CN111927977B - 一种高压大流量充排气阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压大流量充排气阀，包括气阀和对接机构，气阀的左端为用于连接气瓶的接瓶端，气阀的右端为用于连接对接机构的阀口端；本发明结构设计巧妙，实现高压密封，机械式开启，可反复使用；具有安全性高、密封性好、体积小、重量轻、结构紧凑等优点，阀嘴作为气阀的核心零件，集多个密封功能作用于一身，有效的减少了零件数量，简化了本阀结构，使其便于加工制造，适合大批量生产，特别适合航空、航天等要求压力高，体积、重量有严格要求的使用场合。

Description

一种高压大流量充排气阀
技术领域
本发明涉及充排气阀技术领域，具体为一种高压大流量充排气阀。
背景技术
充排气阀是高压气瓶对外输出控制的重要部件，在国内外多种型号的探测器供气装置上都有使用，工作压力达31MPa，其使用的可靠性、安全性、密封性对气瓶的稳定供气常发挥至关重要的作用。
授权公告号为CN102032441B的一项中国发明专利，公开了一种气瓶阀包括具有上下两端开口的阀体，两开口相通形成气体流通的管路，下端为用于连接气瓶的接瓶端；阀体上端的管路中沿管路方向滑动装配一个导套，导套上设有流通气体的气道，气道底部设置有阀口过滤装置，所述阀口过滤装置向下顶设一个倒T型阀杆，倒T型阀杆上套设有锥形密封套，所述锥形密封套与对应位置的管路锥形侧壁紧密配合，所述倒T型阀杆通过一个限位结构向下与阀体之间顶装有用于向上顶紧倒T型阀杆的轴向弹簧，所述阀体下端部装配有瓶口过滤装置。这种气瓶阀在使用时，电磁阀的插针插入阀口，顶压导套，进而带动阀口过滤装置、阀杆一起向下运动，挤压弹簧，锥形密封套脱离阀座，阀体气路导通，能够进行充气或放气工作。
上述气瓶阀采用锥面密封结构，锥形密封套和管路锥形侧壁加工精度要求较高，才能保证密封性能，进而增加了加工难度，若配合不好或加工精度不够，则容易出现泄漏问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种高压大流量充排气阀，结构设计巧妙，实现高压密封，机械式开启，可反复使用；具有安全性高、密封性好、体积小、重量轻、结构紧凑等优点，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高压大流量充排气阀，包括气阀和对接机构，所述气阀的左端为用于连接气瓶的接瓶端，气阀的右端为用于连接对接机构的阀口端；
所述气阀具有连通两端开口的阀腔，阀腔的右侧通过压紧螺纹套压紧固定有与阀腔密封配合的阀嘴，压紧螺纹套与气阀的右侧开口螺纹连接，阀嘴设有与气阀的右侧开口适配的肩台；所述气阀阀腔的左侧设有与其间隙配合的弹簧座以及套接在弹簧座外周使弹簧座向阀嘴移动的弹簧，弹簧座的一端设有伸入到阀腔左侧气流通道的短杆；所述阀嘴与弹簧座相对的两端均设有环台，两个环台的内侧形成与阀嘴内腔连通的密封腔，所述阀嘴的内腔沿轴线方向间隙配合有阀杆，阀杆的一端伸入到密封腔内且端部设有端头，阀杆伸入到密封腔内的杆身段外壁套接有密封套二，密封套二与密封腔内壁间隙配合，密封套二的外壁套接有位于两个环台之间的密封垫,两个环台的外壁间隙配合有密封套一；在弹簧的作用力下，密封套一、密封垫以及密封套二被压缩并与阀嘴、弹簧座以及密封腔形成密封副；
所述对接机构包括安装在气阀阀口端的锁紧套，锁紧套的一端开口螺纹连接有连接头，连接头的轴线方向设有气流通道，连接头朝向气阀阀口端的一端内凹形成内锥面，气阀阀口端设有与内锥面适配的外锥面，内锥面轴向方向设有与气流通道连通的顶针，顶针穿过压紧螺纹套并伸入到阀嘴内腔，顶针与阀杆轴线重合并与阀杆相抵触，顶针的端头设有气流间隙。
优选的，所述气瓶设有与气阀的接瓶端连通的气瓶螺纹口，且气瓶与气阀的连接处设有密封圈。
优选的，所述弹簧的一端与气阀的阀腔左侧顶压配合，弹簧的另一端与弹簧座的肩台顶压配合。
优选的，所述阀嘴的外周与气阀的阀腔内壁设有密封圈一，阀嘴的外周设有容纳密封圈一的安装槽。
优选的，所述顶针与阀嘴内腔密封配合，顶针的外壁套接有挡圈和密封圈二，阀嘴的一端开口设有容纳挡圈和密封圈二的凹槽，挡圈与压紧螺纹套相接触。
优选的，所述顶针的端部径向设有贯穿其内部通道的气流通槽。
优选的，所述锁紧套通过两组呈半环形的挡片卡装于气阀外壁，气阀的外壁设有与挡片适配的限位环槽，两组挡片安装于限位环槽内，两组挡片的同一侧端面与锁紧套相抵触。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)、气阀设计结构巧妙，在弹簧和气瓶内气压的作用下弹簧座向右移动，空间变小，密封套一、密封垫以及密封套二被压缩，形成密封副；旋转推动连接头，顶针顶推阀杆，进而推动弹簧座移动，压缩弹簧，密封副被打开，实现高压密封，机械式开启，可反复使用；密封套一和密封套二的设计既保证了阀嘴与弹簧座的对接，形成密封副，又隔绝了阀杆运动对密封垫的摩擦；
2)、具有安全性高、密封性好、体积小、重量轻、结构紧凑等优点，阀嘴作为气阀的核心零件，集多个密封功能作用于一身，有效的减少了零件数量，简化了本阀结构，使其便于加工制造，适合大批量生产，特别适合航空、航天等要求压力高，体积、重量有严格要求的使用场合。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明气瓶结构示意图；
图3为本发明气阀、对接机构和连接头连接结构示意图；
图4为本发明气阀结构示意图；
图5为本发明A处结构放大示意图；
图6为本发明阀嘴结构示意图；
图7为本发明连接头结构示意图；
图8为本发明B处结构放大示意图；
图9为本发明B处结构正视图；
图10为本发明挡片结构示意图。
图中：1气瓶、1-1气瓶螺纹口、2气阀、2-1阀体、2-2弹簧、2-3限位环槽、2-4压紧螺纹套、2-5外锥面、2-6阀嘴、2-7弹簧座、2-8密封套一、2-9密封垫、2-10密封套二、2-11环台、2-12密封腔、2-13阀杆、2-14端头、2-15密封圈一、2-16挡圈、2-17密封圈二、3对接机构、3-1挡片、3-2锁紧套、4连接头、4-1顶针、4-3内锥面、4-3气流通槽。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种高压大流量充排气阀，包括气阀2和对接机构3，气阀2的左端为用于连接气瓶1的接瓶端，气阀2的右端为用于连接对接机构3的阀口端；气阀2具有连通两端开口的阀腔，阀腔的右侧通过压紧螺纹套2-4压紧固定有与阀腔密封配合的阀嘴2-6，压紧螺纹套2-4与气阀2的右侧开口螺纹连接，阀嘴2-6设有与气阀2的右侧开口适配的肩台；
如图4所示，需要说明的是，压紧螺纹套2-4将阀嘴2-6的右端肩台与气阀2的右侧开口槽底压紧接触，阀嘴2-6的外周与气阀2的阀腔内壁设有密封圈一2-15，阀嘴2-6的外周设有容纳密封圈一2-15的安装槽，避免气源通过阀嘴2-6与阀腔的间隙通过，为了进一步确保密封效果，阀嘴2-6的右端肩台与阀腔还增设有密封圈，集多个密封功能作用于一身，有效的减少了零件数量，确保密封性能；
如图5所示，气阀2阀腔的左侧设有与其间隙配合的弹簧座2-7以及套接在弹簧座2-7外周使弹簧座2-7向阀嘴2-6移动的弹簧2-2，弹簧座2-7的一端设有伸入到阀腔左侧气流通道的短杆；阀嘴2-6与弹簧座2-7相对的两端均设有环台2-11，两个环台2-11的内侧形成与阀嘴2-6内腔连通的密封腔2-12，阀嘴2-6的内腔沿轴线方向间隙配合有阀杆2-13，阀杆2-13的一端伸入到密封腔2-12内且端部设有端头2-14，阀杆2-13伸入到密封腔2-12内的杆身段外壁套接有密封套二2-10，密封套二2-10与密封腔2-12内壁间隙配合，密封套二2-10的外壁套接有位于两个环台2-11之间的密封垫2-9,两个环台2-11的外壁间隙配合有密封套一2-8；在弹簧2-2的作用力下，密封套一2-8、密封垫2-9以及密封套二2-10被压缩并与阀嘴2-6、弹簧座2-7以及密封腔2-12形成密封副；
需要说明的是，在工作状态下，在气瓶1内气压和弹簧2-2的作用力下，弹簧座2-7向右移动，由于阀嘴2-6位置固定，弹簧座2-7与阀嘴2-6之间的空间变小，密封套一2-8、密封垫2-9以及密封套二2-10被压缩，密封垫2-9与密封套一2-8、密封套二2-10挤压接触，从而封堵阀腔和密封腔2-12，形成密封副，实现高压密封，密封套一2-8和密封套二2-10的设计既保证了阀嘴2-6与弹簧座2-7的对接，形成密封副，又隔绝了阀杆2-13运动对密封垫2-9的摩擦，实现反复使用，寿命长；
如图3和图7所示，对接机构3包括安装在气阀2阀口端的锁紧套3-2，锁紧套3-2的一端开口螺纹连接有连接头4，连接头4的轴线方向设有气流通道，连接头4朝向气阀2阀口端的一端内凹形成内锥面4-2，气阀2阀口端设有与内锥面4-2适配的外锥面2-5，内锥面4-2轴向方向设有与气流通道连通的顶针4-1，顶针4-1穿过压紧螺纹套2-4并伸入到阀嘴2-6内腔，顶针4-1与阀杆2-13轴线重合并与阀杆2-13相抵触，顶针4-1的端头设有气流间隙；
需要说明的是，当旋转连接头4时，顶针4-1移动并顶推阀杆2-13，进而阀杆2-13推动弹簧座2-7移动，弹簧被压缩2-2，密封副被打开，则气源通过阀腔左侧气流通道进入到阀腔内，随后通过被打开的密封副进入到阀嘴2-6内腔，随后通过顶针4-1端头的气流间隙进入顶针4-1内部通道，实现气源通道打开，即可进行充排气，通过设计内锥面4-2和外锥面2-5，实现旋进到位停止功能；
如图2所示，气瓶1设有与气阀2的接瓶端连通的气瓶螺纹口1-1，且气瓶1与气阀2的连接处设有密封圈，采用螺纹连接，方便拆卸，连接处使用密封圈确保密封；
如图3所示，弹簧2-2的一端与气阀2的阀腔左侧顶压配合，弹簧2-2的另一端与弹簧座2-7的肩台顶压配合；
如图3所示，顶针4-1与阀嘴2-6内腔密封配合，顶针4-1的外壁套接有挡圈2-16和密封圈二2-17，阀嘴2-6的一端开口设有容纳挡圈2-16和密封圈二2-17的凹槽，挡圈2-16与压紧螺纹套2-4相接触，确保密封性能；
如图8和图9所示，顶针4-1的端部径向设有贯穿其内部通道的气流通槽4-3，采用这种设计，顶针4-1顶推阀杆2-13时，避免顶针4-1内部通道被堵塞，实现气流流通；
如图10所示，锁紧套3-2通过两组呈半环形的挡片3-1卡装于气阀2外壁，气阀2的外壁设有与挡片3-1适配的限位环槽2-3，两组挡片3-1安装于限位环槽2-3内，两组挡片3-1的同一侧端面与锁紧套3-2相抵触。
工作原理：使用时，气阀2的一端与气瓶1的气瓶螺纹口1-1螺纹连接，气阀2的另一端对接机构3；
关闭状态下，在气瓶1内气压和弹簧2-2的作用力下，弹簧座2-7向右移动，弹簧座2-7与阀嘴2-6之间的空间变小，密封套一2-8、密封垫2-9以及密封套二2-10被压缩，密封垫2-9与密封套一2-8、密封套二2-10挤压接触，从而封堵阀腔和密封腔2-12，形成密封副；
开启状态下(充排气状态)，旋转连接头4，顶针4-1移动并顶推阀杆2-13，进而阀杆2-13推动弹簧座2-7移动，弹簧被压缩2-2，密封副被打开，则气源通过阀腔左侧气流通道进入到阀腔内，随后通过被打开的密封副进入到阀嘴2-6内腔，随后通过顶针4-1端头的气流间隙进入顶针4-1内部通道，实现气源通道打开。
本发明未详述部分为现有技术，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高压大流量充排气阀，其特征在于：包括气阀(2)和对接机构(3)，所述气阀(2)的左端为用于连接气瓶(1)的接瓶端，气阀(2)的右端为用于连接对接机构(3)的阀口端；
所述气阀(2)具有连通两端开口的阀腔，阀腔的右侧通过压紧螺纹套(2-4)压紧固定有与阀腔密封配合的阀嘴(2-6)，压紧螺纹套(2-4)与气阀(2)的右侧开口螺纹连接，阀嘴(2-6)设有与气阀(2)的右侧开口适配的肩台；所述气阀(2)阀腔的左侧设有与其间隙配合的弹簧座(2-7)以及套接在弹簧座(2-7)外周使弹簧座(2-7)向阀嘴(2-6)移动的弹簧(2-2)，弹簧座(2-7)的一端设有伸入到阀腔左侧气流通道的短杆；所述阀嘴(2-6)与弹簧座(2-7)相对的两端均设有环台(2-11)，两个环台(2-11)的内侧形成与阀嘴(2-6)内腔连通的密封腔(2-12)，所述阀嘴(2-6)的内腔沿轴线方向间隙配合有阀杆(2-13)，阀杆(2-13)的一端伸入到密封腔(2-12)内且端部设有端头(2-14)，阀杆(2-13)伸入到密封腔(2-12)内的杆身段外壁套接有密封套二(2-10)，密封套二(2-10)与密封腔(2-12)内壁间隙配合，密封套二(2-10)的外壁套接有位于两个环台(2-11)之间的密封垫(2-9),两个环台(2-11)的外壁间隙配合有密封套一(2-8)；在弹簧(2-2)的作用力下，密封套一(2-8)、密封垫(2-9)以及密封套二(2-10)被压缩并与阀嘴(2-6)、弹簧座(2-7)以及密封腔(2-12)形成密封副；
所述对接机构(3)包括安装在气阀(2)阀口端的锁紧套(3-2)，锁紧套(3-2)的一端开口螺纹连接有连接头(4)，连接头(4)的轴线方向设有气流通道，连接头(4)朝向气阀(2)阀口端的一端内凹形成内锥面(4-2)，气阀(2)阀口端设有与内锥面(4-2)适配的外锥面(2-5)，内锥面(4-2)轴向方向设有与气流通道连通的顶针(4-1)，顶针(4-1)穿过压紧螺纹套(2-4)并伸入到阀嘴(2-6)内腔，顶针(4-1)与阀杆(2-13)轴线重合并与阀杆(2-13)相抵触，顶针(4-1)的端头设有气流间隙。
2.根据权利要求1所述的一种高压大流量充排气阀，其特征在于：所述气瓶(1)设有与气阀(2)的接瓶端连通的气瓶螺纹口(1-1)，且气瓶(1)与气阀(2)的连接处设有密封圈。
3.根据权利要求1所述的一种高压大流量充排气阀，其特征在于：所述弹簧(2-2)的一端与气阀(2)的阀腔左侧顶压配合，弹簧(2-2)的另一端与弹簧座(2-7)的肩台顶压配合。
4.根据权利要求1所述的一种高压大流量充排气阀，其特征在于：所述阀嘴(2-6)的外周与气阀(2)的阀腔内壁设有密封圈一(2-15)，阀嘴(2-6)的外周设有容纳密封圈一(2-15)的安装槽。
5.根据权利要求1所述的一种高压大流量充排气阀，其特征在于：所述顶针(4-1)与阀嘴(2-6)内腔密封配合，顶针(4-1)的外壁套接有挡圈(2-16)和密封圈二(2-17)，阀嘴(2-6)的一端开口设有容纳挡圈(2-16)和密封圈二(2-17)的凹槽，挡圈(2-16)与压紧螺纹套(2-4)相接触。
6.根据权利要求1所述的一种高压大流量充排气阀，其特征在于：所述顶针(4-1)的端部径向设有贯穿其内部通道的气流通槽(4-3)。
7.根据权利要求1所述的一种高压大流量充排气阀，其特征在于：所述锁紧套(3-2)通过两组呈半环形的挡片(3-1)卡装于气阀(2)外壁，气阀(2)的外壁设有与挡片(3-1)适配的限位环槽(2-3)，两组挡片(3-1)安装于限位环槽(2-3)内，两组挡片(3-1)的同一侧端面与锁紧套(3-2)相抵触。
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