CN109373034B - 一种高压气体减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压气体减压阀，包括阀体和调压手柄；所述阀体分为高压腔和低压腔，高压腔和低压腔通过第一气道连通；所述高压腔内设置进气座，在所述进气座上设置进气口；在所述进气座上方设置顶杆、顶杆座；所述顶杆座上设置有出气口；所述顶杆安装在顶杆座上，其上端由出气口伸出、经过第一气道进入低压腔；所述低压腔内设置活塞，所述活塞与顶杆相抵；在活塞上开设与第一气道连通的第二气道；所述调压手柄与所述低压腔连接；所述调压手柄上内置出气管，所述出气管的一端外接管路，另一端伸入第二气道与第一气道连通至高压腔；在调压手柄与活塞之间设置有第二弹性组件。本发明结构简单、降低减压阀的整体制造难度，降低制造成本。

Description

一种高压气体减压阀

技术领域

本发明涉及阀体领域，具体涉及一种高压气体减压阀。

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。从流体力学的观点看，减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。然后依靠控制与调节系统的调节，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。

现有的减压阀阀体内部结构复杂，阀体制造难度大，制造成本高。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的阀体、降低减压阀的整体制造难度，降低制造成本。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案如下：

一种高压气体减压阀，包括阀体和调压手柄；所述阀体分为高压腔和低压腔，高压腔和低压腔通过第一气道连通；所述高压腔内设置进气座，所述进气座与高压腔壁之间设置有第一O型密封圈，在所述进气座上设置进气口；在所述进气座上方设置顶杆、顶杆座；所述顶杆座上设置有出气口；所述顶杆安装在顶杆座上，其上端由出气口伸出、经过第一气道进入低压腔；在所述顶杆上设置有将出气口封堵的密封部；在顶杆和进气座之间设置第一弹性组件；所述低压腔内设置活塞，所述活塞与顶杆相抵；在所述活塞与低压腔内壁之间设置有Y型密封垫；在活塞上开设与第一气道连通的第二气道；所述调压手柄与所述低压腔连接；所述调压手柄上内置出气管，所述出气管的一端外接管路，另一端伸入第二气道与第一气道连通至高压腔，所述出气管与第二气道之间设置第二O型密封垫；在调压手柄与活塞之间设置有第二弹性组件。

进一步的：所述高压腔端与进气头连接，其与进气头之间设置进气垫片；所述进气垫片为环形，在迎向进气的垫片面上设置凸起。

进一步的：所述顶杆由下向上分别为导向部、密封部以及抵持部；所述密封部在顶杆轴线方向上的直径逐渐缩小，所述密封部的下端面在所述导向部上的投影大于所述导向部的横截面积。

进一步的：所述第一弹性组件包括第一弹座以及复位弹簧，所述第一弹座安装在所述进气座上；所述复位弹簧穿在所述导向部上，其上端与密封部的下端面相触，其下端与第二弹座的上端面相触。

进一步的：所述出气口与顶杆密封部之间设置第一密封垫。

进一步的：所述第二弹性组件包括第二弹座和调节弹簧，所述第二弹座的端面设置有环形槽；所述调节弹簧的下端面与所述活塞相触，上端面进入所述环形槽，与所述环形槽间隙配合。

进一步的：所述活塞包括活塞本体和嵌体；在活塞本体上设置一端开口、一端闭口的嵌体通道，在嵌体通道闭口端开设第一通孔；所述嵌体由开口处嵌入嵌体通道，与嵌体通道闭口端之间设置O型圈；所述嵌体内设置的一端封闭、一端敞口的气流通道，在嵌体该封闭端设置偏心孔。

进一步的：所述进气座内设置有过滤片，所述过滤片位于顶杆下方。

进一步的：所述调压手柄上连接有直角快插接头，所述直角快插接头与出气管连通。

进一步的：所述调压手柄上设置有泄压装置，所述泄压装置包括泄压腔、顶针、调节螺帽、弹簧、密封垫；所述泄压腔设置在调压手柄上、并与出气管连通，所述顶针为T形，弹簧穿在顶针上，调节螺帽压在弹簧上，将顶针固定在调节手柄上。

本发明的技术效果是：

本发明在阀体上无气路走向设计，只有两端的连接部件；内部结构不复杂，阀体整体结构简单，使其加工制造更加简单，并且有效的保证阀体的体积，阀体的气密性得以更好的保证；而本发明的气压降低之后排气选择在调节手柄以及活塞上设置气路通道、彼此相互配合完成气体的排出；特殊设计更加合理可靠；

本发明中应用顶杆与活塞相抵，同时各自配以弹性组件，在减压调压过程中，活塞和顶杆可以保证在轴线上，不偏斜，达到最佳密封效果，保证减压固定、稳定。

本减压阀中在进气座内设置的过滤网使压缩空气中的水分及杂质，保证整个阀体的正常工作，同时提高了阀体的使用寿命。

本减压阀中的顶杆为刚性材料304不锈钢一体成型，其加工精度容易保证，能够保证减压阀工作时气密性。同时降低了生产成本。同时密封垫片材质为90°硬度以上的PTFE材料；顶杆锥面在复位弹簧的压缩力作用下，与密封垫片内腔紧密接触。减压阀关闭状态下，两者处于完全密封。减压阀打开状态下，顶杆向下移动，两者出现缝隙，气体经过减压，从缝隙中流出。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

在附图中：

图1是本实用新型的总体结构示意图；

图2是图1的爆炸图；

图3是图1的剖视图；

图4是图1中顶杆结构示意图；

其中，上述附图包括以下附图标记：

1进气连接端；2进气垫片；3进气座；4O型圈；5过滤片；6第一弹座；7复位弹簧；8顶杆，导向部81、密封部82、抵持部83；9顶杆座；10第一密封垫片；

11阀体，111高压腔，112低压腔，113第一气道；

12活塞嵌体，121第二气道；13O型圈，14Y型密封圈；15活塞；

16平衡弹簧；17第二弹座；18调节手柄，181出气管；

19直角快插接头，20密封垫，21顶针，22弹簧，23调节螺帽，24出气连端。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的不当限定。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

一种高压气体减压阀，包括阀体和调压手柄；所述阀体分为高压腔和低压腔，高压腔和低压腔通过第一气道连通；所述高压腔内设置进气座，所述进气座与高压腔壁之间设置有第一O型密封圈，在所述进气座上设置进气口；在所述进气座上方设置顶杆、顶杆座；所述顶杆座上设置有出气口；所述顶杆安装在顶杆座上，其上端由出气口伸出、经过第一气道进入低压腔；在所述顶杆上设置有将出气口封堵的密封部；在顶杆和进气座之间设置第一弹性组件；所述低压腔内设置活塞，所述活塞与顶杆相抵；在所述活塞与低压腔内壁之间设置有Y型密封垫；在活塞上开设与第一气道连通的第二气道；所述调压手柄与所述低压腔连接；所述调压手柄上内置出气管，所述出气管的一端外接管路，另一端伸入第二气道与第一气道连通至高压腔，所述出气管与第二气道之间设置第二O型密封垫；在调压手柄与活塞之间设置有第二弹性组件。

本减压阀的工作过程如下：

在阀体工作开始之前，第二弹性组件不工作，高压气体停留在高压腔内第一弹性组件的弹力通过活塞传递给顶杆、再由顶杆传递给第二弹性组件；此时顶杆在第一弹性组件的弹簧力作用下与第一密封垫片紧密接触；调压手柄顺时针旋转通过第二弹性组件的弹力来调节高压气体的压力减少值；第二弹性组件的弹簧力超过第一弹性组件的弹簧力；低压腔内的活塞推动顶杆下移与第一密封垫脱离，两者出现缝隙，高压气体经过减压，从缝隙中流出，通过第一气道进入高压腔，再从第二气道流向出气连接端。整个工作过程中，顶杆与活塞始终处于轴线上，不偏斜，密封调压效果最佳。

在本发明中，高压气体通过特殊排气通道(活塞上的第二气道和调节手柄上的出气管组成的排气通道)，使得低压气体顺着调节手柄排出来。这样可以避免在阀体上设置多条气道，减少阀体的复杂程度，让阀体的加工制作更加简单，提高加工效率。可以使得整个产品的最大直径控制在30mm内，总长度控制在67mm；体积小，整体占用空间更小。

整个阀体内部的动件、静件的连接符合压力、气密性的要求，具体条件根据实际的使用需要进行设定，在此不做限定。

高压气体通过底部的进气座进入阀体内部，经过过滤片过滤气体中的颗粒物杂质，然后经过顶杆和密封垫片的间隙，使得高压进口气体降低为低压出口气体。其中，减压阀内部的复位弹簧和平衡弹簧通过弹簧的伸缩达到出气压力稳定的作用；调节手柄内嵌泄压装置，保证出气端管路的安全。

通过第一弹座6、复位弹簧7和顶杆8之间的间隙配合，使得顶杆处于中心轴线位置。目的：保证调压的精确性。

通过活塞15、弹簧座17和阀体11之间的间隙配合，使得平衡弹簧处于中心轴线位置。目的：保证出气压力的稳定性。

通过控制平衡弹簧16的刚度和弹簧座17的孔深，达到控制出气压力值的目的，经测定，出气压力公差为±0.3Bar。

进一步的：所述高压腔端与进气头连接，其与进气头之间设置进气垫片；所述进气垫片为环形，在迎向进气的垫片面上设置凸起。进气垫片专门设计成有凸台结构，提高垫片的压缩量，其作用为在气瓶打开前预密封，气瓶打开后完全密封。

在此提供一种顶杆的优选结构，所述顶杆8由下向上分别为导向部81、密封部82以及抵持部83，所述密封部在顶杆轴线方向上的直径逐渐缩小，所述密封部82的下端面在所述导向部上的投影大于所述导向部的横截面积。因此与其配合的第一弹性组件包括第一弹座6以及复位弹簧7，所述第一弹座6安装在所述进气座3上；所述复位弹簧7穿在所述导向部上，其上端与密封部82的下端面相触，其下端与第二弹座的上端面相触。复位弹簧的上下两端都采用非固定的方式，在弹簧伸缩过程中，可以自动调整轴线，相比于其中一端固定或是两端都固定的方式，轴向运动的稳定性更好。复位弹簧7套在导向部上，复位弹簧7下端固定在第二弹簧座6上，有效的保证顶杆8的导向部81在弹簧压缩过程中不会发生偏斜。

在顶杆的密封部下大上下，在与出气口、第一密封垫配合过程中配合紧密，无缝隙。另外再本发明中也提供了一种第二弹性组件的具体结构：所述第二弹性组件包括第二弹座15和调节弹簧14，所述第二弹座的端面设置有环形槽；所述调节弹簧的下端面与所述活塞相触，上端面进入所述环形槽，与所述环形槽间隙配合。实现出气压力的调节，此结构简单，可靠。与复位弹簧的两端非固定方式相同，这里调节弹簧的两端也采用非固定的方式，便于弹簧本身的自我轴向调整。

进一步的：所述出气口与顶杆密封部之间设置第一密封垫。在这里，导向面为60°圆锥形，与密封垫相压合。

进一步的：所述第二弹性组件包括第二弹座和调节弹簧，所述第二弹座的端面设置有环形槽；所述调节弹簧的下端面与所述活塞相触，上端面进入所述环形槽，与所述环形槽间隙配合。

进一步的：所述活塞包括活塞本体和嵌体；在活塞本体上设置一端开口、一端闭口的嵌体通道，在嵌体通道闭口端开设第一通孔；所述嵌体由开口处嵌入嵌体通道，与嵌体通道闭口端之间设置O型圈；所述嵌体内设置的一端封闭、一端敞口的气流通道，在该嵌体封闭端设置偏心孔。

进一步的：所述进气座内设置有过滤片，所述过滤片位于顶杆下方。经过过滤片过滤气体中的颗粒物杂质，提高阀体的使用寿命，保证阀体的使用安全。过滤片的种类或是目数，根据实际的需要进行选定，在此不做限定。过滤片可以有效的保证阀体内流经气体时，不会被杂质损害，提高使用寿命。

进一步的：所述调压手柄上连接有直角快插接头，所述直角快插接头与出气管连通。

进一步的：所述调压手柄上设置有泄压装置，所述泄压装置包括泄压腔、顶针、调节螺帽、弹簧、密封垫；所述泄压腔设置在调压手柄上、并与出气管连通，所述顶针为T形，弹簧穿在顶针上，调节螺帽压在弹簧上，将顶针固定在调节手柄上。该泄压装置设置在调节手柄内，起到安全排气的作用，同时不增加减压阀产品的体积大小。此调节手柄处的泄压装置，在出气压力超过设定压力时，从该泄压装置处排出超出压力，以便有效的保证出气端管路安全。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高压气体减压阀，其特征在于：包括阀体和调压手柄；所述阀体分为高压腔和低压腔，高压腔和低压腔通过第一气道连通；所述高压腔内设置进气座，所述进气座与高压腔壁之间设置有第一O型密封圈，在所述进气座上设置进气口；在所述进气座上方设置顶杆、顶杆座；所述顶杆座上设置有出气口；所述顶杆安装在顶杆座上，其上端由出气口伸出、经过第一气道进入低压腔；在所述顶杆上设置有将出气口封堵的密封部；在顶杆和进气座之间设置第一弹性组件；所述低压腔内设置活塞，所述活塞与顶杆相抵；在所述活塞与低压腔内壁之间设置有Y型密封垫；在活塞上开设与第一气道连通的第二气道；所述调压手柄与所述低压腔连接；所述调压手柄上内置出气管，所述出气管的一端外接管路，另一端伸入第二气道与第一气道连通至高压腔，所述出气管与第二气道之间设置第二O型密封垫；在调压手柄与活塞之间设置有第二弹性组件；

所述活塞包括活塞本体和嵌体；在活塞本体上设置一端开口、一端闭口的嵌体通道，在嵌体通道闭口端开设第一通孔；所述嵌体由开口处嵌入嵌体通道，与嵌体通道闭口端之间设置O型圈；所述嵌体内设置的一端封闭、一端敞口的气流通道，在嵌体封闭端设置偏心孔。

2.根据权利要求1所述的高压气体减压阀，其特征在于：所述高压腔端与进气头连接，其与进气头之间设置进气垫片；所述进气垫片为环形，在迎向进气的垫片面上设置凸起。

3.根据权利要求1所述的高压气体减压阀，其特征在于：所述顶杆由下向上分别为导向部、密封部以及抵持部；所述密封部在顶杆轴线方向上的直径逐渐缩小，所述密封部的下端面在所述导向部上的投影大于所述导向部的横截面积。

4.根据权利要求3所述的高压气体减压阀，其特征在于：所述第一弹性组件包括第一弹座以及复位弹簧，所述第一弹座安装在所述进气座上；所述复位弹簧穿在所述导向部上，其上端与密封部的下端面相触，其下端与第二弹座的上端面相触。

5.根据权利要求1或4所述的高压气体减压阀，其特征在于：所述出气口与顶杆密封部之间设置第一密封垫。

6.根据权利要求1所述的高压气体减压阀，其特征在于：所述第二弹性组件包括第二弹座和调节弹簧，所述第二弹座的端面设置有环形槽；所述调节弹簧的下端面与所述活塞相触，上端面进入所述环形槽，与所述环形槽间隙配合。

7.根据权利要求1所述的高压气体减压阀，其特征在于：所述进气座内设置有过滤片，所述过滤片位于顶杆下方。

8.根据权利要求1所述的高压气体减压阀，其特征在于：所述调压手柄上连接有直角快插接头，所述直角快插接头与出气管连通。

9.根据权利要求1所述的高压气体减压阀，其特征在于：所述调压手柄上设置有泄压装置，所述泄压装置包括泄压腔、顶针、调节螺帽、弹簧、密封垫；所述泄压腔设置在调压手柄上、并与出气管连通，所述顶针为T形，弹簧穿在顶针上，调节螺帽压在弹簧上，将顶针固定在调节手柄上。