CN109058533B - 一种减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种减压阀，属于阀门技术领域。它解决了现有技术中减压阀膜片容易松脱、膜片密封性差的问题。本减压阀，包括阀体、设置在阀体内的膜片座和套设在膜片座上的膜片，膜片座上连接有夹紧件，膜片与阀体之间形成压力腔，膜片座具有与膜片的其中一侧面形成贴靠的环形的夹持面，夹持面上设有若干凸起部，膜片夹紧在夹紧件与夹持面之间，夹持面上沿周向开设有环形的凹槽，凸起部呈环形片状且沿夹持面的周向设置，若干凸起部均竖立设置在凹槽的槽底上且沿凹槽的宽度方向依次间隔排列。本发明提升了减压阀膜片的防脱性和密封稳定性。

Description

一种减压阀

技术领域

本发明属于阀门技术领域，涉及一种减压阀。

背景技术

减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。具体来说，减压阀一般包括阀体、膜片座、套设在膜片座上的膜片和用于按压膜片座的弹簧，膜片座上固连有阀杆，阀杆的下端能与阀芯组件相抵靠，减压阀的膜片与阀腔之间形成压力腔，阀体内还具有进气通道，在进气通道的出口处设置阀芯组件。初始状态下，在弹簧的弹力作用下，阀杆能顶压阀芯组件使阀芯组件保持常开状态，此时进气通道与压力腔连通，而当进气通道进入的气体压力增大而超过弹簧压力时，弹性会被压缩，膜片会被顶起发生变形，而膜片座也带动阀杆一起移动使阀芯组件关闭，使压力腔与进气通道截止。由此通过膜片、弹簧调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡，使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。

为了避免减压阀的膜片在形变过程中发生移位或松脱，减压阀上一般都设有用于增加膜片与膜片座之间连接稳定性的防脱结构。如美国专利公开了一种减压阀(公开号：US2981280A)，该减压阀通过在膜片座上设置横截面呈弧形的凸起，当螺母拧紧时，膜片被金属垫片和膜片座夹紧，膜片在凸起两侧下凹抱住凸起，以此实现膜片防脱。而由于膜片在受到压力腔内的高压气体的作用力时，会受到较大的径向拉扯力，而凸起要限制膜片的移位，凸起本身需要强度较高不易变形，因此，常规的凸起都设置为弧形的凸起，而不会采用较薄的片状结构。但是，当减压阀应用在啤酒领域时，由于使用时候整个减压阀内腔的温度能达到零下40℃，整个环境温度较低，膜片由于为橡胶材料制成，膜片在低温环境下硬度会增加，该状态下膜片便很难在该膜片座的凸起处发生形变或者形变量极小，导致密封面积小且密封性变差，同时膜片与膜片座之间的摩擦系数也变低，此时在受到压力腔内的高压气体的作用力时，由于该作用力会对膜片产生很明显的拉扯趋势，因此膜片容易移位，导致密封效果变差。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种减压阀，本发明所要解决的技术问题是：如何提升减压阀膜片的防脱性和密封稳定性。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种减压阀，包括阀体、设置在阀体内的膜片座和套设在膜片座上的膜片，所述膜片座上连接有夹紧件，所述膜片与阀体之间形成压力腔，所述膜片座具有与膜片的其中一侧面形成贴靠的环形的夹持面，所述夹持面上设有若干凸起部，所述膜片夹紧在夹紧件与夹持面之间，其特征在于，所述夹持面上沿周向开设有环形的凹槽，所述凸起部呈环形片状且沿夹持面的周向设置，若干凸起部均竖立设置在凹槽的槽底上且沿凹槽的宽度方向依次间隔排列。

本文所述的竖立设置并非仅代表绝对的竖直状态。本减压阀中，凸起部采用环形片状的结构，相较于常规的弧形凸起结构，凸起部厚度大大降低，而且凸起部竖立设置，此时凸起就形成类似刀刃的结构，虽然在极度低温的条件下，膜片硬度增大，但是该凸起部能容易嵌入膜片内，从而使得膜片在凸起部处受压产生较大的变形，膜片也能更深嵌入相邻两凸起部之间的间隔内，进而产生更深的咬合力保证密封防脱，同时由于形变增加，膜片与膜片座之间的密封面积也增加，因此密封性也得到了保证。而由于凸起采用了较薄的环形片状，其抗形变强度相比常规的弧形凸起结构降低，为了避免凸起部变形而导致膜片发生移位，本减压阀在夹持面上沿周向开设有环形的凹槽，凹槽的槽壁是不会发生变形的，当夹紧件夹紧膜片时，膜片也会部分嵌入凹槽外侧的槽壁与相邻凸起部之间的间隔内，这样当膜片受到径向向外的拉扯力时，膜片会首先受到凹槽外侧槽壁的阻挡，进而分担了凸起部所受的拉扯力，对片状的凸起部形成保护进而防止其变形。另外，本减压阀的凸起部呈环形，环形的凸起部也不易发生向外的翻折形变，而且凸起部的数量为若干个，依靠多个凸起部分担了拉扯力，每个凸起部所受的拉扯力降低，能进一步避免出现由于凸起部的变形导致膜片移位松脱、密封性变差的情况。

在上述的减压阀中，所述膜片座包括呈柱状的主体部和沿主体部周向设置的环形翻边，所述环形翻边与所述主体部相垂直，所述环形翻边朝向膜片的侧面为上述夹持面，所述凸起部朝向主体部的侧面与夹持面相垂直。相邻两凸起部之间形成供膜片嵌入的形变凹槽，当膜片挤压变形后伸入形变凹槽中，变形的膜片与凸起部朝向主体部的侧面相贴靠，当压力腔内气压的作用在膜片上形成向外的拉扯力的时候，膜片会受到凸起部反作用的阻挡力，而并非普通的滑动摩擦力，该阻挡力基本与拉扯力方向相反或者几近相反，因此很难将膜片拉脱或使其产生位移。

在上述的减压阀中，所述凸起部的横截面呈矩形，所述凸起部与夹持面相垂直。这样的设计，不仅使得拉扯力的方向是与膜片的厚度方向几近垂直，使得膜片受到凸起部反作用的阻挡力，膜片难以发生移位或松脱。而且，横截面呈矩形的凸起部在顶部形成两条尖角边，尖角边即凸起部侧面与顶面连接处的棱边，由于膜片形变之后是紧压在尖角边上，相比凸起部顶部为弧面的结构，尖角边能与膜片之间形成较大的摩擦力，进一步膜片发生移位和松脱。

在上述的减压阀中，所述凸起部的横截面呈梯形或三角形。梯形、三角形与矩形结构类似，都在凸起部的顶部形成防止膜片移位的尖角边。而相比矩形结构，梯形结构的凸起部在底部宽度增加，能提升凸起部的结构强度，避免凸起部变形而导致膜片发生移位。三角形结构的凸起部顶部比较尖，因此在低温环境，密封圈硬度增加的情况下，能更容易地嵌入膜片内，提升膜片的防脱性同时提升密封性。

在上述的减压阀中，所述凹槽的截面呈矩形槽状，所述凹槽靠近环形翻边边缘的槽壁与相邻的凸起部之间的距离大于任意相邻两凸起部之间的距离。这样的设计保证环形凹槽靠近环形翻边边缘的槽壁与相邻的凸起部之间的距离较大，保证低温状态下的膜片能够较大程度地嵌入，膜片与凹槽槽壁接触面积较大，进而增加凹槽槽壁与膜片的阻挡效果，以更好地分担了凸起部所受的拉扯力，对片状的凸起部形成保护进而防止其变形。

在上述的减压阀中，所述凸起部的数量为3-10条。作为优选，凸起部的数量为7条。

在上述的减压阀中，所述夹紧件包括套设在主体部上的压紧垫片和位于压紧垫片外侧且与主体部螺纹连接的螺帽，所述螺帽抵压所述压紧垫片使膜片夹紧在夹持面与压紧垫片之间，若干凸起部中具有多条凸起部位于螺帽沿主体部轴向的投影面内。膜片通过螺帽旋紧固定，能够形成较大的夹紧力。而螺帽旋紧时，膜片与螺帽正对的位置所受到的螺帽旋紧压力是最大的。因此，将多条凸起部设置于螺帽沿主体部轴向的投影面内，这样较多的凸起部均能更深地嵌入膜片内，保证凸起部与膜片之间具有足够大的咬紧力，以更好地避免膜片防脱，且保证密封性好。

在上述的减压阀中，所述阀体包括主阀体和与主阀体相固连的罩壳，所述主阀体外壁上具有连接端面一，所述罩壳外壁上具有与连接端面一相贴合的连接端面二，所述连接端面二上开设有环形的台阶面，所述膜片的周边边缘夹紧在台阶面和连接端面二之间，膜片与主阀体之间形成上述的压力腔，所述连接端面二上具有沿膜片周向设置的环形凸起，所述环形凸起压紧在膜片的边缘处。当主阀体与罩壳固连后，膜片的周边边缘夹紧在台阶面和连接端面二之间，环形凸起能嵌入膜片内，从而增加了膜片与罩壳之间的摩擦阻力，避免膜片边缘的松脱。由于压力腔内高压介质作用在膜片上时，膜片边缘受到的是向上的拉扯力。因此，将环形凸起设置在连接端面二上，膜片受到拉扯力作用是驱使膜片向环形凸起贴靠的，这样在膜片温度较低，硬度增加的情况下，能有效保障膜片与环形凸起之间的咬合力，进一步避免膜片边缘的松脱，并保证膜片边缘处的密封性好。

在上述的减压阀中，所述环形凸起的数量为至少两条。

与现有技术相比，本减压阀具有以下优点：

1、本减压阀凸起部采用环形片状的结构，凸起部厚度大大降低，凸起就形成类似刀刃的结构，虽然在极度低温的条件下，膜片硬度增大，但是该凸起部能够容易嵌入膜片内，从而使得膜片在凸起部处受压产生更大的变形，膜片也能更深嵌入相邻两凸起部之间的间隔内，进而产生更深的咬合力保证密封防脱。因此，本减压阀能够适用于啤酒分配系统中，同时具有稳定性好的优点。

2、本减压阀在夹持面上沿周向开设有环形的凹槽，当膜片受到径向向外的拉扯力时，膜片会首先受到凹槽槽壁的阻挡，进而分担了凸起部所受的拉扯力，对片状的凸起部形成保护进而防止其变形，保证凸起部不易变形。

附图说明

图1是本减压阀的立体结构示意图。

图2是本减压阀实施例一的正视图。

图3是图2中A-A的剖视图。

图4是本减压阀实施例一中膜片座的立体结构示意图。

图5是图3中A处的放大图。

图6是本减压阀实施例一中膜片与膜片座的连接示意图。

图7是图2中B-B的剖视图。

图8是图7中A处的放大图。

图9是本减压阀实施例一中省去部分零部件的爆炸图。

图10是本减压阀实施例二中膜片与膜片座的连接示意图。

图11是本减压阀实施例三中膜片与膜片座的连接示意图。

图中，1、阀体；1a、主阀体；1a1、连接端面一；1a11、台阶面；1b、罩壳；1b1、连接端面二；1b2、环形凸起；2、膜片座；21、主体部；22、环形翻边；221、夹持面；222、凸起部；222a尖角边；223、凹槽；3、膜片；4、夹紧件；41、压紧垫片；42、螺帽；5、压力腔；6、进气管；7、出气管；8、进气压力表；9、出气压力表；10、进气通道；11、阀芯；12、复位弹簧；13、垫片；14、阀杆；15、弹簧。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1和图2所示，本减压阀包括阀体1，阀体1包括主阀体1a和与主阀体1a相固连的罩壳1b，主阀体1a上连接有进气管6、出气管7、进气压力表8和出气压力表9。

如图3所示，阀体1具有与进气管6相连通的进气通道10，进气通道10与进气管6连通，在进气通道10内设置阀芯11和复位弹簧12，阀体1内设置有膜片座2。

如图3和图4所示，膜片座2包括呈柱状的主体部21和沿主体部21周向设置的环形翻边22，环形翻边22与主体部21相垂直，主体部21上套设有膜片3，膜片3与阀体1之间形成压力腔5，阀芯11用于控制进气通道10与压力腔5之间的通断。阀杆14上套设有垫片13，垫片13采用铜制成，以隔绝冷量，降低冷气对膜片3的影响。罩壳1b内设有用于按压膜片座2的弹簧15，膜片座2上连接有夹紧件4和阀杆14，阀杆14的下端能与阀芯11相抵靠，夹紧件4包括套设在主体部21上的铜制的压紧垫片41和位于压紧垫片41外侧且与主体部21螺纹连接的螺帽42，螺帽42抵压压紧垫片41使膜片3夹紧在夹持面221与压紧垫片41之间。减压阀的膜片3与阀腔之间形成压力腔5，阀体1内还具有进气通道10，在进气通道10的出口处设置阀芯11组件。初始状态下，在弹簧15的弹力作用下，阀杆14能顶压阀芯11使阀芯11保持常开状态，此时进气通道10与压力腔5连通，而当进气通道10进入的液体压力增大而超过弹簧15压力时，弹性会被压缩，膜片3会被顶起发生变形，而膜片座2也带动阀杆14一起移动使阀芯11组件关闭，使压力腔5与进气通道10截止。

如图4和图5，膜片座2环形翻边22朝向膜片3的侧面为夹持面221，夹持面221与膜片3的其中一侧面形成贴靠，夹持面221上设有7条凸起部222，膜片3夹紧在压紧垫片41与夹持面221之间。

进一步的，如图6所示，夹持面221上沿周向开设有环形的凹槽223，凹槽223的截面呈矩形槽状，凸起部222呈环形片状且沿夹持面221的周向设置，7条凸起部222均竖立设置在凹槽223的槽底上且沿凹槽223的宽度方向依次间隔排列，本文所述的竖立设置并非仅代表绝对的竖直状态。凸起部222的横截面呈矩形，凸起部222与夹持面221相垂直。

本减压阀的凸起部222采用环形片状的结构，相较于常规的弧形凸起结构，凸起部222厚度大大降低，而且凸起部222竖立设置，此时凸起就形成类似刀刃的结构，虽然在极度低温的条件下，膜片3硬度增大，但是该凸起部222能够容易嵌入膜片3内，从而使得膜片3在凸起部222处受压产生更大的变形，膜片3也能更深嵌入相邻两凸起部222之间的间隔内，进而产生更深的咬合力保证密封防脱。而由于凸起采用了较薄的环形片状，其抗形变强度相比常规的弧形凸起结构降低，为了避免凸起部222变形而导致膜片3发生移位，本减压阀在夹持面221上沿周向开设有环形的凹槽223，凹槽223的槽壁是不会发生变形的，当夹紧件4夹紧膜片3时，膜片3也会部分嵌入凹槽223槽壁与相邻凸起部222之间的间隔内，这样当膜片3受到径向向外的拉扯力时，膜片3会首先受到凹槽223槽壁的阻挡，进而分担了凸起部222所受的拉扯力，对片状的凸起部222形成保护进而防止其变形。另外，本减压阀的凸起部222呈环形，环形的凸起部222也不易发生向外的翻折形变，而且凸起部222的数量为若干个，每个凸起部222均与膜片3之间形成咬合力，而且依靠多个凸起部222分担了膜片3受到的拉扯力，每个凸起部222所受的拉扯力降低，能进一步避免出现由于凸起部222的变形导致膜片3移位松脱、密封性变差的情况。而凸起部222采用矩形的截面形状，不仅使得拉扯力的方向是与膜片3的厚度方向几近垂直，膜片3受到凸起部222反作用的阻挡力，膜片3难以发生移位或松脱。而且，横截面呈矩形的凸起部222在顶部形成两条尖角边222a，尖角边222a即凸起部222侧面与顶面连接处的棱边，由于膜片3形变之后是紧压在尖角边222a上，相比凸起部222顶部为弧面的结构，尖角边222a能与膜片3之间形成较大的摩擦力，进一步膜片3发生移位和松脱，密封效果好。

如图6所示，每相邻两凸起部222之间的距离相等，凹槽223靠近环形翻边22边缘的槽壁与相邻的凸起部222之间的距离约为任意相邻两凸起部222之间的距离的3-6倍，若干凸起部222中具有多条凸起部222位于螺帽42沿主体部21轴向的投影面内，这样较多的凸起部222均能更深地嵌入膜片3内，保证凸起部222与膜片3之间具有足够大的咬紧力，以更好地避免膜片3防脱，且保证密封性好。而环形凹槽223靠近环形翻边22边缘的槽壁与相邻的凸起部222之间的距离较大，能保证低温状态下的膜片3能够较大程度地嵌入，当膜片3受到拉扯力时，膜片3会首先受到凹槽223槽壁的阻挡，进而分担了凸起部222所受的拉扯力，对片状的凸起部222形成保护进而防止其变形。

如图7、图8和图9所示，主阀体1a外壁上具有连接端面一1a1，罩壳1b外壁上具有与连接端面一1a1相贴合的连接端面二1b1，连接端面二1b1上开设有环形的台阶面1a11，膜片3的周边边缘夹紧在台阶面1a11和连接端面二1b1之间，连接端面二1b1上具有两条沿膜片3周向设置的环形凸起1b2，环形凸起1b2压紧在膜片3的边缘处。当主阀体1a与罩壳1b固连后，膜片3的周边边缘夹紧在台阶面1a11和连接端面二1b1之间，环形凸起1b2能嵌入膜片3内，从而增加了膜片3与罩壳1b之间的摩擦阻力，避免膜片3边缘的松脱。由于压力腔5内高压介质作用在膜片3上时，膜片3边缘受到的是向上的拉扯力。因此，将环形凸起1b2设置在连接端面二1b1上，膜片3受到拉扯力作用是驱使膜片3向环形凸起1b2贴靠的，这样在膜片3温度较低，硬度增加的情况下，能有效保障膜片3与环形凸起1b2之间的接触力，进一步避免膜片3边缘的松脱，并保证膜片3边缘处的密封性好。

实施例二

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：如图10所示，凸起部222的横截面呈三角形。三角形与矩形结构类似，都在凸起部222的顶部形成防止膜片3移位的尖角边222a。三角形结构的凸起部222顶部比较尖，因此在低温环境，密封圈硬度增加的情况下，能更容易地嵌入膜片3内，提升膜片3的防脱性同时提升密封性。

实施例三

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：如图11所示，凸起部222的横截面呈梯形。梯形与矩形结构类似，都在凸起部222的顶部形成防止膜片3移位的尖角边222a。梯形结构的凸起部222在底部宽度增加，能提升凸起部222的结构强度，避免凸起部222变形而导致膜片3发生移位。

实施例四

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：凸起部222的数量为3条。

实施例五

本实施例同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：凸起部222的数量为10条。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、阀体；1a、主阀体；1a1、连接端面一；1b、罩壳；1b1、连接端面二；1b2、环形凸起；2、膜片座；21、主体部；22、环形翻边；221、夹持面；222、凸起部；222a尖角边；223、凹槽；3、膜片；4、夹紧件；41、压紧垫片；42、螺帽；5、压力腔；6、进气管；7、出气管；8、进气压力表；9、出气压力表；10、进气通道；11、阀芯；12、复位弹簧；13、垫片；14、阀杆；15、弹簧等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种减压阀，包括阀体(1)、设置在阀体(1)内的膜片座(2)和套设在膜片座(2)上的膜片(3)，所述膜片座(2)上连接有夹紧件(4)，所述膜片(3)与阀体(1)之间形成压力腔(5)，所述膜片座(2)具有与膜片(3)的其中一侧面形成贴靠的环形的夹持面(221)，所述夹持面(221)上设有若干凸起部(222)，所述膜片(3)夹紧在夹紧件(4)与夹持面(221)之间，其特征在于，所述夹持面(221)上沿周向开设有环形的凹槽(223)，所述凸起部(222)呈环形片状且沿夹持面(221)的周向设置，若干凸起部(222)均竖立设置在凹槽(223)的槽底上且沿凹槽(223)的宽度方向依次间隔排列。

2.根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于，所述膜片座(2)包括呈柱状的主体部(21)和沿主体部(21)周向设置的环形翻边(22)，所述环形翻边(22)与所述主体部(21)相垂直，所述环形翻边(22)朝向膜片(3)的侧面为上述夹持面(221)，所述凸起部(222)朝向主体部(21)的侧面与夹持面(221)相垂直。

3.根据权利要求2所述的减压阀，其特征在于，所述凸起部(222)的横截面呈矩形，所述凸起部(222)与夹持面(221)相垂直。

4.根据权利要求2所述的减压阀，其特征在于，所述凸起部(222)的横截面呈梯形或三角形。

5.根据权利要求2至4中任意一项所述的减压阀，其特征在于，所述凹槽(223)的截面呈矩形槽状，所述凹槽(223)靠近环形翻边(22)边缘的槽壁与相邻的凸起部(222)之间的距离大于任意相邻两凸起部(222)之间的距离。

6.根据权利要求1至4中任意一项所述的减压阀，其特征在于，所述凸起部(222)的数量为3-10条。

7.根据权利要求2至4中任意一项所述的减压阀，其特征在于，所述夹紧件(4)包括套设在主体部(21)上的压紧垫片(41)和位于压紧垫片(41)外侧且与主体部(21)螺纹连接的螺帽(42)，所述螺帽(42)抵压所述压紧垫片(41)使膜片(3)夹紧在夹持面(221)与压紧垫片(41)之间，若干凸起部(222)中具有多条凸起部(222)位于螺帽(42)沿主体部(21)轴向的投影面内。

8.根据权利要求1至4中任意一项所述的减压阀，其特征在于，所述阀体(1)包括主阀体(1a)和与主阀体(1a)相固连的罩壳(1b)，所述主阀体(1a)外壁上具有连接端面一(1a1)，所述罩壳(1b)外壁上具有与连接端面一(1a1)相贴合的连接端面二(1b1)，所述连接端面二(1b1)上开设有环形的台阶面(1a11)，所述膜片(3)的周边边缘夹紧在台阶面(1a11)和连接端面二(1b1)之间，膜片(3)与主阀体(1a)之间形成上述的压力腔(5)，所述连接端面二(1b1)上具有沿膜片(3)周向设置的环形凸起(1b2)，所述环形凸起(1b2)压紧在膜片(3)的边缘处。

9.根据权利要求8所述的减压阀，其特征在于，所述环形凸起(1b2)的数量为至少两条。

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