CN108799525B - 具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构 - Google Patents

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Abstract

提供一种具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构，包括阀座、阀盖和阀芯，阀盖通过螺钉Ⅰ与阀座固定连接，阀座上设有导气孔，阀盖上设有锥孔，阀芯浮动式设置于阀盖内腔中且其上端伸出锥孔，阀芯置于阀盖内腔中的中部设有与锥孔内锥面适配的锥形密封段，阀芯下部设有与导气孔适配的一级导向结构，阀芯中部及锥形密封段下部圆周均匀设有多个二级导向结构，在气体通过时使阀芯浮动上移过程中，通过一级导向结构和二级导向结构共同作用下，能够保证阀芯在上下浮动过程中的精准自对中性，从而使阀芯的锥形密封段外锥面与阀盖的锥孔内锥面快速准确紧贴，使减压结构减压稳定，关闭迅速，升压小。

Description

具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构
技术领域
本发明属减压阀技术领域，具体涉及一种具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构。
背景技术
减压阀是天然气瓶阀上必不可少的一个安全部件，在使用过程中需要其减压稳定，关闭快速，升压小。申请号为201720705788.5、名称为一种自对中的低压针阀型减压结构的专利公开的减压结构技术方案为，包含阀座、阀盖、阀芯、密封件，所述阀芯上设置有锥形段，所述阀盖上设置有与所述锥形段松配合的锥孔，所述阀芯为浮动式设置，其减压稳定，关闭迅速且升压小。此专利是采用阀芯与阀盖的锥面配合以及阀芯整体浮动式的设计可以实现阀芯在工作过程中自对中，对中导向上是通过阀芯下端的锥型和导气孔的导向实现，而这种对中结构之间还是存在很大的摆动间隙，使对中性差，减压关闭慢；另外此专利中的锥孔与阀芯锥形段之间只采用一个密封件密封，阀芯关闭时，密封性能差；阀盖与阀座连接时通过密封圈密封，在稳压气体流动过程中，气体的流动冲力会顶着阀盖微移，导致O型密封圈密封压力减小，降低阀盖与阀座之间的密封效果。因此有必要提出改进。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构，本发明在气体通过时使阀芯浮动上移过程中，通过一级导向结构和二级导向结构共同作用下，能够保证阀芯在上下浮动过程中的精准自对中性，从而使阀芯的锥形密封段外锥面与阀盖的锥孔内锥面快速准确紧贴，使减压结构减压稳定，关闭迅速，升压小。
本发明采用的技术方案：具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构，包括阀座、阀盖和阀芯，所述阀盖通过螺钉Ⅰ与阀座固定连接，所述阀座上设有导气孔，所述阀盖上设有锥孔，所述阀芯浮动式设置于阀盖内腔中且其上端伸出锥孔，所述阀芯置于阀盖内腔中的中部设有与锥孔内锥面适配的锥形密封段，所述锥形密封段外锥面与锥孔内锥面上设有形成双面密封的多级双面密封结构，所述阀芯下部设有与导气孔适配的一级导向结构，所述阀芯中部及锥形密封段下部圆周均匀设有多个二级导向结构，所述多个二级导向结构水平径向伸向阀盖内腔内圆面，所述一级导向结构和二级导向结构共同保证阀芯在上下浮动过程中的对中性而形成使阀芯快速关闭的双对中导向结构，所述阀盖通过弹性密封结构与阀座密封连接。
对上述技术方案的进一步限定，所述一级导向结构是将阀芯下部制成倒锥形结构而形成，所述倒锥形的阀芯下部插入导气孔中并随着阀芯的上下浮动而在导气孔上下移动起到导向作用。
对上述技术方案的进一步限定，所述二级导向结构包括对中限位杆Ⅰ和弹簧，所述阀芯中部及锥形密封段下部圆面上圆周均匀制有多个弹簧槽，所述弹簧固定于对应的弹簧槽中，所述对中限位杆Ⅰ径向水平横置，所述对中限位杆Ⅰ一端与对应的弹簧固定连接，所述对中限位杆Ⅰ另一端径向伸向阀盖内腔内圆面且与阀盖内腔内圆面保持5～10mm距离，所述对中限位杆Ⅰ伸向阀盖内腔内圆面的一端设有弹性块。
对上述技术方案的进一步限定，所述二级导向结构包括对中限位杆Ⅱ，对应二级导向结构的数量，在所述阀盖内腔内圆面上均匀设有多个限位滑槽，所述限位滑槽轴向延伸，所述对中限位杆Ⅱ一端与阀芯中部对应的圆周面固定连接，所述对中限位杆Ⅱ另一端径向伸向阀盖内腔内圆面且端头插入对应的限位滑槽中，所述对中限位杆Ⅱ端头与限位滑槽宽间隙配合。
对上述技术方案的进一步限定，所述多级双面密封结构包括设于锥孔内锥面上的环形锥密封垫片和设于锥形密封段外锥面上的多道O型密封圈，所述锥形密封段外锥面上对应O型密封圈的数量设有多个圆弧截面环形安装槽，所述O型密封圈下部置于对应的圆弧截面环形安装槽中，所述圆弧截面环形安装槽端口两侧可拆卸式连接有将O型密封圈上部两侧进行限位的环形压块，所述O型密封圈上部两侧通过环形压块限位且上端部超出锥形密封段外锥面能与环形锥密封垫片接触形成双面密封，所述环形压块与圆弧截面环形安装槽端口侧部通过螺钉实现可拆卸式固定连接，所述环形压块压紧面是与O型密封圈接触面适配的弧形压紧面。
对上述技术方案的进一步限定，所述弹性密封结构包括密封圈、密封压环和碟簧，所述阀盖与阀座的接触面上设有环形密封槽，所述环形密封槽中设有密封圈，所述碟簧置于环形密封槽底部，所述碟簧与密封圈之间设有密封压环，所述碟簧通过密封压环将密封圈压紧在阀座密封面上。
本发明与现有技术相比的优点：
1、本方案中在气体通过时使阀芯浮动上移，最终使阀芯的锥形密封段外锥面与阀盖的锥孔内锥面紧贴，封闭气体，在阀芯浮动上移过程中，通过一级导向结构和二级导向结构共同作用下，能够保证阀芯在上下浮动过程中的精准自对中性，从而使阀芯的锥形密封段外锥面与阀盖的锥孔内锥面快速准确紧贴，使减压结构减压稳定，关闭迅速，升压小；
2、本方案中在阀芯的锥形密封段外锥面与阀盖的锥孔内锥面之间通过环形锥密封垫片和多道O型密封圈实现多级弹性密封结构，使减压结构在关闭时的密封性能好；
3、本方案中阀芯的锥形密封段外锥面上的O型密封圈的固定方式通过环形压块和圆弧截面环形安装槽结合实现，使O型密封圈的固定可靠稳定，不易脱出，相比于现有技术中通过承托部固定，结构简单，减轻阀芯重量；
4、本方案中阀盖通过弹性密封结构与阀座实现密封，通过碟簧的作用，能够使密封圈与阀座面之间始终保持合格的密封压力，避免在气体冲力作用下密封圈松动引起的密封性差的问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图一；
图2为图1中Ⅰ部的O型密封圈安装结构放大示意图；
图3为图1中Ⅱ部的密封圈安装结构放大示意图；
图4为本发明的结构示意图二；
图5为图4中A向结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例中的附图1-5，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于已给出的实施例，本领域普通技术人员在未做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构，如图1所示，包括阀座1、阀盖2和阀芯9，所述阀盖2通过螺钉Ⅰ3与阀座1固定连接，所述阀座1上设有导气孔19，所述阀盖2上设有锥孔11，所述阀芯9浮动式设置于阀盖2内腔中且其上端伸出锥孔11，所述阀芯9置于阀盖2内腔中的中部设有与锥孔11内锥面适配的锥形密封段10。
所述阀芯9下部设有与导气孔19适配的一级导向结构20，具体的，如图1所示，所述一级导向结构20是将阀芯9下部制成倒锥形结构而形成，所述倒锥形的阀芯9下部插入导气孔19中并随着阀芯9的上下浮动而在导气孔19上下移动起到导向作用。
所述阀芯9中部及锥形密封段10下部圆周均匀设有多个二级导向结构21，所述多个二级导向结构21水平径向伸向阀盖2内腔内圆面。所述二级导向结构21有两种实施结构。
二级导向结构21的一种实施结构如图1所示，所述二级导向结构21包括对中限位杆Ⅰ24和弹簧23，所述阀芯9中部及锥形密封段10下部圆面上圆周均匀制有多个弹簧槽22，所述弹簧23固定于对应的弹簧槽22中，所述对中限位杆Ⅰ24径向水平横置，所述对中限位杆Ⅰ24一端与对应的弹簧23固定连接，所述对中限位杆Ⅰ24另一端径向伸向阀盖2内腔内圆面且与阀盖2内腔内圆面保持5～10mm距离，所述对中限位杆Ⅰ24伸向阀盖2内腔内圆面的一端设有弹性块25。
二级导向结构21的另一种实施结构如图4和5所示，所述二级导向结构21包括对中限位杆Ⅱ26，对应二级导向结构21的数量，在所述阀盖2内腔内圆面上均匀设有多个限位滑槽27，所述限位滑槽27轴向延伸，所述对中限位杆Ⅱ26一端与阀芯9中部对应的圆周面固定连接，所述对中限位杆Ⅱ26另一端径向伸向阀盖2内腔内圆面且端头插入对应的限位滑槽27中，所述对中限位杆Ⅱ26端头与限位滑槽27宽间隙配合。
具体的工作原理为：当气体由上一级稳压腔沿通过阀座1的导气孔19与阀芯9下部倒锥形结构之间进入阀盖2上部的稳压腔(附图中未示出)，在阀体内部的膜片及弹簧(附图中未示出)作用下阀芯9提起，阀芯9下部倒锥形结构处于浮动状态。随着稳压腔输出，阀芯9继续上移使锥形密封段10与阀盖2上的锥孔11的间隙变得更小，进入稳压腔的气体减少，达到减压的作用。当稳压腔输出暂时关闭时，阀芯9上移锥形密封段10与阀盖2上的锥孔11贴紧，封住气体。阀芯9在浮动上移过程中，通过一级导向结构20和二级导向结构21共同作用下，能够保证阀芯9在上下浮动过程中的精准自对中性，从而使阀芯9的锥形密封段10外锥面与阀盖2的锥孔11内锥面快速准确紧贴，使减压结构减压稳定，关闭迅速，升压小。
其中，一级导向结构20的自对中导向作用实现方式：阀芯9下部倒锥形结构在气体作用下上升并在导气孔19中处于浮动状态，阀芯9下部倒锥形结构在导气孔19中气流作用下自动形成居中状态。
二级导向结构21的自对中导向作用实现方式：当选用第一种二级导向结构21的实施结构时，在阀芯9浮动上移过程中，二级导向结构21中的对中限位杆Ⅰ24和弹簧23随着阀芯9上移，由于多个二级导向结构21在阀芯9圆周均匀布置，从而在上移过程中通过与阀盖2内腔内圆面一周微碰撞保证阀芯9的自对中。当选用另一种二级导向结构21的实施结构时，在阀芯9浮动上移过程中，二级导向结构21中的对中限位杆Ⅱ26随着阀芯9上移，并且对中限位杆Ⅱ26一端沿着阀盖2内腔内圆面上的限位滑槽27间隙滑动，通过多方位间隙滑动的对中限位杆Ⅱ26保证阀芯9的自对中。
上述一级、二级导向结构的自对中作用，使稳压腔压力升高较小，当输出正常时又能快速开启保持平衡。
所述锥形密封段10外锥面与锥孔11内锥面上设有形成双面密封的多级双面密封结构13。具体的，所述多级双面密封结构13包括设于锥孔11内锥面上的环形锥密封垫片12和设于锥形密封段10外锥面上的多道O型密封圈15，通过环形锥密封垫片12和多道O型密封圈15，实现多级弹性密封结构，使减压结构在关闭时的密封性能好。具体的，所述每道O型密封圈15的固定方式如图2所示，所述锥形密封段10外锥面上对应O型密封圈15的数量设有多个圆弧截面环形安装槽14，所述O型密封圈15下部置于对应的圆弧截面环形安装槽14中，所述圆弧截面环形安装槽14端口两侧可拆卸式连接有将O型密封圈15上部两侧进行限位的环形压块16，所述O型密封圈15上部两侧通过环形压块16限位且上端部超出锥形密封段10外锥面能与环形锥密封垫片12接触形成双面密封，所述环形压块16与圆弧截面环形安装槽14端口侧部通过螺钉18实现可拆卸式固定连接，所述环形压块16压紧面是与O型密封圈15接触面适配的弧形压紧面17。本发明中锥形密封段10外锥面上的O型密封圈15的固定方式通过环形压块16和圆弧截面环形安装槽14结合实现，使O型密封圈15的固定可靠稳定，不易脱出，相比于现有技术中通过承托部固定，结构简单，减轻阀芯重量。
所述阀盖2通过弹性密封结构4与阀座1密封连接。具体的，如图3所示，所述弹性密封结构4包括密封圈7、密封压环6和碟簧5，所述阀盖2与阀座1的接触面上设有环形密封槽8，所述环形密封槽8中设有密封圈7，所述碟簧5置于环形密封槽8底部，所述碟簧5与密封圈7之间设有密封压环6，所述碟簧5通过密封压环6将密封圈7压紧在阀座1密封面上。阀盖2与阀座1的密封，通过碟簧5的作用，能够使密封圈7与阀座面之间始终保持合格的密封压力，避免在气体冲力作用下密封圈7松动引起的密封性差的问题。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (4)

1.具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构，包括阀座(1)、阀盖(2)和阀芯(9)，所述阀盖(2)通过螺钉Ⅰ(3)与阀座(1)固定连接，所述阀座(1)上设有导气孔(19)，所述阀盖(2)上设有锥孔(11)，所述阀芯(9)浮动式设置于阀盖(2)内腔中且其上端伸出锥孔(11)，所述阀芯(9)置于阀盖(2)内腔中的中部设有与锥孔(11)内锥面适配的锥形密封段(10)，其特征在于：所述锥形密封段(10)外锥面与锥孔(11)内锥面上设有形成双面密封的多级双面密封结构(13)，所述阀芯(9)下部设有与导气孔(19)适配的一级导向结构(20)，所述阀芯(9)中部及锥形密封段(10)下部圆周均匀设有多个二级导向结构(21)，所述多个二级导向结构(21)水平径向伸向阀盖(2)内腔内圆面，所述一级导向结构(20)和二级导向结构(21)共同保证阀芯(9)在上下浮动过程中的对中性而形成使阀芯(9)快速关闭的双对中导向结构，所述阀盖(2)通过弹性密封结构(4)与阀座(1)密封连接；所述二级导向结构(21)包括对中限位杆Ⅰ(24)和弹簧(23)，所述阀芯(9)中部及锥形密封段(10)下部圆面上圆周均匀制有多个弹簧槽(22)，所述弹簧(23)固定于对应的弹簧槽(22)中，所述对中限位杆Ⅰ(24)径向水平横置，所述对中限位杆Ⅰ(24)一端与对应的弹簧(23)固定连接，所述对中限位杆Ⅰ(24)另一端径向伸向阀盖(2)内腔内圆面且与阀盖(2)内腔内圆面保持5～10mm距离，所述对中限位杆Ⅰ(24)伸向阀盖(2)内腔内圆面的一端设有弹性块(25)；
或者所述二级导向结构(21)包括对中限位杆Ⅱ(26)，对应二级导向结构(21)的数量，在所述阀盖(2)内腔内圆面上均匀设有多个限位滑槽(27)，所述限位滑槽(27)轴向延伸，所述对中限位杆Ⅱ(26)一端与阀芯(9)中部对应的圆周面固定连接，所述对中限位杆Ⅱ(26)另一端径向伸向阀盖(2)内腔内圆面且端头插入对应的限位滑槽(27)中，所述对中限位杆Ⅱ(26)端头与限位滑槽(27)宽间隙配合。
2.根据权利要求1所述的具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构，其特征在于：所述一级导向结构(20)是将阀芯(9)下部制成倒锥形结构而形成，所述倒锥形的阀芯(9)下部插入导气孔(19)中并随着阀芯(9)的上下浮动而在导气孔(19)上下移动起到对中导向作用。
3.根据权利要求1所述的具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构，其特征在于：所述多级双面密封结构(13)包括设于锥孔(11)内锥面上的环形锥密封垫片(12)和设于锥形密封段(10)外锥面上的多道O型密封圈(15)，所述锥形密封段(10)外锥面上对应O型密封圈(15)的数量设有多个圆弧截面环形安装槽(14)，所述O型密封圈(15)下部置于对应的圆弧截面环形安装槽(14)中，所述圆弧截面环形安装槽(14)端口两侧可拆卸式连接有将O型密封圈(15)上部两侧进行限位的环形压块(16)，所述O型密封圈(15)上部两侧通过环形压块(16)限位且上端部超出锥形密封段(10)外锥面能与环形锥密封垫片(12)接触形成双面密封，所述环形压块(16)与圆弧截面环形安装槽(14)端口侧部通过螺钉(18)实现可拆卸式固定连接，所述环形压块(16)压紧面是与O型密封圈(15)接触面适配的弧形压紧面(17)。
4.根据权利要求1所述的具有双对中导向结构的针型减压阀减压结构，其特征在于：所述弹性密封结构(4)包括密封圈(7)、密封压环(6)和碟簧(5)，所述阀盖(2)与阀座(1)的接触面上设有环形密封槽(8)，所述环形密封槽(8)中设有密封圈(7)，所述碟簧(5)置于环形密封槽(8)底部，所述碟簧(5)与密封圈(7)之间设有密封压环(6)，所述碟簧(5)通过密封压环(6)将密封圈(7)压紧在阀座(1)密封面上。
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