CN111473119A - 一种调压阀及压力调节系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种调压阀及压力调节系统，涉及压力控制设备技术领域。本发明的实施例提供的调压阀包括阀体、阀芯、第一弹性件以及驱动件。阀体具有进口、出口以及将进口和出口连通的通道，从进口进入阀体的流体依次经过通道和出口流出。阀芯可活动地设置在阀体内，从而通过阀芯的活动调节通道的开度，进而对从出口离开的流体的压力进行调节，实现调压功能。驱动件通过第一弹性件与阀芯连接，且驱动件用于通过第一弹性件驱动阀芯相对阀体运动，因此在驱动件驱动阀芯运动以对通道的开度进行调节时，第一弹性件发挥缓冲作用，以使压力调节过程更平稳，进而改善了调压过程中出现压力突变现象的问题。

Description

一种调压阀及压力调节系统

技术领域

本发明涉及压力控制设备技术领域，具体而言，涉及一种调压阀及压力调节系统。

背景技术

调压阀是压力调节系统中常用的流量调节控制装置，从而通过调压阀能够对压力系统中的压强大小进行调节。

然而现有的调压阀在进行流量调节时，特别是在进行气体流量调节的过程中，经常出现压力突变现象，影响使用。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种调压阀，其能够改善在调压过程中出现压力突变现象的问题。

本发明的目的还包括，提供了一种压力调节系统，其能够改善在调压过程中出现压力突变现象的问题。

本发明的实施例可以这样实现：

本发明的实施例提供了一种调压阀，其包括阀体、阀芯、第一弹性件以及驱动件；所述阀体具有进口、出口以及将所述进口与所述出口连通的通道；所述阀芯可活动地设置在所述阀体内，以调节所述通道的开度；所述驱动件通过所述第一弹性件与所述阀芯连接，且用于通过所述第一弹性件驱动所述阀芯相对所述阀体运动。

可选的，所述阀芯具有调节部，所述通道具有与所述调节部配合的节流孔，所述调节部与所述节流孔之间形成用于连通所述进口和所述出口的间隙；所述驱动件用于驱动所述调节部相对所述节流孔活动，以改变所述间隙的宽度。

可选的，所述调节部穿设所述节流孔，所述驱动件用于驱动所述调节部沿所述节流孔的轴线方向运动，以改变所述间隙的宽度。

可选的，所述通道还具有与所述进口连通的容纳腔，所述容纳腔通过所述节流孔与所述出口连通；所述调压阀还包括第二弹性件，所述第二弹性件设置在所述容纳腔内，且所述第二弹性件的两端分别与所述阀体和所述调节部连接，以带动所述调节部相对所述节流孔运动。

可选的，所述调节部具有用于与所述节流孔配合的第一锥面，沿所述节流孔至所述容纳腔的方向，所述第一锥面的径向尺寸增大。

可选的，所述调节部具有用于与所述节流孔配合的第二锥面，沿所述阀芯至所述节流孔的方向，所述第二锥面的径向尺寸减小。

可选的，所述阀体内还具有活动腔，所述活动腔与所述通道连通；所述阀芯可活动地设置于所述活动腔，且所述阀芯用于与所述通道配合，以调节所述通道的开度。

可选的，所述通道包括第一孔道和第二孔道，所述第一孔道形成有所述进口，所述第二孔道形成有所述出口，所述第一孔道和所述第二孔道均与所述活动腔连通，以通过所述活动腔、所述第一孔道和所述第二孔道连通所述进口和所述出口。

可选的，所述阀芯包括相互连接的活塞和顶针；所述活塞与所述活动腔密封配合，所述顶针用于与所通道配合，以调节所述通道的开度；所述第一弹性件的两端分别与所述活塞和所述驱动件连接。

本发明的实施例还提供了一种压力调节系统，该压力调节系统包括调压阀。调压阀包括阀体、阀芯、第一弹性件以及驱动件；所述阀体具有进口、出口以及将所述进口与所述出口连通的通道；所述阀芯可活动地设置在所述阀体内，以调节所述通道的开度；所述驱动件通过所述第一弹性件与所述阀芯连接，且用于通过所述第一弹性件驱动所述阀芯相对所述阀体运动。

本发明实施例的调压阀及压力调节系统的有益效果包括，例如：

本发明的实施例提供的调压阀包括阀体、阀芯、第一弹性件以及驱动件。阀体具有进口、出口以及将进口和出口连通的通道，从进口进入阀体的流体依次经过通道和出口流出。阀芯可活动地设置在阀体内，从而通过阀芯的活动调节通道的开度，进而对从出口离开的流体的压力进行调节，实现调压功能。驱动件通过第一弹性件与阀芯连接，且驱动件用于通过第一弹性件驱动阀芯相对阀体运动，因此在驱动件驱动阀芯运动以对通道的开度进行调节时，第一弹性件发挥缓冲作用，以使压力调节过程更平稳，进而改善了调压过程中出现压力突变现象的问题。而且当流经通道的流体压力发生微小变化时，第一弹性件使得阀芯向压力变化的方向运动，进而保证压力稳定。

本发明的实施例还提供了一种压力调节系统，其包括上述的调压阀。由于该压力调节系统包括上述的调压阀，因此也具有稳压效果好、压力调节过程平稳、能够改善调压过程中出现压力突变现象的问题的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的压力调节系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一种调压阀的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第二种调压阀的结构示意图；

图4为图2中Ⅳ处的局部结构放大示意图；

图5为本发明实施例提供的第三种调压阀的局部结构示意图；

图6为图3中Ⅵ处的局部结构放大示意图。

图标：10-压力调节系统；100-调压阀；110-阀体；111-本体；112-连接块；113-活动腔；114-第一腔室；115-第二腔室；120-通道；121-第一孔道；122-进口；123-第二孔道；124-出口；125-节流孔；126-容纳腔；130-驱动件；131-推杆；132-弹簧座；141-第一弹性件；142-第二弹性件；150-阀芯；151-活塞；152-密封圈；153-顶针；154-第一锥面；155-第二锥面；156-连接杆；160-间隙；210-气源；220-控制器；230-压力传感器；240-应用部件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

图1为本实施例提供的压力调节系统10的结构示意图，图2为本实施例提供的第一种调压阀100的结构示意图。请结合参照图1和图2，本实施例提供了一种调压阀100，相应地，提供了一种压力调节系统10。

压力调节系统10包括调压阀100，同时压力调节装置还包括气源210、控制器220、压力传感器230以及应用部件240。应用部件240通过调压阀100与气源210连通，以通过调压阀100对供向应用部件240的气体压力进行调节。压力传感器230通过控制器220与调压阀100电连接，压力传感器230用于检测调压阀100的输出压力，并将表征该输出压力的电信号反馈至控制器220，控制器220将输出压力与预设压力进行对比，并根据差值对调压阀100发出控制信号，从而使调压阀100动作以调节输出压力，直至输出压力与预设压力的差值处于预设范围内。可选的，应用部件240为喷砂枪，喷砂枪通过气源210提供的压缩气体扬起牙科喷砂粉喷射到牙齿表面，并与一同喷射出的水汇合，以起到清洁牙齿表面的作用。

调压阀100包括阀体110、阀芯150、第一弹性件141以及驱动件130。阀体110具有进口122、出口124以及将进口122和出口124连通的通道120，从进口122进入阀体110的流体依次经过通道120和出口124流出。阀芯150可活动地设置在阀体110内，从而通过阀芯150的活动调节通道120的开度，进而对从出口124离开的流体的压力进行调节，实现调压功能。驱动件130通过第一弹性件141与阀芯150连接，且驱动件130用于通过第一弹性件141驱动阀芯150相对阀体110运动，因此在驱动件130驱动阀芯150运动以对通道120的开度进行调节时，第一弹性件141发挥缓冲作用，以使压力调节过程更平稳，进而改善了调压过程中出现压力突变现象的问题。而且当流经通道120的流体压力发生微小变化时，第一弹性件141使得阀芯150向压力变化的方向运动，进而保证压力稳定。

下面对本实施例提供的调压阀100进行进一步说明：

请参照图2，在本实施例中，驱动件130为直线步进电机，其具有推杆131，推杆131通过第一弹性件141与阀芯150连接。驱动件130用于与控制器220电连接，因此驱动件130在控制器220的控制下运作，进而通过推杆131带动阀芯150相对阀体110滑动，以使通道120的开度增大或减小，从而实现调节出口124压力的目的。同时，由于阀芯150与驱动件130之间通过第一弹性件141连接，因此在驱动件130处于停机状态，即驱动件130不对阀芯150提供驱动力时，若进入通道120的流体压力发生变化，阀芯150可在第一弹性件141的作用下运动，以达到稳压的目的。

可选的，第一弹性件141为弹簧，弹簧沿自身轴线的两端分别与推杆131和阀芯150连接，即弹簧产生的弹性力与推杆131的推拉力共线，从而使得第一弹性件141能够更好地对阀芯150的滑动进行缓冲，以保证压力调节过程平稳。具体的，推杆131上还设置有用于安装弹簧的弹簧座132。可以理解的，在其他实施例中，也可以采用其他具有弹性的零部件作为第一弹性件141，例如弹性橡胶块等。可选的，第一弹性件141的两端通过粘接与推杆131和阀芯150固定连接。

进一步的，阀体110内具有活动腔113，阀芯150可活动地设置于活动腔113，且活动腔113与通道120连通，阀芯150与通道120配合，从而通过阀芯150的活动调节通道120的开度。具体的，活动腔113为圆柱形空腔，其轴向的一端贯穿阀体110，从而形成开口，该开口为第一开口。驱动件130设置在第一开口处，且驱动件130的推杆131通过第一开口伸入活动腔113中，从而通过第一弹性件141与阀芯150连接，即第一弹性件141也位于活动腔113内。

进一步的，阀芯150包括相互连接的活塞151和顶针153，活塞151与活动腔113密封配合，第一弹性件141的两端分别与活塞151和驱动件130的推杆131连接。顶针153用于与通道120配合，以调节通道120的开度。具体的，活塞151呈圆柱状，顶针153固定连接在活塞151一端的端面，第一弹性件141固定连接于活塞151远离顶针153的一端端面。活塞151的径向尺寸与活动腔113的径向尺寸匹配，从而使得活塞151与活动腔113密封配合，而且保证在活塞151相对阀体110滑动时，活塞151始终与活动腔113密封配合，避免气体泄漏。进一步的，活塞151的周向开设有密封槽，阀芯150还包括密封圈152，密封圈152设置在密封槽内，从而通过密封圈152与活动腔113的壁面的密封接触实现活塞151与活动腔113的密封配合。

进一步的，通道120包括开设于阀体110的第一孔道121和第二孔道123，第一孔道121形成有进口122，第二孔道123形成有出口124，同时第一孔道121和第二孔道123均与活动腔113连通，从而通过活动腔113、第一孔道121和第二孔道123连通进口122和出口124。具体的，由于活塞151与活动腔113密封配合，因此活塞151将活动腔113分隔成两个相互独立的腔室，两个腔室分别为第一腔室114和第二腔室115。第一腔室114为活塞151靠近顶针153一侧的腔室，第一孔道121和第二孔道123均与第一腔室114连通，进口122即为第一孔道121远离第一腔室114一端的开口，出口124即为第二孔道123远离第二腔室115一端的开口。第二腔室115为活塞151靠近驱动件130一侧的腔室。

可选的，第一孔道121和第二孔道123中的一个设置在第一腔室114轴向一侧，第一孔道121和第二孔道123中的另一个贯穿第一腔室114的周向壁面设置。具体的，在如图2所示的调压阀100中，第一孔道121贯穿第一腔室114的周向壁面设置，且沿第一腔室114的径向延伸。第二孔道123设置在第一腔室114轴向的一侧，且沿第一腔室114的轴向延伸，即第二孔道123与第一腔室114同轴设置。

需要说明的，此处并不对第一孔道121和第二孔道123的具体位置进行限定，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求设置第一孔道121和第二孔道123的位置，图3示出了本实施例提供的第二种调压阀100的结构示意图，如图3所示，第一孔道121与第一腔室114同轴设置，第二孔道123沿第一腔室114的径向设置。

图4为图2中Ⅳ处的局部结构放大示意图。请结合参照图2和图4，在本实施例中，阀芯150具有调节部，通道120具有与调节部配合的节流孔125。调节部与节流孔125之间形成用于连通进口122和出口124的间隙160，当驱动件130驱动阀芯150相对阀体110运动时，调节部相对节流孔125活动，从而改变间隙160的宽度，进而改变流体在从进口122流向出口124时，流体经过间隙160时的流通面积，即实现了对通道120开度的调节，换言之，间隙160的宽度大小即可以看做是通道120的开度大小，从而实现对从出口124流出的流体压力进行调节。

具体的，在如图2和图4所示的调压阀100中，节流孔125位于第二孔道123靠近第一腔室114的一端，且节流孔125的径向尺寸与第二孔道123的径向尺寸相同，因此节流孔125也可看做是第二孔道123靠近第一腔室114的一端部分。调节部即为顶针153与节流孔125相配合的部分。当调节部与节流孔125抵触，即间隙160的宽度为0时，通道120被封闭(如图2和图4中实线所示位置)；当调节部退出节流孔125时，可以看做调节部伸入节流孔125的部分的径向尺寸为0，此时间隙160的宽度即为节流孔125的半径，通道120的开度最大(如图2和图4中虚线所示位置)。

进一步的，调节部穿设节流孔125，调节部与节流孔125之间的间隙160即为调节部的周向外壁与节流孔125的周壁之间的缝隙。间隙160的宽度即为调节部的周向外壁与节流孔125的周壁之间的最小距离。可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求设置间隙160的形成方式，例如将调节部朝向节流孔125的一端的径向尺寸设置为大于节流孔125，同时将调节部为与节流孔125正对设置，如此调节部与节流孔125之间的间隙160即为调节部靠近节流孔125一端的端面与节流孔125在第一腔室114内的开口之间的距离(如图5所示)。

具体的，节流孔125为圆柱形孔，调节部具有与节流孔125配合的锥面，在如图2和图4所示的调压阀100中，该锥面为第二锥面155，且沿阀芯150至节流孔125的方向，第二锥面155的径向尺寸减小，因此通过阀芯150相对阀体110沿活动腔113的轴向的滑动改变第二锥面155伸入节流孔125的深度，进而改变第二锥面155伸入节流孔125中的最大径向尺寸，从而改变了节流孔125与调节部之间的间隙160的宽度。当阀芯150在驱动件130的带动下向靠近节流孔125的方向运动时，间隙160的宽度减小，进而使得流量变小，出口124输出的压力变小；当阀芯150在驱动件130的带动下向远离节流孔125的方向运动时，间隙160的宽度变大，进而使得流量变大，出口124输出的压力变大。

需要说明的是，此处并不对节流孔125和调节部的形状进行限定，可以理解的，在其他实施例中，也可以根据需求具体设置节流孔125和调节部的形状，例如将调节部设置为圆柱形，将节流孔125设置为锥形，或者将调节部和节流孔125均设置为锥形，能够通过调节部相对节流孔125的轴向的运动，改变调节部与节流孔125之间的间隙160的宽度即可。

图6为图3中Ⅵ处的局部结构放大示意图。在如图3和图6所示的调压阀100中，调节部的锥面为第一锥面154，沿阀芯150至节流孔125的方向，第一锥面154的径向尺寸增大。具体的，顶针153还包括连接杆156，连接杆156的两端分别与活塞151和调节部固定连接。通道120还具有容纳腔126，节流孔125和第一孔道121通过容纳腔126连通，即进口122与容纳腔126连通。连接杆156穿设节流孔125，以使调节部位于容纳腔126内，调节部靠近连接杆156的一端穿设进入节流孔125，从而与节流孔125之间形成连通进口122和出口124的间隙160。当阀芯150在驱动件130的带动下向靠近节流孔125的方向运动时，间隙160的宽度变大，进而使得流量变大，出口124输出的压力变大；当阀芯150在驱动件130的带动下向远离节流孔125的方向运动时，间隙160的宽度变小，进而使得流量变小，出口124输出的压力变小。

进一步的，顶针153与活塞151可拆卸地连接，以便于调压阀100的拆装。可以理解的，在如图2所示的调压阀100中，顶针153也可以设置为与活塞151采用一体成型等方式固定连接。

进一步的，调压阀100还包括第二弹性件142，第二弹性件142设置在容纳腔126中，且第二弹性件142的两端分别与阀体110和调节部连接，以带动调节部相对节流孔125运动，即阀芯150在驱动件130、第一弹性件141和第二弹性件142的共同作用下相对阀体110滑动，通过第一弹性件141和第二弹性件142，可以起到缓冲的作用，使压力调节过程更平稳。可选的，第二弹性件142为弹簧，该弹簧的轴线沿节流孔125的轴向延伸，弹簧的轴向的两端分别与阀芯150和阀体110连接。具体的，阀体110包括本体111以及连接于本体111的连接块112，第一孔道121开设于连接块112，连接块112安装于容纳腔126远离节流孔125一端的开口处，以使第一孔道121与节流孔125通过容纳腔126连通。可选的，连接块112与本体111可拆卸地连接，以便于调压阀100的拆装。

进一步的，活动腔113包括同轴设置的大孔段和小孔段，活塞151与小孔段密封配合，大孔段位于小孔段靠近驱动件130的一侧，以便于活塞151的安装。

根据本实施例提供的一种调压阀100，调压阀100的工作原理：

使用时，驱动件130根据控制器220的控制信号运作，从而驱动阀芯150的调节部相对节流孔125运动，通过调节部与节流孔125的相对运动，从而改变调节部与节流孔125之间的间隙160宽度，以实现对压力的调节。由于阀芯150与驱动件130之间设置有第一弹性件141，因此阀芯150受到的驱动力首先经过第一弹性件141的缓冲，从而使得阀芯150的运动更加平缓，进而使得压力调节过程更平稳。同时在调压阀100的工作过程中，当流体压力发生微小变化，控制器220未对驱动件130发出控制信号时，第一弹性件141的弹性力驱动阀芯150运动，以发挥稳压的效果。

本实施例提供的一种调压阀100至少具有以下优点：

本发明的实施例提供的调压阀100，其通过在驱动件130和阀芯150之间设置第一弹性件141，从而进行缓冲，使得阀芯150的运动更加平缓，压力调节过程更平稳，进而避免了出现压力突变的现象。而且通过第一弹性件141，能够在进入阀体110的流体的压力发生变化时，驱动阀芯150运动，进而实现了稳压。同时，阀芯150通过锥面与节流孔125配合，调压精度高。

本实施例也提供了一种压力调节系统10，其包括上述的调压阀100。由于该压力调节系统10包括上述的调压阀100，因此也具有压力调节过程平稳、能够稳压、调压精度高的有益效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种调压阀，其特征在于，包括阀体、阀芯、第一弹性件以及驱动件；所述阀体具有进口、出口以及将所述进口与所述出口连通的通道；所述阀芯可活动地设置在所述阀体内，以调节所述通道的开度；所述驱动件通过所述第一弹性件与所述阀芯连接，且用于通过所述第一弹性件驱动所述阀芯相对所述阀体运动。

2.根据权利要求1所述的调压阀，其特征在于，所述阀芯具有调节部，所述通道具有与所述调节部配合的节流孔，所述调节部与所述节流孔之间形成用于连通所述进口和所述出口的间隙；所述驱动件用于驱动所述调节部相对所述节流孔活动，以改变所述间隙的宽度。

3.根据权利要求2所述的调压阀，其特征在于，所述调节部穿设所述节流孔，所述驱动件用于驱动所述调节部沿所述节流孔的轴线方向运动，以改变所述间隙的宽度。

4.根据权利要求3所述的调压阀，其特征在于，所述通道还具有与所述进口连通的容纳腔，所述容纳腔通过所述节流孔与所述出口连通；所述调压阀还包括第二弹性件，所述第二弹性件设置在所述容纳腔内，且所述第二弹性件的两端分别与所述阀体和所述调节部连接，以带动所述调节部相对所述节流孔运动。

5.根据权利要求4所述的调压阀，其特征在于，所述调节部具有用于与所述节流孔配合的第一锥面，沿所述节流孔至所述容纳腔的方向，所述第一锥面的径向尺寸增大。

6.根据权利要求3所述的调压阀，其特征在于，所述调节部具有用于与所述节流孔配合的第二锥面，沿所述阀芯至所述节流孔的方向，所述第二锥面的径向尺寸减小。

7.根据权利要求1-6任一项所述的调压阀，其特征在于，所述阀体内还具有活动腔，所述活动腔与所述通道连通；所述阀芯可活动地设置于所述活动腔，且所述阀芯用于与所述通道配合，以调节所述通道的开度。

8.根据权利要求7所述的调压阀，其特征在于，所述通道包括第一孔道和第二孔道，所述第一孔道形成有所述进口，所述第二孔道形成有所述出口，所述第一孔道和所述第二孔道均与所述活动腔连通，以通过所述活动腔、所述第一孔道和所述第二孔道连通所述进口和所述出口。

9.根据权利要求7所述的调压阀，其特征在于，所述阀芯包括相互连接的活塞和顶针；所述活塞与所述活动腔密封配合，所述顶针用于与所通道配合，以调节所述通道的开度；所述第一弹性件的两端分别与所述活塞和所述驱动件连接。

10.一种压力调节系统，其特征在于，所述压力调节系统包括权利要求1-9任一项所述的调压阀。

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