与阀部的外侧间设有连接筋条312，由连接筋条将环部的内侧与阀部的外侧连结为整体结构，并形成多个水流通道。由于阀芯座是安装在前盖的前阀腔内的，与进水腔相比，前阀腔的通量得到充分的扩容，阀的通量由阀部31和环部32间的水流通道的截面积所决定，将以胶塞2为主的阀门从进水腔内移至阀腔后，扩大了水流通道，可以达到每分钟10-20升水流的通量要求。

阀芯座的基部33和外基部34均为筒形，且同轴线设置，结合图5，阀芯座的基部33内腔是阀芯轴的滑腔，在基部33外侧和前盖的内腔间形成一空气腔，气腔内置有阀芯轴、弹簧、膜片、膜片托板、防震器。阀芯座的外基部34上还设有四个尾翼状的定位凸勾18，该定位凸勾18插嵌在前盖的四个卡口214上定位。从前盖的内腔底部沿四个卡口214方向设有导向凹槽213，使阀芯座外基部的定位凸起沿导向凹槽进入卡口内固定。

请看图5—8，减压阀的前盖21和后盖22对接，通过四个螺钉23将两者紧固，前盖21和后盖22的颈缩端部均设有外螺纹，便于与给水系统的管路连接，前盖的颈缩端部外侧是外螺纹接口（即外螺纹接口211），内腔为阀体的进水腔，后盖的颈缩端部的内腔为出水腔，后盖的前部为后阀腔，由后盖的后阀腔与前盖的前阀腔212构成减压阀的阀腔，而且，减压阀的进水腔、阀腔、出水腔在同一中轴线上，形成一个直通式的阀体，水流在减压阀内流走不需拐弯。阀芯组件设置在阀腔内，其中，阀芯座1固定在前盖21上的卡口内，内置O形圈使阀芯轴与阀芯座基部密封，防止水流外泄，见图7，阀芯轴的顶部设凹槽35，内置O形圈。阀芯轴3的下部设有膜片托板37，该膜片托板37是从轴体向外延伸形成的一个用于支承弹簧6并接受弹簧6弹力作用的膜片托板37（平台状），在阀芯轴3的膜片托板上还套有防震器7，弹簧6套在阀芯轴3上，一端抵靠在阀芯座的基部端面，另一端抵靠在阀芯轴的膜片托板37上。阀芯轴的后端设有勾缘39，使阀芯轴穿过压块的内孔并卡勾在压块8的平面上压紧并密封膜片的内缘。阀芯轴一端插入在阀芯座的基部33内并可沿基部内壁密封滑动，另一端通过膜片4、压块8搁置在后盖22的的后阀腔底部，结合图7，其中，膜片4的外缘压合在前盖21与后盖22的接缝处并由螺钉23压紧，膜片4的内缘截面为近似球状，分别抵压在压块的槽内和阀芯轴的后部38上，阀芯轴的空心部是流道36，贯通于整个阀芯轴。阀芯轴的上部在前阀腔212内设置，前盖的前部较窄的部位是1/2外螺纹接口211，与储水罐的接口相适配，前盖的后部是外径远大于外螺纹接口的前阀腔212，前阀腔212内设置阀芯组件，构成一个直通式的阀体。阀芯组件设置在前阀体与后阀体围成的阀腔内。参见图6，除防震器7、弹簧6是金属的以外，阀芯组件的其它部件均是注塑件，采综合性能优良的聚甲醛（POM）材料。

参见图5，当水从进水腔流进后，水流穿过水流通道，并从阀芯轴端与胶塞的间隙进入阀芯轴的流道内，当高压进水通过阀门间隙（缝隙）J时，流速剧增，消耗能量降低水压，水流从出水腔进入净水器。膜片的一侧承受弹簧的弹力作用，另一侧承受水流的压力，若在膜片的有效面积上所形成的膜背压力大于弹簧的弹簧力，则推动膜片与阀芯轴向上移，阀门间隙（胶塞与阀芯轴间的间隙）减小，反之，若膜背压力小于弹簧力时，弹簧将推动膜片与阀芯轴向下移，阀门间隙增大。当阀后流量处于动态变化时，水作用于膜片所产生的膜背动态压力与弹簧力保持动态平衡，控制阀芯组件和阀门开度处于动态平衡位置。

当减压阀后用水，膜片的膜背压力迅速下降，当阀后流量为最大值时，此时阀后水压为最小值, 介质作用于膜片所产生的膜背压力最小，膜背压力小于弹簧力，弹簧推动阀芯组件向下移到极限位置, 阀门重新打开供水，阀门开度处于最大间隙。此时，若出水流量减少，则出水压力增大，阀门开度减小；反之当出水流量增大，则出水压力减小，阀门开度增大；通过阀门开度的微量变化，实现减压阀自动调控。

本发明的减压阀的阀芯轴采用空心管状结构，水流经过空心轴管，直通出水口腔，构成直通式减压阀的水流扩容通道。压力调整机构为单弹簧结构减压阀，彻底解决双弹簧结构弹力衰变不对称的问题；阀内水流通道为直通式的，使水的压力传递从 介质→ 膜片→阀门轴，三步到位，提高传感灵敏度。阀芯轴的进水口与胶塞的距离所形成的阀门间隙，完全由阀后用水状况自动调控，从而实现免调功能。

本发明的减压阀能适应自来水压力的差异，减压阀后的出水压力符合净水器的进水压力要求（0.05MPa——0.3MPa）；而且保静压时间不少于24小时；选择本发明的减压阀,在安装和使用过程中都不需要对弹簧的弹力大小作调整。整个减压阀除了前盖与后盖的对接用螺钉固定外，内部其余的连接结构没有螺钉结构，均采用索扣或压合的方式连接，结构简单可靠、装配方便。

实施例二

本实施例在上述实施方式的基础上，对阀芯座与前盖的连接结构提供另一种配合方式，具体如下：

参见图9，在前盖内腔设有内螺纹，在阀芯座的环部32外圆壁上设有与前盖内腔螺纹相适配的内螺纹，阀芯座的阀部上方设置一O形圈5，阀芯座的阀部将O形圈5挤靠在前盖内腔的顶部，使前阀腔与阀芯座间形成端面密封。由于采用了螺纹连接结构，因此，阀芯座可取消起固定安装作用的外基部，以及相应取消前盖上的凹槽和卡孔。

更进一步，由于水流是经过阀芯座进入阀芯轴中心的水流通道的，因此阀芯轴与阀芯座间必须是密封连接，因此，在阀芯轴的端部与阀芯座的基部内腔间设有O形圈密封。由于本发明是通过阀芯轴的来回移动实现阀门开度的控制的，在给水系统的水压不稳定的情况下，阀芯轴往复滑动较频繁，因此，为了提高阀芯轴的滑行性能，在阀芯座基部内侧设计铜套331，使O形圈在铜套内滑动更顺畅。铜套331与阀芯座浇注注塑成型，为了使铜套与阀芯座的结合更紧密，铜套与阀芯座基部相结合的壁面上设有多条环形凹槽，浇注成型时即可形成紧密的连接结构。

Claims (7)

1.一种减压阀，包括前盖、后盖，所述前盖、后盖构成减压阀的阀体，所述阀体内设阀芯组件，所述前盖和后盖的端部设有外螺纹接头，前盖的外螺纹接头的内腔为进水腔，后盖的外螺纹接头的内腔为出水腔，其特征在于：阀腔设在进水腔与出水腔之间，所述阀芯组件设在阀腔内，所述阀芯组件包括阀芯座、阀芯轴、膜片和弹簧，所述阀芯座的基部支承着阀芯轴作轴向滑动，所述弹簧套装在阀芯轴上，所述膜片紧固在阀芯轴的后端部并将阀腔与出水腔密封分隔，所述阀芯座的阀部内设有胶塞，所述阀芯轴内设有水流流道，所述阀芯座设在阀腔内；所述阀芯座由阀部、环部、基部和外基部构成，其中，阀部与环部间设有连接筋条，基部与外基部通过基部端面连接，所述胶塞设在阀部内。

2.根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于：还包括锁勾，所述胶塞为合页状带凹槽的圆柱，所述凹槽的内腔形状与锁勾的端部相适配，所述锁勾的端部被包纳在胶塞内，所述锁勾的勾头勾扣在所述阀芯座的阀部上。

3.根据权利要求2所述的减压阀，其特征在于：所述阀芯座的环部外侧设有凹槽，凹槽上设有O形圈。

4.根据权利要求3所述的减压阀，其特征在于：所述阀芯轴上设有凹槽，凹槽上设有O形圈。

5.根据权利要求3所述的减压阀，其特征在于：所述阀芯轴上设有膜片托板，所述弹簧后端抵靠膜片托板上，前端套在阀芯座的基部端面上。

6.根据权利要求5所述的减压阀，其特征在于：还包括压块，所述阀芯轴的一端设有勾缘，所述勾缘勾扣在压块上。

7.根据权利要求6所述的减压阀，其特征在于：所述阀芯座的外基部上还设有尾翼状的定位凸勾，所述定位凸勾插嵌在前盖内壁的凹槽上。

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