CN215257896U - 一种用于超高压管路系统的直动式顺序阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于超高压管路系统的直动式顺序阀，包括阀体、阀芯通道和阀芯，上安装槽内依次装配有密封座和阀口密封圈，阀芯上依次设有上阀芯部、阀口部、颈部和下阀芯部，上阀芯部的直径大于阀口部的直径，其连接面构成承压面，阀口部的直径大于颈部的直径，其连接面构成密封面，密封座包括密封座凸台，密封座凸台与阀口部之间的间隙构成流体介质进入室，阀芯通道通过密封面和阀口密封圈的接触与流体介质进入室接通或断开。通过阀芯密封位置的受力面积差来控制阀芯的开启和关闭，该控制方式对压力灵敏，易调控，阀口密封圈与密封面采用硬密封的方式能够在长时间高频率使用下提供可靠的密封性，克服了现有技术所存在的不足。

Description

一种用于超高压管路系统的直动式顺序阀

技术领域

本实用新型涉及高压流体介质输送技术领域，特别是一种用于超高压管路系统的直动式顺序阀。

背景技术

顺序阀是超高压增压管道系统的核心零部件之一，它是实现增压管道内部介质输出控制，用以防止增压系统后端气瓶或容器容积太大，增压缓慢，且控制增压管道内部介质流动方向的特殊阀门。当顺序阀连接在增压管道系统中，管道内部介质的压力超过顺序阀的设定值时，顺序阀自动打开，增压端的高压介质流动到后端气瓶或介质容器；当管道内部介质的压力低于顺序阀的设定值时，顺序阀自动关闭，增压端继续增压。

目前增压管路中采用的顺序阀的密封件在长时间高频率使用时的密封效果不好，而且在长时间高频率使用后，所设置的整定压力不稳定，不易调控。同时，超高压增压管路系统中使用顺序阀未得到可靠的验证。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种用于超高压管路系统的直动式顺序阀，本实用新型通过阀芯密封位置的受力面积差来控制阀芯的开启和关闭，该控制方式对压力灵敏，易调控，阀口密封圈与密封面采用金属硬密封的方式能够在长时间高频率使用下提供可靠的密封性，工作可靠稳定，能够用于超高压增压管路系统中，克服了现有直动式顺序阀所存在的不足。

本实用新型采用的技术方案如下：一种用于超高压管路系统的直动式顺序阀，包括阀体、阀芯通道和阀芯，设于阀体上下端面的上安装槽和下安装槽，流体介质进口通道与上安装槽接通，流体介质出口通道与阀芯通道接通，其特征在于，沿阀芯的轴线方向，所述上安装槽内依次装配有密封座和阀口密封圈，所述密封座和阀口密封圈分别套设并滑动连接在阀芯上，所述阀芯上依次设有上阀芯部、阀口部、颈部和下阀芯部，上阀芯部的直径大于阀口部的直径，上阀芯部与阀口部的连接面构成承压面，阀口部的直径大于颈部的直径，阀口部和颈部的连接面构成密封面，所述密封座包括密封圈安装座和具有连接孔的密封座凸台，密封圈安装座与上阀芯部密封接触，所述承压面位于密封座凸台内，密封座凸台与阀口部之间的间隙构成流体介质进入室，流体介质进入室通过连接孔与上安装槽接通，所述密封面用于与阀口密封圈密封接触，阀芯通道通过密封面和阀口密封圈的接触与流体介质进入室接通或断开。

在本实用新型的直动式顺序阀中，通过阀芯密封位置的受力面积差来控制阀芯的开启和关闭，当具有高压的流体介质进入阀口部与密封座凸台之间的间隙中时，流体介质会在承压面处施加压力，当承压面承受的压力小于或等于预压力时，阀芯在压力下不会发生轴向移动，密封面与阀口密封圈没有脱离接触，顺序阀继续保持常闭状态；当承压面承受的压力大于预压力时，阀芯受压而向上进行轴向移动，此时密封面与阀口密封圈脱离接触，流体介质进入室与阀芯通道处于接通状态，流体介质沿进入阀芯通道，然后再流入流体介质出口通道，由此实现导通；当承压面所受的压力再次小于或等于预压力时，密封面与阀口密封圈重新密封接触，流体介质进入室与阀芯流道被断开，顺序阀处于闭合状态。该控制方式对压力灵敏，易调控，阀口密封圈与密封面采用硬密封的方式能够在长时间高频率使用下提供可靠的密封性，工作可靠稳定，能够用于超高压增压管路系统中，克服了现有直动式顺序阀所存在的不足。

进一步，所述密封座凸台与上安装槽壁面之间留有空间形成流体介质进口室，所述流体介质进口室同时接通流体介质进口通道和流体介质进入室。

进一步，所述颈部与阀口密封圈之间的间距构成流体介质流道，流体介质流道通过密封面和阀口密封圈的接触与流体介质进入室接通或断开，所述阀芯通道位于颈部处，阀芯通道与颈部之间的间距形成流体介质出口室，流体介质出口室分别与流体介质流道和流体介质出口通道接通。

在本实用新型中，所述阀口密封圈为刚性密封圈，阀口密封圈内圈一端的边角与密封面密封接触，所述密封面为斜面，阀口密封圈与密封面相接触的面也为斜面。通过斜面接触的方式，不仅能够避免接触面的磨损，还能增大密封面积，有效提高密封效果，能够保证在长时间高频繁的情况下有效保证密封性。

在本实用新型中，所述上安装槽固定连接有上螺塞，所述上螺塞用于对密封座和阀口密封圈进行限位，所述密封圈安装座内设置有上密封圈，密封圈安装座通过上密封圈与上阀芯部密封接触。通过具有蓄能圈作用的上密封圈来对阀芯实现密封，其不仅无需在阀芯上加工出密封圈安装槽，而且由于蓄能圈耐低温性优异，能够有效避免因高压低温而导致密封性差的问题，提高了顺序阀的应用广泛性。

在本实用新型中，所述下阀芯部的直径大于颈部的直径，沿阀芯的轴线方向，下阀芯部上依次套设并滑动连接有下密封圈和下螺塞，所述下螺塞包括下螺塞凸台，所述下螺塞凸台内设置有阀芯移动槽，下阀芯部的端部位于阀芯移动槽内，且下阀芯部的端面与阀芯移动槽的槽底之间留有间距，所述下密封圈与下阀芯部密封接触。相应地，下密封圈的作用与上密封圈的作用相同，在低温条件下均能有效地对阀芯进行密封。

进一步，所述上螺塞或/和下螺塞内设置有支撑环，所述支撑环套设并滑动连接在阀芯上，支撑环与上密封圈或/和下密封圈接触，以在上密封圈或/和下密封圈处提供支撑。支撑环的设置不仅可以为密封圈提供支撑，而且一般支撑环为塑料，其能避免金属制的上螺塞和下螺塞的端部直接与阀芯接触而刮损阀芯，保证阀芯的使用寿命，同时，支撑环的设置还能保证阀芯的移动的同轴性，避免阀芯产生偏移而产生刮损以及影响密封效果。

进一步，所述上螺塞包括压力调节部安装座和上螺塞凸台，压力调节部安装座用于安装压力调节部，所述压力调节部用于对阀芯施加压力，上螺塞凸台的端部与上密封圈接触，上阀芯部伸入上螺塞凸台内，并与压力调节部接触。

进一步，所述压力调节部包括与压力调节部安装座固定连接的弹簧筒，弹簧筒内安装有弹簧，弹簧的一端设置有弹簧盖，其另一端设置有弹簧座，弹簧盖上固定连接有调节螺钉，所述调节螺钉与弹簧筒螺纹连接，所述弹簧座的一端伸入压力调节部安装座内，并入上阀芯部的端部接触。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过阀芯密封位置的受力面积差来控制阀芯的开启和关闭，该控制方式对压力灵敏，易调控，阀口密封圈与密封面采用硬密封的方式能够在长时间高频率使用下提供可靠的密封性，工作可靠稳定，能够用于超高压增压管路系统中，克服了现有直动式顺序阀所存在的不足；

2、本实用新型通过采用具有蓄能圈作用的密封圈来对阀芯实现密封，其不仅无需在阀芯上加工出密封圈安装槽，而且由于蓄能圈耐低温性优异，能够有效避免因高压低温而导致密封性差的问题，提高了顺序阀的应用广泛性；

3、支撑环的设置不仅可以为密封圈提供支撑，而且一般支撑环为塑料，其能避免金属制的上螺塞和下螺塞的端部直接与阀芯接触而刮损阀芯，保证阀芯的使用寿命，同时，支撑环的设置还能保证阀芯的移动的同轴性，避免阀芯产生偏移而产生刮损以及影响密封效果。

附图说明

图1是本实用新型的一种直动式顺序阀剖视结构示意图；

图2是图1的直动式顺序阀主体结构剖视示意图；

图3是图1的直动式顺序阀阀芯密封结构剖视示意图；

图4是图3中A部分的局部放大图。

图中标记：1为阀体，101为流体介质进口端，102为流体介质出口端，103为流体介质进口通道，104为流体介质出口通道，105为上安装槽，106为下安装槽，2为阀芯通道，3为阀芯，301为上阀芯部，302为阀口部，303为颈部，304为下阀芯部，305为承压面，306为密封面，307为过渡面，4为上螺塞，401为压力调节部安装座，402为下螺塞凸台，5为上密封圈，6为密封座，601为密封圈安装座，602为密封座凸台，603为连接孔，7为压力调节部，701为弹簧筒，702为弹簧，703为弹簧盖，704为弹簧座，705为调节螺钉，8为流体介质进口室，9为流体介质进入室，10为阀口密封圈，11为流体介质流道，12为流体介质出口室，13为下密封圈，14为下螺塞，1401为下螺塞头，1402为下螺塞凸台，1403为阀芯移动槽，1404为阀芯移动腔，15为上支撑环，16为下支撑环。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1至图4所示，一种直动式顺序阀，包括阀体1，阀体1的两侧分别设置有流体介质进口通道103和流体介质出口通道104，与之相对应的端口为流体介质进口端101和流体介质出口端102，阀体1中部具有容纳阀芯3的阀芯通道2，流流体介质进口通道103和流体介质出口通道104通过阀芯通道2接通。在阀芯通道2的两端，在阀芯轴线方向上的阀体1两个相对的端面上分别设置有用于安装各阀组件的上安装槽105和下安装槽106，如图1所示，在阀体1的上下两端分别设置有上安装槽105和下安装槽105，上安装槽105和下安装槽106均与阀芯通道2接通，流体介质进口通道103跟阀体1上安装槽接通，流体介质出口通道104与阀芯通道2接通。

阀芯通道2内安装有阀芯3，阀芯3具有阶梯式型面，沿阀芯3的轴线方向，阀芯3依次被分为上阀芯部301、阀口部302、颈部303和下阀芯部304，上阀芯部301的直径大于阀口部302的直径，两者连接处的阶梯面为承压面305，阀口部302的直径大于颈部303的直径，两者连接处的阶梯面为密封面306，下阀芯部304的直径大于颈部302的直径，两者连接处的阶梯面为过渡面307，一般情况下，下阀芯部304的直径小于上阀芯部301的直径，以便于阀芯3在受压下能够被更方便地推动。

如图2和图3所示，沿阀芯3的轴线方向，所述上阀芯部301上依次套设并滑动连接有上螺塞4、上密封圈5和密封座6，上螺塞4包括压力调节部安装座401和上螺塞凸台402，压力调节部安装座401和上螺塞凸台402可自为一体形成上螺塞4，也可以组合形成上螺塞4。压力调节部安装座401用于安装压力调节部7，上螺塞凸台402装配在上安装槽105内，并与阀体1固定连接(例如螺纹连接)，上阀芯部301的端部伸入上螺塞凸台402内，密封座6包括密封圈安装座601和密封座凸台602，密封圈安装座601和密封座凸台602可以自为一体形成密封座6，也可以组合形成。上螺塞凸台402的端部与上密封圈5接触，上密封圈5置于密封圈安装座601内，即通过上螺塞4和密封座6对上密封圈5进行限位，上密封圈5与上阀芯部301密封接触，以防止流体介质窜入到上螺塞4处。密封座凸台602位于上安装槽105内，其壁面上分布有多个连接孔603，如图4所示。密封座凸台602与上安装槽105壁面之间的空间形成流体介质进口室8，流体介质进口室8与流体介质进口通道103直接接通，阀口部302位于密封座凸台602内，阀口部302与密封座凸台602之间的间隙构成流体介质进入室9，流体介质进入室9通过连接孔603接通流体介质进口室8。

如图3所示，阀芯通道2处的阀芯部分内凹形成颈部303，颈部303上套设并滑动连接有阀口密封圈10，所述阀口密封圈10的一端与密封座6的端部接触，其另一端与上安装槽105的槽底接触，以将阀口密封圈10限位在阀体1内。阀口密封圈10内圈一端的边角与密封面306密封接触，颈部303与阀口密封圈10之间的间距构成流体介质流道11，通过密封面306与阀口密封圈10之间的接触来打开或断开流体介质进入室9与流体介质流道11的连接，进而实现阀门功能。所述流体介质流道11直接与阀芯通道2接通，阀芯通道2与颈部303之间的间隙构成流体介质出口室12，流体介质出口室12直接与流体介质出口通道104接通。

如图3所示，沿阀芯3的轴线方向，所述下阀芯部304上依次套设并滑动连接有下密封圈13和下螺塞14，所述下螺塞14包括下螺塞头1401和下螺塞凸台1402，下螺塞头1401和下螺塞凸台1402自为一体形成下螺塞14，或者组合形成。下螺塞头1401位于阀体1外，下螺塞凸台1402位于下安装槽106内，且与阀体1固定连接(例如螺纹连接)。下螺塞凸台1402内设置有阀芯移动槽1403，下阀芯部304的端部位于阀芯移动槽1403内，且下阀芯部304的端面与阀芯移动槽1403的槽底之间留有间距构成便于阀芯3移动的阀芯移动腔1404，阀芯移动腔1404通过贯穿下螺塞头1401和下螺塞凸台1402的通孔与下螺塞14外部接通，以防止阀芯移动腔1404形成完全密闭的空腔而影响阀芯3的装配和移动。所述下密封圈13的端面分别与下螺塞凸台1402的端部和下安装槽106的槽底接触，以对下密封圈13进行限位，下密封圈13与下阀芯部304密封接触，以防止流体介质窜入到下螺塞14处。

本实用新型的直动式顺序阀运作原理为：首先通过压力调节部7赋予阀芯3一个预压力，在预压力下，密封面306与阀口密封圈10密封接触，流体介质进入室9与流体介质流道11处于断开状态，常态下顺序阀为常闭态；当高压流体介质经流体介质进口通道103进入流体介质进口室8，然后通过连接孔603进入流体介质进入室9时，由于高压的存在，流体介质会在承压面305处施加压力，当承压面305承受的压力小于或等于预压力时，阀芯3在压力下不会发生轴向移动，密封面306与阀口密封圈10没有脱离接触，顺序阀继续保持常闭状态；当承压面305承受的压力大于预压力时，阀芯3受压而向上进行轴向移动，此时密封面306与阀口密封圈10脱离接触，流体介质进入室9与流体介质流道11处于接通状态，流体介质沿流体介质流道11进入流体介质出口室12，然后再流入流体介质出口通道104，经流体介质出口端102排出，由此实现导通；当承压面305所受的压力再次小于或等于预压力时，在预压力的作用下，密封面306与阀口密封圈10重新密封接触，流体介质进入室9与流体介质流道11被断开，顺序阀处于闭合状态。

在本实用新型中，阀口密封圈10为刚性密封圈，一般为金属材质制成，其与密封面306的接触为硬接触，在顺序阀频繁开启和关闭过程中，为了避免接触面的磨损，应避免尖角接触。因此，作为一种改进的实施方式，所述密封面306为斜面，阀口密封圈10与密封面306相接触的面也对应设置为斜面，通过斜面接触的方式，不仅能够避免接触面的磨损，还能增大密封面积，有效提高密封效果。

在本实用新型中，所述压力调节部7采用现有结构即可。作为一种示例，如图1所示，所述压力调节部7包括弹簧筒701，弹簧筒701内安装有弹簧702，弹簧702的一端设置有弹簧盖703，其另一端设置有弹簧座704，弹簧盖703上固定连接有调节螺钉705，所述调节螺钉705与弹簧筒701螺纹连接，通过调节螺钉705的旋进或旋出来压缩弹簧702，进而产生预压力。所述弹簧座704具有“T”字形，弹簧座704的伸出端伸入上螺塞4的压力调节部安装座401内，并入上阀芯部301的端部接触，即通过弹簧座704将预压力传递给阀芯3。当然，其也可以采用其他结构形式的压力调节部7，只要能赋予阀芯3一个预压力，并能使阀芯3移动即可。

在本实用新型中，为了更好地形成阀芯密封结构，同时更好的保护阀芯，上密封圈5和下密封圈13处分别对应设置有上支撑环15和下支撑环16，上支撑环15和下支撑环16套设并滑动连接在阀芯3上，且分别安装在上螺塞凸台402的端部和下螺塞凸台1402的端部内。上支撑环15和下支撑环16分别对上密封圈5和下密封圈13提供密封支撑，同时，上支撑环15和下支撑环16一般采用塑料制造，其与阀芯3接触滑动时，不易对阀芯3造成刮伤，避免了阀芯3与金属制的螺塞端部直接接触而刮损，保证了阀芯3的使用寿命。当然，上支撑环15和下支撑环16也可以择其一使用，其根据实际使用具体选择，但最好都保留。

在本实用新型的一些实施例中，阀芯3是通过承压面305来承受来自流体介质的压力，因此，在受压时，为了便于阀芯3受力均匀且力的作用方向尽量保持一致，所述承压面305为圆锥面。

在本实用新型的一些实施例中，为了防止流体介质从密封座6侧壁与上安装槽105之间的装配间隙窜入到上螺塞4处，密封座6侧壁通过O型密封圈密封与上安装槽105之间的装配间隙。相应地，阀口密封圈10的侧壁也通过O型密封圈密封与上安装槽105之间的装配间隙。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于超高压管路系统的直动式顺序阀，包括阀体、阀芯通道和阀芯，设于阀体上下端面的上安装槽和下安装槽，流体介质进口通道与上安装槽接通，流体介质出口通道与阀芯通道接通，其特征在于，沿阀芯的轴线方向，所述上安装槽内依次装配有密封座和阀口密封圈，所述密封座和阀口密封圈分别套设并滑动连接在阀芯上，所述阀芯上依次设有上阀芯部、阀口部、颈部和下阀芯部，上阀芯部的直径大于阀口部的直径，上阀芯部与阀口部的连接面构成承压面，阀口部的直径大于颈部的直径，阀口部和颈部的连接面构成密封面，所述密封座包括密封圈安装座和具有连接孔的密封座凸台，密封圈安装座与上阀芯部密封接触，所述承压面位于密封座凸台内，密封座凸台与阀口部之间的间隙构成流体介质进入室，流体介质进入室通过连接孔与上安装槽接通，所述密封面用于与阀口密封圈密封接触，阀芯通道通过密封面和阀口密封圈的接触与流体介质进入室接通或断开。

2.如权利要求1所述的用于超高压管路系统的直动式顺序阀，其特征在于，所述密封座凸台与上安装槽壁面之间留有空间形成流体介质进口室，所述流体介质进口室同时接通流体介质进口通道和流体介质进入室。

3.如权利要求2所述的用于超高压管路系统的直动式顺序阀，其特征在于，所述颈部与阀口密封圈之间的间距构成流体介质流道，流体介质流道通过密封面和阀口密封圈的接触与流体介质进入室接通或断开，所述阀芯通道位于颈部处，阀芯通道与颈部之间的间距形成流体介质出口室，流体介质出口室分别与流体介质流道和流体介质出口通道接通。

4.如权利要求1－3任一所述的用于超高压管路系统的直动式顺序阀，其特征在于，所述阀口密封圈为刚性密封圈，阀口密封圈内圈一端的边角与密封面密封接触，所述密封面为斜面，阀口密封圈与密封面相接触的面也为斜面。

5.如权利要求4所述的用于超高压管路系统的直动式顺序阀，其特征在于，所述上安装槽固定连接有上螺塞，所述上螺塞用于对密封座和阀口密封圈进行限位，所述密封圈安装座内设置有上密封圈，密封圈安装座通过上密封圈与上阀芯部密封接触。

6.如权利要求5所述的用于超高压管路系统的直动式顺序阀，其特征在于，所述下阀芯部的直径大于颈部的直径，沿阀芯的轴线方向，下阀芯部上依次套设并滑动连接有下密封圈和下螺塞，所述下螺塞包括下螺塞凸台，所述下螺塞凸台内设置有阀芯移动槽，下阀芯部的端部位于阀芯移动槽内，且下阀芯部的端面与阀芯移动槽的槽底之间留有间距，所述下密封圈与下阀芯部密封接触。

7.如权利要求6所述的用于超高压管路系统的直动式顺序阀，其特征在于，所述上螺塞或/和下螺塞内设置有支撑环，所述支撑环套设并滑动连接在阀芯上，支撑环与上密封圈或/和下密封圈接触，以在上密封圈或/和下密封圈处提供支撑。

8.如权利要求7所述的用于超高压管路系统的直动式顺序阀，其特征在于，所述上螺塞包括压力调节部安装座和上螺塞凸台，压力调节部安装座用于安装压力调节部，所述压力调节部用于对阀芯施加压力，上螺塞凸台的端部与上密封圈接触，上阀芯部伸入上螺塞凸台内，并与压力调节部接触。

9.如权利要求8所述的用于超高压管路系统的直动式顺序阀，其特征在于，所述压力调节部包括与压力调节部安装座固定连接的弹簧筒，弹簧筒内安装有弹簧，弹簧的一端设置有弹簧盖，其另一端设置有弹簧座，弹簧盖上固定连接有调节螺钉，所述调节螺钉与弹簧筒螺纹连接，所述弹簧座的一端伸入压力调节部安装座内，并入上阀芯部的端部接触。

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