CN111059292B - 一种直动式需求阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直动式需求阀，其包括阀体、阀盖、阀杆和隔膜，阀体侧面上设有进气口和出气口，阀体内部由上而下设有依次连通的下凹形腔、小凹形腔和回转腔体，阀盖设置在阀体上，隔膜设置在阀体上，阀杆可移动地设置在回转腔体内，所述直动式需求阀还包括多级串联杠杆结构、弹簧结构和联动结构，所述多级串联杠杆结构上端与隔膜连接，下端通过联动结构可拉动阀杆在回转腔体内向下移动，并且阀杆在回转腔体内向下移动时，从进气口进入的气体可直接进入到下凹形腔内，再通过竖直导气孔流入到出气口，所述弹簧结构设置在回转腔体内，并可将向下移动的阀杆进行复位。本发明不需要改变感应膜体积，体积小、成本低，使用方便。

Description

一种直动式需求阀

技术领域

本发明涉及一种减压设备，具体涉及一种直动式需求阀。

背景技术

作为气体储存使用时的减压设备，气体减压阀应用越来越多，使用领域越来越宽。除了常规的压缩气体供气外，也应用于气体控制领域以及特殊应用领域。通常气体减压阀是将储气瓶的气体减压到使用所需的压力，供用气设备使用，输出压力一般均为正压，高于大气压。但在一些特殊的应用中，与常规应用完全不同，减压阀是根据需求来供气的。如特殊的化工工艺流程中，不允许出现负压，需要一种减压阀，当出口压力低于大气压时，减压阀才开始输出供气。防止流程中产生真空，保证工艺流程正常运行。通常把这种按需求供气的减压阀称着需求阀。

需求阀是通过感应输出口压力微弱负压的变化来工作的，参见图1，现有技术中的需求阀一般是通过加大阀的感应隔膜的面积来放大隔膜的感应力，从而提高灵敏度。

上述结构中，为达到能感应出口压力微弱的变化，阀隔膜尺寸需要做的很大，从而导致产品尺寸大、体积大、成本高，并且安装使用也不太方便。

发明内容

本发明为了解决上述问题，从而提供一种直动式需求阀。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种直动式需求阀，所述直动式需求阀包括阀体、阀盖、阀杆和隔膜，所述阀体侧面上设有进气口和出气口，所述阀体内部由上而下设有依次连通的下凹形腔、小凹形腔和回转腔体，所述进气口与回转腔体连通，所述出气口通过竖直导气孔与下凹形腔连通，所述阀盖设置在阀体上，所述隔膜设置在阀体上，且位于阀盖下方，所述阀盖上设有若干个通孔，所述阀体上还设有斜导气孔，所述斜导气孔分别与出气口和回转腔体连通，所述阀杆可移动地设置在回转腔体内，所述直动式需求阀还包括多级串联杠杆结构、弹簧结构和联动结构，所述多级串联杠杆结构上端与隔膜连接，下端通过联动结构可拉动阀杆在回转腔体内向下移动，并且阀杆在回转腔体内向下移动时，从进气口进入的气体可直接进入到下凹形腔内，再通过竖直导气孔流入到出气口，所述弹簧结构设置在回转腔体内，并可将向下移动的阀杆进行复位。

在本发明的一个优选实施例中，所述阀盖内设有隔膜压板，所述隔膜压板与隔膜上表面可接触。

在本发明的一个优选实施例中，所述隔膜下表面设有金属圆盘。

在本发明的一个优选实施例中，所述多级串联杠杆结构包括初级杠杆组件和末级杠杆组件，

所述末级杠杆组件包括圆座板、第一销轴、第一螺钉、末级杠杆和调节顶丝，所述圆座板通过第一螺钉可拆卸地设置在小凹形腔内，所述圆座板上设有第一小型沉槽，所述末级杠杆通过第一销轴可旋转地设置在第一小型沉槽上，所述调节顶丝设置在末级杠杆上，并与联动结构连接，

所述初级杠杆组件包括初级杠杆、长座板、第二螺钉和第二销轴，所述长座板通过第二螺钉可拆卸地设置在下凹形腔内，所述长座板上设有第二小型沉槽，所述初级杠杆通过第二销轴可旋转地设置在第二小型沉槽上，所述初级杠杆不设置第二销轴的一端与金属圆盘接触，所述初级杠杆的中间部位与末级杠杆不设置第一销轴的一端接触。

在本发明的一个优选实施例中，所述联动结构包括阀座密封垫、阀座和阀导杆，所述阀座设置在小凹形腔内内，所述阀座密封垫镶嵌在阀座内，所述阀导杆一端与阀杆连接，另一端穿过阀座的中心圆孔与调节顶丝可拆卸地连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述阀杆与阀座的中心圆孔之间可形成通气道，所述通气道一端可与回转腔体连通，另一端可与下凹形腔连通。

在本发明的一个优选实施例中，所述弹簧结构包括滑动环、密封圈、弹簧垫和弹簧，所述弹簧套设在阀杆上，所述弹簧垫支撑弹簧的同时挡住密封圈和滑动环。

本发明的有益效果是：

本发明不需要改变感应膜体积，体积小、成本低，使用方便。

另外，本发明调试更容易，生产效率高，运行可靠性更高。

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为现有的需求阀的剖视图；

图2为本发明的剖视图；

图3为本发明的爆炸图；

图4为本发明的工作示意图。

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。

参见图2至图3，本发明提供的直动式需求阀，其包括阀体1、阀杆2、隔膜6、阀盖8、多级串联杠杆结构、弹簧结构和联动结构。

阀体1，其为圆柱状，上端为环形，且外带连接螺纹，在其内部由上而下设有依次连通的下凹形腔a、小凹形腔b和回转腔体c，回转腔体c内部带螺纹，在其侧面上设有，进气口和出气口，进气口与回转腔体c的中部连通，出气口通过竖直导气孔与下凹形腔a、连通，并可通过下部斜导气孔与回转腔体c下端导通。

阀杆2，其可移动地设置在回转腔体c内，其具体可为一多台阶的杆状回转体，其上端和下端都为圆柱形，其中上部为锥型密封面，其中部和中下部为多台阶圆柱。

隔膜6，其设置在阀体1的上端开口处，其具体为一带波状的橡胶柔性膜片，其上部受到压力后可产生形成，从而与多级串联杠杆结构连接。

在隔膜6下部中心设有用于提高刚度的金属圆盘。

阀盖8，其通过螺纹连接方式与阀体1连接，其用于将隔膜6与阀体1拧紧为一体，在其上面设有若干个通孔，便于外部气体进入。

在阀盖8内可设有以环装薄片状的隔膜压板7，隔膜压板7与隔膜6上表面可接触，用于防止拧紧过程中隔膜(6)被扭曲。

多级串联杠杆结构，其上端与隔膜6连接，下端通过联动结构可拉动阀杆2在回转腔体c内向上移动，其是用于将隔膜6受到压力通过联动结构传递给阀杆2。

另外，多级串联杠杆结构可理由杠杆原理，将隔膜6受到的压力进行放大，便于带动阀杆2移动，从而大大提高感应灵敏度。

本实施例中，多级串联杠杆结构可采用两级，其初级杠杆组件和末级杠杆组件。

末级杠杆组件，其用于与联动结构连接，其具体可包括圆座板13、第一销轴20、第一螺钉21、末级杠杆18和调节顶丝19，圆座板13通过第一螺钉21可拆卸地设置在小凹形腔b内，在圆座板13上设有第一小型沉槽，末级杠杆18通过第一销轴20可旋转地设置在第一小型沉槽上，调节顶丝19设置在末级杠杆18上，并与联动结构连接。

初级杠杆组件，其用于连接末级杠杆组件和隔膜6，其包括初级杠杆17、长座板14、第二螺钉16和第二销轴15，长座板14通过第二螺钉16可拆卸地设置在下凹形腔a内，在长座板14上设有第二小型沉槽，初级杠杆17通过第二销轴15可旋转地设置在第二小型沉槽上，初级杠杆17不设置第二销轴15的一端与金属圆盘接触，初级杠杆17的中间部位与末级杠杆18不设置第一销轴20的一端接触。

这样，当隔膜6受力下压时，会通过其下方的金属圆盘压住初级杠杆17，初级杠杆17受力后进行旋转，旋转后会与末级杠杆18接触，末级杠杆18受力后也进行旋转，从而通过调节顶丝19带动联动结构进行垂直移动。

上述圆座板13具体可为一圆盘形板，其上面设有安装孔，便于与小凹形腔b安装，其中心开通槽和第一小型沉槽，长座板具体可为一带圆角的方板，在其上面设有安装孔和第二小型沉槽。

联动结构，其是用于实现多级串联杠杆结构与阀杆2之间的连通和控制小凹形腔b和回转腔体c之间的连通。

联动结构包括阀座密封垫3、阀座4和阀导杆5，阀座4设置在小凹形腔b内，阀座密封垫3镶嵌在阀座4内，阀导杆5一端与阀杆2连接，另一端穿过阀座4的中心圆孔与调节顶丝19可拆卸地连接。

通过拧动调节顶丝19进出，可调整末级杠杆18与阀导杆5间的配合，消除隔膜6与初级杠杆17的空行程，从而确保阀杆2的开启位移。

另外，由于回转腔体c内位于阀杆2下端的腔体通过下部斜导气孔与出气口相通，将阀杆2下端直径与阀座密封垫3孔口直径设置成一致，这样使进出气压力作用于阀杆2上的轴向力被完全平衡了，进出气压力对阀杆2的轴向作用力接近于零，导致进出气压力对阀杆2的轴向运动无影响。

阀座4和阀座密封垫3可将控制小凹形腔b和回转腔体c之间进行密封，但是，当阀杆2被阀导杆5带动下移时，阀杆2与阀座4的中心圆孔之间可形成通气道，通气道可实现回转腔体c与下凹形腔b连通。

弹簧结构，其设置在回转腔体c内，并与阀杆2连接，其是用于对阀杆2进行限位。

弹簧结构具体包括滑动环9、密封圈10、弹簧垫11和弹簧12，弹簧12套设在阀杆2上，弹簧垫11支撑弹簧12的同时挡住密封圈10和滑动环9，阀杆2可依次穿过密封圈10和滑动环9。

下面是本申请的具体工作过程：

当阀体1的出口压力一旦低于大气压时，出口压力通过阀体1内的竖直导气孔传输到阀体1的下凹形腔a内，同时通过阀体1内的斜导气孔传输到阀杆2的下端，由于阀杆2的下端直径与阀座密封垫3的内孔径一致，这样气压对阀杆2的轴向作用力被平衡了，而由于隔膜6上部通过阀盖8上的通孔与大气相通，在隔膜6上下会产生压力差，推动隔膜6下移，这时隔膜6下部中心的金属圆盘会驱动初级杠杆17尾部动力点，初级杠杆17向下转动，初级杠杆17向下转动时会与末级杠杆18接触，并驱动末级杠杆18旋转，这时隔膜6下压的作用力会被放大一次，末级杠杆18在旋转时，会通过阀导杆5驱动阀杆2，这时作用力会被再放大一次；

由于进气压力阀杆2的轴向作用力被完全平衡了，克服了弹簧12的预置力后，这时阀导杆5可驱动阀杆2下移，这时阀杆2与阀座4的中心圆孔之间会形成通气道，从进口进入的气体可通过通气道进入到下凹形腔a内，并由导气孔导入出口，开始供气；

由于隔膜6上下压力的感应力放大后与弹簧12弹力形成平衡关系，当出气口压力恢复后，弹簧12弹力会拉动阀杆2上移复位，关闭阀，这时隔膜6、阀导杆5、多级串联杠杆结构也同时进行复位。

通过上述结构构成的直动式需求阀，使得调试更容易，生产效率高，整体运行可靠性更高，使得阀输出性能不受进出口影响，阀开口可做较大，阀流量可以做的更大。

另外采用多级杠杆结构，使得阀芯仍处于阀体1的中心，阀体1加工难度没有增加，适用性更广，可根据不同的进气压力，选择不同的密封材料，密封更可靠。根据不同操作力要求可选择不同的杠杆比，适用于不同的进气压力。

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 (4)

1.一种直动式需求阀，所述直动式需求阀包括阀体、阀盖、阀杆和隔膜，所述阀体侧面上设有进气口和出气口，所述阀体内部由上而下设有依次连通的下凹形腔、小凹形腔和回转腔体，所述进气口与回转腔体连通，所述出气口通过竖直导气孔与下凹形腔连通，所述阀盖设置在阀体上，所述隔膜设置在阀体上，且位于阀盖下方，所述阀盖上设有若干个通孔，其特征在于，所述阀体上还设有斜导气孔，所述斜导气孔分别与出气口和回转腔体连通，所述阀杆可移动地设置在回转腔体内；所述隔膜下表面设有金属圆盘；

所述直动式需求阀还包括多级串联杠杆结构、弹簧结构和联动结构，

所述多级串联杠杆结构包括初级杠杆组件和末级杠杆组件，

所述末级杠杆组件包括圆座板、第一销轴、第一螺钉、末级杠杆和调节顶丝，所述圆座板通过第一螺钉可拆卸地设置在小凹形腔内，所述圆座板上设有第一小型沉槽，所述末级杠杆通过第一销轴可旋转地设置在第一小型沉槽上，所述调节顶丝设置在末级杠杆上，并与联动结构连接，

所述初级杠杆组件包括初级杠杆、长座板、第二螺钉和第二销轴，所述长座板通过第二螺钉可拆卸地设置在下凹形腔内，所述长座板上设有第二小型沉槽，所述初级杠杆通过第二销轴可旋转地设置在第二小型沉槽上，所述初级杠杆不设置第二销轴的一端与金属圆盘接触，所述初级杠杆的中间部位与末级杠杆不设置第一销轴的一端接触；

所述联动结构用于实现多级串联杠杆结构与阀杆之间的连通和控制小凹形腔和回转腔体之间的连通；

所述回转腔体内位于阀杆下端的腔体通过下部斜导气孔与出气口相通，将阀杆下端直径与所述联动结构中阀座密封垫孔口直径设置成一致，使进出气压力作用于阀杆上的轴向力被完全平衡；

所述多级串联杠杆结构上端与隔膜连接，下端通过联动结构可拉动阀杆在回转腔体内向下移动，并且阀杆在回转腔体内向下移动时，阀杆与所述联动结构中阀座的中心圆孔之间可形成通气道，通气道连通回转腔体与下凹形腔，从进气口进入的气体可直接进入到下凹形腔内，再通过竖直导气孔流入到出气口，所述弹簧结构设置在回转腔体内，并可将向下移动的阀杆进行复位。

2.根据权利要求1所述的一种直动式需求阀，其特征在于，所述阀盖内设有隔膜压板，所述隔膜压板与隔膜上表面可接触。

3.根据权利要求1所述的一种直动式需求阀，其特征在于，所述联动结构包括阀座密封垫、阀座和阀导杆，所述阀座设置在小凹形腔内，所述阀座密封垫镶嵌在阀座内，所述阀导杆一端与阀杆连接，另一端穿过阀座的中心圆孔与调节顶丝可拆卸地连接。

4.根据权利要求1所述的一种直动式需求阀，其特征在于，所述弹簧结构包括滑动环、密封圈、弹簧垫和弹簧，所述弹簧套设在阀杆上，所述弹簧垫支撑弹簧的同时挡住密封圈和滑动环。

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