CN102537439B - 一种调节气体压力的减压阀结构及其调节气体压力的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种调节气体压力的减压阀结构，其使得调压过程简单、时间短，且当进气压力变化时，出口压力也会稳定在一定的范围内。其包括阀芯体的压力输入口、压力输出口和端部密封塞，所述端部密封塞位于所述阀芯体的压力输出口一侧，其特征在于：所述阀芯体中部开有大气连通口，所述阀芯体内部设置有压力平衡轴，所述阀芯体的内壁分别与所述压力平衡轴的外缘面、端部密封塞的内壁配合形成压力输入腔、大气连通腔、压力输出腔，三个腔体通过密封件密封隔绝，压力输入口、大气连通口、压力输出口分别对应连通所述压力输入腔、大气连通腔、压力输出腔，所述压力平衡轴内设置有贯通的流道，所述流道一端为进气孔、另一端为出气孔。
Description
技术领域
本发明涉及气体压力调节的技术领域，具体为一种调节气体压力的减压阀结构，本发明还提供了调节气体压力的方法。
背景技术
现有的调节气体压力的减压阀结构一般为手动调压装置，当需要输出一定数值的气体压力时，需要通过人工调节才能获得减压后的所需压力，其调压过程复杂、时间久，当调压到某一压力值时，则对应的截流口则为固定状态；当进气压力变化时，出口压力也会相应的变化不能使出口压力稳定在一定范围内。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种调节气体压力的减压阀结构，其使得调压过程简单、时间短，且当进气压力变化时，出口压力也会稳定在一定的范围内。
一种调节气体压力的减压阀结构，其技术方案是这样的：其包括阀芯体的压力输入口、压力输出口和端部密封塞，所述端部密封塞位于所述阀芯体的压力输出口一侧，其特征在于：所述阀芯体中部开有大气连通口，所述阀芯体内部设置有压力平衡轴，所述阀芯体的内壁分别与所述压力平衡轴的外缘面、端部密封塞的内壁配合形成压力输入腔、大气连通腔、压力输出腔，三个腔体通过密封件密封隔绝，压力输入口、大气连通口、压力输出口分别对应连通所述压力输入腔、大气连通腔、压力输出腔，所述压力平衡轴内设置有贯通的流道，所述流道一端为进气孔、另一端为出气孔，所述进气孔距离所述阀芯体的压力输入口一侧的内壁有一间隙，所述间隙为节流口，所述压力输入腔连通所述节流口，所述节流口连通所述进气孔，出气孔连通所述压力输出腔，所述压力平衡轴的大口端为凸台结构，所述大气连通腔内设置有弹簧，所述弹簧的两端分别顶装凸台结构的端面、阀芯体的内壁。
其进一步特征在于：所述节流口的尺寸A范围为0.1 mm ～6mm；
所述凸台结构的外环圆面套装有膜片，膜片的外环面贴合所述阀芯体的内壁；
O型圈套装于压力平衡轴，所述O型圈位于压力输入口、大气连通口之间，所述O型圈的外端面贴合所述阀芯体的内壁，导向环套装于所述压力平衡轴，所述导向环的凸台结构贴合所述阀芯体的内壁；
所述弹簧的两端分别顶装所述压力平衡轴的凸台结构的端面、导向环的凸台结构的端面；
所述端部密封塞包括堵头、O型圈、卡簧，所述堵头通过螺纹紧固连接所述阀芯体的压力输出口一侧，所述O型圈塞装于堵头的凹槽内并紧贴所述阀芯体内壁，所述卡簧卡于所述堵头的尾部、阀芯体的堵头限位凹槽。
一种调节气体压力的方法，其技术方案是这样的：其包括阀芯体的压力输入口、压力输出口，其特征在于：输入压力经过所述压力输入口后进入节流口，之后经过压力平衡轴的连接流道通往所述压力输出口，压力输出口的出口压力P2作用于压力平衡轴的凸台结构的力F2等于大气压力作用于压力平衡轴的凸台结构的力F0与弹簧的弹力F之和，当输入口压力P1变大或变小时，出口压力P2也随之变化，F2对应变化，进而使得压力平衡轴往力小一侧移动，此时节流口对应的变小或变大，使得F2对应减小或变大，同时F相应增大或减小，完成动态平衡，使得出口压力稳定在一定的范围内。
采用本发明的上述结构后，调节气体压力时，只需装上合适的弹簧，输入压力经过节流口、流道后变为出口压力，通过压力平衡轴的移动，使得节流口变大或变小，对应弹簧的弹力变小或变大，完成动态平衡，其调压过程简单、时间短，且当进气压力变化时，出口压力也会稳定在一定的范围内。
附图说明
图1是本发明的主视图结构示意图；
图2是本发明的方法的受力分析示意图；
图3是进气压力P1经调压后与压力P2间的示意图。
具体实施方式
一种调节气体压力的减压阀结构，见图1：其包括阀芯体1的压力输入口2、压力输出口3和端部密封塞，端部密封塞位于阀芯体1的压力输出口3一侧，阀芯体1中部开有大气连通口5，阀芯体1内部设置有压力平衡轴6，阀芯体1的内壁分别与压力平衡轴6的外缘面、端部密封塞的内壁配合形成压力输入腔7、大气连通腔8、压力输出腔9，三个腔体通过密封件密封隔绝，压力输入口2、大气连通口5、压力输出口3分别对应连通压力输入腔7、大气连通腔8、压力输出腔9，压力平衡轴6内设置有贯通的流道10，流道10一端为进气孔11、另一端为出气孔12，进气孔11距离阀芯体1的压力输入口2一侧的内壁有一间隙，间隙为节流口13，压力输入腔7连通节流口13，节流口的尺寸A范围为0.1 mm ～6mm，节流口13连通进气孔11，出气孔12连通压力输出腔9，压力平衡轴6的大口端为凸台结构14，大气连通腔8内设置有弹簧15；凸台结构14的外环圆面套装有膜片16，膜片16的外环面贴合阀芯体1的内壁；膜片16为密封件；
O型圈17套装于压力平衡轴6，O型圈17位于压力输入口2、大气连通口5之间，O型圈17的外端面贴合阀芯体1的内壁，导向环18套装于压力平衡轴6，导向环18的凸台结构19贴合阀芯体1的内壁；O型圈17、导向环18为密封件；
弹簧15的两端分别顶装压力平衡轴6的凸台结构14的端面、导向环18的凸台结构19的端面；
端部密封塞包括堵头20、O型圈21、卡簧22，堵头20通过螺纹紧固连接阀芯体1的压力输出口3一侧，O型圈21塞装于堵头20的凹槽23内并紧贴阀芯体1内壁，卡簧22卡于堵头20的尾部、阀芯体1的堵头限位凹槽4。
一种调节气体压力的方法，见图1、图2、图3：其包括阀芯体1的压力输入口2、压力输出口3，输入压力P1经过压力输入口2后进入节流口13，之后经过压力平衡轴6的流道10通往压力输出口3，压力输出口3的出口压力P2作用于压力平衡轴6的凸台结构14的力F2等于大气压力P0、弹簧作用于压力平衡轴的凸台结构的力F0与弹簧的弹力F之和，其中F2=P2×S2，S2 为P2作用压力平衡轴6上的有效面积，F0=P0×S0 ，P0为大气压力，S0为大气压力作用在压力平衡轴6上的有限面积，当输入压力P1变大或变小时，出口压力P2也随之变化，F2对应变化，进而使得压力平衡轴6往力小一侧移动，此时节流口13对应的变小或变大，使得F2对应减小或变大，同时F相应增大或减小，完成动态平衡，使得出口压力稳定在一定的范围内。
具体如下：当进口压力P1增大时，瞬间流过截流口13时的压力也会增大，则P2也会相应的增大，即F2增大， 此时F2＞F0+F，破坏了压力平衡轴6的平衡。在F2力的作用下，压力平衡轴6朝着缩小节流口13的方向移动。当节流口13尺寸A减小时，会有更多的气体被节流，即经节流后的压力P2相应的减小。同时，弹簧所产生的力F也相应变化，直至F2=F0+F压力平衡轴达到新的平衡。出口压力P2 稳定在一定范围内。
当进口压力P1减小时，瞬间流过截流口13时的压力也会减小，则P2也会相应的减小，即F2减小， 此时F2＜F0+F，破坏了压力平衡轴6的平衡。在F0+F力的作用下，压力平衡轴6朝着增大节流口A的方向移动。当节流口13尺寸A增大时，会减少气体的节流，即经节流后的压力P2相应的增大。同时，弹簧所产生的力F也相应变化，直至F2=F0+F压力平衡轴6达到新的平衡。出口压力P2 稳定在一定范围。
Claims (6)
1.一种调节气体压力的减压阀结构，其包括阀芯体的压力输入口、压力输出口和端部密封塞，所述端部密封塞位于所述阀芯体的压力输出口一侧，其特征在于：所述阀芯体中部开有大气连通口，所述阀芯体内部设置有压力平衡轴，所述阀芯体的内壁分别与所述压力平衡轴的外缘面、端部密封塞的内壁配合形成压力输入腔、大气连通腔、压力输出腔，三个腔体通过密封件密封隔绝，压力输入口、大气连通口、压力输出口分别对应连通所述压力输入腔、大气连通腔、压力输出腔，所述压力平衡轴内设置有贯通的流道，所述流道一端为进气孔、另一端为出气孔，所述进气孔距离所述阀芯体的压力输入口一侧的内壁有一间隙，所述间隙为节流口，所述压力输入腔连通所述节流口，所述节流口连通所述进气孔，出气孔连通所述压力输出腔，所述压力平衡轴的大口端为凸台结构，所述大气连通腔内设置有弹簧，所述弹簧的两端分别顶装凸台结构的端面、阀芯体的内壁。
2.根据权利要求1所述的一种调节气体压力的减压阀结构，其特征在于：所述节流口的尺寸A范围为0.1 mm ～6mm。
3.根据权利要求1所述的一种调节气体压力的减压阀结构，其特征在于：所述凸台结构的外环圆面套装有膜片，膜片的外环面贴合所述阀芯体的内壁。
4.根据权利要求1或3所述的一种调节气体压力的减压阀结构，其特征在于：O型圈套装于压力平衡轴，所述O型圈位于压力输入口、大气连通口之间，所述O型圈的外端面贴合所述阀芯体的内壁，导向环套装于所述压力平衡轴，所述导向环的凸台结构贴合所述阀芯体的内壁。
5.根据权利要求4所述的一种调节气体压力的减压阀结构，其特征在于：所述弹簧的两端分别顶装所述压力平衡轴的凸台结构的端面、导向环的凸台结构的端面。
6.根据权利要求1所述的一种调节气体压力的减压阀结构，其特征在于：所述端部密封塞包括堵头、O型圈、卡簧，所述堵头通过螺纹紧固连接所述阀芯体的压力输出口一侧，所述O型圈塞装于堵头的凹槽内并紧贴所述阀芯体内壁，所述卡簧卡于所述堵头的尾部、阀芯体的堵头限位凹槽。
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