CN108458120B - 气控高低压气阀 - Google Patents

Abstract

气控高低压气阀，涉及高压气阀，包括阀座、阀体、阀芯、击发装置，所述阀座连接高压气室，阀座内设置有阀座腔，阀座腔内置阀体，阀体外的空腔被分隔为阀体前腔与阀体后腔；阀芯置于阀体内，将阀体内的空腔分为阀芯前腔与阀芯后腔；高压气室通过向阀体后腔充气，造成阀芯前移，阀芯一方面关闭高压气出口通道，一方面向前阀体前腔贯气；通过击发装置将阀芯后腔的气体放出，在阀体前部气压作用下，阀芯后移，从而阀体前腔内的气体从高压气出口喷出。本发明的有益效果是：使用气压高、范围广，轻轻一按就可瞬间打开，构造精巧，体积小，重量轻，不漏气，使用寿命长，不易损坏。

Description

气控高低压气阀

技术领域

本发明属于阀门技术领域，涉及一种高压气阀门，尤其是由气体控制的高压气阀门。

背景技术

现有技术中运用的高压气阀，大多数采用撞击和敲打原理制作阀门开关，通常存在以下问题：气体压力大，撞击的力度就要加大，但撞击力度大到一定的程度就加不上了；气体压力一般为10－15MPa，如再高则易形成撞不开，如再低则易形成撞开后合不上。而现代社会生产等不少场合，往往需要使用更高气压的气体，这对高压气阀门制作提出了更高的要求。

本申请人研究发现，只有脱离撞击和敲打原理，另辟蹊径，才能提高气体压力。本发明正是利用高压气体在一定条件下形成压力差，来实现自动打开阀芯的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气控高低压气阀，它利用高压气体自身的压力差，具有使用压力高，开关轻松，不易损坏等特点。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

气控高低压气阀，包括阀座、阀体、阀芯、高压气出口通道、击发装置，其特征在于：所述阀座内设置阀座腔，阀座腔内置阀体，阀体外的空腔被分隔为阀体前腔与阀体后腔；所述阀体内置阀芯，阀芯将阀体内部空腔分为阀芯前腔与阀芯后腔；所述阀体后腔通过阀体进气孔与阀芯后腔连通，阀体前腔通过阀体存气孔与阀芯前腔连通；所述阀芯前腔向前连通向高压气出口通道，阀芯后腔向后连通击发装置；所述阀芯上设置有单向阀，允许高压气体由阀芯后腔向阀芯前腔贯气；所述阀体后腔连通高压气室，阀体后腔通过阀体进气孔向阀体阀芯后腔输送高压气体，高压气体将阀芯前推至堵住高压气出口通道，从而阀门处于关闭状态；同时在单向阀作用下，高压气体由阀芯后腔向阀芯前腔贯气并通过阀体存气孔进入阀体前腔；通过触发击发装置，阀芯后腔的高压气体被瞬间放出，在阀体前腔气压作用下，阀芯后移，露出高压气出口通道，阀体前腔内的气体经高压气出口通道从高压气出口喷出。

本发明的目的可以通过以下方案进一步实现：

所述阀体的结构是：阀体上端部设置有阀体上接头，阀体上接头下部为隔挡，隔挡下部壳体上设置有阀体密封槽，内置密封圈；阀体密封槽下部设置有若干阀体存气孔；阀体下端内设置阴螺纹，阀体下部设置有阀体进气孔，阀体进气孔内置钢珠；在阀座腔内壁上设置有阀体分气槽，阀体分气槽内置密封圈，该密封圈将阀体进气孔与阀体存气孔隔开，使阀体外的空腔形成阀体前腔与阀体后腔。

所述阀芯的结构是：阀芯为一柱体，后座中部设置有阀芯密封槽，阀芯密封槽内置阀芯密封圈，在阀芯密封槽内设置有单向阀。

所述阀体进气孔内置钢珠。

所述单向阀的结构是：阀芯设置有阀芯密封槽，阀芯密封槽内某处开有靠前的纵向小槽；纵向小槽涉及阀芯密封槽的底前部及前壁，小槽的长度为阀芯密封槽宽度的1/3－2/3；阀芯密封槽内设置有阀芯密封圈，阀芯密封圈前挤向高压气体露出纵向小槽；阀芯密封圈后挤向高压气体封闭纵向小槽。

所述击发装置的结构是：击发触头置于触头套内，触头套后部通过螺纹与触头室配合旋紧固定；触头室后端设置有平衡孔，平衡孔使触头室腔与外界大气相通，击发触头后部为触柄，触柄后部置于平衡孔内；在触柄后端部设置有触柄密封槽，触柄密封槽内置密封圈，密封圈用于密封触柄与平衡孔间的缝隙；触柄置于触头室腔内，触头室腔通过触头室接头与阀芯后腔连通；触柄中部设有封盖，封盖在弹簧作用下，贴紧触头套接头；在封盖前部的触柄上设置有封盖密封槽，内置密封圈以加强封盖与触头套接头间的密封；封盖前部的触头套上设置有触头出气孔，触头出气孔通向外界大气；未击发时阀芯后腔、触头室腔与触头出气孔不相通；击发时阀芯后腔、触头室腔与触头出气孔相通。

所述高压气室有两个，即前气室与后气室，前气室与后气室通过所述阀座连接，其中，阀座前部的阀座左接头与前气室的通过螺纹旋紧固定，阀座后部的阀座右接头与后气室通过螺纹旋紧固定；后气室后端封闭；前气室前端设置有充气头，充气头与前气室相通，用于向前气室充气；阀座壁上设置有两气室通孔，将前气室与后气室沟通；其中至少一个气室通过阀座腔通孔与阀座腔内的阀体后腔相通。

本发明的原理是：利用阀芯前后气体的压力差，造成阀芯移动，从而形成气体开关。具体是：通过向阀芯后腔充气，造成阀芯前移至堵住高压气出口通道，并向阀芯前腔贯气；之后通过击发装置将阀芯后腔的气体放出，在阀芯前腔气压作用下，造成阀芯后移，打开高压气出口通道，从而阀芯前腔内的气体从高压气出口喷出。

本发明的有益效果是：1、使用气压范围广，可以在0.03－60 MPa范围内均可使用；其中使用高压气体的压力之高，远超现有技术；2、打开轻松。不用撞铁，直接轻轻一按就可瞬间打开；3、运行平稳，几乎无震动；4、构造简单，不需要用恒压装置，开关内无皮碗；5、构造精巧，体积小、重量轻；6、不漏气，确保作业质量；7、使用寿命长，不易损坏。由本发明原理制作的“‘巨鹰’高压气阀”，可连续释放小段高压气体，可用于产生高压气体冲击各种场所，如工业制造、气压通厕所、疏通管道、强力除尘、强力喷砂除锈、喷漆等，还可改射钉器；军工方面还可以安装在电子轨道炮上，代替火药发射，代替火药发射能解决电子炮发热问题。进一步研究表明，将设备进一步完善提高，气压能提升到1千个大气压，其用途能得到进一步扩展。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，使本发明上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和实施例对本发明进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明结构示意图，图2为本发明阀座结构示意图，图3为本发明阀座剖面结构示意图，图4为本发明高压出气室结构示意图，图5为本发明阀体结构示意图，图6为本发明阀芯结构示意图，图7为本发明触头室结构示意图，图8为本发明击发触头结构示意图，图9为本发明主要部件安装示意图。

图中：充气头1、前气室2、高压气喷头3、高压出气室4、压力表5、后气室6、击发触头7、触头套8、触头出气孔9、触头室10、阀座11、阀座左接头12、压力表接孔13、阀座腔14、阀座右接头15、阀座腔通孔16、两气室通孔17、阀体分气槽18、隔离块19、隔离块密封槽20、隔离塞密封槽21、隔离塞22、高压出气室腔23、高压气喷孔24、阀体上接头25、隔挡26、阀体密封槽27、阀体存气孔28、阀芯29、阀体进气孔30、阀体31、阀芯密封槽32、阀芯密封圈33、透气槽34、触头室接头35、密封圈36、触头室腔37、平衡孔38、弹簧39、密封圈40、触头套接头41、触柄42、封盖密封槽43、封盖44、密封圈45、触柄密封槽46。

具体实施方式

以下表述中，除了按图本方位（上下左右）外，为叙述准确方便，参考高压气体方向，以高压气体喷射最终方向为前，这样，有几种情形：A在气室分布上，左边为前气室2，右边为后气室6；B在击发装置分布上，左边的击发触头7为前，右边的触柄42为后；C在高压出气室4分布上，在高压出气室腔23内，上为前下为后；在高压气喷头3处，左为前右为后；D在阀体31分布上，上为前，下为后。

如图1―9所示，前气室2与后气室6（前前气室2与后气室6为筒状罐体，直径可选择34－38毫米）通过阀座11连接，其中，阀座11左侧的阀座左接头12上的阳螺纹与前气室2的阴螺纹旋紧固定，阀座11右侧的阀座右接头15的阳螺纹与后气室6的阴螺纹旋紧固定；前气室2前端设置有充气头1，充气头1与前气室2相通，用于通过高压气泵或高压气管向前气室2充气；阀座11内部为一左右、上下相通的空腔，即阀座腔14；其中左右均被封堵隔开，即阀座腔14左空腔通过隔离块19将阀座腔14与前气室2隔开；其中，隔离块19上设置有隔离块密封槽20，隔离块密封槽20内置密封圈，用于密封防止漏气；阀座腔14右空腔通过隔离塞22将阀座腔14与后气室6隔开；其中，隔离塞22上设置有隔离塞密封槽21，隔离塞密封槽21内置密封圈，用于密封防止漏气。

阀座11壁上设置有两气室通孔17，该孔很小（参考内径1.5－2毫米），但能够将前气室2与后气室6沟通，以便气体在前气室2与后气室6间相互流动，因而平衡状态时前气室2与后气室6气压相同。两气室通孔17在阀座11壁上的位置，在不为阀座腔14中断的前提下，可具体选择确定。优先选择设置于阀座11壁靠内一侧的（即靠里侧）壁上，参见图3，具体可以是图3所示的靠上或靠下一些的位置。

阀座11壁上设置有前气室2与阀座腔14相通的阀座腔通孔16（参考内径1.5－2毫米），该阀座腔通孔16通向接近阀体31上的阀体进气孔30的位置；从而可将前气室2的高压气体导向阀体进气孔30。阀座腔通孔16优先选择设置于阀座11壁下面的壁上（参见图3）。

阀座腔14内设置有阀体31，所述阀体31的结构是（参见图5、图9）：阀体31（阀体31内径可选择10毫米）上端部设置有阀体上接头25，阀体上接头25下部为隔挡26，隔挡26下部外壳上设置有阀体密封槽27，阀体密封槽27内设置有密封圈，用于密封阀体31与阀座腔14间的空隙；阀体密封槽27下部的壳壁上设置有阀体存气孔28（若干个，具体可以是4－8个，孔径可选择2.5－3.0毫米），阀体31下端内设置阴螺纹，阀体31下部壳壁上设置有阀体进气孔30（内径参考值为1.25－1.3毫米），阀体进气孔30内置钢珠（钢珠直径可选择1.2毫米，钢珠与阀体进气孔30间微小的空隙可通过高压气体），以减缓高压气进气速度，从而控制在2－5秒充满内小气室，避免击发时高压气的泄漏。

阀体31上部的阀体上接头25上的阳螺纹与高压出气室4的阴螺纹旋紧固定；阀体31下部的阴螺纹与触头室10上部的触头室接头35上的阳螺纹旋紧固定（密封圈36起密封作用）。

在阀座腔14内壁上设置有阀体分气槽18，阀体分气槽18内置密封圈，该密封圈将阀体进气孔30与阀体存气孔28隔开（参见图9），这样，阀体31外的空腔分为两个空腔，即阀体前腔（阀体上腔）（对应有阀体存气孔28）与阀体后腔（阀体下腔）（对应有阀体进气孔30）；阀体31内置有阀芯29，阀芯29将阀体内部空腔分为阀芯前腔（阀芯上腔）与阀芯后腔（阀芯下腔）；阀芯前腔通过阀体存气孔28与阀体前腔连通，阀芯后腔通过阀体进气孔30与阀体后腔连通。

所述阀芯29的结构是（参见图5、图6）：阀芯29为一柱体，其前端（上端）直径小于后座（上端直径可选择9.0－9.2毫米，后座直径可选择9.9－9.98毫米），阀体31前端的出口口径参考值为5.5－8毫米，阀芯29前端的外径与阀体31前端的出口处形状大小吻合。

后座中部设置有阀芯密封槽32，阀芯密封槽32内置阀芯密封圈33，用于密封阀芯29与阀体31间的空隙；在阀芯密封槽32内设置有透气槽34，它的作用是当气压由下向上压时，通过将阀芯密封圈33上挤变形，高压气体从阀芯密封圈33内底面的透气槽34，进入阀芯29前部（上部）的阀芯前腔；相反的过程，当气压由上向下压时，通过将阀芯密封圈33下挤变形，高压气体无法从阀芯密封圈33内底面的透气槽34透气。

所述透气槽34的结构是（参见图6）：阀芯密封槽32（槽可设置成宽1.5毫米、深1.3毫米）内某处开有靠前的纵向小槽；纵向小槽涉及阀芯密封槽32的底前部及前壁，小槽的长度为阀芯密封槽32宽度的1/3－2/3（靠前部即靠上部）；阀芯密封槽32内设置有阀芯密封圈33，用于密封阀芯29与阀体内壁间的空隙，阀芯密封圈33前挤露出纵向小槽，起高压气导通作用，即允许高压气前行（上行）；阀芯密封圈33后挤不露出纵向小槽，起高压气截止作用，即禁止高压气后行（下行）。所述透气槽34可设置成宽度0.4－1毫米，深度0.2－0.5毫米、长0.7－1毫米。阀芯密封圈33截面直径可选择1.5毫米。

所述高压出气室4的结构是（参见图4）：高压出气室4为一内设置有腔体即高压出气室腔23，前部设置有高压气喷头3，高压气喷头3内有高压气喷孔24，高压气喷孔24与高压出气室腔23相通；高压出气室腔23内有阴螺纹，该阴螺纹与阀体上接头25上的阳螺纹配合旋紧固定。

所述压力表5（参见图1、图2）通过内端的阳螺纹与设置在阀座11上的压力表接孔13配合旋紧；压力表接孔13与阀座腔14相通（具体是与阀体前腔相通），因而，压力表5显示出阀座腔14内的气压（准确具体是与阀体前腔的气压）。

所述击发装置的结构是（参见图7、图8、图9）：击发触头7置于触头套8内，触头套8后部设置有触头套接头41，触头套接头41上设有阳螺纹，它与设置于触头室10内的阴螺纹配合旋紧固定（密封圈40起密封作用）；触头室10后部设置有平衡孔38，平衡孔38与外界大气相通；击发触头7后部为触柄42，触柄42后部置于平衡孔38内，平衡孔38的设置是为了平衡击发触头7前后压力（如果没有平衡孔38，则当高压气体压力较大时，无法按动击发触头7）；在触柄42后端部设置有触柄密封槽46，触柄密封槽46内置密封圈45，密封圈45用于密封触柄42与平衡孔38间的缝隙；触柄42置于触头室腔37内，触头室接头35上的阳螺纹与阀体31下部的阴螺纹旋紧固定，从而实现触头室腔37与阀芯后腔的连通；触柄42的中部设置有封盖44，封盖44在弹簧39作用下，紧贴触头套接头41，封盖44前部的触柄42上设置有封盖密封槽43，内置密封圈以加强封盖44与触头套接头41间的密封；阀芯后腔、触头室腔37与触头出气孔9能够相通，触头出气孔9通向外界大气；当按下击发触头7时，封盖44被打开，阀芯后腔内的高压气体经触头室腔37，由触头出气孔9排出。

本发明使用时，先用高压气管通过充气头1向前气室2充气，由于两气室通孔17的存在，前气室2与后气室6是无条件相通的，停止充气，两个气室气压相等（一般可充至50－60MPa）；这时，由于阀座腔通孔16的存在，高压气体进入阀体后腔，并通过阀体进气孔30向阀芯后腔内进气，即推动阀芯29向前（向上），从而将阀体31前部的高压气通道堵死；与此同时，由于阀芯密封圈33被高压气体前挤，造成透气槽34露出，高压气体从透气槽34穿过进入阀芯前腔，并通过阀体存气孔28进入阀体前腔。需要击发时，按下击发触头7，此时阀芯后腔的高压气体，迅速通过触头室腔37，从触头出气孔9排出（气体压力降为外界空气的一个大气压），这样，在阀体前腔内高压气体的作用下，阀芯29被推下行（后行）（此时，由于阀芯密封圈33下行，透气槽34无法露出，因而透气槽34不起作用），这样原先被阀芯29堵住的高压气通道被打开，阀体前腔内高压气体由阀体存气孔28、高压出气室腔23及高压气喷孔24喷出，形成击发。

在触头室10后部的阀座11还可设置螺丝孔，用于通过螺丝固定手柄，以方便操作。

本发明的气室等制作材料可选择7075铝合金，击发触头的触柄42、封盖44制作材料可选择黄铜，密封圈制作材料可选择聚氨酯。

本发明具体实施方式中提供的相关数据，是针对某一型号的产品而言的，数据可起到说明作用，但是不能因此局限于这些数据。针对某些不同需求，可制作不同规格的产品。比如出气口的口径，可改大口径，一般采用4.5－8.0毫米，也可以根据需要改为8.0－30毫米。

以上所述，仅为本发明具体实施方式，但本发明保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.气控高低压气阀，包括阀座、阀体、阀芯、高压气出口通道、击发装置，其特征在于：所述阀座内设置阀座腔，阀座腔内置阀体，阀体外的空腔被分隔为阀体前腔与阀体后腔；所述阀体内置阀芯，阀芯将阀体内部空腔分为阀芯前腔与阀芯后腔；所述阀体后腔通过阀体进气孔与阀芯后腔连通，阀体前腔通过阀体存气孔与阀芯前腔连通；所述阀芯前腔向前连通向高压气出口通道，阀芯后腔向后连通击发装置；所述阀芯上设置有单向阀，允许高压气体由阀芯后腔向阀芯前腔贯气；所述阀体后腔连通高压气室，阀体后腔通过阀体进气孔向阀芯后腔输送高压气体，高压气体将阀芯前推至堵住高压气出口通道，从而阀门处于关闭状态；同时在单向阀作用下，高压气体由阀芯后腔向阀芯前腔贯气并通过阀体存气孔进入阀体前腔；通过触发击发装置，阀芯后腔的高压气体被瞬间放出，在阀体前腔气压作用下，阀芯后移，露出高压气出口通道，阀体前腔内的气体经高压气出口通道从高压气出口喷出；所述阀体的结构是：阀体上端部设置有阀体上接头，阀体上接头下部为隔挡，隔挡下部壳体上设置有阀体密封槽，内置密封圈；阀体密封槽下部设置有若干阀体存气孔；阀体下端内设置阴螺纹，阀体下部设置有阀体进气孔，阀体进气孔内置钢珠；在阀座腔内壁上设置有阀体分气槽，阀体分气槽内置密封圈，该密封圈将阀体进气孔与阀体存气孔隔开，使阀体外的空腔形成阀体前腔与阀体后腔；

所述阀芯的结构是：阀芯为一柱体，后座中部设置有阀芯密封槽，阀芯密封槽内置阀芯密封圈，在阀芯密封槽内设置有单向阀。

2.根据权利要求1所述的气控高低压气阀，其特征在于：所述单向阀的结构是：阀芯设置有阀芯密封槽，阀芯密封槽内某处开有靠前的纵向小槽；纵向小槽涉及阀芯密封槽的底前部及前壁，小槽的长度为阀芯密封槽宽度的1/3－2/3；阀芯密封槽内设置有阀芯密封圈，阀芯密封圈前挤向高压气体露出纵向小槽；阀芯密封圈后挤向高压气体封闭纵向小槽。

3.根据权利要求1所述的气控高低压气阀，其特征在于：所述击发装置的结构是：击发触头置于触头套内，触头套后部通过螺纹与触头室配合旋紧固定；触头室后端设置有平衡孔，平衡孔使触头室腔与外界大气相通，击发触头后部为触柄，触柄后部置于平衡孔内；在触柄后端部设置有触柄密封槽，触柄密封槽内置密封圈，密封圈用于密封触柄与平衡孔间的缝隙；触柄置于触头室腔内，触头室腔通过触头室接头与阀芯后腔连通；触柄中部设有封盖，封盖在弹簧作用下，贴紧触头套接头；在封盖前部的触柄上设置有封盖密封槽，内置密封圈以加强封盖与触头套接头间的密封；封盖前部的触头套上设置有触头出气孔，触头出气孔通向外界大气；未击发时阀芯后腔、触头室腔与触头出气孔不相通；击发时阀芯后腔、触头室腔与触头出气孔相通。

4.根据权利要求1所述的气控高低压气阀，其特征在于：所述高压气室有两个，即前气室与后气室，前气室与后气室通过所述阀座连接，其中，阀座前部的阀座左接头与前气室的通过螺纹旋紧固定，阀座后部的阀座右接头与后气室通过螺纹旋紧固定；后气室后端封闭；前气室前端设置有充气头，充气头与前气室相通，用于向前气室充气；阀座壁上设置有两气室通孔，将前气室与后气室沟通；其中至少一个气室通过阀座腔通孔与阀座腔内的阀体后腔相通。