CN111927989A - 一种用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构 - Google Patents

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Abstract

一种涉及高压气体控制阀门设备领域的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,包含输气装置、气瓶、阀体、阀芯和空心顶杆,阀体设有气流通道,阀芯安装于气流通道中,并与气流通道内端口配合形成单向阀机构;输气装置设有进气台阶孔,空心顶杆的尾端外壁与进气台阶孔的通孔内壁对应密封连接,空心顶杆的头端设有进气口;空心顶杆的头端与气流通道的外端口对应插接匹配,气流通道的外端口与对应的空心顶杆的头端外壁之间能够保持活动密封;阀体的内端外壁与气瓶瓶颈内壁对应螺纹密封连接,阀体的外端外壁与进气台阶孔的沉孔内壁螺纹连接;该阀门结构能够实现气瓶和输气装置连接的快装快卸以及快速释放气体的功能。

Description

一种用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构
技术领域
本发明涉及高压气体控制阀门设备领域,尤其是涉及一种用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构。
背景技术
在某些机载设备中,需要利用气瓶作为气源向输气装置,例如阀岛,输送高压气体,传统的连接方式是利用管路将气瓶出口与阀岛进口进行连接,然后在管路上或者气瓶出口安装阀门来控制通断;这种连接结构相对复杂,占用空间大,需要连接气瓶和控制阀门等多个步骤,不利于人员操作和气瓶的快速换装;特别是对于气体压力高(达到35MPa),释放气体流速大(达到17500m3/h)的实际工况,传统的连接结构很难兼顾快速换装与连接处的结构强度和气密性,存在一定的安全隐患。
发明内容
为了克服背景技术中的不足,本发明公开了一种用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,能够实现气瓶和输气装置连接的快装快卸以及快速释放气体的功能。
为实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
一种用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,包含输气装置、气瓶、阀体、阀芯和空心顶杆,所述阀体设有贯通阀体两端的气流通道,所述阀芯安装于气流通道中,并与气流通道内端口配合形成能够顶动开启后使气流通道两端通畅的单向阀机构;所述输气装置设有进气台阶孔,所述空心顶杆的尾端外壁与进气台阶孔的通孔内壁对应密封连接,所述空心顶杆的头端设有连通至输气装置的进气口;所述空心顶杆的头端与气流通道的外端口对应插接匹配,并能沿气流通道轴向抵触阀芯移动,且气流通道的外端口与对应的空心顶杆的头端外壁之间能够保持活动密封;所述阀体的内端外壁与气瓶瓶颈内壁对应螺纹密封连接,所述阀体的外端外壁与进气台阶孔的沉孔内壁螺纹连接。
进一步,所述阀芯包含弹簧、阀杆以及外径大于阀杆外径的支撑柱,所述支撑柱外壁与气流通道内壁保持密封,所述支撑柱内设有连通支撑柱两端的气流辅道;所述支撑柱外端面与空心顶杆头端面对应,所述支撑柱内端面与阀杆的一端同轴固定,所述阀杆的另一端同轴固定有外大内小的锥形堵头,所述气流通道的内端口设为锥形堵头外壁适配密封的锥形口;所述气流通道对应阀杆杆身靠近锥形堵头9506的位置固定设有环形台阶,所述环形台阶与阀杆杆身之间留有间隙,所述弹簧同轴且间隙套设于支撑柱与环形台阶之间的阀杆杆身。
进一步,所述支撑柱的外端设为锥形头,所述气流辅道对应支撑柱外端的开口设于锥形头的锥面。
进一步,所述支撑柱的内端螺纹连接有安装座,所述安装座与阀杆固定连接。
进一步,所述阀体外端同轴设有密封导套,所述密封导套外壁与阀体外端口螺纹密封连接,所述密封导套内径大于空心顶杆外径,且密封导套的外端收径与空心顶杆的头端外壁密封插接匹配。
进一步,所述空心顶杆头端的进气口设有多个。
进一步,所述空心顶杆的中部杆身向外延伸形成定位轴肩。
进一步,所述阀体中部外壁向外延伸形成定位环。
进一步,所述阀体的外端外壁用于连接的螺纹设为梯形螺纹。
进一步,所述锥形堵头外壁设有橡胶密封圈。
由于采用如上所述的技术方案,本发明具有如下有益效果:
本发明公开的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,通过在输气装置的进气台阶孔中安装空心顶杆,在气瓶的瓶颈口安装带阀芯的阀体,使得在转动气瓶连接阀体和进气台阶孔的同时,空心顶杆能够深入到阀体中顶动阀芯,进而使阀芯能够在气瓶内单向开启,从而达到气瓶向输气装置释放气体的目的;相对于传统的连接结构,本发明能够在较小空间(φ50mm×90mm)内,实现高压气体(35MPa)的单向密封、开启释放功能,并能与阀岛快速连接后,快速(流量可达17500m3/h)释放气体,能够保证结构强度和连接气密性,降低了更换难度,提高了操作的便利性;综上所述,本发明具有体积小、重量轻、单向密封及开启释放结构可靠性高、放气流量大、可快装快卸的特点,且整体结构紧凑,工艺性好。
附图说明
图1是本发明连接后的阀门闭合状态示意图;
图2是本发明连接后的阀门打开状态示意图。
图中:1、气瓶;2、空心顶杆;201、;202、;3、输气装置;301、进气台阶孔;4、阀体;401、气流通道;402、密封导套;403、定位环;404、环形台阶;405、锥形口;406、挡环;5、阀芯;501、支撑柱;502、气流辅道;503、安装座;504、弹簧;505、阀杆;506、锥形堵头。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明,公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进,本发明并不局限于下面的实施例;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系,仅是与本申请的附图对应,为了便于描述本发明,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:
结合附图1-2所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,包含输气装置3、气瓶1、阀体4、阀芯5和空心顶杆2,阀体4设有贯通阀体4两端的气流通道401,阀芯5安装于气流通道401中,并与气流通道401内端口配合形成能够顶动开启后使气流通道401两端通畅的单向阀机构,保证从气流通道401外端口向里顶动阀芯5后,能够开启该单向阀机构,使气流通道401通畅;根据需要,阀芯5包含弹簧504、阀杆505以及外径大于阀杆505外径的支撑柱501,支撑柱501外壁与气流通道401内壁保持密封,也即支撑柱501外壁与气流通道401内壁能够设置密封圈进行密封,支撑柱501内设有连通支撑柱501两端的气流辅道502,气流辅道502用于流通气体,保证气流能够从气流通道401内端穿过阀芯5流通到气流通道401外端;此外,支撑柱501的外端设为锥形头,气流辅道502对应支撑柱501外端的开口设于锥形头的锥面,便于避开支撑柱501与空心顶杆2的抵触面,保持气流辅道502通畅;支撑柱501外端面与空心顶杆2头端面对应,支撑柱501内端面与阀杆505的一端同轴固定,且阀杆505与支撑柱501内端的固定位置需要避开气流辅道502的开口,阀杆505的另一端同轴固定有外大内小的锥形堵头506,气流通道401的内端口设为锥形堵头506外壁适配密封的锥形口405,锥形堵头506和锥形口405的配合能够保证密封紧密,也能够对阀芯进行限位,确保锥形堵头506能够单向开启,优选的,锥形堵头506外壁设有橡胶密封圈,确保高压下的气密性;气流通道401对应阀杆505杆身靠近锥形堵头506的位置固定设有环形台阶404,环形台阶404与阀杆505杆身之间留有间隙,弹簧504同轴且间隙套设于支撑柱501与环形台阶404之间的阀杆505杆身,阀杆505与气流通道401之间的间隙,能够保证气体流通顺畅,弹簧504始终处于压缩状态,保证静态下锥形堵头506受力贴合锥形口405,关闭该阀门结构;根据需要,支撑柱501的内端螺纹连接有安装座503,安装座503与阀杆505固定连接,便于拆装阀杆505,安装座503也设有便于气体流通的通孔,且通过安装座503和气流通道401变径能够对弹簧504进行径向限位;
输气装置3设有进气台阶孔301,空心顶杆2的尾端外壁与进气台阶孔301的通孔内壁对应密封螺纹连接,此外,空心顶杆2的中部杆身向外延伸形成定位轴肩202,起到定位空心顶杆2的作用;空心顶杆2的头端外壁设有连通至输气装置的进气口201,空心顶杆2的尾端开口与输气装置3保持通畅,空心顶杆2的头端面封闭,便于抵触支撑柱501;根据需要,空心顶杆2头端的进气口201设有多个,确保气体流量满足要求;空心顶杆2的头端与气流通道401的外端口对应插接匹配,并能沿气流通道401轴向抵触阀芯5移动,且气流通道401的外端口与对应的空心顶杆2的头端外壁之间能够保持活动密封,空心顶杆2插入气流通道401内之后,进气口201与气流通道401连通的同时,保证空心顶杆2与气流通道401的外端口的气密性;根据需要,阀体4外端同轴设有密封导套402,密封导套402外壁与阀体4外端口螺纹密封连接,密封导套402内径大于空心顶杆2外径,且密封导套402的外端收径与空心顶杆2的头端外壁密封插接匹配,密封导套402作为构成阀体4的一部分能够便于拆装更换维修,通过密封导套402的内腔来连通空心顶杆2的进气口201和气流辅道502;此外,密封导套402内靠近外端收径部的位置螺纹连接有挡环406,挡环406与密封导套402外端收径部之间安装密封圈;阀体4的内端外壁与气瓶1瓶颈内壁对应螺纹密封连接,保证阀体4与气瓶1之间连接的稳固性和气密性,阀体4的外端外壁与进气台阶孔301的沉孔内壁螺纹连接,保证连接气瓶的阀体4能够与输气装置3快速拆装;根据需要,阀体4中部外壁向外延伸形成定位环403,防止阀体4转动过度;此外,阀体4的外端外壁用于连接的螺纹设为梯形螺纹,确保阀体4与输气装置3之间的连接强度满足要求。
实施本发明所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,确保每个高压气瓶1都固定连接有阀体4,且事先将空心顶杆2与输气装置3固定连接;高压气瓶1(带阀体4)充气后,阀体4和阀芯5密封,高压气体(35MPa)贮存在高压气瓶1中;需要放气时,将阀体4与输气装置3通过梯形螺纹旋合,此时空心顶杆2推动支撑柱501带动整个阀芯5动作,单向阀机构反向打开,气体流经阀芯5、空心顶杆2后快速(流量可达17500m3/h)放出,完成一次任务后,能够立即反向旋下带阀体4的气瓶1,更换已充气备份的高压气瓶1(带阀体4)再次连接放气,实现连续快速工作的功能。
本发明未详述部分为现有技术。

Claims (10)

1.一种用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,其特征在于:包含输气装置(3)、气瓶(1)、阀体(4)、阀芯(5)和空心顶杆(2),所述阀体(4)设有贯通阀体(4)两端的气流通道(401),所述阀芯(5)安装于气流通道(401)中,并与气流通道(401)内端口配合形成能够顶动开启后使气流通道(401)两端通畅的单向阀机构;所述输气装置(3)设有进气台阶孔(301),所述空心顶杆(2)的尾端外壁与进气台阶孔(301)的通孔内壁对应密封连接,所述空心顶杆(2)的头端设有连通至输气装置的进气口(201);所述空心顶杆(2)的头端与气流通道(401)的外端口对应插接匹配,并能沿气流通道(401)轴向抵触阀芯(5)移动,且气流通道(401)的外端口与对应的空心顶杆(2)的头端外壁之间能够保持活动密封;所述阀体(4)的内端外壁与气瓶(1)瓶颈内壁对应螺纹密封连接,所述阀体(4)的外端外壁与进气台阶孔(301)的沉孔内壁螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,其特征是:所述阀芯(5)包含弹簧(504)、阀杆(505)以及外径大于阀杆(505)外径的支撑柱(501),所述支撑柱(501)外壁与气流通道(401)内壁保持密封,所述支撑柱(501)内设有连通支撑柱(501)两端的气流辅道(502);所述支撑柱(501)外端面与空心顶杆(2)头端面对应,所述支撑柱(501)内端面与阀杆(505)的一端同轴固定,所述阀杆(505)的另一端同轴固定有外大内小的锥形堵头(506),所述气流通道(401)的内端口设为锥形堵头(506)外壁适配密封的锥形口(405);所述气流通道(401)对应阀杆(505)杆身靠近锥形堵头(506)的位置固定设有环形台阶(404),所述环形台阶(404)与阀杆(505)杆身之间留有间隙,所述弹簧(504)同轴且间隙套设于支撑柱(501)与环形台阶(404)之间的阀杆(505)杆身。
3.根据权利要求2所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,其特征是:所述支撑柱(501)的外端设为锥形头,所述气流辅道(502)对应支撑柱(501)外端的开口设于锥形头的锥面。
4.根据权利要求2所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,其特征是:所述支撑柱(501)的内端螺纹连接有安装座(503),所述安装座(503)与阀杆(505)固定连接。
5.根据权利要求1所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,其特征是:所述阀体(4)外端同轴设有密封导套(402),所述密封导套(402)外壁与阀体(4)外端口螺纹密封连接,所述密封导套(402)内径大于空心顶杆(2)外径,且密封导套(402)的外端收径与空心顶杆(2)的头端外壁密封插接匹配。
6.根据权利要求1所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,其特征是:所述空心顶杆(2)头端的进气口(201)设有多个。
7.根据权利要求1所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,其特征是:所述空心顶杆(2)的中部杆身向外延伸形成定位轴肩(202)。
8.根据权利要求1所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,其特征是:所述阀体(4)中部外壁向外延伸形成定位环(403)。
9.根据权利要求1所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,其特征是:所述阀体(4)的外端外壁用于连接的螺纹设为梯形螺纹。
10.根据权利要求1所述的用于气瓶快换放气的大流量高压阀门结构,其特征是:所述锥形堵头(506)外壁设有橡胶密封圈。
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