CN111457137A - 一种负压出气阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气燃烧器具领域，具体涉及一种负压出气阀。负压出气阀包括阀体本体、阀板、阀杆、连接组件和隔膜；阀体本体内有气体腔室，气体腔室包括正压进气腔室、负压出气腔室和常压腔室，正压进气腔室和负压出气腔室之间通过阀板的移动来实现连通状态的改变，负压出气腔室与常压腔室之间通过隔膜分隔；正压进气腔室通过正压进气口与外界连通，负压出气腔室通过负压出气口与外界连通，常压腔室通过平衡呼吸孔与外界连通；阀杆的一端与阀板连接，另一端通过连接组件与隔膜连接。本发明只有供气系统内为负压，供气系统才能与用气设备连通，正压状态下无法与用气设备连通，进而避免了燃气向室内泄漏，保证了使用的安全性。

Description

一种负压出气阀

技术领域

本发明涉及燃气燃烧器具领域，具体而言，涉及一种负压出气阀。

背景技术

目前工业、商业、居民燃气用户的室内燃气设备的前端气源供气基本都是以相对压强为具有一定压强值如1KPa-8KPa的压强值的正压方式供气的，那么从入室到室内燃气设备这一段燃气供给管路就必然会存在着管道内相对压强较高的正压燃气向相对压强较低的常压的室内环境中泄漏风险，因此这种传统的供气方式，始终都存在着由于燃气意外泄漏而造成火灾事故甚至爆炸事故的巨大安全隐患，长期以来燃气用户使用过程中发生的很多的重大安全事故也正因于此。

传统的用户室内燃气供气系统管路中流经的燃气都长期处于相对压强具有一定压强值的正压状态，由于与常压的室内环境空间的正向压差所导致，随时都存在着由于密封不严、意外损伤、系统老化、操作失误、人为破坏等意外情况造成的系统内燃气向常压的室内环境空间泄漏的风险，进一步的，系统内燃气的压强值越高，正向压差就越大，遇到意外泄漏情况时燃气泄漏的速度就越快，单位时间内泄漏的燃气量也就越多，进而所造成的风险也就越高。

也就是说，如何提供一种安全的燃气供气系统，避免燃气向室内泄漏，是现有技术亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种负压出气阀，其能够限定供气系统内的相对压强值，使得系统内的相对压强为负压状态，进而避免了向室内泄漏燃气的现象发生。

本发明的实施例是这样实现的：

一种负压出气阀，其包括阀体本体、阀板、阀杆、连接组件和隔膜；所述阀体本体内设置有气体腔室，所述气体腔室包括正压进气腔室、负压出气腔室和常压腔室，所述正压进气腔室和所述负压出气腔室之间通过所述阀板的移动来实现连通状态的改变，所述负压出气腔室与所述常压腔室之间通过所述隔膜进行分隔；

所述正压进气腔室通过正压进气口与外界连通，所述负压出气腔室通过负压出气口与外界连通，所述常压腔室通过平衡呼吸孔与外界连通；

所述阀杆的一端与所述阀板连接，所述阀杆的另一端通过所述连接组件与所述隔膜连接，所述阀杆用于在所述隔膜的作用下，带动所述阀板移动。

优选的，负压出气阀还包括杠杆组件，所述阀杆通过所述杠杆组件与所述连接组件连接。

优选的，所述杠杆组件包括第一杠杆、第一支架、第二杠杆、第二支架和活动吊环；

所述第一杠杆的一端与所述连接组件转动连接，所述第一杠杆的另一端与所述活动吊环的一端转动连接，所述第一支架的一端固定设置在所述负压出气腔室的内壁上，所述第一支架的另一端与所述第一杠杆转动连接；

所述活动吊环的另一端与所述第二杠杆的一端转动连接，所述第二杠杆的另一端与所述阀杆远离所述阀板的一端转动连接，所述第二支架的一端固定设置在所述负压出气腔室的内壁上，所述第二支架的另一端与所述第二杠杆转动连接。

优选的，所述杠杆组件为至少两组，所述杠杆组件以所述阀杆为轴心均匀设置。

优选的，所述正压进气口上与所述正压进气腔室之间设置有手阀腔室，所述手阀腔室通过第一连通导管与所述正压进气口连通，所述手阀腔室通过第二连通导管与正压进气腔室连通；所述第一连通导管的靠近所述手阀腔室的一端设有圆锥台形密封阀口；

手动阀的一端滑动设置在所述手阀腔室内，用于手动实现进气的通断，以及当气体处于非饱和状态时以限流方式令增压燃气设备及增压装置能处于低压停运报警提示状态。

优选的，所述手动阀包括阀芯、手阀导管、手阀顶杆、第二弹簧和手阀轮；

所述阀芯包括第一圆锥台和第一圆柱体，所述第一圆锥台和所述第一圆柱体同轴设置，且所述第一圆锥台的大底面与所述第一圆柱体连接。

优选的，所述阀芯还包括第二圆锥台和第二圆柱体，所述第一圆锥台、所述第一圆柱体、第二圆锥台和第二圆柱体均同轴设置，所述第二圆锥台的小底面与所述第一圆柱体远离所述第一圆锥台的一端连接，所述第二圆柱体与所述第二圆锥台的大底面连接；所述第二圆锥台与圆锥台形的所述密封阀口可以形成接触密封；所述手阀导管一端封闭，封闭端与所述第二圆柱体相抵接，且手阀导管的直径小于所述第二圆柱体的直径；

所述手阀顶杆的一端滑动设置在所述手阀导管内，另一端与所述手阀轮固定连接，且所述手阀顶杆螺纹连接设置在所述阀体本体上；

所述第二弹簧套设在所述手阀导管的外侧，所述第二弹簧的一端与所述圆柱体的一端抵接，另一端与所述手阀腔室的内壁抵接；

所述手阀导管与所述第二圆柱体远离所述第二圆锥台的一端连接。

优选的，所述阀板设置在所述正压进气腔室内，所述正压进气腔室内设置有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与所述阀板相抵接，另一端与所述正压进气腔室的内壁相抵接，所述第一弹簧用于带动所述阀板做闭阀动作。

优选的，所述阀板设置在所述正压进气腔室内，所述负压出气腔室内设置有连接杆和圆盘；

所述连接杆的一端与所述阀板的一侧连接，所述连接杆的另一端与所述圆盘固定连接；

所述连接杆上套设有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与所述负压出气腔室的侧壁抵接，另一端与所述圆盘抵接，所述第一弹簧用于带动所述圆盘向远离所述正压进气腔室的方向移动；所述第一弹簧用于带动所述阀板做闭阀动作。

优选的，所述正压进气腔室与所述负压出气腔室之间通过第一阀口连通，所述阀板靠近所述第一阀口的一侧设置有密封结构，用于保证在关闭所述阀板后，所述正压进气腔室与所述负压出气腔室之间的隔绝。

优选的，所述阀板靠近所述阀杆的一侧还设置有圆锥结构，所述正压进气腔室内还设置有第二阀口，所述第二阀口为锥形；

所述圆锥结构的外侧面与锥形的所述第二阀口的内侧面配合设置，所述圆锥结构的外侧面上，绕所述圆锥结构的轴线设置有密封胶环，所述密封胶环及所述圆锥结构在所述密封结构失效后，对所述阀板与所述第二阀口之间进行密封。

本发明实施例的有益效果是：

将负压出气阀连接在供气系统的管路上，当负压出气阀内的负压出气腔室内为负压时，隔膜带动阀杆移动，进而使阀杆带动阀板移动实现阀板开启，使得正压进气腔室和负压出气腔室连通，实现正常供气；当负压出气腔室为正压或常压或负压不足时，隔膜开阀力不够时，阀板将正压进气腔室和负压出气腔室封闭，无法供气。

本发明的设置方式，使得只有供气系统内为负压时，负压出气阀才会开启，供气系统才能够通过本发明的负压出气阀与室内的用气设备连通，实现为用气设备供气，而供气系统内为正压状态时，负压出气阀关闭，供气系统是无法与室内的用气设备连通的，进而避免了燃气向室内泄漏，保证了使用的安全性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的负压出气阀的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的负压出气阀的阀板的另一种设置方式示意图；

图3为图1的A处放大图；

图4为本发明实施例提供的负压出气阀的开阀状态示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种负压出气阀的结构示意图；

图6为图5的第一种左视结构示意图；

图7为图5的第二种左视结构示意图；

图8为图5的B处放大图；

图9为图5的C处放大图(气体为饱和状态)；

图10为图5的C处放大图(气体处于非饱和状态)；

图11为图5的C处放大图(关闭状态)；

图12为本发明实施例提供的负压出气阀的阀杆的主视图；

图13为图12的俯视图；

图14为图12的侧视图；

图15为图5所示的负压出气阀的最大开阀状态示意图。

附图标记说明：1-阀体本体；2-进气端连接法兰；3-正压进气口；4-正压进气腔室；5-阀板；6-密封结构；7-第一弹簧；8-阀口；9-密封口；10-负压出气腔室；11-分隔壁；12-隔膜；13-常压腔室；14-平衡呼吸孔；15-封盖；16-连接组件；17-阀杆；18-顶杆导向套；19-固定支架；20-负压出气口；21-出气端连接法兰；22-圆盘；23-连接杆；24-圆锥面；25-锥形阀口；26-密封胶环；27-第一连通导管；28-手阀腔室；29-手阀轮；30-第二连通导管；31-活动吊环；32-第二杠杆；33-第一杠杆；34-第三连通导管；35-单向阀；36-密封丝堵；37-加注口；38-直通阀；39-阀芯；40-手阀导管；41-手阀顶杆；42-基座；43-第二弹簧；44-导向翼。

具体实施方式

下面结合图1至图15，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

如图1所示，一种负压出气阀，其包括阀体本体、阀板、阀杆、连接组件和隔膜；阀体本体内设置有气体腔室，气体腔室包括正压进气腔室、负压出气腔室和常压腔室，正压进气腔室和负压出气腔室之间通过阀板的移动来实现连通状态的改变，负压出气腔室与常压腔室之间通过隔膜进行分隔；正压进气腔室通过正压进气口与外界连通，负压出气腔室通过负压出气口与外界连通，常压腔室通过平衡呼吸孔与外界连通；阀杆的一端与阀板连接，阀杆的另一端通过连接组件与隔膜连接，阀杆用于在隔膜的作用下，带动阀板移动。

阀体本体1，其作用是作为负压出气阀的主体结构，承担阀体主要腔室结构及其它阀体部件的连接及安装固定基座42。

阀体本体1上设有进气端连接法兰2，其作用是与传统正压燃气供气系统相连接而获得其燃气输出。

进气端连接法兰2后设有正压进气口3，其口径依负压出气阀的额定燃气设计通量，与燃气管道工程通用管道规格相匹配。

具体的，阀体本体1内的气体腔室分为三部分，分别是正压进气腔室4、负压出气腔室10和常压腔室13，正压进气腔室4通过正压进气口3与气源连接，负压出气腔室10通过负压出气口20与用气装置连通，用于将气源输送给用气装置。

更具体的，用气装置为燃气燃烧器具，气源为正压燃气供气系统。

正压进气口3后设有正压进气腔室4，正压进气腔室4内设有阀板5，阀板5上同轴设有密封结构6，密封结构6固定在阀板5上且沿轴向靠近阀口8的一侧，阀板5与密封结构6、第一弹簧7、阀口8、密封口9同轴设置。

第一弹簧7为压簧，且压簧设置在正压进气腔室4内。

需要指出的是，第一弹簧7可以是设置为压簧，但其不仅仅局限于压簧，其还可以是其他的弹性装置，如还可以是拉簧，还可以是弹片等，其只要能够实现阀杆17的复位即可。

密封结构6作为密封装置使用，用于保证正压进气腔室4和负压出气腔室10之间的密封性能。

如图1所示方向，阀板5固定在第一弹簧7的上端，第一弹簧7的下端固定在阀体本体1底部上。阀板5的作用是受第一弹簧7及正压进气腔室4内燃气气体压强共同作用，朝向阀口8一侧施加一定的正向闭阀压力，通过密封结构6与密封口9之间形成密封的闭阀状态，切断正压进气腔室4内的燃气，经阀口8输出流向负压出气腔室10；当阀板5受到来自负压出气腔室10内的阀杆17的反向开阀力作用，且当反向开阀力大于由第一弹簧7及正压进气腔室4内燃气压强共同作用形成的正向闭阀压力时，阀板5连同密封结构6受反向开阀力作用，朝向远离阀口8一侧运动，进而解除密封结构6与密封口9之间的密封闭阀状态，由闭阀状态改为开阀状态；当反向开阀力再次小于正向闭阀压力时，再次恢复闭阀状态，如此动态循环往复动作。

正压进气腔室4内设有阀口8，阀口8的进气端与正压进气腔室4连通，阀口8的出气端与负压出气腔室10连通，阀口8的口径与负压出气阀的额定燃气通量相匹配的。

阀口8的进气端的口径边沿处设有密封口9，其作用是利用其呈圆环形且相对尖锐的圆弧凸起，增大与密封结构6之间的接触压强，进而增强闭阀时的密封效果。其尖锐度、形成尖锐的角度、及凸起高度等还要考虑到密封结构6，如密封橡胶的耐用性不宜过于尖锐而导致密封结构6的快速失效。

阀口8出气端处设有负压出气腔室10，腔室内设有半封闭式的分隔壁11，如图视方向，分隔壁11将腔室分为了上下两个隔腔。分隔壁11的上端面，即朝向上部隔腔的一面为大直径一端在上且小直径一端在下的圆锥形，分隔壁11上设有多个通气孔，以利于上下隔腔内压强的动态平衡。

上部隔腔内设有隔膜12，隔膜12为橡胶材质；隔膜12的上方为常压腔室13，下方与负压出气腔室10连通。隔膜12的主要作用是作为负压出气腔室10与常压腔室13之间的密封隔绝件，同时当负压出气腔室10内有负压产生时，受常压腔室13内大气压强与负压出气腔室10内的负压之间压差作用，且当所受压差大小及隔膜12固定面积因素影响，而形成的压力，即反向开阀力大于阀板5所受到的正向闭阀力时，隔膜12作为受力/施力元件，带动阀杆17向下位移实现开阀动作。

上部隔腔内分隔壁11的上端面与闭阀状态时的隔膜12之间设计有一定的间隔尺寸，这个间隔尺寸决阀板5的最大开启度，开启度的大小与阀口8的燃气设计通量相匹配，并参照密封口9及阀杆17或连接杆23的直径计算而定，分隔壁11上端面作为隔膜12的限位，防止隔膜12的开阀位移幅度过大而受损。

负压出气腔室10内设有阀杆17和顶杆导向套18。

阀杆17上端通过连接组件16与隔膜12固定连接，顶杆导向套18通过固定支架19固定在下部腔室内壁上。阀杆17的下端呈半球形，呈半球形的下端与阀板5非固定式接触，如抵接，其目的在于让阀板5的径向及轴向角度具有一定的空间活动自由度，以利于密封结构6与密封口9之间的良好接触，进而保证密封效果。

如图1所示，隔膜12的上方设有常压腔室13，常压腔室13上方设有封盖15，封盖15通过固定螺丝与阀体本体1连接，连接处的封盖15下端面与阀体本体1上端面之间夹着隔膜12，通过隔膜12的橡胶密封作用及固定螺丝的紧固作用将阀体本体1、隔膜12、封盖15三者紧密密封固定。封盖15上设有带过滤装置的平衡呼吸孔14与阀体外部大气连通，当隔膜12受力移动使得常压腔室13内的空间体积产生变化时，通过平衡呼吸孔14空可保持常压腔室13内的空气压强与环境大气保持动态平衡。

同时常压腔室13通过封盖15，还能够对隔膜12的上部活动区域起到防护、防尘的作用。

阀体本体1上还设有负压出气口20，其口径依负压出气阀的额定燃气设计通量，与燃气管道工程通用管道规格相匹配。

负压出气口20上设有出气端连接法兰21，其作用是与负压供气系统相连接而将燃气以负压形式输出。

由上述可以看出，通过隔膜12将负压出气腔室10和常压腔室13分隔，阀杆17的一端与隔膜12固定连接，另一端与阀板5固定连接，阀板5设置在正压进气腔室4内。

当负压出气腔室10内为负压且达到一定负压值时，隔膜12会在负压的作用下，向负压出气腔室10内凹陷并产生开阀动力，进而会带动阀杆17下移，进一步带动阀板5移动；阀板5移动后，正压进气腔室4和负压出气腔室10连通，气源内的气体通过正压进气口3进入到正压进气腔室4内，再进一步进入到负压出气腔室10内，由负压出气口20输送至用气装置。

当用气装置一直在使用状态时，负压出气腔室10内会是持续负压，根据负压值的波动变化阀板5会适时开启，动态地将正压进气腔室4和负压出气腔室10形成通路。

当用气装置关闭后，负压动力源随之消失，正压进气腔室4向负压出气腔室10内输入一定量的气体后，负压出气腔室10内的负压不再能保持原有的负压值，隔膜12向下凹陷的开阀动力也不能继续维持，此时阀板5在第一弹簧7的作用下迅速向上朝着闭阀位置移动，进而带动阀杆17向上复位移动，进一步也带动隔膜12向上复位移动，当阀板5朝着闭阀方向移动到一定位置时，由于阀口流量减小，阀板5在受到第一弹簧7作用的同时，又受到正压进气腔室4内气体压强作用，在此双重作用下阀板5彻底关闭并密封，正压进气腔室4和负压出气腔室10被阀板5隔断，实现将气源切断保持供气管道内为负压的目的，进而避免了供气管道内的燃气向室内漏气。

如图2所示，根据工艺设计需求，第一弹簧7也可以设置在负压出气腔室10内，如图2示方向，第一弹簧7下端固定在负压出气腔室10的内壁底部，通过连接杆23将第一弹簧7的弹力施加于阀板5，连接杆23下端与阀板5之间通过万向球式连接，保证阀板5在封闭时的匹配性能；连接杆23上端固定有圆盘22，圆盘22下端面与第一弹簧7上端非固定式接触。

如图3所示为阀板5在正常闭阀状态时所处位置的放大细节图，阀板5外径上端设有圆锥面24，圆锥面24上设有一周开槽，开槽内设有呈环形的密封胶环26，圆锥面24上方，即阀口8的圆周外围处设有锥形阀口25，其内圆锥面24与外圆锥面24之间留有一定的间隙a，锥形阀口25为保护性阀口，正常工作时由于间隙a的存在，其并不起到密封隔绝燃气通过的作用，但当阀板5上的密封结构6由于工作时间过久，随着失效趋向变化，闭阀状态下阀板5的位置会比正常时逐渐上移，进而圆锥面24也随之逐渐上移，上移到一定位置时，在密封结构6即将失效时，阀板5上的圆锥面24与密封胶环26受第一弹簧7及正压进气腔室4内燃气压强的共同作用，与锥形阀口25之间形成密封作用，避免由于密封结构6的失效而造成正压燃气不受控流向负压供气系统。由于呈环形的密封胶环26的直径即为锥形阀口25的密封直径，这个直径比密封口9的直径大很多，相应的阀板5受正压进气腔室燃气气体压强作用的有效受压面积也大出了很多倍，因此阀板5所得到的闭阀力也随之加大，导致同等工况下受隔膜12带动的阀杆17所具备的开阀力不足以使得阀板5克服闭阀力而向着开阀方向运动，因此也就导致阀口不能正常开启而切断燃气输送，以起到在安全基础上以不能正常工作为表现形式，对密封失效进行提醒预警的作用，以此达到提醒维修更换密封结构6的目的，确保系统的安全运行。根据所选密封结构6的耐疲劳试验，在设计中调整间隙a的尺寸大小，以确保密封结构6在其密封性能失效前，锥形阀口25密封启用，停止系统运行进而被人发现。

图4所示为负压出气阀的开阀状态，以此说明阀体内各部件，在空间位置上的可行性，进而证明本发明的现实可行性。

阀板的设置方式可以有很多种，可以是如图1、图3和图4所示，阀板设置在正压进气腔室内，正压进气腔室内设置有第一弹簧，第一弹簧的一端与阀板相抵接，另一端与正压进气腔室的内壁相抵接，第一弹簧用于带动阀板做闭阀动作。

阀板的设置方式还可以如图2所示，阀板设置在正压进气腔室内，负压出气腔室内设置有连接杆和圆盘；连接杆的一端与阀板的一侧连接，连接杆的另一端与圆盘固定连接；连接杆上套设有第一弹簧，第一弹簧的一端与负压出气腔室的侧壁抵接，另一端与圆盘抵接，第一弹簧用于带动圆盘向远离正压进气腔室的方向移动；第一弹簧用于带动阀板做闭阀动作。

实施例二

如图5、图6和图7所示，一种负压出气阀，其包括阀体本体、阀板、阀杆、连接组件和隔膜；阀体本体内设置有气体腔室，气体腔室包括正压进气腔室、负压出气腔室和常压腔室，正压进气腔室和负压出气腔室之间通过阀板的移动来实现连通状态的改变，负压出气腔室与常压腔室之间通过隔膜进行分隔；正压进气腔室通过正压进气口与外界连通，负压出气腔室通过负压出气口与外界连通，常压腔室通过平衡呼吸孔与外界连通；阀杆的一端与阀板连接，阀杆的另一端通过连接组件与隔膜连接，阀杆用于在隔膜的作用下，带动阀板移动。

负压出气阀还包括杠杆组件，阀杆通过杠杆组件与连接组件连接。

杠杆组件包括第一杠杆、第一支架、第二杠杆、第二支架和活动吊环；第一杠杆的一端与连接组件转动连接，第一杠杆的另一端与活动吊环的一端转动连接，第一支架的一端固定设置在负压出气腔室的内壁上，第一支架的另一端与第一杠杆转动连接；活动吊环的另一端与第二杠杆的一端转动连接，第二杠杆的另一端与阀杆远离阀板的一端转动连接，第二支架的一端固定设置在负压出气腔室的内壁上，第二支架的另一端与第二杠杆转动连接。

杠杆组件为至少两组，杠杆组件以阀杆为轴心均匀设置。

具体的，如图5和图15所示，在本实施例中，一种负压出气阀，具体位置特定应用于液化石油气罐的负压出气组合阀，阀体本体1是作为主体结构部件，承载其他各相关部件并将其联系在一起，阀体本体1进气端与液化气罐连接，出气端与用户燃气设备连接，液化气罐内的燃气经正压进气口3进入阀体，再经正压进气口3上端设有的第一连通导管27进入手阀腔室28，手动阀在燃气设备暂时不用的时候或在液化气罐灌装运输途中，应处于关闭状态。此时受手动阀打开/关闭控制，燃气也相应流通/截止，如手动阀处于打开状态，则燃气经过第二连通导管30，进入到正压进气腔室4，正压进气腔室4内设有第一弹簧7和阀板5，第一弹簧7下端固定在正压进气腔室4的底部，上端固定于阀板5，阀板5上设有密封结构6，正压进气腔室4上端设有阀口8，阀口8、阀板5及第一弹簧7同轴设置，阀口8的下端，即阀口8的燃气进口端，沿端口圆周设有凸起的密封口9，阀板5在第一弹簧7及正压燃气气体压强共同作用下，压在阀口8的下端，通过密封结构6与密封口9之间的接触密封，将燃气截止在正压进气腔室4位置，阀板5处于闭阀状。阀口8的上端，即阀口8的出气端设有负压出气腔室10，负压出气腔室10内对称设有第二杠杆32，第二杠杆32通过支点支架固定在负压出气腔室10的底部，第二杠杆32靠近对称轴线的一端，即开阀力的施力端，为音叉形夹板型设计，其上设有长圆孔，通过连接轴连接有阀杆17，阀杆17与阀口8同轴设置，第二杠杆32为等力臂杠杆，支点在受力端与施力端的中心位置，本设计实例如此，但不限于此，主要起到改变施力方向的作用，第二杠杆32远离对称轴线的一端，即开阀力的受力端，设有圆孔，圆孔上连接有活动吊环31，且第二杠杆32与活动吊环31下端活动连接，活动吊环31上端连接有对称设置的第一杠杆33，第一杠杆33通过支点支架固定在负压出气腔室10的底部，第一杠杆33靠近对称轴线的一端，即开阀力的受力端，为音叉形夹板型设计，其上设有长圆孔，通过连接轴连接有连接组件16，连接组件16与阀口8同轴设置，第一杠杆33为省力杠杆，支点在靠近施力端，受力端距支点距离是受力端距支点距离的4倍，即2cm：0.5cm，本设计实例如此，但不限于此，主要起到增大力矩的作用，连接组件16与隔膜12紧密固定连接，隔膜12为橡胶材质，隔膜12的主要作用是作为负压出气腔室10与常压腔室13之间的密封隔绝件，同时当负压出气腔室10内有负压产生时，受常压腔室13内大气压强与负压出气腔室10内的负压之间压差作用，且当所受压差大小及隔膜12固定面积因素影响，再加上第一杠杆33的加力作用，而形成的开阀力大于阀板5所受到的闭阀力时，隔膜12作为受力/施力元件，带动阀杆17向下位移实现开阀动作。隔膜12上方设有常压腔室13，常压腔室13上方设有封盖15，封盖15通过固定螺丝与阀体本体1连接，连接处的封盖15下端面与阀体本体1上端面之间夹着隔膜12，通过隔膜12的橡胶密封作用及固定螺丝的紧固作用将阀体本体1、隔膜12、封盖15三者紧密密封固定。封盖15上设有带过滤装置的平衡呼吸孔14与阀体外部大气连通，当隔膜12受力移动使得常压腔室13内的空间体积产生变化时，通过平衡呼吸孔14空可保持常压腔室13内的空气压强与环境大气保持动态平衡。

同时常压腔室13通过封盖15，还对隔膜12的上部活动区域起到防护、防尘的作用。

阀体本体1上还设有负压出气口20，其通过第三连通导管34与负压出气腔室10连通，负压出气口20，作为与用户燃气设备端连接的接口，考虑到与传统连接件的通用性，本设计实例负压出气口20的接口设计与传统液化气罐的出口连接件相匹配，其输出端接口连接螺纹为左旋，但不局限于此，也可根据需求改为其它任何接口形式，如快装接口，或/和，可以连接直径更小更耐用的柔性软管的接口形式。

负压出气口20与用户燃气设备连接，当用户启用燃气设备时，其燃气设备的负压经负压出气口20再经第三连通导管34作用于负压出气腔室10，以设备负压端负压为-10KPa计，此时负压出气腔室10与常压腔室13之间形成了10KPa的压差，这个压差作用于隔膜12的上表面，压迫驱使隔膜12连同连接组件16向下移动。

图15为负压出气组合阀的阀板5在最大开阀状态，即阀板5开启高度1.88mm，隔膜12及连接组件16向下位移8mm到受杠杆力臂自锁限位，不可再向下时的状态，及部位按比例所处的相对配合位置图。从图中可以看出在负压出气组合阀的空间位置设计上是没有矛盾冲突的，是合理且现实可行的。

更具体的，如图6所示，阀体本体1上设有加注口37，其为液化石油气灌的灌装加注接口，加注口37上设有密封丝堵36，在液化石油气罐正常使用状态下，或液化石油气罐在运输过程中，加注口37都由密封丝堵36堵住密封，在进行灌装加注操作前，先将密封丝堵36卸掉，灌装加注操作完成再将密封丝堵36装好密封，以防罐内燃气泄漏。密封丝堵36上设有径向及轴向两道橡胶密封环，即确保良好的气密性，又便于拆装，同时又便于随时更换密封橡胶环。在加注口37的内部，同轴设置有单向阀35，其作用是在卸掉密封丝堵36时罐内液化石油气也不会自行泄出，只有当遇到与其配套的专用加注枪口上设有的专用顶杆时，在专用顶杆作用下，单向阀35才可打开，以方便灌装加注。单向阀35后由第一连通导管27与正压进气口3相连通，所加注的液化石油气由此反向进入液化气罐内。

如图7所示，阀体上设有加注口37，其为液化石油气灌的灌装加注接口，加注口37上设有与传统型液化气罐上固定配装的角阀规格一致但方向不同的直通阀38，其后由第一连通导管27与正压进气口3相连通，所加注的液化石油气由此反向进入液化气罐内。在液化气罐正常使用状态下，或液化气罐在运输过程中，直通阀38都处于关闭状态，其只为液化石油气的灌装加注使用，为适应已形成的传统习惯及传统工具、工装，作为一种备选项，或可用作临时过渡性选项，并非优选，但可间接增强整体负压系统的现实可行性。

图8所示为阀板5所处位置的放大图，阀板5外径上端设有圆锥面24，圆锥面24上设有一周开槽，开槽内设有密封胶环26，圆锥面24上方，即阀口8圆周外围处设有锥形阀口25，其锥形阀口25的内圆锥面与阀板5的圆锥面24之间留有一定的间隙a，锥形阀口25为保护阀口，正常工作时由于间隙a的存在，并不起到密封隔绝燃气通过的作用，但是，当阀板5上的密封结构6由于工作时间过久，随着失效趋向变化，闭阀状态下的阀板5的位置，会比正常时逐渐上移，进而圆锥面24也随之逐渐上移，上移到一定位置时，在密封结构6即将失效时，阀板5上的圆锥面24，与密封胶环26受第一弹簧7及正压进气腔室4的共同作用，与锥形阀口25之间形成密封作用，避免由于密封结构6的失效而造成正压燃气不受控流向负压供气系统。由于环形的密封胶环26的直径即为锥形阀口25的密封直径，这个直径比密封口9的直径大很多，相应的阀板5受正压进气腔室燃气气体压强作用的有效受压面积也大出了很多倍，因此阀板5所得到的闭阀力也随之加大，导致同等工况下受隔膜12带动的阀杆17所具备的开阀力不足以使得阀板5克服闭阀力而向着开阀方向运动，因此也就导致阀口不能正常开启而切断燃气输送，以起到在安全基础上以不能正常工作为表现形式，对密封失效进行提醒预警的作用，以此达到提醒维修更换密封结构6的目的，确保系统的安全运行。根据所选密封结构6的耐疲劳试验，在设计中调整间隙a的尺寸大小，以确保密封结构6在其密封性能失效前，锥形阀口25密封启用，停止系统运行进而被人发现。

阀板靠近阀杆的一侧还设置有圆锥结构，正压进气腔室内还设置有第二阀口，第二阀口为锥形；

圆锥结构的外侧面与锥形阀口的内侧面配合设置，圆锥结构的外侧面上，绕圆锥结构的轴线设置有密封胶环，密封胶环及圆锥结构在密封结构6失效后，对阀板与锥形阀口之间进行密封。

图9、图10和图11所示，为手动阀所在手阀腔室28处部分的放大图，其中图9为液化气罐内燃气为饱和蒸气压的正常工作状态时的开阀状态图；图10为液化气罐内燃气为非饱和蒸气压的非正常工作状态时的闭阀状态图；图11为手动关闭阀门时的闭阀状态图。

如图9、图10和图11所示，手动阀的最前端，即靠近第一连通导管27的一端设有阀芯39，阀芯39设有两套密封机构，第一套密封结构设在阀芯39的最前端，即靠近第一连通导管27的一端，顺序由第一圆锥台及第一圆柱体组成，第一圆锥台能够在阀芯39由开阀状态转为闭阀状态过程中起到导向作用，使得第一圆柱体能够顺利进入第一连通导管27内，与其形成柱塞密封结构，第一圆柱体外径与第一连通导管27内径之间形成具有一定间隙的滑动配合，此相对较为狭小的配合间隙可以起到一定的关闭密封作用或大为限制燃气通量的作用。在第一圆柱体与第一连通导管27形成的第一套密封结构后同轴设有第二圆锥台形成的第二套密封结构，此密封结构为圆锥形，其能与同轴设置的第一连通导管27后设有的与之对应的圆锥形密封沿口之间形成接触密封起到闭阀作用。在圆锥形密封结构后同轴设有外径与圆锥形密封结构大直径端一致的第二圆柱体，其作用是利用圆柱体外径与手阀腔室28内径之间所形成的环形间隙b来起到均流及限流的作用，以保障阀芯39能均匀、充分地获得来自于第一连通导管27处的燃气气流冲击所形成的维持开阀的力。需要说明的是，所谓限流，其流量也并不低于应有的设计流量；阀芯39本体上还设有手阀导管40，手阀导管40设在圆锥形密封结构后面圆柱体的后面，手阀导管的外径小于圆锥形密封结构后面圆柱体的外径，手阀导管40的内径与手阀顶杆41的外径之间形成一定的滑动配合间隙，及手阀导管40的外径与基座42的内径之间形成一定的滑动配合间隙，以此起到阀芯39开/闭阀时的运动导向作用，圆柱形密封结构、圆锥形密封结构、圆锥形密封结构后面的圆柱体及手阀导管40都属于阀芯39本体的一部分，都随阀芯39一起运动；手阀导管40的外径表面上还套有弹簧，弹簧的一端压在阀芯39圆锥形密封结构后圆柱体的背后端面，另一端压在基座42的朝向阀芯39一侧的端面上，其作用是在手阀顶杆41处于手动开阀的旋回状态时为阀芯39提供一定的闭阀力；手阀导管40后，或/和手阀导管40内，设有手阀顶杆41，其受手阀轮29手动控制，旋出将阀芯39顶向闭阀位置，或旋回释放阀芯39，以配合阀芯39起到手动闭阀开阀的作用，另外同时兼有为阀芯39运动导向的作用；手阀导管40后，或/和手阀导管40外，设有基座42，其作用是为阀芯39提供运动导向，同时作为第二弹簧43其中一端的受力支撑。

以上所设装置之间相互配合动作的具体过程是：(一)如图9所示，当液化气罐内燃气气体处于饱和蒸汽压状态且压强足够大时，罐内燃气气体压强经由连通手阀导管40迎面作用于阀芯39，在负压出气阀正常工作时，阀芯39可以随之正常开启、维持开启或关闭；(二)如图10所示，当液化气罐内燃气将近用尽，不再有液态状态的燃气存在时，则燃气气体处于非饱和蒸汽压状态，此状态下，在环境温度保持不变的情况下，随着燃气设备对罐内燃气的不断抽取使用，罐内燃气气体压强不再会保持一定温度下的恒定，而是会以较快的速度逐步的下降，当下降的一定程度时，虽然手阀顶杆41仍处于旋回位置的手动开启状态，但非饱和蒸汽状态下燃气气体的压强已不够支撑一定的流速气流来克服第二弹簧43对阀芯39所形成的闭阀力，导致阀芯39向闭阀方向运动，当运动到一定程度时，特别是当最前端的第一圆柱体与第一连通导管27所形成的第一套密封结构开始起到密封作用时，经第一连通导管27流出的燃气气体流量急速下降，使得气流急剧减弱，此时在手阀腔室28内，原有的因间隙b的存在而保持的阀芯39的正面与背面空间之间的压差也急剧减小，此状态下，在第二弹簧43的作用下阀芯39快速关闭，第二圆锥台与第一连通导管27后设有的与之对应的圆锥形密封沿口之间形成的第二套密封结构起到密封作用，此时作为负压动力源，即便再使得供气管道内的气体压强进一步的降低，阀芯39也不会再正常开启了，同时也处于低压停运报警提示状态，提示用户更换液化气罐使用，以此避免对液化气罐内燃气的过渡抽取而导致的环境空气倒灌进入液化气罐内的风险；(三)如图11所示，为手阀顶杆41处于旋出位置的手动关闭状态，阀芯39受手阀顶杆41所施加的闭阀力，第二圆锥台与第一连通导管27后的圆锥形密封沿口之间形成接触密封起到闭阀作用。

图12、图13和图14分别为阀杆17的零件主视、俯视图和侧视图，如主视、俯视图和侧视图所示，阀杆17上设有导向翼44，如俯视图所示，导向翼44沿阀杆17外径圆周均匀对称布置，其数量可以为三个或更多，但不宜少于三个，其作用是，阀杆17在阀口8内轴向上下移动，以实现开阀闭/阀动作时，通过导向翼44与阀口8之间的合间隙起到稳定的作用，同时翼端使阀杆17与阀口8内径之间形成均匀分布的、通量足够的间隔空隙，在开阀状态时燃气能由此空隙通过。

本发明还提供了一种室内燃气供气系统，其包括上述任一项所述的负压出气阀。

本发明实施例的有益效果是：

将负压出气阀连接在供气系统的管路上，当负压出气阀内的负压出气腔室10内为负压时，隔膜12带动阀杆17移动，进而使阀杆17带动阀板5移动实现阀板5开启，使得正压进气腔室4和负压出气腔室10连通，实现正常供气；当负压出气腔室10为正压或常压或负压不足时，隔膜12开阀力不够时，阀板5将正压进气腔室4负压出气腔室10，无法供气。

本发明的设置方式，使得只有供气系统内为负压时，负压出气阀打开，供气系统才能够通过本发明的负压出气阀与室内的用气设备连通，实现为用气设备供气，而供气系统内为正压状态时，负压出气阀关闭，供气系统是无法与室内的用气设备连通的，进而避免了燃气向室内泄漏，保证了使用的安全性。

Claims (11)

1.一种负压出气阀，其特征在于，包括阀体本体、阀板、阀杆、连接组件和隔膜；所述阀体本体内设置有气体腔室，所述气体腔室包括正压进气腔室、负压出气腔室和常压腔室，所述正压进气腔室和所述负压出气腔室之间通过所述阀板的移动来实现连通状态的改变，所述负压出气腔室与所述常压腔室之间通过所述隔膜进行分隔；

所述正压进气腔室通过正压进气口与外界连通，所述负压出气腔室通过负压出气口与外界连通，所述常压腔室通过平衡呼吸孔与外界连通；

所述阀杆的一端与所述阀板连接，所述阀杆的另一端通过所述连接组件与所述隔膜连接，所述阀杆用于在所述隔膜的作用下，带动所述阀板移动。

2.根据权利要求1所述的负压出气阀，其特征在于，还包括杠杆组件，所述阀杆通过所述杠杆组件与所述连接组件连接。

3.根据权利要求2所述的负压出气阀，其特征在于，所述杠杆组件包括第一杠杆、第一支架、第二杠杆、第二支架和活动吊环；

所述第一杠杆的一端与所述连接组件转动连接，所述第一杠杆的另一端与所述活动吊环的一端转动连接，所述第一支架的一端固定设置在所述负压出气腔室的内壁上，所述第一支架的另一端与所述第一杠杆转动连接；

所述活动吊环的另一端与所述第二杠杆的一端转动连接，所述第二杠杆的另一端与所述阀杆远离所述阀板的一端转动连接，所述第二支架的一端固定设置在所述负压出气腔室的内壁上，所述第二支架的另一端与所述第二杠杆转动连接。

4.根据权利要求3所述的负压出气阀，其特征在于，所述杠杆组件为至少两组，所述杠杆组件以所述阀杆为轴心均匀设置。

5.根据权利要求1所述的负压出气阀，其特征在于，所述正压进气口上与所述正压进气腔室之间设置有手阀腔室，所述手阀腔室通过第一连通导管与所述正压进气口连通，所述手阀腔室通过第二连通导管与正压进气腔室连通；所述第一连通导管的靠近所述手阀腔室的一端设有圆锥台形的密封阀口；

手动阀的一端滑动设置在所述手阀腔室内，用于手动实现进气的通断，以及当气体处于非饱和状态时以限流方式令增压燃气设备及增压装置能处于低压停运报警提示状态。

6.根据权利要求5所述的负压出气阀，其特征在于，所述手动阀包括阀芯、手阀导管、手阀顶杆、第二弹簧和手阀轮；

所述阀芯包括第一圆锥台和第一圆柱体，所述第一圆锥台和所述第一圆柱体同轴设置，且所述第一圆锥台的大底面与所述第一圆柱体连接。

7.根据权利要求6所述的负压出气阀，其特征在于，所述阀芯还包括第二圆锥台和第二圆柱体，所述第一圆锥台、所述第一圆柱体、第二圆锥台和第二圆柱体均同轴设置，所述第二圆锥台的小底面与所述第一圆柱体远离所述第一圆锥台的一端连接，所述第二圆柱体与所述第二圆锥台的大底面连接；所述第二圆锥台与圆锥台形的所述密封阀口可以形成接触密封；所述手阀导管一端封闭，封闭端与所述第二圆柱体相抵接，且手阀导管的直径小于所述第二圆柱体的直径；

所述手阀顶杆的一端滑动设置在所述手阀导管内，另一端与所述手阀轮固定连接，且所述手阀顶杆螺纹连接设置在所述阀体本体上；

所述第二弹簧套设在所述手阀导管的外侧，所述第二弹簧的一端与所述圆柱体的一端抵接，另一端与所述手阀腔室的内壁抵接；

所述手阀导管与所述第二圆柱体远离所述第二圆锥台的一端连接。

8.根据权利要求1所述的负压出气阀，其特征在于，所述阀板设置在所述正压进气腔室内，所述正压进气腔室内设置有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与所述阀板相抵接，另一端与所述正压进气腔室的内壁相抵接，所述第一弹簧用于带动所述阀板做闭阀动作。

9.根据权利要求1所述的负压出气阀，其特征在于，所述阀板设置在所述正压进气腔室内，所述负压出气腔室内设置有连接杆和圆盘；

所述连接杆的一端与所述阀板的一侧连接，所述连接杆的另一端与所述圆盘固定连接；

所述连接杆上套设有第一弹簧，所述第一弹簧的一端与所述负压出气腔室的侧壁抵接，另一端与所述圆盘抵接，所述第一弹簧用于带动所述圆盘向远离所述正压进气腔室的方向移动；所述第一弹簧用于带动所述阀板做闭阀动作。

10.根据权利要求1所述的负压出气阀，其特征在于，所述正压进气腔室与所述负压出气腔室之间通过第一阀口连通，所述阀板靠近所述第一阀口的一侧设置有密封结构，用于保证在关闭所述阀板后，所述正压进气腔室与所述负压出气腔室之间的隔绝。

11.根据权利要求10所述的负压出气阀，其特征在于，所述阀板靠近所述阀杆的一侧还设置有圆锥结构，所述正压进气腔室内还设置有第二阀口，所述第二阀口为锥形；

所述圆锥结构的外侧面与锥形的所述第二阀口的内侧面配合设置，所述圆锥结构的外侧面上，绕所述圆锥结构的轴线设置有密封胶环，所述密封胶环及所述圆锥结构在所述密封结构失效后，对所述阀板与所述第二阀口之间进行密封。

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