CN102889423B - 一种高压、大流量流体系统中的小型减压阀以及减压装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压、大流量流体系统中的小型减压阀以及减压装置，所述小型减压阀包括：具有活塞功能的阀芯（21）、螺母（22）和第一密封件套接在阀芯上端位置，第二密封件套接在阀芯下端的阀芯活塞上，弹簧（27）套装在阀芯中端，弹簧上端固定在阀芯上，下端开设有沟槽的外套（32）安装在弹簧外围，螺套（14）安装在靠近阀芯下端的阀芯活塞外围。本发明的小型减压阀作为高压、大流量流体系统中减压装置的第一级减压阀，其作用是保持大流量恒定压力供给第二级减压阀减压，使之整个减压系统的出口压力、流量更可靠的保证预定的精度。

Description

一种高压、大流量流体系统中的小型减压阀以及减压装置

技术领域

本发明涉及流体技术领域，更具体的说，涉及一种适用于高压、大流量流体系统中起减压作用的阀门。

背景技术

在高压、大流量流体系统中，对流体只采用一级减压，通常较难实现，多数情况要采用两级或多级减压。由于减压阀常规设计中，第一级减压阀的出口压力即是第二级减压阀的入口压力，第二级减压阀的入口压力是其出口压力的两倍以上。当系统要求第二级减压阀的出口流量比较大时，必然要求其入口压力和流量必须稳定在一个范围。如果第一级减压阀采用常规的减压方法设计，除非第一级减压阀的入口压力保持，才能保持第二级减压阀的出口压力和流量稳定，这就要求上游压力源容积大，压力高，而最大的缺陷是，上游压力使用到第二级减压阀的出口压力的4倍而不可再用，在系统设计不能忍受该苛刻的要求。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的技术问题，提供一种高压、大流量流体系统中的小型减压阀，为多级减压、并且对体积和重量有要求的流体供给系统开拓了一条新颖途径。

本发明还提供一种高压、大流量流体系统中的减压装置，以本发明所提供的上述小型减压阀作为多级减压系统中的第一级减压阀，安置在第二级减压阀入口处腔体内，一级与二级成为一体的集合减压阀，体积小，重量轻，结构紧促，工作更可靠。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种高压、大流量流体系统中的小型减压阀，包括：具有活塞功能的阀芯、螺母和第一密封件套接在阀芯上端位置，第二密封件套接在阀芯下端的阀芯活塞上，弹簧套装在阀芯中端，弹簧上端固定在阀芯上，下端开设有沟槽的外套安装在弹簧外围，螺套安装在靠近阀芯下端的阀芯活塞外围，所述阀芯内部开设有流体流道。

所述第一密封件包括密封圈外套、O型圈以及密封圈。

所述第二密封件为O型圈。

所述阀芯下端的阀芯活塞上表面面积与所述密封圈密封处面积相等。

所述外套下端开设的沟槽为梅花形。

所述弹簧安装在弹簧座上。

一种高压、大流量流体系统中的减压装置，以上述减压阀作为第一级减压阀，所述第一级减压阀安装在流体系统的第二级减压阀内，所述第一级减压阀与第二级减压阀之间形成有第一流体腔A、第二流体腔B、第三流体腔C以及第四流体腔D，高压流体通过流体系统入口流入有弹簧的第一流体腔A内后，分为两路，一路通过节流流道流入第二流体腔B内，另一路通过外套下端开设的沟槽流入第三流体腔C内，第一流体腔A内的高压流体通过第一密封件的阻挡避免泄漏至第二流体腔B内，第三流体腔C内的高压流体由于第二密封件的阻挡避免泄漏至第四流体腔D，第二流体腔B内的高压流体顺阀芯内的流道流入第四流体腔D内，所述四个流体腔的大小随着流体作用在阀芯表面的压力差引起弹簧的伸缩而发生变化。

所述第一流体腔A是由所述阀芯中端以及所述外套的侧表面形成。

所述第三流体腔C是由所述外套下表面、所述阀芯下端的阀芯活塞上表面以及所述螺套的侧表面形成。

所述第四流体腔D是由所述阀芯下端的阀芯活塞下表面以及所述螺套的侧表面形成。

所述第一流体腔A和第三流体腔C的气动作用面积相等，气动作用力相等，方向相反，作用力抵消。

所述第二流体腔B和第四流体腔D的气动作用面有面积积差，该面积差与外界大气相通，因此第二流体腔B的气动作用在面积差的力由弹簧支撑。

本发明公开的高压、大流量流体系统中的小型减压阀，是大减压比供气系统上使用的第一级减压阀，其作用是保持大流量恒定压力供给第二级减压阀减压，使整个减压系统的出口压力、流量更可靠的保证预定的精度。

本发明采用卸荷式结构，减压阀的额定出口压力由复位弹簧和阀杆敏感面积设计确定，当入口压力降至低于出口压力的2倍，甚至低于额定出口压力以下时，减压阀的阀芯此时保持最大开度状态，成为一大流量通道，不再有减压作用和流阻产生，还能保证下游的系统继续工作，可以将上游的压力源达到最经济的压力范围。高压、大流量的多级减压系统中，在第二级减压阀上稍作改动，可很方便地将本发明所提供的第一级减压阀安置在第二级减压阀的入口处，一级与二级成为一体的集合减压阀，体积小，重量轻，结构紧促，工作更可靠。

附图说明

图1是本发明流体系统减压装置的结构剖面示意图；

图2是本发明小型减压阀密封件的结构剖面示意图；

图3是图1中小型减压阀外套的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案做一详细说明：

图1所示，本发明所提供的一种高压、大流量流体系统中的减压装置，包括第二级减压阀1以及安装在第二级减压阀内的第一级减压阀2。密封件12、13作为第二级减压阀的密封器件。

其中，如图2所示，第一减压阀1，即本发明所提供的小型减压阀的结构包括：具有活塞功能的阀芯21、螺母22、包括有密封圈外套23、O型圈24以及密封圈25的第一密封件，该第一密封件套接在阀芯21的上端位置。作为第二密封件的O型圈28套接在阀芯21下端的阀芯活塞210上。弹簧27套装在阀芯21中端，弹簧27上端安装在弹簧座26上，弹簧座26固定在阀芯21上。下端开设有梅花形沟槽320（如图3所示）的外套32安装在弹簧27外围。螺套14安装在靠近阀芯21下端的阀芯活塞210外围。阀芯21内部开设有流体流道b1和b2。

阀芯21、螺母22、密封圈外套23、O形圈24、密封圈25、弹簧座26采用类似于螺钉的安装方式。密封圈25采用有效的两道密封，防止高压流体泄漏。如果长期使用下造成密封圈25损坏，可以很方便的更换。

图1中，第一级减压阀1与第二级减压阀2之间形成有第一流体腔A、第二流体腔B、第三流体腔C以及第四流体腔D。高压流体L通过流体系统入口a1流入有弹簧27的第一流体腔A内后，分为两路，一路通过节流流道a2流入第二流体腔B内，另一路通过外套32下端开设的梅花形沟槽流入第三流体腔C内。第一流体腔A内的高压流体通过O形圈24的阻挡避免泄漏至第二流体腔B内，第三流体腔C内的高压流体由于O形圈28的阻挡避免泄漏至第四流体腔D。第二流体腔B内的高压流体顺阀芯内的流体流道b1和b2流入第四流体腔D内。四个流体腔的大小随着流体作用在阀芯21表面的压力差引起弹簧27的伸缩而发生变化。

其中，第一流体腔A是由阀芯21中端以及外套32的侧表面形成。

第三流体腔C是由外套32下表面、阀芯下端的阀芯活塞210上表面以及螺套14的侧表面形成。

第四流体腔D是由阀芯下端的阀芯活塞210下表面以及螺套14的侧表面形成。

阀芯21兼有活塞功能，如图2所标示的H线，密封圈25密封处面积与阀芯活塞210上表面面积相等，入口压力的作用力相互抵消。

第二流体腔B内的流体顺b1到b2流入到第四流体腔D内。第二流体腔B和第四流体腔D的流体作用在阀杆上的面积都减去如图2所示的直径为d的面积，其作用力相互抵消。

第二流体腔B内的流体作用在阀杆上直径为d的面积上，与第一流体腔A内向上的流体压力之间必然产生压力差，该力与弹簧27处于相互平衡位置。也就是流体通过a2的节流通道，到达第二流体腔B内。该流入的流体压力就是所需的第一级减压阀的出口压力。当第二流体腔B的压力大，其阀门开度小；当第二流体腔B的压力小，其阀门开度大。如果入口压力和出口压力相等，a2的通道由于弹簧27的作用达到最大开度，第一减压阀失去减压作用，此时只起到一个流体通道的作用。

外套32下端加工成梅花形沟槽，见图3所示的320，使入口高压流体以同样的流速作用在如图2所示的H线的作用面积上，使两端压力作用响应同步，防止压力脉冲产生。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种高压、大流量流体系统中的减压装置，其特征在于，第一级减压阀安装在流体系统的第二级减压阀内，所述第一级减压阀与第二级减压阀之间形成有第一流体腔A、第二流体腔B、第三流体腔C以及第四流体腔D，高压流体通过流体系统入口流入有弹簧（27）的第一流体腔A内后，分为两路，一路通过节流流道流入第二流体腔B内，另一路通过外套（32）下端开设的沟槽流入第三流体腔C内，第一流体腔A内的高压流体通过第一密封件的阻挡避免泄漏至第二流体腔B内，第三流体腔C内的高压流体由于第二密封件的阻挡避免泄漏至第四流体腔D，第二流体腔B内的高压流体顺阀芯内的流道流入第四流体腔D内，所述四个流体腔的大小随着流体作用在阀芯表面的压力差引起弹簧的伸缩而发生变化；

所述第一级减压阀，包括：具有活塞功能的阀芯（21）、螺母（22）和第一密封件套接在阀芯上端位置，第二密封件套接在阀芯下端的阀芯活塞上，弹簧（27）套装在阀芯中端，弹簧上端固定在阀芯上，下端开设有沟槽的外套（32）安装在弹簧外围，螺套（14）安装在靠近阀芯下端的阀芯活塞外围，所述阀芯内部开设有流体流道。

2.根据权利要求1所述的高压、大流量流体系统中的减压装置，其特征在于，

所述第一流体腔A是由所述阀芯（21）中端以及所述外套（32）的侧表面形成；

所述第三流体腔C是由所述外套（32）下表面、所述阀芯下端的阀芯活塞上表面以及所述螺套（14）的侧表面形成；

所述第四流体腔D是由所述阀芯下端的阀芯活塞下表面以及所述螺套（14）的侧表面形成。

3.根据权利要求1所述的高压、大流量流体系统中的减压装置，所述第一流体腔A和第三流体腔C的气动作用面积相等，气动作用力相等，方向相反，作用力抵消。

4.根据权利要求1所述的高压、大流量流体系统中的减压装置，所述第二流体腔B和第四流体腔D的气动作用面有面积积差，该面积差与外界大气相通，第二流体腔B的气动作用在面积差的力由弹簧（27）支撑。

5.根据权利要求1所述的高压、大流量流体系统中的减压装置，其特征在于，所述第一密封件包括密封圈外套（23）、O型圈（24）以及密封圈(25)。

6.根据权利要求1所述的高压、大流量流体系统中的减压装置，其特征在于，所述第二密封件为O型圈（28）。

7.根据权利要求5所述的高压、大流量流体系统中的减压装置，其特征在于，所述阀芯下端的阀芯活塞上表面面积与所述密封圈（25）密封处面积相等。

8.根据权利要求1所述的高压、大流量流体系统中的减压装置，其特征在于，所述外套（32）下端开设的沟槽为梅花形。

9.根据权利要求1所述的高压、大流量流体系统中的减压装置，其特征在于，所述弹簧（27）安装在弹簧座（26）上。