CN201764042U - 喷嘴挡板式气控反比例压力阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种喷嘴挡板式气控反比例压力阀。其包括阀体和阀芯，阀体内设有上、中、下三个腔体；中腔体和下腔体通过阀芯导套相隔，阀芯竖直插设在阀芯导套内并能在阀芯导套中上下移动，阀芯上部位于中腔体内，阀芯下部伸入下腔体内；阀芯上套装有弹簧，弹簧的上下端分别连接阀芯和阀芯导套。本实用新型结构巧妙合理，灵敏度高，控制空气输入压力与阀的输出压力呈反比例关系。设置有反馈空气孔，在负载突然改变时，反馈空气孔起到稳定输出压力的阻尼作用，有效避免振荡现象发生，大大提高了压力阀的稳压精度，改善了压力阀的动态性能。该压力阀能够应用于可燃气体、水蒸气或粉尘等危险环境下，适用范围较广。

Description

喷嘴挡板式气控反比例压力阀

技术领域

本实用新型涉及一种适用于气压传动与控制中的压力阀，具体是一种控制空气压力与阀的输出压力呈反比例关系的喷嘴挡板式气控反比例压力阀。

背景技术

喷嘴挡板式比例压力阀的控制方式主要有力马达驱动和压电晶体驱动两种结构，其原理是喷嘴挡板机构中产生的先导气压作用在主阀膜片上，操纵主阀的输出，并使主阀达到力平衡，最后在阀的输出口得到与输入信号成一定比例关系的气压力。但现有的比例压力阀通常是输入信号和输出压力成正比关系。在实际生产过程中的某些场合，需要用到一种控制空气压力与阀的输出压力呈反比例关系的反比例压力阀，而且这种压力阀的需求越来越大，但目前市场上尚未出现能够满足此种要求的压力阀产品。另外，现有的比例压力阀由于用到电信号，其难以应用于可燃气体、水蒸气或粉尘等危险环境下。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种结构巧妙合理，灵敏度高，控制空气压力与阀的输出压力呈反比例关系的喷嘴挡板式气控反比例压力阀，该压力阀能够应用于可燃气体、水蒸气或粉尘等危险环境下，适用范围较广。

按照本实用新型的技术方案：所述喷嘴挡板式气控反比例压力阀包括阀体和阀芯，其特征在于：阀体内设有上、中、下三个腔体；中腔体和下腔体通过阀芯导套相隔；阀芯导套的法兰圈上安放有弹簧，阀芯穿过弹簧竖直插设在阀芯导套内并能在阀芯导套中上下移动，阀芯上部位于中腔体内，阀芯下部伸入下腔体内，弹簧的上下端分别与阀芯上端部的弹簧座和阀芯导套的法兰圈相抵；

上腔体通过上膜片和装在上膜片上的喷嘴挡板分隔成第一控制空气腔和第一排气腔；第一控制空气腔壁上设置有用于通入控制空气的第一控制空气口，第一排气腔壁上设置有第一排气孔，第一排气孔与外界相通；第一排气腔与中腔体之间设置有将它们连通起来的喷嘴，喷嘴上端的喷口正对喷嘴挡板；

中腔体通过中膜片、下膜片和阀芯挡板分隔成第二控制空气腔、第二排气腔和反馈空气腔，第二控制空气腔通过喷嘴与第一排气腔相连通，第二控制空气腔与阀体上设有的第二控制空气口相连通；第二排气腔壁上设有第二排气孔，第二排气孔与外界相通；阀芯挡板装在下膜片上，阀芯挡板上表面与中膜片下表面由胶粘接，阀芯挡板下表面压住阀芯顶端；所述阀芯顶端为锥形，阀芯挡板上开设有与阀芯的锥形顶端对应相抵的内孔，所述内孔通过支孔与第二排气腔相连通；反馈空气腔壁上设置有反馈空气孔；

下腔体包括相互连通的进气腔和出气腔；进气腔与压缩空气输入孔相连通，压缩空气输入孔同时与第二控制空气口相连通；出气腔与压缩空气输出孔相连通，压缩空气输出孔与反馈空气腔之间通过反馈空气孔相连通；所述阀芯下部穿过出气腔并伸入进气腔口，阀芯底端为锥形，阀芯下移可封住进气腔口。

作为本实用新型的进一步改进，所述上腔体的第一排气腔顶壁上设置有与喷嘴挡板相对的可旋入旋出的调节螺钉，调节螺钉与喷嘴挡板之间设有调节弹簧。

作为本实用新型的进一步改进，所述阀体包括阀盖、第一阀身、第二阀身和阀底，阀盖底部与第一阀身顶部之间形成上腔体，第一阀身底部、第二阀身与阀底顶部之间形成中腔体，阀底内开设下腔体；所述上膜片夹装在阀盖与第一阀身之间，中膜片夹装在第一阀身和第二阀身之间，下膜片夹装在第二阀身和阀底之间。

作为本实用新型的进一步改进，所述阀芯导套螺纹连接在下腔体开口处，阀芯导套通过其上设有的法兰圈支撑在下腔体开口边沿，法兰圈与下腔体开口边沿之间设置有密封垫。

本实用新型与现有技术相比，优点在于：结构巧妙合理，设置有第一控制空气腔(控制空气压力为mbar级)和第二控制空气腔(控制空气压力为bar级)，当第一和第二控制空气腔分别通入不同压力的控制空气后，控制空气压力越大，压力阀的输出压力越小，实现了控制空气压力与阀的输出压力的反比例控制。设置有调节螺栓和弹簧，可以灵活调整喷嘴挡板与喷嘴喷口之间的距离，调整喷嘴处初始背压的大小。设置有反馈空气孔，在负载突然改变时，反馈空气孔起到稳定输出压力的阻尼作用，有效避免振荡现象发生，大大提高了压力阀的稳压精度，改善了压力阀的动态性能。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的结构示意图。

附图标记说明：1-阀体、1a-阀盖、1b-第一阀身、1c-第二阀身、1d-阀底、2-第一控制空气腔、3-上膜片、4-第一排气腔、5-喷嘴、6-第二控制空气腔、7-中膜片、8-第二排气孔、9-第二排气腔、10-下膜片、11-反馈空气腔、12-反馈空气孔、13-压缩空气输出孔、14-安装螺栓孔、15-出气腔、16-进气腔、17-阀芯、18-压缩空气输入孔、19-阀芯导套、20-密封垫、21-弹簧、22-第二控制空气口、23-阀芯挡板、23a-内孔、23b-支孔、24-第一排气孔、25-第一控制空气口、26-喷嘴挡板、27-调节弹簧、28-调节螺钉。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，实施例中的喷嘴挡板式气控反比例压力阀包括阀体1和阀芯17，阀体1内设有上、中、下三个腔体；中腔体和下腔体通过阀芯导套19相隔；所述阀体1主要由阀盖1a、第一阀身1b、第二阀身1c和阀底1d组成，阀盖1a底部与第一阀身1b顶部之间形成上腔体，第一阀身1b底部、第二阀身1c与阀底1d顶部之间形成中腔体，阀底1d内开设下腔体；所述阀芯导套19螺纹连接在下腔体开口处，阀芯导套19通过其上设有的法兰圈支撑在下腔体开口边沿，法兰圈与下腔体开口边沿之间设置有密封垫20；阀芯导套19的法兰圈上安放有弹簧21，阀芯17穿过弹簧21竖直插设在阀芯导套19内并能在阀芯导套19中上下移动，阀芯17上部位于中腔体内，阀芯17下部伸入下腔体内，弹簧21的上下端分别与阀芯17上端部的弹簧座和阀芯导套19的法兰圈相抵。

如图1所示，所述上腔体通过上膜片3和装在上膜片3上的喷嘴挡板26分隔成第一控制空气腔2和第一排气腔4，上膜片3夹装在阀盖1a与第一阀身1b之间；第一控制空气腔2壁上设置有用于通入控制空气的第一控制空气口25，第一排气腔4壁上设置有第一排气孔24，第一排气孔24与外界相通；第一排气腔4与中腔体之间设有喷嘴安装孔，喷嘴5螺纹安装在喷嘴安装孔内，第一排气腔4与中腔体通过喷嘴5相连通，喷嘴5上端的喷口正对喷嘴挡板26。

如图1所示，所述中腔体通过中膜片7、下膜片10和阀芯挡板23分隔成第二控制空气腔6、第二排气腔9和反馈空气腔11，中膜片7夹装在第一阀身1b和第二阀身1c之间，下膜片10夹装在第二阀身1c和阀底1d之间；第二控制空气腔6通过喷嘴5与第一排气腔4相连通，第二控制空气腔6与阀体1上设有的第二控制空气口22相连通；第二排气腔9壁上设有第二排气孔8，第二排气孔8与外界相通；阀芯挡板23装在下膜片10上，阀芯挡板23上表面与中膜片7下表面相顶触，阀芯挡板23下表面压住阀芯17顶端；所述阀芯17顶端为锥形，阀芯挡板23上开设有与阀芯17的锥形顶端对应相抵的内孔23a，所述内孔23a通过支孔23b与第二排气腔9相连通；反馈空气腔11壁上设置有反馈空气孔12。

如图1所示，所述下腔体包括相互连通的进气腔16和出气腔15；进气腔16与压缩空气输入孔18相连通，压缩空气输入孔18同时与第二控制空气口22相连通；出气腔15与压缩空气输出孔13相连通，压缩空气输出孔13与反馈空气腔11之间通过反馈空气孔12相连通；所述阀芯17下部穿过出气腔15并伸入进气腔16口，阀芯17底端为锥形，阀芯17下移可封住进气腔16口。

如图1所示，所述上腔体的第一排气腔4顶壁上设置有与喷嘴挡板26相对的可旋入旋出的调节螺钉28，调节螺钉28与喷嘴挡板26之间设有调节弹簧27。所述阀底1d的底部设置有用于固定安装本实用新型的安装螺栓孔14。

本实用新型的工作原理及工作过程如下：

工作时，首先通过调整喷嘴挡板26与喷嘴5喷口之间的距离来调整喷嘴5处初始背压的大小，初始背压大小决定了第一控制空气腔2控制空气的最低初始压力值，该值为调节弹簧27弹力、上膜片3张力和背压压力的代数和。调整方式为：第一控制空气腔2不通入控制空气，第二控制空气腔6经由压缩空气输入通道18和与第二控制空气口22通入压缩空气作为控制空气，通过旋入或旋出调节螺钉28，调整调节弹簧27的压缩量，也即调整了喷嘴挡板26与喷嘴5之间的距离。

调整喷嘴挡板26与喷嘴5之间的距离后，即可在第一控制空气腔2通入控制空气，上膜片3伸展带动喷嘴挡板26下移，喷嘴5与喷嘴挡板26之间的距离减小，引起喷嘴5处背压增大，第二控制空气腔6内压力增大，中膜片7和下膜片10伸展带动阀芯挡板23下移，阀芯挡板23又推动阀芯17下移，压缩空气输入孔18与压缩空气输出孔13之间的通流面积减小，阀的输出压力减小。

第一控制空气腔2内控制空气压力越大，喷嘴5与喷嘴挡板26之间的距离越小，喷嘴5处背压就越大，从而第二控制空气腔6内压力越大，阀芯挡板23推动阀芯17下移的距离越大，压缩空气输入孔18与压缩空气输出孔13之间的通流面积越小，即阀的输出压力越小。反之，控制空气压力越小，通流面积则越大，阀的输出压力则越大。由以上工作过程可知，控制空气压力与阀的输出压力成反比例关系。

本实用新型中的反馈空气孔12作用是提高压力阀的稳压精度，改善压力阀的动态性能。比如当负载突然变化引起输出压力变大时，反馈空气腔11内的压力也增大，使得阀芯挡板23突然上移，阀芯挡板23的内孔23a与阀芯17的锥形顶端脱离相抵，反馈空气腔11内的部分空气经阀芯挡板23的内孔23a、支孔23b进入第一排气腔4，然后从第一排气口24排入外界，使得输出压力降低，从而起到稳定输出压力的阻尼作用，避免振荡现象发生。

Claims (5)

1.喷嘴挡板式气控反比例压力阀，包括阀体(1)和阀芯(17)，其特征在于：阀体(1)内设有上、中、下三个腔体；中腔体和下腔体通过阀芯导套(19)相隔，阀芯导套(19)的法兰圈上安放有弹簧(21)，阀芯(17)穿过弹簧(21)竖直插设在阀芯导套(19)内并能在阀芯导套(19)中上下移动，阀芯(17)上部位于中腔体内，阀芯(17)下部伸入下腔体内，弹簧(21)的上下端分别与阀芯(17)上端部的弹簧座和阀芯导套(19)的法兰圈相抵；

上腔体通过上膜片(3)和装在上膜片(3)上的喷嘴挡板(26)分隔成第一控制空气腔(2)和第一排气腔(4)；第一控制空气腔(2)壁上设置有用于通入控制空气的第一控制空气口(25)，第一排气腔(4)壁上设置有第一排气孔(24)，第一排气孔(24)与外界相通；第一排气腔(4)与中腔体之间设置有将它们连通起来的喷嘴(5)，喷嘴(5)上端的喷口正对喷嘴挡板(26)；

中腔体通过中膜片(7)、下膜片(10)和阀芯挡板(23)分隔成第二控制空气腔(6)、第二排气腔(9)和反馈空气腔(11)，第二控制空气腔(6)通过喷嘴(5)与第一排气腔(4)相连通，第二控制空气腔(6)与阀体(1)上设有的第二控制空气口(22)相连通；第二排气腔(9)壁上设有第二排气孔(8)，第二排气孔(8)与外界相通；阀芯挡板(23)装在下膜片(10)上，阀芯挡板(23)上表面与中膜片(7)下表面由胶粘接，阀芯挡板(23)下表面压住阀芯(17)顶端；所述阀芯(17)顶端为锥形，阀芯挡板(23)上开设有与阀芯(17)的锥形顶端对应相抵的内孔(23a)，所述内孔(23a)通过支孔(23b)与第二排气腔(9)相连通；反馈空气腔(11)壁上设置有反馈空气孔(12)；

下腔体包括相互连通的进气腔(16)和出气腔(15)；进气腔(16)与压缩空气输入孔(18)相连通，压缩空气输入孔(18)同时与第二控制空气口(22)相连通；出气腔(15)与压缩空气输出孔(13)相连通，压缩空气输出孔(13)与反馈空气腔(11)之间通过反馈空气孔(12)相连通；所述阀芯(17)下部穿过出气腔(15)并伸入进气腔(16)口，阀芯(17)底端为锥形，阀芯(17)下移可封住进气腔(16)口。

2.如权利要求1所述的喷嘴挡板式气控反比例压力阀，其特征在于：所述上腔体的第一排气腔(4)顶壁上设置有与喷嘴挡板(26)相对的可旋入旋出的调节螺钉(28)，调节螺钉(28)与喷嘴挡板(26)之间设有调节弹簧(27)。

3.如权利要求1所述的喷嘴挡板式气控反比例压力阀，其特征在于：所述阀体(1)包括阀盖(1a)、第一阀身(1b)、第二阀身(1c)和阀底(1d)，阀盖(1a)底部与第一阀身(1b)顶部之间形成上腔体，第一阀身(1b)底部、第二阀身(1c)与阀底(1d)顶部之间形成中腔体，阀底(1d)内开设下腔体；所述上膜片(3)夹装在阀盖(1a)与第一阀身(1b)之间，中膜片(7)夹装在第一阀身(1b)和第二阀身(1c)之间，下膜片(10)夹装在第二阀身(1c)和阀底(1d)之间。

4.如权利要求1所述的喷嘴挡板式气控反比例压力阀，其特征在于：所述阀芯导套(19)螺纹连接在下腔体开口处，阀芯导套(19)通过其上设有的法兰圈支撑在下腔体开口边沿，法兰圈与下腔体开口边沿之间设置有密封垫(20)。

5.如权利要求1所述的气控反比例压力阀，其特征在于：所述阀底(1d)的底部设置有安装螺栓孔(14)。

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