CN102966773A - 一种平衡式空气过滤减压阀 - Google Patents

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余少华
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    • G05D16/04—Control of fluid pressure without auxiliary power
    • G05D16/06—Control of fluid pressure without auxiliary power the sensing element being a flexible membrane, yielding to pressure, e.g. diaphragm, bellows, capsule
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Abstract

本发明涉及一种平衡式空气过滤减压阀，适用于为气动仪表提供清洁的不同压力和流量的气源装置。其特点是：所述调节阀芯由阀芯杆(1)和套筒式阀芯(3)组成，该阀芯杆(1)的下端与套筒式阀芯(3)的上端连接；还包括安装在所述托盘(6)上的阀芯支撑套(5)，而前述套筒式阀芯(3)的下端伸入该阀芯支撑套(5)内，在该套筒式阀芯(3)和阀芯支撑套(5)内安装有所述复位弹簧(4)，从而使套筒式阀芯(3)能沿阀芯支撑套(5)的内壁直线滑动。本发明提供了一种平衡式空气过滤减压阀，采用这种结构设计的减压阀的调压阀芯流通面积大，阀芯不平衡力小，输出流量大；所需调压弹簧的刚度和膜片托盘部件的受压面积较小。

Description

一种平衡式空气过滤减压阀
技术领域
本发明涉及一种平衡式空气过滤减压阀，适用于为气动仪表提供清洁的不同压力和流量的气源装置。
背景技术
如图1所示，传统的空气过滤减压阀整机结构如下：排水腔、减压腔、弹簧腔组成了减压阀的外壳结构；过滤套通过托盘固定在减压腔上，用于输入的压力P1的压缩空气过滤；调压阀芯的下端装有复位弹簧使调压阀芯与减压腔下端实现密封；膜片托盘部件被弹簧腔和减压腔固定；减压阀输入的压力P1的供气压力范围通常为0.14～1MPa，压力P2为减压阀的设定输出压力，压力P2≤P1。
减压阀的工作原理如下：旋转减压阀的调压手柄，调压弹簧被压缩，膜片托盘部件会受到向下的弹簧力F3，减压阀输出的压力P2作用在膜片托盘部件下端，产生向上的气压推力F2，压力F1为调压阀芯受到向上的不平衡力。当压力F3＞(F2+F1)时，膜片部件推动阀芯杆、调压阀芯向下运动，减压阀输出流量增大，输出压力升高，同时压力F1受力减小；当减压阀的输出压力持续增高，膜片部件的弹簧力F3＜(F2+F1)时，调压阀芯在复位弹簧的作用下调压阀芯与减压腔下端实现密封，减压阀输出流量减小，输出压力降低，同时压力F1受力增大。减压阀就是通过改变膜片部件的力平衡控制调压阀芯的打开和关闭来实现输出压力设定的。
大流量减压阀具有较大的调压阀芯，由于受压面积过大产生的不平衡力F1更大，因此需要大刚度的调压弹簧产生的弹簧力F3与力(F2+F1)平衡，同时在调压阀芯打开时由于压力P1与压力P2几乎相等，此不平衡力F1较小，当调压阀芯关闭时由于压力P1与P2压差大，不平衡力F1增大，这样就导致了调压阀芯会有一个变化的不平衡力F1，导致调压阀芯的震荡，同时随着供气压力P1与输出设定压力P2之间的压差增大，不平衡F1也会增大。只有调压阀芯的流通面积较小产生的不平衡力F1足够小，对于弹簧力F3和推力F2影响可忽略时，减压阀才能够正常工作。所以采用此种结构制作大流量减压阀时，需要调压弹簧的刚度和膜片托盘部件受压面积足够大，因此这种结构的减压阀外形大、成本高，同时从工作原理上不利于减压阀的稳定工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种外形体积小、调压弹簧刚度低、大压差输出稳定性好、整机成本低的平衡式空气过滤减压阀。
一种平衡式空气过滤减压阀，包括减压腔和从该减压腔中间穿过的调节阀芯，该调节阀芯的下端与复位弹簧连接，还包括托盘，其特点是：所述调节阀芯由阀芯杆和套筒式阀芯组成，该阀芯杆的下端与套筒式阀芯的上端连接；还包括安装在所述托盘上的阀芯支撑套，而前述套筒式阀芯的下端伸入该阀芯支撑套内，在该套筒式阀芯和阀芯支撑套内安装有所述复位弹簧，从而使套筒式阀芯能沿阀芯支撑套的内壁直线滑动。
其中阀芯支撑套的上端与减压腔的密封阀座外壁连接并且气密封，并且在该阀芯支撑套上开有流量窗口，而在套筒式阀芯上开有平衡通气孔，从而在套筒式阀芯移动时开启或关闭流量窗口使气流通、断。
其中在套筒式阀芯上与阀芯杆连接处旁开有至少2个平衡通气孔。
其中套筒式阀芯伸入阀芯支撑套的外壁上安装有气密封装置。
其中气密封装置采用密封圈。
其中阀芯支撑套通过紧固件固定安装在托盘上。
其中套筒式阀芯为开口向下的桶状，在其上端的外表面为密封面，从而在阀芯关闭时与减压腔的密封阀座下端和阀芯支撑套内壁配合实现气密封。
本发明提供了一种平衡式空气过滤减压阀，采用这种结构设计的减压阀的调压阀芯流通面积大，阀芯不平衡力小，输出流量大；所需调压弹簧的刚度和膜片托盘部件的受压面积较小；减压阀在工作过程中调压阀芯的不平衡受压面积很小，产生的不平衡力可以忽略不计，有利于减压阀的稳定调压。采用本发明技术方案的大流量空气过滤减压阀具有外形体积小、调压弹簧刚度低、大压差输出稳定性好、整机成本低的特点。通过旋转调压手柄对调压弹簧的压缩力进行设置，减压阀就可以为气动仪表提供清洁的不同压力和流量的压缩空气。
附图说明
附图1为本发明背景技术的结构示意图；
附图2为本发明的结构示意图；
附图3为本发明中套筒式阀芯(3)及其周边连接部分的结构示意图；
附图4为本发明中套筒式阀芯(3)的剖视图；
附图5为本发明中套筒式阀芯(3)的外形图。
具体实施方式
如图2、3、4、5所示，本发明是一种平衡式空气过滤减压阀，包括减压腔2和从该减压腔2中间穿过的调节阀芯，该调节阀芯的下端与复位弹簧4连接，还包括托盘6，所述调节阀芯由阀芯杆1和套筒式阀芯3组成，该阀芯杆1的下端与套筒式阀芯3的上端连接；还包括安装在所述托盘6上的阀芯支撑套5，而前述套筒式阀芯3的下端伸入该阀芯支撑套5内，在该套筒式阀芯3和阀芯支撑套5内安装有所述复位弹簧4，从而使套筒式阀芯3能沿阀芯支撑套5的内壁直线滑动。
其中阀芯支撑套5的上端与减压腔2的密封阀座7外壁连接并且气密封，并且在该阀芯支撑套5上开有流量窗口11，而在套筒式阀芯3上开有平衡通气孔10，从而在套筒式阀芯3移动时开启或关闭流量窗口11使气流通、断，具体是在套筒式阀芯3上与阀芯杆1连接处旁开有2个平衡通气孔10。另外套筒式阀芯3伸入阀芯支撑套5的外壁上安装有气密封装置，该气密封装置采用密封圈9。
其中阀芯支撑套5通过紧固件固定安装在托盘6上。套筒式阀芯3为开口向下的桶状，在其上端的外表面上安装有气密封装置，从而在阀芯关闭时与减压腔2的密封阀座7下端和阀芯支撑套5内壁配合实现气密封。
本发明的工作原理如下：
调节减压阀的手柄，调压弹簧被压缩，膜片部件会受到向下的弹簧力F3；减压阀输出的气体压力P2作用在膜片托盘6部件下端，产生向上的气压推力F2，而压力F1为调压阀芯受到向上的不平衡力，由于受力面积较小，压力F1的力值可以忽略不计。
当压力F3＞F2时，膜片部件推动阀芯杆1、套筒式阀芯3向下运动，复位弹簧4被压缩，套筒式阀芯3的密封面8与减压腔2的密封阀座7脱开，气体压力P1通过阀芯支撑套5的流量窗口11，套筒式阀芯3的密封面8与减压腔2的密封阀座7脱开的间隙输出，减压阀输出流量增大，输出压力P2升高。当减压阀的输出压力P2持续增高，膜片部件的压力F3＜F2时，阀芯杆1向上产生位移，套筒式阀芯3在复位弹簧4的作用下向上运动，套筒式阀芯3的密封面8与减压腔2的密封阀座7实现密封，减压阀输出流量减小，减压阀输出气体压力P1降低。
减压阀就是通过改变膜片部件的力平衡来控制套筒式阀芯3的打开和关闭来实现输出压力设定的。采用此种结构的大流量减压阀，由于套筒式阀芯3的受压面积很小，套筒式阀芯3产生的不平衡力F1也很小，可以忽略不计。调压弹簧产生的预压力F3只要与气体压力P2产生在弹簧托盘6上的推力F2力平衡，就可以实现减压阀的稳定调压。

Claims (7)

1.一种平衡式空气过滤减压阀，包括减压腔(2)和从该减压腔(2)中间穿过的调节阀芯，该调节阀芯的下端与复位弹簧(4)连接，还包括托盘(6)，其特征在于：所述调节阀芯由阀芯杆(1)和套筒式阀芯(3)组成，该阀芯杆(1)的下端与套筒式阀芯(3)的上端连接；还包括安装在所述托盘(6)上的阀芯支撑套(5)，而前述套筒式阀芯(3)的下端伸入该阀芯支撑套(5)内，在该套筒式阀芯(3)和阀芯支撑套(5)内安装有所述复位弹簧(4)，从而使套筒式阀芯(3)能沿阀芯支撑套(5)的内壁直线滑动。
2.如权利要求1所述的一种平衡式空气过滤减压阀，其特征在于：其中阀芯支撑套(5)的上端与减压腔(2)的密封阀座(7)外壁连接并且气密封，并且在该阀芯支撑套(5)上开有流量窗口(11)，而在套筒式阀芯(3)上开有平衡通气孔(10)，从而在套筒式阀芯(3)移动时开启或关闭流量窗口(11)使气流通、断。
3.如权利要求2所述的一种平衡式空气过滤减压阀，其特征在于：其中在套筒式阀芯(3)上与阀芯杆(1)连接处旁开有至少2个平衡通气孔(10)。
4.如权利要求1所述的一种平衡式空气过滤减压阀，其特征在于：其中套筒式阀芯(3)伸入阀芯支撑套(5)的外壁上安装有气密封装置。
5.如权利要求4所述的一种平衡式空气过滤减压阀，其特征在于：其中气密封装置采用密封圈(9)。
6.如权利要求1所述的一种平衡式空气过滤减压阀，其特征在于：其中阀芯支撑套(5)通过紧固件固定安装在托盘(6)上。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的一种平衡式空气过滤减压阀，其特征在于：其中套筒式阀芯(3)为开口向下的桶状，在其上端的外表面为密封面(8)，从而在阀芯关闭时与减压腔(2)的密封阀座(7)下端和阀芯支撑套(5)内壁配合实现气密封。
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