CN213871273U - 一种活塞提拉式减压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种活塞提拉式减压阀，该方案包括阀体和阀盖，阀体上设有进口和出口，且阀体内部设有低压腔和高压腔及气室，低压腔与出口连通，高压腔与进口连通；高压腔内设有阀杆、阀杆弹簧、过滤器、阀座及螺塞，阀座设于螺塞和过滤器之间，阀杆位于低压腔和高压腔之间且阀杆的上端穿过阀座和螺塞进入气室内与活塞连接，阀杆弹簧位于低压腔与阀杆之间且与阀杆连接；气室内的活塞与阀杆连接具有提拉阀杆的功能，且气室与出口连通；阀盖内设有与气室连通的腔体，腔体内设有调节螺杆、弹簧座及调压弹簧，调节螺杆下端穿过阀盖与弹簧座连接，该减压阀具有有效保证减压阀静态锁止时的稳定性，大大提高可靠性的优点。

Description

一种活塞提拉式减压阀

技术领域

本实用新型属于一种减压阀，具体涉及一种活塞提拉式减压阀。

背景技术

氢能是公认的清洁能源载体，氢燃料电池汽车的应用发展对氢能的普及发展起到至关重要的作用。其中减压阀是车载供氢系统最核心且必不可少的零件，其出口直接连接燃料电池电堆，起到了压力和流量控制的功能。因此减压阀的性能直接关系到了氢系统的安全性以及燃料电池电堆的稳定性和工作效率。

目前，现阶段高压氢气减压阀最常见的失效形式为减压阀静态出口压力上升，其原因是减压阀阀座与阀杆的密封比压不够，硬密封失效，致使阀内高压腔内的介质流入了低压腔内，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提供了一种静态性能好的活塞提拉式减压阀。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种活塞提拉式减压阀包括阀体和阀盖，所述阀体上设有进口和出口，且阀体内部设有低压腔和高压腔及气室，所述低压腔与出口连通，所述高压腔与进口连通；所述高压腔内设有阀杆、阀杆弹簧、过滤器、阀座及螺塞，所述螺塞位于高压腔和气室之间，阀座设于螺塞和过滤器之间，阀杆位于低压腔和高压腔之间且阀杆的上端穿过阀座和螺塞进入气室内与活塞连接，所述阀杆弹簧位于低压腔与阀杆之间且与阀杆连接；所述气室内的活塞与阀杆连接具有提拉阀杆的功能，且所述气室与出口连通；所述阀盖内设有与气室连通的腔体，所述腔体内设有调节螺杆、弹簧座及调压弹簧，所述调节螺杆下端穿过阀盖与弹簧座连接，所述调压弹簧位于弹簧座和活塞之间。

工作原理及有益效果：传统减压阀仅靠阀杆弹簧的回弹力来提供密封比压，而本阀体在静态锁止时，阀杆与阀座之间为硬密封，并依靠活塞地面介质力提供密封比压，当进口压力越高的时候，活塞底面的介质力就越大，密封比压也就越大，大大提高了本减压阀静态锁止时的稳定性和可靠性，有效放置了硬密封失效导致的问题发生。

进一步的，所述活塞内设有空腔，所述阀杆顶部设有位于空腔内的球头部，所述球头部与空腔内壁顶部抵接。

进一步的，所述螺塞的内径与阀座的外径相同，并通过O型圈进行密封。

进一步的，所述螺塞的外径与高压腔的孔径相同，并通过O型圈进行密封。

进一步的，所述阀杆下端直径与阀座及低压腔的孔径均相同。

进一步的，所述活塞与气室之间通过双O型圈密封。

进一步的，所述阀杆上设有与阀座配合的密封抵接部，且所述密封抵接部直径从上到下逐渐增大。

进一步的，所述阀杆与低压腔之间通过双O型圈和双挡圈进行密封。

进一步的，两个O型圈位于两个挡圈之间。

进一步的，所述阀杆弹簧和调压弹簧均采用50CrVA、55CrSiA、60Si2MnA、琴钢丝、T9A的其中一种制成。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的内部结构示意图；

图2是本实用新型的阀杆的示意图；

图3是本实用新型的减压阀运行时相比传统减压阀的密封比压-入口压力示意图；

图4是现有技术中阀杆与螺塞的连接示意图；

图5是本实用新型改进后阀杆与螺塞的连接示意图。

图中，1、阀体；2、阀盖；3、调节螺杆；4、弹簧座；5、调压弹簧；6、活塞；7、阀座；8、螺塞；9、过滤器；10、阀杆；11、阀杆弹簧；12、球头部；13、空腔；14、反馈通道；15、进气通道；16、出气通道；17、O型圈；18、低压腔；19、高压腔；20、气腔；21、密封抵接部；22、挡圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本领域技术人员应理解的是，在本实用新型的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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，因此上述术语不能理解为对本实用新型的限制。

如图1-3所示，本活塞提拉式减压阀包括阀体1和阀盖2，阀盖2和阀体1可通过常见的铝合金制成，阀盖2和阀体1之间通过螺纹固定，所述阀体1上设有进口和出口，且阀体1内部从下到上依次设有低压腔18和高压腔19及气室，所述低压腔18通过反馈通道14与出口连通，所述高压腔19通过进气通道15与进口连通。

具体的，所述高压腔19内设有阀杆10、阀杆弹簧11、过滤器9、阀座7及螺塞8，所述螺塞8位于气室和高压腔19之间，阀杆10位于低压腔18和高压腔19之间且阀杆10的上端穿过阀座7和螺塞8进入气室内与活塞6连接，阀杆10的下端穿入到低压腔18之内，所述阀杆弹簧11位于低压腔18与阀杆10之间且与阀杆10连接，其中螺塞8与气室之间通过两个O型圈17进行密封，且螺塞8的外径与气室的孔径大小相同，而阀座7安装在螺塞8和过滤器9之间并将气室和高压腔19隔开。

具体的，所述气室内的活塞6与阀杆10连接具有提拉阀杆10的功能，且所述气室与出口连通。此设置，可在本减压阀静态锁止时提供额外的密封比压，提升减压阀的稳定性和安全性，也可提高本减压阀的寿命。

具体的，所述阀盖2内设有与气室连通的腔体，所述腔体内设有调节螺杆3、弹簧座4及调压弹簧5，所述调节螺杆3下端穿过阀盖2与弹簧座4连接，所述调压弹簧5位于弹簧座4和活塞6之间。

具体的，所述活塞6内设有空腔13，所述阀杆10顶部设有位于空腔13内的球头部12，所述球头部12与空腔13内壁顶部抵接。此设置，在活塞6上下运动过程中，球头部12可使得阀杆10和活塞6具有自找中心的功能，可有效防止阀杆10偏心所导致的阀杆10倾斜、卡死等现象出现，从而有效提升了减压阀的稳定性和可靠性。

具体的，如图4所示，现有结构的阀杆与活塞为间隙配合，在上下移动的过程中阀杆可能会出现偏心、倾斜等问题，影响产品功能，传统的圆柱头式阀杆在倾斜后可能出现卡死的现象，通过改进后如图5所示，球头式阀杆将原本的滑动摩擦力变为滚动摩擦力，将原本的面接触变为点接触，减小了摩擦力矩，因此减小了倾斜偏移后卡死的可能性，实现了自找中心的功能。

减压阀在工作前先拧动调节螺钉来直接对调压弹簧5进行压力调节，把力直接加在阀杆10上来调整减压阀的输出压力。

具体的，所述螺塞8的内径与阀座7的外径相同，并通过O型圈17进行密封。此设置，O型圈17选用常见的密封圈。

具体的，所述螺塞8的外径与高压腔19的孔径相同，并通过O型圈17进行密封。此设置，O型圈17选用常见的密封圈。

在使用的时候，预先给一定的开口量，气体从进口流到出口，出口的压力可通过反馈通道14反馈到活塞6地面，当作用在活塞6底面的作用力与调压弹簧5的力和活塞6上O型圈17的摩擦力之和相平衡时，此时减压阀便获得一定的开度，且具有一定的出口压力，因此通过调节调压弹簧5的预压缩量可改变出口压力的高低。

减压阀在工作时，高压气体通过阀杆10与阀座7间的微小间隙节流减压，减压后的低压气体进入到气室内，在活塞6底面形成介质力推动活塞6上移，介质力最终与调压弹簧5力、活塞6上的O型圈17摩擦力及阀杆弹簧11力相平衡，使活塞6静止在某一位置。活塞6拖动阀杆10移动，使阀杆10与阀座7间获得一定大小的开度，从而使出口压力稳定。

当减压阀入口压力改变时，出口压力随之改变，反馈到活塞6底面上的压力改变，活塞6位置改变，活塞6拖动阀杆10发生位移，改变阀杆10与阀座7之间的开度，使节流效果改变，减压阀出口压力重新稳定在设定值附近。减压阀一直处于动态平衡中。在活塞6运动的过程中，球头式的阀杆10具有自找中心的功能，可以有效避免因阀杆10偏心所导致的阀杆10倾斜、卡死等现象出现，提升减压阀的稳定性、可靠性。

当减压阀出口锁止时，活塞6底面压力持续上升，推动活塞6上移，活塞6提拉阀杆10上移，直至阀杆10与阀座7之间开度为0，减压阀锁止。阀杆10与阀座7密封面上的密封比压主要依靠活塞6底面的介质力提供，并且高压腔19内气体压力越高，介质力所提供的密封比压也越大，相比现有技术，与上述的球头式的阀杆10配合，可有效提高了减压阀的安全性、稳定性。

具体的，为了保证密封性能，所述阀杆10下端直径与阀座7及低压腔18的孔径均相同。

具体的，所述阀杆10上设有与阀座7配合的密封抵接部21，且所述密封抵接部直径从上到下逐渐增大。此设置，可通过密封抵接部21来保证当阀杆10抵接在阀座7上的时候，可获得较好地密封效果，压力越大密封效果越好。

具体的，所述阀杆10与低压腔18之间通过双O型圈17和双挡圈进行密封。此设置，相比传统只有一个O型圈17的结构，密封效果更好。

具体的，两个O型圈17位于两个挡圈之间。此设置，可防止两个O型圈17松动，通过两个挡圈可将O型圈17牢牢地固定在两个挡圈22之间，当然在另一种实施例中，挡圈22可以在螺塞8的底部设置一个，在低压腔18和高压腔19之间设置一个，相当于在阀杆弹簧11的两端。

具体的，所述阀杆弹簧11和调压弹簧5均采用50CrVA、55CrSiA、60Si2MnA、琴钢丝、T9A的其中一种制成。此设置，可采用上述这些材质来为弹簧提供优秀的性能，从而保证了减压阀的长时间正常运行。

本实用新型未详述部分为现有技术，故本实用新型未对其进行详述。

可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

尽管本文较多地使用了阀体1、阀盖2、调节螺杆3、弹簧座4、调压弹簧5、活塞6、阀座7、螺塞8、过滤器9、阀杆10、阀杆弹簧11、球头部12、空腔13、反馈通道14、进气通道15、出气通道16、O型圈17、低压腔18、高压腔19、气腔20、密封抵接部21、挡圈22等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种活塞提拉式减压阀，包括阀体和阀盖，其特征在于，所述阀体上设有进口和出口，且阀体内部设有低压腔和高压腔及气室，所述低压腔与出口连通，所述高压腔与进口连通；所述高压腔内设有阀杆、阀杆弹簧、过滤器、阀座及螺塞，所述螺塞位于气室和高压腔之间，阀座设于螺塞和过滤器之间，阀杆位于低压腔和高压腔之间且阀杆的上端穿过阀座和螺塞进入气室内与活塞连接，所述阀杆弹簧位于低压腔与阀杆之间且与阀杆连接；所述气室内的活塞与阀杆连接具有提拉阀杆的功能，且所述气室与出口连通；所述阀盖内设有与气室连通的腔体，所述腔体内设有调节螺杆、弹簧座及调压弹簧，所述调节螺杆下端穿过阀盖与弹簧座连接，所述调压弹簧位于弹簧座和活塞之间。

2.根据权利要求1所述的一种活塞提拉式减压阀，其特征在于，所述活塞内设有空腔，所述阀杆顶部设有位于空腔内的球头部，所述球头部与空腔内壁顶部抵接。

3.根据权利要求1所述的一种活塞提拉式减压阀，其特征在于，所述螺塞的内径与阀座的外径相同，并通过O型圈进行密封。

4.根据权利要求3所述的一种活塞提拉式减压阀，其特征在于，所述螺塞的外径与高压腔的孔径相同，并通过O型圈进行密封。

5.根据权利要求1所述的一种活塞提拉式减压阀，其特征在于，所述阀杆下端直径与阀座及低压腔的孔径均相同。

6.根据权利要求1所述的一种活塞提拉式减压阀，其特征在于，所述活塞与气室之间通过双O型圈密封。

7.根据权利要求1所述的一种活塞提拉式减压阀，其特征在于，所述阀杆上设有与阀座配合的密封抵接部，且所述密封抵接部直径从上到下逐渐增大。

8.根据权利要求5所述的一种活塞提拉式减压阀，其特征在于，所述阀杆与低压腔之间通过双O型圈和双挡圈进行密封。

9.根据权利要求8所述的一种活塞提拉式减压阀，其特征在于，两个O型圈位于两个挡圈之间。

10.根据权利要求5所述的一种活塞提拉式减压阀，其特征在于，所述阀杆弹簧和调压弹簧均采用50CrVA、55CrSiA、60Si2MnA、琴钢丝、T9A的其中一种制成。

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