CN111692407B - 一种自密封气体高压阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自密封气体高压阀，包括阀体、先导阀和主阀，阀体P1口分别通过管路K2和管路K4与先导阀的上腔体及下腔体相连通，先导阀的上腔体的阀出口通过管路K3连通于主阀的上腔体的阀入口，先导阀下腔体的阀出口通过管路K1连通于主阀下腔体的P1口；先导阀包括先导阀本体、电磁铁、上腔阀芯和先导阀上弹簧，先导阀本体设有上腔体和下腔体，先导阀本体设有连通于外界与上腔体的通孔及第一O型圈，下腔体设有下腔阀芯、先导阀下弹簧和第二O型圈；主阀的阀腔中设有主阀阀芯、第三O型圈和主阀弹簧，上腔阀芯和下腔阀芯均设有锥形角。本申请适用于10MPa以上高压气体介质的启闭，密封良好不泄漏，启闭反应迅速，动作平稳可靠，使用寿命长，且成本低。

Description

一种自密封气体高压阀

技术领域

本发明涉及高压阀技术领域，更具体地说，涉及一种自密封气体高压阀。

背景技术

普通液体高压阀的压力可到几十兆帕，甚至上一百兆帕，然而自密封气体高压阀一般压力为几兆帕到十几兆帕。由于气体不易密封，传统液体、自密封气体高压阀通常采用直开阀或先导阀，密封一般采用橡胶、尼龙、陶瓷等接触式密封，然而上述密封方式，一来在液体或气体高压作用下密封件极易损坏发生高压阀泄漏；二来，经常关闭高压阀易磨损密封材料，同样会导致高压阀泄漏，如若采用陶瓷密封材料，不仅加工困难，而且成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种自密封气体高压阀，通过采用自身高压气体介质压力密封的方法，解决高压气体高压阀密封不良以及高压气体介质泄漏的技术问题，稳定性好，成本低廉。

本发明提供一种自密封气体高压阀，包括阀体、先导阀和主阀，所述阀体P1口分别通过管路K2和管路K4与所述先导阀的上腔体的阀入口及所述先导阀的下腔体的阀入口相连通，所述先导阀的上腔体的阀出口通过管路K3连通于所述主阀的上腔体的阀入口，所述先导阀的下腔体的阀出口通过管路K1连通于所述主阀的下腔体的P1口；所述先导阀包括先导阀本体、电磁铁、上腔阀芯和先导阀上弹簧，所述先导阀本体设有上腔体和下腔体，所述先导阀本体设有连通于外界与所述上腔体的通孔以及第一O型圈，所述下腔体设有下腔阀芯、先导阀下弹簧和第二O型圈；所述主阀的阀腔中设有主阀阀芯、第三O型圈、主阀弹簧和主阀盖，所述上腔阀芯、所述下腔阀芯和所述主阀阀芯均设有锥形角。

优选的，所述先导阀的上腔体面积大于其下腔体的面积。

优选的，所述先导阀与所述主阀之间设有过渡阀F1，所述过渡阀F1包括过渡阀本体、过渡阀盖、过渡阀阀芯、第四O型圈和过渡阀弹簧，所述管路K3与所述过渡阀F1的上腔体的阀入口之间连接管路K5，所述管路K1连接于所述过渡阀F1的下腔体的阀入口，所述过渡阀F1的下腔体的阀出口通过管路K6连通于所述主阀的下腔体的P1口。

优选的，所述过渡阀阀芯设有锥形角。

优选的，还包括缓冲阀，所述缓冲阀包括缓冲阀本体、缓冲阀盖和缓冲阀弹簧，所述管路K1设有支路K7，所述支路K7连通至所述缓冲阀的进入端。

优选的，所述缓冲阀阀芯设有锥形角。

优选的，所述过渡阀F1及所述缓冲阀的上腔体面积均大于下腔体面积。

优选的，所述缓冲阀可以为溢流阀或者减压阀。

优选的，所述通孔直径为

本发明所提供的自密封气体高压阀，当需要打开高压阀时，电磁阀得电，在电磁力作用下，上腔阀芯向上移动，先导阀通孔打开，高压气体介质排大气，瞬间上腔体压力降低，高压管路K4中的介质克服先导阀上弹簧的弹簧力进入先导阀的下腔体，下腔阀芯向上移动，封住管路K2、管路K3，此时管路K2无高压介质进入，且管路K3无高压介质流出，先导阀下腔阀口打开，高压介质从管路K4进入、由管路K1排出，并进入主阀，因管路K3关闭无压力，高压介质进入主阀的下腔体，在高压介质作用下，主阀阀芯向上移动，打开主阀，高压介质经主阀P2口排出，高压阀打开。当电磁阀为常开时，在先导阀上弹簧的作用下，上腔阀芯关闭通孔，气体介质从P1口进入高压阀的阀体，并经管路K2及先导阀1上腔体的阀入口进入先导阀上腔体，再经管路K3进入主阀的上腔体，在高压力作用下，外加上腔弹簧力作用下，关闭先导阀和主阀的下腔锥形阀口，由此高压阀处于关闭状态。本申请所提供的自密封气体高压阀，通过合理设计气体介质的通路，以使主阀阀芯自密封关闭，适用各类型介质，尤其适用于10MPa以上高压气体介质的启闭，动作平稳可靠，使用寿命长，使用成本较低。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的自密封气体高压阀的示意图；

图2为图1中先导阀的示意图；

图3为图1中主阀的示意图；

图4为图1中过渡阀的示意图；

图5为图1中缓冲阀的示意图；

图6为本发明所提供的自密封气体高压阀的原理图。

其中，1-先导阀、2-主阀、3-过渡阀、4-缓冲阀；

11-先导阀本体、12-电磁铁、13-上腔阀芯、14-先导阀上弹簧、15-通孔、16-第一O型圈、17-下腔阀芯、18-先导阀下弹簧、19-第二O型圈；21-主阀阀芯、22-第三O型圈、23-主阀弹簧；31-过渡阀本体、32-过渡阀盖、33-过渡阀阀芯、34-第四O型圈、35-过渡阀弹簧；41-缓冲阀本体、42-缓冲阀盖、43-缓冲阀弹簧、44-缓冲阀阀芯。

具体实施方式

请参考图1至图6，图1为本发明所提供的自密封气体高压阀的示意图；图2为图1中先导阀的示意图；图3为图1中主阀的示意图；图4为图1中过渡阀的示意图；图5为图1中缓冲阀的示意图；图6为本发明所提供的自密封气体高压阀的原理图。

本发明提供一种自密封气体高压阀，适用于液体及气体介质的开、关，尤其适用于10MPa以上高压气体的启闭，其主要包括阀体、先导阀1和主阀2，先导阀1设有上腔体和下腔体，包括先导阀本体11、电磁铁12和先导阀上弹簧14，先导阀本体11设有连通于外界与上腔体的通孔15以及第一O型圈16，下腔体设有下腔阀芯17、先导阀下弹簧18和第二O型圈19，主阀2的阀腔中设有主阀阀芯21、第三O型圈22、主阀弹簧23，主阀2端部设有主阀盖24，先导阀1具有上腔阀芯13和下腔阀芯17两种阀芯，上腔阀芯13为关闭阀用的阀芯，下腔阀芯17为先导阀芯，上腔阀芯13和下腔阀芯17均设有锥形角结构。

在管路连接上，阀体P1口与先导阀1上腔体的阀入口及其下腔体的阀入口之间分别通过管路K2和管路K4相连通，先导阀1上腔体的阀出口与主阀2之间连接管路K3，先导阀1下腔体与主阀2下腔体P1口之间连接管路K1。

本申请所提供的自密封气体高压阀，通过在先导阀1上腔体的阀口处设置通孔15以及合理设计气体介质的管路K2、K3、K4和K1，在主阀2的直面和阀口锥形处合理设置进高压介质的通路，阀芯在介质压力下稍向上移动，高压介质即可进入下腔体，推动阀芯向上移动，完全打开通路，实现主阀阀芯21的自锁关闭。本申请采用高压介质自身的压力实现锥形阀口的开启及关闭，在阀体材料许可情况下，压力越高高压阀关闭越严，防泄漏效果显著。

上述通孔15为直径位于

的圆形截面小孔，以减小各复位弹簧压力和电磁铁12开启力。

优选的，先导阀1的上腔体面积大于下腔体的面积，且主阀2的上腔体面积大于下腔体面积，由此保证上腔体的气体介质压力大，在高压力作用下，外加上腔先导阀上弹簧14及主阀弹簧23的作用下，关闭先导阀1和主阀F1锥形阀口，以使高压阀快速关闭。

为保证高压阀可靠关闭，进一步地，可以在先导阀1与主阀2之间设置过渡阀3，具体地，该过渡阀3包括过渡阀本体31、过渡阀盖32、过渡阀阀芯33、第四O型圈34和过渡阀弹簧35，管路K3与过渡阀3的上腔体的阀入口之间连接管路K5，管路K1接出端连接先导阀1下腔体、接入端连接于过渡阀3下腔体的阀入口，过渡阀3的下腔体的阀出口通过管路K6连通于主阀2的下腔体的P1口。

当电磁阀得电时，在电磁力作用下，上腔阀芯13向上移动，先导阀1通孔15打开，高压气体介质排大气，下腔阀芯17向上移动，封住K2、K3通路，先导阀1下腔阀口打开，高压介质从管路K4到管路K1排出，并进入过渡阀3的下腔体，在高压介质压力作用下克服过渡阀弹簧35力，因K3路关闭无压力，过渡阀阀芯33向上移动，使高压介质经过渡阀3下腔体和管路K4介质一并从过渡阀3阀口排出，进入主阀2下腔体，在高压介质作用下，主阀阀芯21向上移动，打开主阀2从主阀2的P2口排出高压介质，高压阀开启。

优选的，过渡阀设有锥形阀口，过渡阀阀芯33设有用以适配于锥形阀口的锥形结构，以提高密封压力和密封效率。

此外，可以在先导阀1与过渡阀3之间进一步设置缓冲阀4，缓冲阀4包括缓冲阀本体41、缓冲阀盖42、缓冲阀弹簧43和缓冲阀阀芯44，管路K1设有支路K7，支路K7连通至缓冲阀4的进入端，通过在阀体上增设缓冲阀4，可以使高压阀动作平稳可靠，使用寿命长。

缓冲阀阀芯44设有锥形角，且过渡阀3及缓冲阀4的上腔体面积均大于下腔体面积，由此保证上腔压力大于下腔压力，外加弹簧压力，可以保证阀体关闭的严密性，通过在缓冲阀阀芯44的直面和阀口锥形处合理设置进高压介质的通路，这样，阀芯稍微向上移动，高压介质即可进入下腔，推动阀芯向上移动，完全打开通路。

上述缓冲阀4具体可以为溢流阀或者减压阀，溢流阀主要适用于液体介质，减压阀适用于气体介质，超过设定介质压力排入外部，使高压阀动作平稳，保证管路安全运行，延长使用寿命。

优选的，各部件的阀体和阀芯采用同种材质，例如不锈钢、合金钢、高强度非金属等，便于加工，避免高温、低温环境影响高压阀的启闭性能。

综上，本申请所提供的自密封式高压阀，通过合理设计气体介质的通路，使主阀阀芯21自密封关闭；通过于先导阀1设置两种阀芯，实现介质路径的切换；通过在阀体设置过渡阀3和缓冲阀4，以减小主阀2压力，提升系统运行平稳性。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的自密封气体高压阀进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种自密封气体高压阀，其特征在于，包括阀体、先导阀（1）和主阀（2），所述阀体P1口分别通过管路K2和管路K4与所述先导阀（1）的上腔体的阀入口及所述先导阀（1）的下腔体的阀入口相连通，所述先导阀（1）的上腔体的阀出口通过管路K3连通于所述主阀（2）的上腔体的阀入口，所述先导阀（1）的下腔体的阀出口通过管路K1连通于所述主阀（2）的下腔体的P1口；所述先导阀（1）包括先导阀本体（11）、电磁铁（12）、上腔阀芯（13）和先导阀上弹簧（14），所述先导阀本体（11）设有上腔体和下腔体，所述电磁铁（12）、所述上腔阀芯（13）和所述先导阀上弹簧（14）设于所述先导阀本体（11）的上部，所述先导阀上弹簧（14）套装在所述上腔阀芯（13）上，所述电磁铁（12）套装于所述上腔阀芯（13）和所述先导阀上弹簧（14）的外部，所述先导阀本体（11）设有连通于外界与所述上腔体的通孔（15），所述上腔阀芯（13）向上移动打开所述通孔（15）并使所述上腔体与大气连通，所述先导阀本体（11）设有第一O型圈（16），所述先导阀（1）还包括下腔阀芯（17）、先导阀下弹簧（18）和第二O型圈（19），所述先导阀下弹簧（18）的一端抵在所述下腔阀芯（17）上、另一端抵在所述上腔体的壁上，所述第二O型圈（19）套装在所述下腔阀芯（17）上；所述主阀（2）的阀腔中设有主阀阀芯（21）、第三O型圈（22）、主阀弹簧（23）和主阀盖（24），所述主阀盖（24）安装在所述主阀（2）的阀腔中，所述主阀弹簧（23）一端抵在所述主阀盖（24）上、另一端抵在所述主阀阀芯（21）上，所述第三O型圈（22）套装在所述主阀阀芯（21）上，所述上腔阀芯（13）、所述下腔阀芯（17）和所述主阀阀芯（21）均设有锥形角。

2.根据权利要求1所述的自密封气体高压阀，其特征在于，所述先导阀（1）的上腔体面积大于下腔体的面积。

3.根据权利要求2所述的自密封气体高压阀，其特征在于，所述先导阀（1）与所述主阀（2）之间设有过渡阀（3），所述过渡阀（3）包括过渡阀本体（31）、设于所述过渡阀本体（31）的端部安装腔且与所述过渡阀本体（31）同轴分布的过渡阀盖（32）、设于所述过渡阀本体（31）内腔的过渡阀阀芯（33）、套装于所述过渡阀阀芯（33）的第四O型圈（34）和一端顶紧于所述过渡阀阀芯（33）的上端面的过渡阀弹簧（35），所述过渡阀弹簧（35）另一端抵在所述过渡阀盖（32）上，所述管路K3与所述过渡阀（3）的上腔体的阀入口之间连接管路K5，所述管路K1连接于所述过渡阀（3）的下腔体的阀入口，所述过渡阀（3）的下腔体的阀出口通过管路K6连通于所述主阀（2）的下腔体的P1口。

4.根据权利要求3所述的自密封气体高压阀，其特征在于，所述过渡阀阀芯（33）设有锥形角。

5.根据权利要求4所述的自密封气体高压阀，其特征在于，还包括缓冲阀（4），所述缓冲阀（4）包括缓冲阀本体（41）、设于所述缓冲阀本体（41）的端部安装腔且与所述缓冲阀本体（41）同轴分布的缓冲阀盖（42）、设于所述缓冲阀本体（41）内腔的缓冲阀阀芯（44）和一端顶紧于所述缓冲阀阀芯（44）的上端面的缓冲阀弹簧（43），所述缓冲阀弹簧（43）的另一端抵在所述缓冲阀盖（42）上，所述管路K1设有支路K7，所述支路K7连通至所述缓冲阀（4）的进入端。

6.根据权利要求5所述的自密封气体高压阀，其特征在于，所述缓冲阀阀芯（44）设有锥形角。

7.根据权利要求6所述的自密封气体高压阀，其特征在于，所述过渡阀（3）及所述缓冲阀（4）的上腔体面积均大于下腔体面积。

8.根据权利要求7所述的自密封气体高压阀，其特征在于，所述缓冲阀（4）可以为溢流阀或者减压阀。

9.根据权利要求1~8任一项所述的自密封气体高压阀，其特征在于，所述通孔（15）直径为φ0.1mm~φ3mm。

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