CN109667967A - 波纹管隔膜式高洁净高压减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，包括母体、上盖、阀座、阀杆、调压装置以及波纹管组件；上盖盖合在母体上，阀座安装在喷嘴上，喷嘴与母体锁紧；阀杆的下端依次装上复位弹簧和摩擦垫圈后装入母体的中心孔内；调压装置包括旋钮、弹簧座、调压弹簧、弹簧钮以及调节丝杆；波纹管组件设置在母体和上盖的连接腔内，其底部与母体连接，波纹管组件的上方与弹簧座接触，波纹管组件的下方与阀杆接触，波纹管组件用带动阀杆向下移动，从而使阀杆与阀座密封副脱开。本发明利用波纹管耐压强度高，变形量大的优点，替代金属隔膜或活塞，保留了不锈钢隔膜减压阀无泄漏、不污染输送气体的特点，又具有输出压力高，洁净高的优点。

Description

波纹管隔膜式高洁净高压减压阀

技术领域

本发明涉及减压阀，特别涉及波纹管隔膜式高洁净高压减压阀。

背景技术

在半导体及其他行业的特种气体使用中，由于特种气体具有剧毒性，以及高洁净要求，在特种气体供气及输送中，控制阀件都采用密封好的隔膜阀。由于阀自身无阀杆动密封结构，理论上不存在泄漏点，可以做到完全无泄漏，也俗称无泄漏阀。可以防止有毒气体泄漏污染环境，亦可防止被输送气体被密封件污染。尽管非金属合成材料柔性好，但强度不高，或多或少还会挥发有机物或吸附输送气体，不适应于特种气体输送使用。特种气体隔膜阀隔膜多采用不锈钢金属膜片或其他合金钢膜片，不仅材料强度好，具有一定弹性，耐腐蚀，又不会对输送气体产生影响。

而减压阀中，通常是采用隔膜或活塞作为压力感应元件，控制和稳定输出压力的大小，如图1，图2所示；隔膜感应元件灵活，可做到无泄漏；活塞式感应元件采用动密封结构，存在摩擦阻力，灵活稳定性差，存在可能泄漏点；为达到特种气体的要求，减压阀的感应元件也都采用不锈钢隔膜结构，减少泄漏污染，保持输送气体的清洁度。而尽不采用带动密封的活塞式减压阀。

如上所述，特种气体行业的气体供应与输送中，为保证不污染环境又不被阀门污染，所用的减压阀都是不锈钢隔膜减压阀。

但是，目前不锈钢隔膜减压阀所用隔膜都是平板或带凹凸状的平板式，结构如图1所示，一是承压能力有限，一般最大只能承受3MPa工作压力，二是隔膜10的变形量有限，对于高压减压阀，隔膜直径小时，变形量更小；因此，只能用于输出压力不大于3MPa的工作场合。对于输出压力超过3MPa及更高输出压力的场合，隔膜式结构不再适用。目前针对输出压力超过3MPa及更高输出压力的场合，还是使用非隔膜式密封的活塞式减压阀；如图2所示，活塞式减压阀的活塞20密封通常采用橡胶圈密封，在使用过程中，橡胶圈及润滑脂产生的杂质对气体产生污染，导致输出气体洁净度达不到要求等问题，还挥发或吸附有害气体，不符合特种气体输送领域的要求。

如上所述，低压减压阀可采用不锈钢隔膜密封方式解决输送气体的密封泄漏问题，以及解决输送介质不被污染问题。而高压减压阀受使用压力的限制，只能采用活塞式动密封结构，或多或少都存在泄漏污染问题，还有合成材料的挥发和吸附问题。

由于隔膜的耐压能力低，现有高压输出减压阀只能采用活塞式减压阀，需要用到橡胶圈和润滑脂，对高洁净气体产生污染，需要后端配置过滤器以满足气体洁净度要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无泄漏、无污染、高洁净的波纹管隔膜式高洁净高压减压阀。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，包括母体、上盖、阀座、阀杆以及调压装置；

母体上设有进气口、出气口、低压腔以及高压腔；

上盖盖合在母体上，母体的内部设有中心孔，中心孔内设有轴承座；

阀座安装在喷嘴上，喷嘴设置在母体的低压腔内并于母体锁紧，阀座和母体在喷嘴的压紧力作用下产生密封；

阀杆的下端依次装上复位弹簧和摩擦垫圈后装入母体的中心孔内，阀杆的上端穿过阀座、喷嘴，阀杆在复位弹簧的作用力下与阀座产生密封；

调压装置包括旋钮、弹簧座、调压弹簧、弹簧钮以及调节丝杆，旋钮可上下调节的安装在上盖上，旋钮的内部设有安装孔，调节丝杆的一端设置在旋钮的安装孔内，调节丝杆的另一端穿过上盖置于上盖内部，弹簧钮位于上盖内部且与调节丝杆底面接触，调压弹簧设置在弹簧钮和弹簧座之间；

所述高压减压阀还包括一波纹管组件，波纹管组件设置在母体和上盖的连接腔内，其底部与母体连接，波纹管组件的上方与弹簧座接触，波纹管组件的下方与阀杆接触，波纹管组件用带动阀杆向下移动，从而使阀杆与阀座密封副脱开。

在本发明的一个实施例中，上盖螺纹盖合在母体上。

在本发明的一个实施例中，阀杆的中部设有锥形体，锥形体位于阀座的下方且其直径大于阀杆直径，复位弹簧套设在锥形体与轴承座之间的阀杆上。

在本发明的一个实施例中，摩擦垫圈位于复位弹簧和轴承座之间。

在本发明的一个实施例中，调压装置还包括一弹簧垫圈，弹簧垫圈位于上盖顶部与调压旋钮内部的接触面之间。

在本发明的一个实施例中，调压装置还包括一旋钮盖，旋钮盖设置在旋钮上。

在本发明的一个实施例中，波纹管组件由底座、波纹管以及提动头组成，底座上部设有开口，中部设有安装口，安装口与开口导通，提动头由竖直端、水平端以及设置在水平端中部下方的卡口组成，波纹管套设在竖直端上，其上端与底座焊接，下端与水平端焊接，竖直端从安装口伸入到开口内，其顶部与弹簧座接触；水平端与竖直端连接且位于底座外侧，卡口用于安装阀杆上端；提动头在外力的作用下可沿安装口上下移动。

在本发明的一个实施例中，弹簧座的底部设有限位槽，竖直端的顶部置于该限位槽内。

在本发明的一个实施例中，波纹管组件由底座、波纹管以及提动头组成，底座中部设有贯穿底座的安装口，底座上设有绕设在安装口周边的环形槽，提动头由竖直端和水平端组成，波纹管套设在竖直端上，其上端与水平端焊接，下端与底座焊接；竖直端从安装口伸入到底座外部且与阀杆上端接触，水平端与竖直端连接且与弹簧座底面接触。

在本发明的一个实施例中，弹簧座底面上设有限位环，限位环的底部设置在环形槽内。

通过上述技术方案，本发明的有益效果是：

提供一种波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，利用波纹管耐压强度高，变形量大的优点，替代金属隔膜或活塞，保留了不锈钢隔膜减压阀无泄漏、不污染输送气体的特点，又具有输出压力高，洁净高的优点，满足特种气体输送领域对高压减压阀的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有隔膜式减压器的结构剖视图；

图2为现有活塞式减压器的结构剖视图；

图3为本发明实施例1的结构剖视图；

图4为图3中波纹管组件结构剖视图；

图5为本发明实施例2的结构剖视图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

实施例1

参见图3和图4所述，本发明公开了波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，包括母体14、上盖6、阀座9、阀杆10以及调压装置。

母体14上设有进气口、出气口、低压腔以及高压腔；上盖6通过螺纹盖合在母体14上，便于安装、拆卸维护，母体14的内部设有中心孔14a，中心孔内设有轴承座13；阀座9安装在喷嘴8上，喷嘴8设置在母体14的低压腔内并于母体锁紧，阀座9和母体14在喷嘴8的压紧力作用下产生密封。

阀杆10的下端依次装上复位弹簧11和摩擦垫圈12后装入母体14的中心孔14a内，摩擦垫圈12位于复位弹簧11和轴承座13之间，阀杆10的中部设有锥形体10a，锥形体10a位于阀座9的下方且其直径大于阀杆10直径，复位弹簧11套设在锥形体10a与轴承座13之间的阀杆10上，阀杆10的上端穿过阀座9、喷嘴8，阀杆10在复位弹簧11的作用力下与阀座9产生密封。

调压装置包括旋钮2、旋钮盖1、弹簧座16、调压弹簧5、弹簧钮4、弹簧垫圈17以及调节丝杆3，旋钮2可上下调节的安装在上盖6上，旋钮2的内部设有安装孔，旋钮盖1设置在旋钮2上，调节丝杆3的一端通过锁紧螺母18设置在旋钮2的安装孔内，调节丝杆3的另一端穿过上盖6置于上盖内部，弹簧钮4位于上盖6内部且与调节丝杆3底面接触，调压弹簧5设置在弹簧钮4和弹簧座16之间，弹簧座16上设有凸台16a，便于调压弹簧5的安装和限位；弹簧垫圈17位于上盖6顶部与旋钮2内部的接触面之间，减少上盖6顶部与旋钮接触面之间的摩擦，提高使用寿命。

高压减压阀还包括一波纹管组件15，波纹管组件15设置在母体14和上盖6的连接腔内，其底部与母体14连接，波纹管组件15的上方与弹簧座16接触，波纹管组件15的下方与阀杆10接触，波纹管组件15用带动阀杆10向下移动，从而使阀杆10与阀座密封副脱开。

波纹管组件15的具体结构由底座15-3、波纹管15-2以及提动头15-1组成，底座15-3安装在母体14内部台阶上，两者之间通过密封圈7密封；底座15-3上部设有内凹的开口15a，中部设有安装口15b，安装口15b与开口15a导通，提动头15-1由竖直端15-1a、水平端15-1b以及设置在水平端中部下方的卡口15-1c组成；波纹管15-2套设在竖直端15-1a上，波纹管15-2的上端与底座15-3焊接，波纹管15-2的下端与水平端15-1b焊接；竖直端15-1a从安装口15b伸入到开口15a内，其顶部与弹簧座16接触；水平端15-1b与竖直端15-1a连接且位于底座15-3外侧，卡口15-1c用于安装阀杆10上端，便于阀杆10的固定；提动头15-1在外力的作用下可沿安装口15b上下移动；弹簧座16的底部设有限位槽16b，竖直端15-1a的顶部置于该限位槽16b内，限位槽16b用于竖直端15-1a进行限位。

实施例1的工作原理如下：

顺时针旋转旋钮2，旋钮2带动调节丝杆3下移从而推动弹簧钮4向下位移，弹簧钮4向下位移的过程中，逐渐施加给调压弹簧5向下的作用力，调压弹簧5被压缩的同时将作用力传递到弹簧座16上，弹簧座16将作用力传递到波纹管组件15的提动头15-1，提动头15-1下移，波纹管15-2在提动头15-1的作用力下发生弹性变形，尺寸变长，提动头15-1向下位移顶住阀杆10，使得阀杆10向下位移，阀杆10与阀座9密封副脱开，高压气体进入低压腔，气体进入低压腔后，波纹管在气体压力作用下收缩给提动头15-1一个向上的作用力，向上的作用力与调压弹簧5给弹簧座16向下的作用力相互作用，达成力平衡，提动头15-1下方的气体在力的作用下形成压力降，最终从出气口输出低压介质。

实施例2

参见图5所示，实施例2和实施例1的结构基本相同，不同之处在于，波纹管组件15由底座15-3、波纹管15-2以及提动头15-1组成，底座15-3安装在母体14内部台阶上，两者之间通过密封圈7密封；底座15-3中部设有贯穿底座15-3的安装口15b，底座15-3上设有绕设在安装口周边的环形槽15c，提动头15-1由竖直端15-1a和水平端15-1b组成，波纹管15-2套设在竖直端15-1a上，其上端与水平端15-1b焊接，下端与底座15-3焊接；竖直端15-1b从安装口15b伸入到底座外部且与阀杆10上端接触，水平端15-1b与竖直端15-1a连接且与弹簧座16底面接触；弹簧座16底面上设有限位环16a，限位环用于限制波纹管移动，影响工作效率，限位环的底部设置在环形槽15c内，环形槽用于供限位环提供位移空间。

实施例2的工作原理和实施例1的工作原理一样，此处不加赘述。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，其特征在于，包括母体、上盖、阀座、阀杆以及调压装置；

母体上设有进气口、出气口、低压腔以及高压腔；

上盖盖合在母体上，母体的内部设有中心孔，中心孔内设有轴承座；

阀座安装在喷嘴上，喷嘴设置在母体的低压腔内并于母体锁紧，阀座和母体在喷嘴的压紧力作用下产生密封；

阀杆的下端依次装上复位弹簧和摩擦垫圈后装入母体的中心孔内，阀杆的上端穿过阀座、喷嘴，阀杆在复位弹簧的作用力下与阀座产生密封；

调压装置包括旋钮、弹簧座、调压弹簧、弹簧钮以及调节丝杆，旋钮可上下调节的安装在上盖上，旋钮的内部设有安装孔，调节丝杆的一端设置在旋钮的安装孔内，调节丝杆的另一端穿过上盖置于上盖内部，弹簧钮位于上盖内部且与调节丝杆底面接触，调压弹簧设置在弹簧钮和弹簧座之间；

所述高压减压阀还包括一波纹管组件，波纹管组件设置在母体和上盖的连接腔内，其底部与母体连接，波纹管组件的上方与弹簧座接触，波纹管组件的下方与阀杆接触，波纹管组件用带动阀杆向下移动，从而使阀杆与阀座密封副脱开。

2.根据权利要求1所述的波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，其特征在于，上盖螺纹盖合在母体上。

3.根据权利要求1所述的波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，其特征在于，阀杆的中部设有锥形体，锥形体位于阀座的下方且其直径大于阀杆直径，复位弹簧套设在锥形体与轴承座之间的阀杆上。

4.根据权利要求1所述的波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，其特征在于，摩擦垫圈位于复位弹簧和轴承座之间。

5.根据权利要求1所述的波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，其特征在于，调压装置还包括一弹簧垫圈，弹簧垫圈位于上盖顶部与调压旋钮内部的接触面之间。

6.根据权利要求1或5所述的波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，其特征在于，调压装置还包括一旋钮盖，旋钮盖设置在旋钮上。

7.根据权利要求1所述的波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，其特征在于，波纹管组件由底座、波纹管以及提动头组成，底座上部设有开口，中部设有安装口，安装口与开口导通，提动头由竖直端、水平端以及设置在水平端中部下方的卡口组成，波纹管套设在竖直端上，其上端与底座焊接，下端与水平端焊接，竖直端从安装口伸入到开口内，其顶部与弹簧座接触；水平端与竖直端连接且位于底座外侧，卡口用于安装阀杆上端；提动头在外力的作用下可沿安装口上下移动。

8.根据权利要求7所述的波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，其特征在于，弹簧座的底部设有限位槽，竖直端的顶部置于该限位槽内。

9.根据权利要求1所述的波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，其特征在于，波纹管组件由底座、波纹管以及提动头组成，底座中部设有贯穿底座的安装口，底座上设有绕设在安装口周边的环形槽，提动头由竖直端和水平端组成，波纹管套设在竖直端上，其上端与水平端焊接，下端与底座焊接；竖直端从安装口伸入到底座外部且与阀杆上端接触，水平端与竖直端连接且与弹簧座底面接触。

10.根据权利要求9所述的波纹管隔膜式高洁净高压减压阀，其特征在于，弹簧座底面上设有限位环，限位环的底部设置在环形槽内。