CN220850883U - 一种压力控制阀 - Google Patents

Abstract

本说明书一个或多个实施例涉及一种压力控制阀，包括：阀体，包括空腔和将空腔与所述阀体的外部导通的第一流体连通口和第二流体连通口；阀芯，可移动地设置于空腔中，阀芯移动使得第一流体连通口与第二流体连通口导通或隔断；压力补偿结构，设置于阀芯和阀体之间，当压力补偿结构周围的流体压力低于临界值时，压力补偿结构向阀芯提供阻碍压力控制阀打开的作用力。

Description

一种压力控制阀

技术领域

本说明书涉及压力阀技术领域，尤其涉及一种压力控制阀。

背景技术

超导磁体一般采用液氦作为制冷的介质，在超导磁体的内容器腔体内注入大量液氦以浸泡超导线圈，使超导线圈保持超导状态。在超导磁体的内容器与外界环境连通的路径上，会布置一个或多个压力控制阀，用于控制超导磁体的内容器与超导磁体的外部导通或者隔断。

目前的压力控制阀通常包括相对压力控制模式和绝对压力控制模式，相对压力控制是指该压力控制阀的阀门以可变的压力，如大气压力为基准，控制超导磁体的内部压力与超导磁体的外部压力的差值为定值。绝对压力控制模式则采用不可变压力(如真空)为基准，其阀门的开启仅与超导磁体的内部压力有关。通常来说，采用相对压力控制方式的压力控制阀的结构更简单，成本更低，使用更方便。然而在实际应用中，如超导磁体运输过程中，其制冷设备通常处于停机状态，由外界传向超导磁体的内容器的热量会导致液氦挥发，压力升高，此时超导磁体须通过上述压力控制阀向外界环境排气泄压。若运输过程中经历外界环境压力的显著降低，采用相对压力控制方式的压力控制阀的阀门的打开压力会显著降低，意味着更多的氦气会被泄放，造成非必要的液氦损失，同时超导磁体内过低的氦气压力可能影响制冷机的制冷效率。而采用绝对压力控制方式的压力控制阀，阀门的设定压力仅与超导磁体的内部压力有关，而不受外界环境压力变化的影响。然而采用绝对压力控制方式的压力控制阀结构更复杂，成本更高，同时该类压力控制阀需要增设特殊弹性件，该特殊弹性件的可靠性较低，导致压力控制阀的工作稳定性较低。

基于上述原因，本说明书提供一种压力控制阀，能够实现相对压力控制和绝对压力控制两种控制方式的自动切换，有效提高压力控制阀工作时的稳定性，提高压力控制阀的适用性，灵活地控制超导磁体的内部压力。

实用新型内容

本说明书的实施例之一提供一种压力控制阀，包括：阀体，包括空腔和将所述空腔与所述阀体的外部导通的第一流体连通口和第二流体连通口；阀芯，可移动地设置于空腔中，所述阀芯移动使得所述第一流体连通口与所述第二流体连通口导通或隔断；压力补偿结构，设置于所述阀芯和所述阀体之间，当所述压力补偿结构周围的流体压力低于临界值时，所述压力补偿结构向所述阀芯提供阻碍所述压力控制阀打开的作用力。

在一些实施例中，所述压力补偿结构包括第一弹性件，所述第一弹性件包括密封腔体，所述密封腔体的内部气压为预设压力，所述第一弹性件的伸缩方向与所述阀芯的可移动方向平行。

在一些实施例中，所述空腔包括第一分隔腔和第二分隔腔，所述第一分隔腔与所述第一流体连通口导通，所述第二分隔腔与所述第二流体连通口导通；所述阀芯移动使得所述第一分隔腔和所述第二分隔腔导通或隔断；所述第一弹性件设置于所述第一分隔腔，且沿所述阀芯的可移动方向位于所述阀芯与所述阀体之间。

在一些实施例中，当所述第一弹性件的内部流体压力与外部流体压力相同时，所述第一弹性件沿伸缩方向的长度为初始长度；当所述第一弹性件的内部流体压力与外部流体压力具有第一压差时，所述第一弹性件沿自身伸缩方向的长度为第一长度；所述阀芯隔断所述第一分隔腔和所述第二分隔腔时，所述阀芯和所述阀体之间沿所述阀芯的可移动方向的距离为第二长度，所述第一弹性件的所述初始长度大于所述第二长度，所述第二长度大于所述第一长度。

在一些实施例中，所述阀芯包括第一阀芯，所述第一阀芯位于所述第一分隔腔，沿垂直于所述阀芯的可移动方向，所述第一阀芯的横截面面积大于所述第二分隔腔的横截面面积。

在一些实施例中，所述阀芯包括第一阀芯和与所述第一阀芯连接的第二阀芯，所述第一阀芯位于所述第一分隔腔，所述第二阀芯至少部分位于所述第二分隔腔，在所述第一阀芯与所述第二阀芯的连接处，沿垂直于所述阀芯的可移动方向，所述第一阀芯的横截面面积大于所述第二阀芯的横截面面积，且所述第一阀芯的横截面面积大于所述第二分隔腔的横截面面积。

在一些实施例中，还包括密封件，所述密封件设于所述阀体与所述阀芯之间；所述第一弹性件在所述伸缩方向上的承压面积为第一面积，所述密封件在所述第一弹性件的所述伸缩方向上的密封截面积为第二面积，所述第一面积与所述第二面积的差值的绝对值小于预设值。

在一些实施例中，所述第一弹性件沿伸缩方向的一端与所述阀芯连接，另一端为自由端；和/或，所述第一弹性件沿伸缩方向的一端与所述阀体连接，另一端为自由端。

在一些实施例中，还包括第二弹性件，所述第二弹性件的一端与所述阀芯连接，另一端与所述阀体直接或间接连接；所述第二弹性件具有预设的预紧力。

在一些实施例中，还包括预紧力施加装置，所述预紧力施加装置包括张紧件和锁紧件，所述张紧件与所述第二弹性件的所述另一端连接，并通过所述锁紧件可移动地连接于所述阀体，所述张紧件的移动改变所述第二弹性件的预紧力。

在一些实施例中，所述预紧力施加装置还包括密封结构，所述密封结构围合在所述张紧件和所述锁紧件的外侧，将所述张紧件和所述锁紧件与外部环境隔绝。

本实用新型提供的压力控制阀可以应用在化工、机械领域的某些对外界环境的流体压力变化较为敏感的容器上，用于将容器的内部与外界导通或者隔断，使得这些容器能够适应外界流体压力变化，并且灵活地控制容器的内部压力。当压力控制阀应用在连通超导磁体与外界环境的管路上时，对于安装在非高原或非大气压力突变环境的超导磁体，由于压力补偿结构周围的流体压力不低于临界值，因此压力补偿结构处于“关闭”状态，不参与压力控制阀的开启和关闭，压力控制阀均工作在相对压力控制模式，且压力补偿结构也不会受到阀芯或者阀体的作用，能够有效延长压力补偿结构的使用寿命。而当超导磁体经历空运等外界压力变化的过程时，压力补偿结构周围的流体压力低于临界值，因此压力补偿结构处于“打开”状态，压力补偿结构可以向阀芯施加阻碍阀门开启的作用力，使得压力控制阀的阀门的开启压力仅与磁体内部压力有关，而不受外界环境气压变化的影响，压力控制阀均工作在绝对压力控制模式。在外界环境压力恢复后，压力控制阀又能够切换至相对压力控制模式。由于该压力控制阀能够根据外界环境的气压变化情况实现相对压力控制模式和绝对压力控制模式的切换，因此能够灵活地控制超导磁体的内部压力，并且不受外界环境气压变化的影响。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例所示的压力控制阀处于相对压力控制模式时的截面示意图；

图2是根据本说明书一些实施例所示的压力控制阀处于绝对压力控制模式时的截面示意图；

图3是根据本说明书另一些实施例所示的压力控制阀处于相对压力控制模式时的截面示意图；

图4是根据本说明书另一些实施例所示的压力控制阀处于绝对压力控制模式时的截面示意图；

图5是根据本说明书又一些实施例所示的压力控制阀的截面示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

在超导磁体的内容器与外界环境连通的路径上，会布置一个或多个压力控制阀。当超导磁体处于正常工作状态时，在制冷设备的作用下，液氦会经历受热挥发为气体，到再冷凝为液体的过程，超导磁体的内容器的内部气压维持在一个较低的状态，此时压力控制阀处于关闭状态，因此氦气不会逸出到超导磁体外，超导磁体保持液氦的零挥发。当超导磁体的内容器内部气压升高时，超导磁体内的氦气需要通过连接超导磁体内、外部的管路上的压力控制阀及时泄放，否则超导磁体将会被损坏甚至产生严重的安全事故。例如，当超导磁体在长时间强梯度工作条件下，涡流加热效应在超导磁体内部产生较多的热量后，液氦会被加热气化并导致超导磁体的内部压力逐步上升。还例如，当超导磁体失超(即超导磁体的温度、磁场及电流中的任一参数超过临界值，超导磁体转变为常导磁体)时，超导线圈的电感储能会瞬间释放，液氦会被加热并迅速气化为数百倍体积的氦气，此时超导磁体内的压力将迅速增大。

目前的压力控制阀通常包括相对压力控制模式和绝对压力控制模式，相对压力控制是指该压力控制阀的阀门以可变的压力，如大气压力为基准，控制超导磁体内部压力与环境压力的差值为定值。绝对压力控制模式则采用不可变压力(如真空)为基准，其阀门的开启仅与内容器的内部压力有关。

在实际应用中，例如，超导磁体运输过程中，其制冷设备通常处于停机状态，由外界环境传向内容器的内部的漏热会导致液氦挥发，压力升高，此时超导磁体须通过压力控制阀向外界环境排气泄压，若运输过程中经历外界环境压力的显著降低，如从上海运输至西藏等高海拔地区，外界大气压力仅为平原地区气压的2/3，此时压力控制阀若采用相对压力控制方式，则阀门的开启压力会显著降低，超导磁体的泄放压力也将大大减低，更多的氦气会被泄放，造成非必要的液氦损失，同时超导磁体内过低的氦气压力可能影响制冷设备的制冷效率。又例如，在运输超导磁体的货机起降过程中，机舱内也可能存在压力突变的情况，如果采用相对压力控制方式，则在高空失压时也可能引起超导磁体的氦气过量泄放，进而危及飞机的航行安全。而如果压力控制阀采用绝对压力控制方式，则阀门的开启压力仅与磁体内部压力有关，而不受外界环境气压变化的影响。然而采用绝对压力控制方式的压力控制阀结构更复杂，成本更高，同时该类压力控制阀需要增设额外的特殊弹性件，由于该特殊弹性件的可靠性较低，因此会导致压力控制阀的工作稳定性较低，使用寿命较短。

本说明书实施例提供的压力控制阀可以应用在化工、机械领域的某些对外界环境的流体压力变化较为敏感的容器上，用于将容器的内部与外界导通或者隔断，通过本说明书的压力控制阀，可以使得这些容器能够适应外界流体压力变化，并且灵活地控制容器的内部压力。本说明书实施例提供的压力控制阀可以应用在各类管路系统中，尤其是对管路中的压力变化较敏感的管路控制区域。作为一个具体的示例，本说明书实施例提供的压力控制阀，可以应用在连通超导磁体与外界环境的管路上，用于导通或隔断超导磁体的内容器与外界环境。该压力控制阀包括阀体、设置在阀体的空腔内的阀芯，以及设置在阀体与阀芯之间的压力补偿结构，该压力补偿结构可以改变开启压力控制阀所需的压差。以超导磁体的内容器为例，阀体的空腔分别通过第一流体连通口和第二流体连通口连通超导磁体的内容器腔体与压力控制阀的外部环境(例如，大气环境)。当压力补偿结构周围的流体压力不低于临界值时，压力补偿结构将不会对开启阀门的压差产生影响，该压力控制阀的阀门以具有固定的流体压差开启，即开启压力控制阀时超导磁体的内部压力与外界环境流体压力的差值为定值，此时的压力控制阀为相对压力控制模式。当压力补偿结构周围的流体压力低于临界值(例如，压力补偿结构周围的流体压力为高原环境或者大气压力显著降低的环境)时，该压力补偿结构可以向阀芯提供阻碍压力控制阀打开的作用力，使开启压力控制阀所需的流体压差发生变化(如所需流体压差增大)。在一些实施例中，通过对压力补偿结构的参数进行设计，可以使开启压力控制阀所需的流体压差的变化量与压力控制阀外部环境的流体压力的变化量相当，从而使得压力控制阀的阀门的开启压力仅与磁体内部压力有关，而不受外界环境气压变化的影响，即此时的压力控制阀为绝对压力控制模式。

在一些情况下，当压力控制阀应用在连通超导磁体与外界环境的管路上时，对于安装在非高原或非大气压力突变环境的超导磁体，由于压力补偿结构周围的流体压力不低于临界值，因此压力补偿结构处于“关闭”状态，不参与压力控制阀的开启和关闭，压力控制阀均工作在相对压力控制模式，且压力补偿结构也不会受到阀芯或者阀体的作用，能够有效延长压力补偿结构的使用寿命。而当超导磁体经历空运等外界压力变化的过程时，压力补偿结构周围的流体压力低于临界值，因此压力补偿结构处于“打开”状态，压力补偿结构可以向阀芯施加阻碍阀门开启的作用力，使得压力控制阀的阀门的开启压力仅与磁体内部压力有关，而不受外界环境气压变化的影响，压力控制阀均工作在绝对压力控制模式。在外界环境压力恢复后，压力控制阀又能够切换至相对压力控制模式。由于该压力控制阀能够根据外界环境的气压变化情况实现相对压力控制模式和绝对压力控制模式的切换，因此能够灵活地控制超导磁体的内部压力，并且不受外界环境气压变化的影响。

在一些实施例中，如图1和图2所示，压力控制阀10可以包括阀体11、阀芯12和压力补偿结构13。阀体11可以包括空腔111和将空腔111与阀体11的外部导通的第一流体连通口114和第二流体连通口115。阀芯12可移动地设置于空腔111中，阀芯12移动可以使得第一流体连通口114与第二流体连通口115导通或者隔断，相应的，压力控制阀10打开或关闭。压力补偿结构13设置于阀芯12和阀体11之间，当压力补偿结构13周围的流体压力低于临界值时，压力补偿结构13向阀芯12提供阻碍压力控制阀10打开的作用力。

其中，第一流体连通口114和第二流体连通口115分别用于供流体从阀体11的外部进入阀体11的内部，或者供流体从阀体11的内部排出到阀体11的外部。在一些实施例中，流体可以包括气体或者液体。例如，当压力控制阀10应用于连通超导磁体的外部和内部的管路上时，流体可以是氦气。在一些实施例中，阀体11的外部可以包括第一压力环境和第二压力环境，第一流体连通口114的两端分别连通空腔111和第一压力环境，第二流体连通口115的两端分别连通空腔111和第二压力环境。仅作为示例，当压力控制阀10应用于连通超导磁体内容器腔体与大气环境的管路上时，阀体11的外部可以包括超导磁体的内容器腔体和超导磁体的外部环境(例如，大气环境)。第一流体连通口114的两端分别连通空腔111和大气环境，第二流体连通口115的两端分别连通空腔111和超导磁体的内容器腔体。为了便于描述，本说明书中压力控制阀10导通或隔断的流体以气体为例，流体压力可表示为气体压力，但应当理解的是，本说明书实施例的压力控制阀应用于液体的导通和隔断时也同样适用，且均在本申请的保护范围内。进一步以压力控制阀10应用于超导磁体的内容器为例，第一压力环境指大气环境，第二压力环境指超导磁体的内容器腔体。当阀芯12移动使得第一流体连通口114与第二流体连通口115导通时，压力控制阀10处于打开状态，超导磁体的内容器腔体与大气环境导通，此时超导磁体的内容器腔体中的氦气可以通过压力控制阀10的通路释放到大气环境中，从而实现泄压的目的。当阀芯12移动使得第一流体连通口114与第二流体连通口115隔断时，压力控制阀10处于关闭状态，超导磁体的内容器腔体与大气环境隔断，此时超导磁体的内容器腔体可以被视为封闭环境，超导磁体的内容器腔体中的氦气无法逸出。需要说明的是，当压力控制阀10应用于其他容器时，第一压力环境可以指容器外的各类流体环境，第二压力环境可以指容器内的流体环境。

如图1和图2所示的压力控制阀10，阀芯12可移动地设置于空腔111内，通过控制阀芯12在空腔111中移动可以实现压力控制阀10的打开和关闭，由于空腔111分别通过第一流体连通口114和第二流体连通口115连通大气环境(即第一压力环境)和超导磁体的内容器腔体内的气体环境(即第二压力环境)。因此阀芯12受到大气压力和超导磁体的内容器的内部压力(即超导磁体的内容器腔体中的气体压力)。其中，大气压力会阻碍压力控制阀10打开，超导磁体的内部压力会驱动压力控制阀10打开。当压力补偿结构13周围的流体压力不低于临界值时，压力补偿结构13未向阀芯12提供阻碍压力控制阀10打开的作用力。此时压力控制阀10的阀门的开启和关闭仅由大气压力和超导磁体的内部压力的压差决定，因此当压力补偿结构13周围的流体压力不低于临界值时，压力控制阀10为相对压力控制模式。

在一些实施例中，压力补偿结构13周围的流体压力可以与第一流体连通口114连通的第一压力环境中的流体压力相同。例如，压力补偿结构13周围的流体压力可以等于大气压力。在一些实施例中，当压力补偿结构13周围的流体压力不低于临界值时，可以表明大气压力较为稳定或者接近标准大气压力，例如第一压力环境为平原或者非大气压力突变的环境。在一些实施例中，当压力补偿结构13周围的流体压力低于临界值时，可以表明大气压力较低或者大气压力降低幅度较大，例如第一压力环境为高原或者大气压力突变的环境。本说明书中的压力突变是指压力降低幅度大于预设值，例如，压力降低幅度大于30％、40％、60％等。当压力补偿结构13周围的流体压力低于临界值时，压力补偿结构13会向阀芯12提供阻碍压力控制阀10打开的作用力，此时阀芯12受到大气压力、超导磁体的内部压力和压力补偿结构13的作用力的合力作用，使得压力控制阀10不会因外界大气压力的变化而被打开。在一些实施例中，压力补偿结构13是可形变(例如，弹性形变)结构。在一些实施例中，当压力补偿结构13周围环境中的流体压力发生变化时，若压力补偿结构13所处的空间未受限制，则压力补偿结构13的形变量会随之发生变化。在一些实施例中，当压力补偿结构13周围环境中的流体压力发生变化时，若压力补偿结构13所处的空间限制其无法继续产生更大的变形量，则使压力补偿结构13发生形变趋势的作用力会随之发生变化。在一些实施例中，临界值可以是指使压力补偿结构13的形变量增加至受到阀芯12和阀体11的限制时压力补偿结构13外部的流体压力值。在一些实施例中，临界值也可以是指使压力补偿结构13发生形变趋势的作用力能同时作用至阀芯12和阀体11时压力补偿结构13外部的流体压力值。在一些实施例中，通过进一步将压力补偿结构13设置于沿阀芯12的可移动方向(如图1中的箭头X所示)上的阀体11和阀芯12之间，当压力补偿结构13周围的流体压力低于临界值时，压力补偿结构13的第一弹性件131伸缩方向上的两端会同时与阀体11和阀芯12接触，从而向阀芯12施加阻碍压力控制阀10打开的作用力。在一些实施例中，临界值可以根据压力控制阀10被打开时超导磁体的内部压力与压力补偿结构13周围的流体压力的期望差值，以及超导磁体的额定内部压力(即超导磁体的最大内部压力)来确定。在确定临界值后，通过设置压力补偿结构13的结构参数，则可以使得压力补偿结构13在其周围环境压力低于临界值时向阀芯12施加阻碍压力控制阀10打开的作用力。关于压力控制阀10如何在临界值向阀芯12施加阻碍压力控制阀10打开的作用力，以及临界值的更多细节可以参见本说明书其他实施例的描述。

在一些实施例中，通过进一步设置压力补偿结构13的承压面积与阀芯12的密封截面积之间的关系，可以使得压力控制阀10的打开和关闭基本不受大气压力的影响，而是主要取决于超导磁体的内部压力，此时的压力控制阀10为绝对压力控制模式。关于压力补偿结构13的承压面积与阀芯12的密封截面积之间的关系、阀芯12的运动状态，以及压力控制阀10受到大气压力、超导磁体的内部压力和压力补偿结构13的作用力的合力作用的更多细节可以参见本说明书其他实施例的描述。

在一些情况下，通过设置压力补偿结构13，可以使得压力控制阀10在第一压力环境为平原环境(大气压力较高)或者非大气突变环境下以相对压力控制模式进行工作，使得压力控制阀10在第一压力环境为高原环境(大气压力较低)或者大气突变环境下，能够在相对压力控制模式与绝对压力控制模式进行切换，从而使得压力控制阀10能够灵活地控制超导磁体的内部压力，并且基本不受外界环境压力变化的影响。

在一些实施例中，第一流体连通口114和第二流体连通口115的数量可以相同或者不同。在一些实施例中，第一流体连通口114和第二流体连通口115的数量可以分别为一个或多个。

在一些实施例中，空腔111可以包括第一分隔腔112和第二分隔腔113，第一分隔腔112与第一流体连通口114导通，第二分隔腔113与第二流体连通口115导通。阀芯12移动可以使得第一分隔腔112和第二分隔腔113导通或者隔断。

在一些实施例中，阀芯12可以包括第一阀芯121，第一阀芯121位于第一分隔腔112中，沿垂直于阀芯12的可移动方向，第一阀芯121的横截面面积大于第二分隔腔113的横截面面积。其中，阀芯12的可移动方向通过图1中的箭头X来表示。由于第一阀芯121的横截面面积大于第二分隔腔113的横截面面积，因此可以限制第一阀芯121仅能够在第一分隔腔112内移动。仅作为示例，如图1所示，沿阀芯12的可移动方向，第一分隔腔112位于第二分隔腔的上方，当第一阀芯121与第一分隔腔112的底部抵接时，第一阀芯121可以隔断第一分隔腔112和第二分隔腔113，压力控制阀10被关闭。当第一阀芯121与第一分隔腔112的底部分离时，第一分隔腔112和第二分隔腔113连通，压力控制阀10被打开。

在一些实施例中，如图1所示，阀芯12可以包括第一阀芯121和与第一阀芯121连接的第二阀芯122，第一阀芯121位于第一分隔腔112中，第二阀芯122至少部分位于第二分隔腔113中。在第一阀芯121与第二阀芯122的连接处，沿垂直于阀芯12的可移动方向，第一阀芯121的横截面面积大于第二阀芯122的横截面面积，且第一阀芯121的横截面面积大于第二分隔腔113的横截面面积。由于第一阀芯121的横截面面积大于第二分隔腔113的横截面面积，因此可以限制第一阀芯121仅能够在第一分隔腔112内移动，而第二阀芯122能够在第一分隔腔112和第二分隔腔113内运动。类似的，当第一阀芯121与第一分隔腔112的底部抵接时，第一阀芯121可以隔断第一分隔腔112和第二分隔腔113，压力控制阀10被关闭。当第一阀芯121与第一分隔腔112的底部分离时，第一分隔腔112和第二分隔腔113连通，压力控制阀10被打开。

在一些实施例中，第一阀芯121的形状可以包括圆柱、长方体、正方体等规则或者其他不规则形状。在一些实施例中，第一阀芯121和第二阀芯122的形状可以相同或者不同。在一些实施例中，第一分隔腔112可以与第一阀芯121的形状相似，但第一分隔腔112的横截面面积略大于第一阀芯121的横截面面积，以便第一阀芯121能够在第一分隔腔112内运动。在一些实施例中，第二分隔腔113可以与第二阀芯122的形状相似，但第二分隔腔113的横截面面积略大于第二阀芯122的横截面面积，以便第二阀芯122能够在第二分隔腔113内运动。

在一些实施例中，压力补偿结构13可以包括第一弹性件131，第一弹性件131包括密封腔体，密封腔体的内部气压为预设压力，第一弹性件131的伸缩方向与阀芯12的可移动方向平行。在一些实施例中，第一弹性件131设置于第一分隔腔112，且第一弹性件131可以沿阀芯12的可移动方向位于阀芯12与阀体11之间。

在一些实施例中，密封腔体的内部可以包括真空环境，此时密封腔体的内部的预设压力为0。在一些实施例中，密封腔体的内部可以填充有气体。在一些实施例中，预设压力与第一弹性件131的弹性系数及形变状态相关。在一些实施例中，预设压力只需使得在第一弹性件131周围的流体压力不低于临界值时，第一弹性件131的长度小于其所处位置的阀芯12与阀体11之间的间距即可。在一些实施例中，当第一弹性件131在腔体111内始终处于压缩状态时，预设压力可以设置得较小，例如，小于临界值，以使得当第一弹性件131周围的流体压力大于或等于临界值时(例如，第一压力环境为平原)，第一弹性件131的两端不会同时与阀体11和阀芯12接触，第一弹性件131不参与压力控制阀10的打开和关闭。该情况下，当第一弹性件131周围的流体压力降低至低于临界值时，第一弹性件131可以进一步伸长，从而使得第一弹性件131的两端分别接触阀芯12和阀体11，能够向阀芯12施加作用力。在一些实施例中，当第一弹性件131在腔体111内始终处于拉伸状态时，预设压力可以设置得较大，例如，大于第一压力环境中的最大流体压力，当第一压力环境中的流体压力降低时，第一弹性件131可以进一步伸长(被拉伸)，从而使得第一弹性件131的两端分别接触阀芯12和阀体11，能够向阀芯12施加作用力。为便于控制当第一弹性件131周围的流体压力低于临界值时第一弹性件131向阀芯12施加作用力，密封腔体的内部的预设压力优选为0或接近于0，即密封腔体的内部为真空或接近真空。

在本实施例中，当第一弹性件131周围的流体压力降低时，密封腔体的内部气压和外部流体压力的压差将使第一弹性件131伸长，直到第一弹性件131自身的弹性力与密封腔体的内外压差平衡或伸长量受到阀体11和阀芯12之间距离(例如，下文中的第二长度)的限制。由于第一弹性件131沿阀芯12的可移动方向位于阀芯12与阀体11之间，因此通过为第一弹性件131设置合适的弹性系数及内部流体压力，可以使得当第一弹性件131周围的流体压力降低至临界值以下时，第一弹性件131伸长到两端分别与阀体11和阀芯12接触，此时第一弹性件131会向阀芯12施加作用力。又由于第一弹性件131的伸缩方向与阀芯12的可移动方向平行，且设置于第一分隔腔112内，因此第一弹性件131向阀芯12施加的作用力会阻碍压力控制阀10打开。

在一些实施例中，为了更好地设置压力补偿结构13的性能，密封腔体的内部优选为真空环境，此时密封腔体的内部气压为0。在一些实施例中，密封腔体内可以填充有其他支撑介质(如，液体、固体等)或限位装置，以避免第一弹性件131发生过量变形而容易损坏。

在一些实施例中，第一弹性件131可以为密闭柔性部件，例如金属柔性部件或者非金属柔性部件。在一些实施例中，当压力控制阀10应用于连通超导磁体的管路上时，对于压力控制阀10的抗低温性能有一定要求，因此可以采用金属材料制作第一弹性件131。在一些实施例中，当压力控制阀10应用于其他工业环境，且对压力控制阀10的抗低温性能要求较低时，可以采用金属或者非金属的柔性材料制作。示例性的非金属材料可以包括橡胶、硅胶等。在一些实施例中，第一弹性件131可以为具有密封腔体的独立结构，例如，金属波纹管。示例性的密封方式可以包括焊接、粘接，或者热熔成型等。在一些实施例中，第一弹性件131可以为密封连接的组合腔体结构，例如，由多个金属管通过密封环密封连接。在一些实施例中，在图5所示的实施例中，第一弹性件131可以为中空圆柱结构，第一弹性件131的密封腔体环绕中空圆柱的侧壁设置。

在一些实施例中，第一弹性件131的刚度可以根据实际需要进行调整。例如，若要求在预设压力环境(如流体压力不低于临界值)时第一弹性件131不向阀芯12提供阻碍压力控制阀10打开的作用力，则可以设置合适的第一弹性件131的刚度，保证在预设压力环境时，第一弹性件131周围的流体压力不会使得第一弹性件131伸长至同时与阀体11和阀芯12接触，或者第一弹性件131周围的流体压力使得第一弹性件131伸长至轻微接触阀体11和阀芯12(此时第一弹性件131对阀芯12的作用力可以忽略)。

在一些实施例中，第一弹性件131的数量可以为一个或者多个。仅作为示例，如图5所示，第一弹性件131的数量可以为一个。在另一示例中，第一弹性件131的数量可以为多个，多个第一弹性件131并列设置在阀体11与阀芯12之间，当第一弹性件131的流体压力低于临界值时，多个第一弹性件131同时向阀芯12施加作用力。

在一些实施例中，第一弹性件131沿伸缩方向的一端可以与阀芯12连接，第一弹性件131的另一端为自由端。第一弹性件131与阀芯12连接的一端可以称为固定端。当第一弹性件131周围的流体压力低于临界值时，第一弹性件131的自由端会与阀体11的第一分隔腔112的顶部接触，受到来自阀体11的反作用力，进而向阀芯12施加作用力以阻碍压力控制阀10打开。

在一些实施例中，如图3和图4所示，第一弹性件131沿伸缩方向的一端可以与阀体11连接，第一弹性件131的另一端为自由端。例如，第一弹性件131沿伸缩方向的一端可以与阀体11的第一分隔腔112的顶部连接。其中，第一弹性件131与阀体11连接的一端可以称为固定端。当第一弹性件131周围的流体压力低于临界值时，第一弹性件131的自由端会与阀芯12接触，进而向阀芯12施加作用力以阻碍压力控制阀10打开。

在一些实施例中，当第一弹性件131的内部流体压力与外部流体压力相同时，第一弹性件131沿自身伸缩方向的长度为初始长度。例如，第一弹性件131的内部为真空状态，此时第一弹性件131的内部流体压力为0，若第一弹性件131处于真空环境，则第一弹性件131的内部流体压力与外部流体压力相同，因此此时第一弹性件131的长度为初始长度。为了方便描述，以下将以第一弹性件131的内部流体压力为0进行说明。

在一些实施例中，当第一弹性件131的内部流体压力与外部流体压力具有第一压差时，第一弹性件131沿伸缩方向的长度为第一长度。在本实施例中，当第一弹性件131的内部流体压力(即密封腔体的内部气压)与外部流体压力(即第一弹性件131周围的流体压力)具有第一压差时，第一弹性件131会沿伸缩方向进行伸缩，直到第一弹性件131形变量到达一定距离时，第一弹性件131的弹性作用力与第一压差平衡。以图1所示的实施例为例，将第一弹性件131安装于压力控制阀10内之后，第一弹性件131周围的流体压力(即第一压力)大于第一弹性件131的内部流体压力，因此与第一弹性件131的内部流体压力具有第一压差，此时第一弹性件131会收缩，直到第一压差与自身的弹性力平衡。当第一弹性件131收缩到第一压差与自身的弹性力平衡时，第一弹性件131的长度为第一长度。在一些实施例中，第一长度通过图1中的H1表示。

在一些实施例中，当阀芯12隔断第一分隔腔112和第二分隔腔113时，阀芯12和阀体11之间沿阀芯12的可移动方向的距离为第二长度。在一些实施例中，第二长度通过图1中的H2来表示。其中，第一弹性件131的初始长度大于第二长度，第二长度大于第一长度。

在一些情况下，由于第一弹性件131的初始长度大于第二长度，因此可以保证当第一弹性件131周围的流体压力到达预设条件(例如，第一弹性件131周围的流体压力低于临界值)时，第一弹性件131可以伸长到第二长度，以使得第一弹性件131伸缩方向上的两端分别与阀体11和阀芯12接触，从而向阀芯12施加阻碍压力控制阀10打开的作用力，确保在高原或者大气压力突变(如突降)的环境下压力控制阀10不易自动打开。由于第一弹性件131的第二长度大于第一长度，因此可以保证当第一弹性件131周围的流体压力未到达预设条件(例如，第一弹性件131周围的流体压力不低于临界值，第一弹性件131周围的流体压力与第一弹性件131的内部流体压力存在第一压差)，第一弹性件131处于第一长度或大于第一长度但小于第二长度时，第一弹性件131伸缩方向上的两端不会同时接触阀体11和阀芯12，进而不会向阀芯12施加阻碍压力控制阀10打开的作用力，确保在平原或者非大气压力突变的环境下将压力控制阀10保持为相对压力控制模式。

在一些实施例中，为了在第一弹性件131周围的流体压力低于临界值时使第一弹性件131向阀芯12提供足够的阻碍力，初始长度与第二长度或者初始长度与第一长度的比值可以大于预设值。在一些实施例中，初始长度与第二长度或第一长度的比值可以大于10。在一些实施例中，初始长度与第二长度或第一长度的比值可以大于15。在一些实施例中，初始长度与第二长度或第一长度的比值可以大于20。在一些实施例中，为了使压力控制阀10在合适的压力范围内均可实现相对压力控制模式，第二长度与第一长度的差值可以在1mm～5mm范围内。在一些实施例中，第二长度与第一长度的差值可以在5mm～10mm范围内。在一些实施例中，第二长度与第一长度的差值可以在10mm～50mm范围内。

在一些实施例中，压力控制阀10还可以包括密封件14，密封件14可以设于阀体11和阀芯12之间，阀芯12移动时能够带动密封件14移动，进而将第一流体连通口114和第二流体连通口115隔断，或者能够带动密封件14移动，从而使第一流体连通口114和第二流体连通口115导通。

在一些实施例中，密封件14可以为采用端面、台阶等密封形式的部件，例如，密封垫、密封圈(如图1所示)、榫槽密封组件、凹凸密封组件等。采用端面、台阶等密封形式的密封件14具有良好的密封性能，且不易磨损。在一些实施例中，密封件14可以为采用侧密封形式的部件，例如，密封环。在一些实施例中，密封件14的数量可以为一个。例如，在图1所示的实施例中，密封件14可以为密封环，其数量为一个，密封环位于第一阀芯121靠近第二阀芯122的一侧，且环绕第二阀芯122设置。在一些实施例中，密封件14的数量可以为多个。例如，在图1所示的实施例的基础上，可以在增设密封垫，增设的密封垫可以设置在第一阀芯121靠近第二阀芯122的一侧，并且位于密封环内，当第一阀芯121向第二分隔腔113移动时，密封环和密封垫可以同时与第一分隔腔112的底部接触，从而实现密封。

在一些实施例中，密封件14可以设置于第一阀芯121和第一分隔腔112之间，例如，密封件14可以设置于第一阀芯121靠近第二分隔腔113的一侧，由于第一阀芯121的横截面面积大于第二分隔腔113的横截面面积，因此当第一阀芯121向第二分隔腔113移动时，第一阀芯121可以将密封件14压紧在第一分隔腔112的底部，从而通过密封件14实现密封。

在一些实施例中，密封件14可以设置于第二阀芯122和第二分隔腔113之间，例如，密封件14可以设置于第二阀芯122靠近第一阀芯121一侧的侧壁上，当第一阀芯121向第二分隔腔113移动时，第二阀芯122侧壁上的密封件14可以与第一分隔腔112的底部(或第二分隔腔113的顶部)抵接，从而实现密封。

在一些实施例中，第一弹性件131在伸缩方向上的承压面积为第一面积，密封件14在第一弹性件131的伸缩方向上的密封截面积为第二面积，第一面积与第二面积的差值的绝对值小于预设值。其中，承压面积是指第一弹性件131与阀体11或阀芯12接触面的截面积。例如，如图1所示，当第一弹性件131为金属波纹管时，承压面积可以等于金属波纹管在伸缩方向上的横截面面积。又例如，如图5所示，当第一弹性件131为中空圆柱结构，其密封腔体为环形，因此中空圆柱结构的承压面积等于在伸缩方向上的横截面面积与中空截面积的差值，中空圆柱结构在伸缩方向上的横截面面积可以通过图5中的S3来表示，中空截面积可以通过S4来表示。密封截面积是指密封件14密封的横截面面积。例如，当密封件14为密封环时，密封截面积可以等于密封环形成的圆形横截面面积。在一些实施例中，预设值与第一面积或者第二面积的比值可以小于或等于20％。在一些实施例中，预设值与第一面积或者第二面积的比值可以小于或等于10％。在一些实施例中，预设值与第一面积或者第二面积的比值可以小于或等于5％。在一些优选的实施例中，第一面积和第二面积相同。

在一些情况下，当第一弹性件131周围的流体压力降低到临界值以下时，可以使得压力控制阀10的打开和关闭基本不受大气压力的影响，即使压力控制阀10以绝对压力控制模式进行工作。

在一些实施例中，当密封件14和/或第一弹性件131的数量多个时，多个第一弹性件131的伸缩方向平行，第一面积为多个第一弹性件131在伸缩方向上的承压面积的总和，第二面积为多个密封件14在第一弹性件131的伸缩方向上的密封截面积的总和。

在一些实施例中，压力控制阀10还可以包括第二弹性件15，第二弹性件15的一端与阀芯12连接，另一端与阀体11直接或间接连接，第二弹性件15具有预设的预紧力。在一些实施例中，第二弹性件15的预紧力用于阻碍压力控制阀10打开。

在本实施例中，由于第二弹性件15具有预设的预紧力，因此当第一压力环境为平原或者非大气压力突变环境时，阀芯12受到第一压力、第二压力和第二弹性件15的预紧力的合力作用，压力控制阀10为相对压力控制模式。当超导磁体的内部气压(即超导磁体的内容器腔体中的气体压力)稳定时，第二弹性件15提供的预紧力可以作用于阀芯12使得密封件14隔绝第一分隔腔112和第二分隔腔113，即关闭阀门。当超导磁体的内部气压增大，使得超导磁体的内部气压大于大气压力和预紧力之和。此时阀芯12将克服第二弹性件15的预紧力带动密封件14运动，直到第二弹性件15达到一定形变量时，使得密封件14失去密封效果，第一分隔腔112和第二分隔腔113导通，即打开阀门进行泄压。当泄压完成后，超导磁体的内部气压再次小于大气压力在阀芯12产生的作用力和预紧力之和时，阀芯12将由第二弹性件15的弹性力作用带动回退并压紧密封件14，重新使阀门关闭。

在一些实施例中，阀芯12和第一弹性件131运动时第二弹性件15会发生形变，且第二弹性件15的最大形变量可以小于第二长度与第一长度的差值，即第一弹性件131的两端没有同时接触阀体11和阀芯12，以使得在该过程中第一弹性件131不会向阀芯12施加额外的作用力，让压力控制阀10始终以相对压力控制模式进行工作。

在一些实施例中，第二弹性件15可以设置于第二分隔腔113中，第二弹性件15的一端与第二阀芯122的底部连接，第二弹性件15的另一端与阀体11的第二分隔腔113的底部直接或间接连接。在一些实施例中，第二弹性件15可以设置于第一分隔腔112中。仅作为示例，如图5所示，第一弹性件131为中空圆柱结构，第二弹性件15位于中空圆柱的中空腔体中，第二弹性件15的一端可以与第一阀芯121的顶部连接，第二弹性件15的另一端与第一分隔腔112的顶部直接或间接连接。由于第二弹性件15位于第一弹性件131的中空腔内，因此使得压力控制阀10的结构更紧凑，设计更简洁。

在一些实施例中，第二弹性件15可以通过粘接、铰接、卡扣连接、焊接等方式直接与阀体11连接。在一些实施例中，第二弹性件15可以通过下文的预紧力施加装置16与阀体11间接连接。

在一些实施例中，第二弹性件15可以包括弹簧，例如，压缩弹簧、拉伸弹簧或者扭转弹簧等。在一些实施例中，第二弹性件15可以包括弹性波纹管、弹性橡胶、气囊等复合材料结构。

在一些实施例中，第一弹性件131的刚度可以小于第二弹性件15的刚度，当第一弹性件131的刚度小于第二弹性件15的刚度时，处于绝对压力控制模式下的压力控制阀10的整体刚度与处于相对压力控制模式下的压力控制阀10的整体刚度接近，压力控制阀10开启的压力以及磁体内部压力波动不会太大，能够提高压力控制阀10工作时的稳定性。

在一些实施例中，第二弹性件15的预紧力可以为固定值。例如，将第二弹性件15的另一端直接与阀体11固定连接，此时第二弹性件15的预紧力不可调整。在一些实施例中，当压力控制阀10为相对压力控制模式时，压力控制阀10的打开所需要的第二压力(即超导磁体的内容器腔体中的压力)与预紧力呈正相关，第二弹性件15的预紧力可以根据实际情况进行调节。例如，若要尽可能地避免超导磁体中的氦气泄露，则可以增大预紧力，这样就需要较大的第二压力才能打开压力控制阀10。又例如，若要降低超导磁体中的气压，则可以减小预紧力，这样只需要较小的第二压力就可以打开压力控制阀10。

在一些实施例中，压力控制阀10还包括预紧力施加装置16，第二弹性件15的另一端可以通过预紧力施加装置16与阀体11连接，预紧力施加装置16可以用于施加或调节第二弹性件15的预紧力。在一些实施例中，预紧力施加装置16可以包括张紧件161和锁紧件162，第二弹性件15的另一端与张紧件161连接，并通过锁紧件162可移动地连接于阀体11上，张紧件161的移动可以改变第二弹性件15的张紧力。例如，在图1所示的实施例中，第二弹性件15的一端与第二阀芯122连接，因此锁紧件162设于第二分隔腔113的底部，张紧件161的一端伸入第二分隔腔113中与第二弹性件15连接，另一端通过锁紧件162可移动地连接于阀体11的第二分隔腔113的底部。又例如，在图5所示的实施例中，第二弹性件15的一端与第一阀芯121连接，因此锁紧件162设于第一分隔腔112的顶部，张紧件161的一端伸入第一分隔腔112中与第二弹性件15连接，另一端通过锁紧件162可移动地连接于阀体11的第一分隔腔112的顶部。

在一些实施例中，预紧力施加装置16可以包括螺纹结构、卡扣结构、蜗轮蜗杆结构等。仅作为示例，张紧件161可以为螺杆张紧件，锁紧件162可以为螺母锁紧件，螺母锁紧件连接于阀体11的底部，螺杆张紧件161的一端与第二弹性件15连接，另一端与螺母锁紧件连接。当旋转螺杆张紧件或者螺母锁紧件时，可以带动第二弹性件15压缩或者伸长，从而改变第二弹性件15的预紧力。

在一些实施例中，预紧力施加装置16还可以包括密封结构163，密封结构163可以围合在张紧件161和锁紧件162的外侧，将张紧件161和锁紧件162与外部环境隔绝。仅作为示例，如图1所示，密封结构163可以包括密封盖164和第二密封件165，密封盖164盖设在阀体11的第一分隔腔112的底部外侧，螺杆张紧件的一端和螺母锁紧件均位于密封盖164内部，密封盖164与阀体11的第一分隔腔112的底部外侧之间通过第二密封件165进行密封，以保证螺杆张紧件和螺母锁紧件与外部环境隔绝。在一些实施例中，第二密封件165可以本说明书其他实施例中的密封件14相同或相似，例如，第二密封件165可以为密封圈或者密封环。

为了更清楚地说明压力控制阀10在不同的外部压力环境下如何打开或者关闭，以及如何在相对压力控制模式和绝对压力控制模式下进行切换，本说明书将结合图1和图2对压力控制阀10的运动状态进行分析。

当第一压力环境为平原以及非大气压力突变环境时，压力补偿结构13周围的流体压力几乎不变，压力补偿结构13的第一弹性件131的内部流体压力与外部流体压力具有第一压差，第一弹性件131将被压缩至第一长度，进而可以得出第一弹性件131处于第一长度时的弹性力：

F10＝(P1-b)*S1＝K1*(H0-H1) (1)

其中，S1为第一弹性件131在伸缩方向上的承压面积。K1为第一弹性件131的刚度。H0为第一弹性件131的初始长度。H1为第一弹性件131的第一长度。P1为第一弹性件131外部的流体压强，例如，大气气压。P1*S1为第一弹性件131周围的流体压力。b为第一弹性件131内部的流体压强。在一些实施例中，当第一弹性件131的内部流体压力为0时，b的值为0，因此由(1)可以进一步得出：

F10＝(P1-0)*S1＝K1*(H0-H1) (2)

在一些实施例中，第一长度小于第二长度，因此第一弹性件131伸缩方向上的两端未与阀体11和阀芯12同时接触，第一弹性件131未向阀芯12提供阻碍压力控制阀10打开的作用力，此时的压力控制阀10打开或关闭取决于超导磁体内容器的内部气压，打开压力控制阀10需要满足：

P2＝(K2*ΔL2+P1*S2)/S2 (3)

其中，P2为超导磁体的内部流体压强。K2为第二弹性件15的刚度。ΔL2为当密封件14与阀体11分离失去密封作用时第二弹性件15的形变量。S2为密封件14的密封截面积。

当超导磁体的内部气压小于压力补偿结构13周围的流体压力和预紧力时，第二弹性件15会带动阀芯12压紧密封件14，从而使第一分隔腔112和第二分隔腔113隔断，压力控制阀10被关闭。当超导磁体的内部气压大于压力补偿结构13周围的流体压力和预紧力时，阀芯12将克服第二弹性件15的预紧力运动，至第二弹性件15的形变量为ΔL2时可致密封件14失去密封作用，此时第一分隔腔112和第二分隔腔113连通，压力控制阀10打开。当超导磁体的内部气压再次小于压力补偿结构13周围的流体压力和预紧力时，阀芯12将由第二弹性件15的弹性力作用带动回退并压紧密封件14，重新使阀门关闭。在此过程中，第二弹性件15的最大变形量小于第二长度与第一长度的差值，即第一弹性件131始终不与阀体11和阀芯12同时接触，不会产生额外的作用力作用于阀芯12。

当第一压力环境的流体压力小于临界值时，压力补偿结构13周围的流体压力也小于临界值。仅作为示例，超导磁体搭载货机空运起降过程中，舱内压力降低为起飞前压力的60％，且该压力小于临界值，可以确定第一压力环境作用在阀芯12上的压力减小的值为：

Fd＝(P1-0.6*P1)*S2＝0.4*P1*S2 (4)

若未设置压力补偿结构13，则打开压力控制阀10只需要满足：

P2＝(K2*ΔL2+0.6*P1*S2)/S2 (5)

由式(5)可以得知，在未设置压力补偿结构13的情况下，打开压力控制阀10所需要的超导磁体的内部气压将降低，这可能会引起超导磁体的内部的氦气的突然泄放，从而造成不必要的损失。

而设置压力补偿结构13之后，当压力补偿结构13周围的流体压力变小时，使得第一弹性件131伸长。当第一弹性件131的形变量等于第二长度与第一长度的差值时，第一弹性件131伸缩方向上的两端同时与阀体11和阀芯12接触，且无法再伸长，此时第一弹性件131在自身弹性力、第一弹性件131的内部流体压力和外部流体压力的差值，以及阀体11的作用力的共同作用下达到平衡，当压力补偿结构13内部气压的预设压力为0时，压力补偿结构13的受力满足以下关系：

Fv+(0.6*P1-0)*S1＝K1*(H0-H2) (6)

其中，Fv为阀体11对第一弹性件131的作用力。

在一些实施例中，当初始长度H0远大于第二长度H2(例如，H0与H2的比值大于10)时，或者初始长度H0远大于第一长度H1(例如，H0与H1的比值大于10)且第一长度H1与第二长度H2相差较小时，H0与H1或H2的差值约等于H0。此时式(2)和式(6)可以分别进一步简化为：

F10＝P1*S1＝K1*H0 (7)

Fv+(0.6*P1-0)*S1＝K1*H0 (8)

结合式(7)和式(8)可以进一步得出：

Fv＝0.4*P1*S1 (9)

在一些实施例中，当第一弹性件131的承压面积S1与密封件14的密封截面积S2相同或接近时，由式(9)和式(4)可以得出：

Fv＝0.4*P1*S1＝0.4*P1*S2＝Fd (10)

由式(10)可知，第一弹性件131会对阀芯12产生阻碍压力控制阀10打开的作用力Fv，该作用力约等于第一压力环境作用在阀芯12上的压力减小的值Fd。因此，此时打开压力控制阀10需要满足：

P2＝(K2*ΔL2+0.6*P1*S2+Fv)/S2＝(K2*ΔL2+P1*S2)/S2 (11)

由式(11)可以得知，即使第一压力环境的气体压强变化为P1的60％，但此时打开压力控制阀10所需压力仍然只与变化前第一压力环境的气体压强P1相关，即此时打开压力控制阀10所需压力不受第一压力环境变化的影响，为绝对压力控制模式。压力控制阀在该模式下不会出现因第一压力环境压力变化而突然大量泄放气体，可以避免不必要的氦气逸散。

本说明书提供的压力控制阀的有益效果包括但不限于：(1)通过设置压力补偿结构，可以使得压力控制阀在第一压力环境为平原环境或者非大气突变环境下以相对压力控制模式进行工作，使得压力控制阀在第一压力环境为高原环境或者大气突变环境下，从相对压力控制模式切换为绝对压力控制模式进行工作，从而使得压力控制阀能够灵活地控制超导磁体的气压(即超导磁体的内容器腔体中的气体压力)，并且不受外界环境压力变化的影响；(2)当第一弹性件的刚度小于第二弹性件的刚度时，处于绝对压力控制模式下的压力控制阀的整体刚度与处于相对压力控制模式下的压力控制阀的整体刚度接近，压力控制阀开启的压力以及磁体内部压力波动不会太大，能够提高压力控制阀工作时的稳定性；(3)当第一弹性件周围的流体压力降低到低于临界值时，第一弹性件会对阀芯压力补偿(即施加作用力)，该压力补偿的值等于流体压力变化量与第一面积和第二面积的比值的乘积，因此当第一面积与第二面积的差值的绝对值小于预设值时，该压力补偿的值与第一弹性件周围的流体压力降低的值在预设范围内，使得压力控制阀打开的压力在两种模式下波动不会太大，进而提高压力控制阀工作时的稳定性；(4)在相对压力控制模式下，第二弹性件的最大形变量需要小于第二长度与第一长度的差值，即第一弹性件的两端没有同时接触阀体和阀芯，以使得在该过程中第一弹性件不会向阀芯施加额外的作用力，让压力控制阀始终以相对压力控制模式进行工作。

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

Claims (9)

1.一种压力控制阀(10)，其特征在于，包括：

阀体(11)，包括空腔(111)和将所述空腔(111)与所述阀体(11)的外部导通的第一流体连通口(114)和第二流体连通口(115)，所述空腔(111)包括第一分隔腔(112)和第二分隔腔(113)，所述第一分隔腔(112)与所述第一流体连通口(114)导通，所述第二分隔腔(113)与所述第二流体连通口(115)导通；

阀芯(12)，可移动地设置于空腔(111)中，所述阀芯(12)移动使得所述第一分隔腔(112)和所述第二分隔腔(113)导通或隔断，并使得所述第一流体连通口(114)与所述第二流体连通口(115)导通或隔断；

压力补偿结构(13)包括第一弹性件(131)，所述第一弹性件(131)包括密封腔体，所述密封腔体的内部气压为预设压力，所述第一弹性件(131)的伸缩方向与所述阀芯(12)的可移动方向平行，所述第一弹性件(131)设置于所述第一分隔腔(112)，且沿所述阀芯(12)的可移动方向位于所述阀芯(12)与所述阀体(11)之间，当所述压力补偿结构(13)周围的流体压力低于临界值时，所述压力补偿结构(13)向所述阀芯(12)提供阻碍所述压力控制阀(10)打开的作用力。

2.根据权利要求1所述的压力控制阀(10)，其特征在于，当所述第一弹性件(131)的内部流体压力与外部流体压力相同时，所述第一弹性件(131)沿伸缩方向的长度为初始长度；当所述第一弹性件(131)的内部流体压力与外部流体压力具有第一压差时，所述第一弹性件(131)沿自身伸缩方向的长度为第一长度；所述阀芯(12)隔断所述第一分隔腔(112)和所述第二分隔腔(113)时，所述阀芯(12)和所述阀体(11)之间沿所述阀芯(12)的可移动方向的距离为第二长度，所述第一弹性件(131)的所述初始长度大于所述第二长度，所述第二长度大于所述第一长度。

3.根据权利要求1所述的压力控制阀(10)，其特征在于，所述阀芯(12)包括第一阀芯(121)，所述第一阀芯(121)位于所述第一分隔腔(112)，沿垂直于所述阀芯(12)的可移动方向，所述第一阀芯(121)的横截面面积大于所述第二分隔腔(113)的横截面面积。

4.根据权利要求1所述的压力控制阀(10)，其特征在于，所述阀芯(12)包括第一阀芯(121)和与所述第一阀芯(121)连接的第二阀芯(122)，所述第一阀芯(121)位于所述第一分隔腔(112)，所述第二阀芯(122)至少部分位于所述第二分隔腔(113)，在所述第一阀芯(121)与所述第二阀芯(122)的连接处，沿垂直于所述阀芯(12)的可移动方向，所述第一阀芯(121)的横截面面积大于所述第二阀芯(122)的横截面面积，且所述第一阀芯(121)的横截面面积大于所述第二分隔腔(113)的横截面面积。

5.根据权利要求1所述的压力控制阀(10)，其特征在于，还包括密封件(14)，所述密封件(14)设于所述阀体(11)与所述阀芯(12)之间；

所述第一弹性件(131)在所述伸缩方向上的承压面积为第一面积，所述密封件(14)在所述第一弹性件(131)的所述伸缩方向上的密封截面积为第二面积，所述第一面积与所述第二面积的差值的绝对值小于预设值。

6.根据权利要求1所述的压力控制阀(10)，其特征在于，所述第一弹性件(131)沿伸缩方向的一端与所述阀芯(12)连接，另一端为自由端；

和/或，所述第一弹性件(131)沿伸缩方向的一端与所述阀体(11)连接，另一端为自由端。

7.根据权利要求1-6任一项所述的压力控制阀(10)，其特征在于，还包括第二弹性件(15)，所述第二弹性件(15)的一端与所述阀芯(12)连接，另一端与所述阀体(11)直接或间接连接；所述第二弹性件(15)具有预设的预紧力。

8.根据权利要求7所述的压力控制阀(10)，其特征在于，还包括预紧力施加装置(16)，所述预紧力施加装置(16)包括张紧件(161)和锁紧件(162)，所述张紧件(161)与所述第二弹性件(15)的所述另一端连接，并通过所述锁紧件(162)可移动地连接于所述阀体(11)，所述张紧件(161)的移动改变所述第二弹性件(15)的预紧力。

9.根据权利要求8所述的压力控制阀(10)，其特征在于，所述预紧力施加装置(16)还包括密封结构(163)，所述密封结构(163)围合在所述张紧件(161)和所述锁紧件(162)的外侧，将所述张紧件(161)和所述锁紧件(162)与外部环境隔绝。