CN221569538U - 一种基于气压传感器保护的调压阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于气压传感器保护的调压阀，至少包括阀体以及安装于阀体内的阀座组件、阀芯组件以及感应组件，阀体上插接安装有电磁铁组件，阀体内部设置有阀腔；阀体内部设置有安装腔，安装腔和阀腔分别位于阀体内的下部和上部，阀腔上的出气口的底部设置有与安装腔连通的通孔；感应组件包括PCB板、固定架、气压传感器以及密封橡胶，PCB板固定于安装腔内，气压传感器连接在PCB板上，固定架固定在PCB板上，且固定架上设置有供气压传感器穿过的通孔以及供密封橡胶安装的容纳槽。本实用新型不仅解决了气压传感器密封的问题，且气压传感器轴向不受外力作用，有效减小了气压传感器损坏的风险，极大提升产品的使用寿命。

Description

一种基于气压传感器保护的调压阀

技术领域

本实用新型提供了一种电气压力调节阀，尤其涉及一种基于气压传感器保护的压力调节阀，属于电气阀门技术领域。

背景技术

电气比例压力阀作为高度集成化的机电一体化产品，是电气比例控制技术的核心，代表了流体控制技术的发展方向，其广泛应用于工厂自动化及车辆控制上。在具体的应用场合下其主要用于输出气压的快速精密调节，通过不同的气压推动机械推杆类实现指定力或者行程的输出，例如用于车用变速箱换挡、机器人的精密动作驱动。现有的调压阀在使用作业中，存在以下需要解决的问题：1、其开启和闭合的切换功能较单一，不能实现多段式压力连续控制。2、压力传感器易损伤，产品制作不良率高，寿命低。

实用新型内容

本实用新型提供了一种基于气压传感器保护的调压阀，解决了上述背景技术中的不足，其能够实现多段式控制，同时还具有降低产品不良率，提高使用寿命的优点。

实现本实用新型上述目的所采用的技术方案为：

一种基于气压传感器保护的调压阀，至少包括阀体以及安装于阀体内的阀座组件、阀芯组件以及感应组件，阀体上插接安装有电磁铁组件，阀体内部设置有阀腔，阀腔上设置有进气口、出气口和排气口；

阀体内部设置有安装腔，安装腔和阀腔分别位于阀体内的下部和上部，阀腔上的出气口的底部设置有与安装腔连通的通孔；

感应组件包括PCB板、固定架、气压传感器以及密封橡胶，PCB板固定于安装腔内，气压传感器连接在PCB板上，固定架固定在PCB板上，且固定架上设置有供气压传感器穿过的通孔以及供密封橡胶安装的容纳槽，密封橡胶位于固定架的顶面上且贴合密封在出气口底部的通孔外围处，气压传感器的上部从密封橡胶中穿过并深入至出气口底部的通孔处，其所在区域与出气口连通，气压传感器实时感应出气口的压力。

进一步的，阀腔的底部与出气口连通；阀座组件包括连接固定的进气骨架和排气骨架，两者均呈环形且在骨架的内部设置有气流通道，进气骨架内部的气流通道与进气口连通，排气骨架内部的气流通道与排气口连通。

进一步的，阀芯组件包括排气管件、压力弹簧以及出气骨架，排气管件穿过进气骨架和排气骨架并滑动，排气管件的外壁与进气骨架的内壁之间设置有与进气骨架内部的气流通道相连通的间隙；出气骨架套接固定在排气管件的尾端，且其与进气骨架左右接触，两者之间的接触面形成第一密封面；压力弹簧套在排气管件上且连接在排气骨架上，在弹簧弹力作用下第一密封面保持贴合密封；排气管件的内部为中空的排气通道，排气通道通过阀腔与出气口连通。

进一步的，电磁铁组件中的推杆在电磁驱动下在电磁铁组件中伸缩运动，推杆尾端顶在排气管件的顶端且两者之间的接触面形成第二密封面，第二密封面将排气通道与排气骨架内部的气流通道隔离；推杆缩回时第二密封面开启使得排气通道与排气口连通；推杆伸出并推动排气管件克服弹簧弹力移动时第一密封面开启，第一密封面开启的大小与推杆的伸出长度成正比。。

进一步的，出气骨架的侧壁上设置有环形凹槽，环形凹槽内安装有出气口密封圈，出气口密封圈与进气骨架相接触并挤压以实现第一密封面的密封。

进一步的，进气骨架的外壁与阀腔之间设置有第一密封圈。

进一步的，排气骨架的外壁与阀腔之间设置有第二密封圈。

进一步的，进气骨架和排气骨架之间相互包夹形成有环形凹槽，环形凹槽内安装有V型排气管滑动密封件，V型排气管滑动密封件与排气管件的外壁相接触并滑动密封。

进一步的，安装腔的底部通过底盖和底盖密封条封闭，安装腔中设置有导热硅胶，PCB板的背面与导热硅胶相接触从而将PCB板的热量通过底盖散发。

进一步的，阀体上还设置有与安装腔相连通的防水透气阀。

与现有技术相比，本实用新型提供的基于气压传感器保护的调压阀具有以下优点：1、本实用新型中通过底盖密封条和防水透气阀的设置，不仅可以有效的平衡阀体内外的压力，还可以实现有效的阀体密封效果。2、本实用新型中提供的调压阀中首先设置固定架对气压传感器以及密封橡胶进行支撑防护并提供容纳空间，然后通过密封橡胶贴合密封在出气口底部的通孔外围处，从而形成密封，确保阀腔和安装腔之间相互隔离；密封橡胶还能够对气压传感器提供侧向防护。通过以上设置方式不仅解决了气压传感器密封的问题，且气压传感器轴向不受外力作用，有效减小了气压传感器损坏的风险，极大提升产品的使用寿命。3、本实用新型中在进气加压状态下，随着电磁铁线圈电流越大，衔铁周围的磁场强度越大，衔铁带动推杆的推力越大，第一密封面的打开距离L也越大，进气速率越大。因此本实用新型中可通过控制不同的供电电流实现不同的进气速率调节，满足不同的进气速率要求，实现多段式调压。

附图说明

图1为本申请提供的调压阀的整体结构爆炸图；

图2为阀座组件、阀芯组件以及电磁铁组件的主视剖面图；

图3为阀座组件和阀芯组件结构爆炸图；

图4为感应组件的结构爆炸图；

图5为阀体及感应组件的主视剖面图；

图6为本申请提供的调压阀的第一工作状态示意图；

图7为本申请提供的调压阀的第二工作状态示意图；

图8为本申请提供的调压阀的第三工作状态示意图；

图9为本申请提供的调压阀的第四工作状态示意图；

图中：1：底盖，2：导热硅胶，3：底盖密封条，4：PCB板，5：电磁铁组件，6：阀体，7：接插器，8：防水透气阀，9：固定架，10：密封橡胶，11：气压传感器，501：电磁铁密封条，502：电磁铁壳体，503：固定螺栓，504：线圈密封垫，505：线圈骨架，506：衔铁，507：推杆，508：导套，509：线圈，510：衔铁弹簧，511：铁芯，512：下扼板，513：排气口密封垫，514：V型推杆滑动密封件，515：排气骨架，516：进气骨架，517：出气口密封圈，518：出气骨架，519：第一密封圈，520：V型排气管滑动密封件，521：第二密封圈，522：压力弹簧，523：排气管件，524：第三密封圈。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细具体的说明。

本实用新型提供的调压阀的整体结构如图1所示，其主体结构为阀体6，阀座组件、阀芯组件以及感应组件都安装固定在阀体6内，电磁铁组件5插接安装固定在阀体上，阀体上还设置有用于连接外部器件的插接器7。阀体内部设置有阀腔和安装腔，阀体内部设置有安装腔，安装腔和阀腔分别位于阀体内的下部和上部。阀腔上设置有进气口、出气口和排气口，阀腔的底部与出气口连通。安装腔的底部通过底盖1和底盖密封条3封闭，阀体上还设置有与安装腔相连通的防水透气阀8。通过底盖密封条和防水透气阀的设置，不仅可以有效的平衡阀体内外的压力，还可以实现有效的阀体密封效果。

阀座组件和阀芯组件的结构如图2和图3所示，阀座组件包括连接固定的进气骨架516和排气骨架515，两者均呈环形且在骨架的内部设置有气流通道，进气骨架516内部的气流通道与进气口连通，排气骨架515内部的气流通道与排气口连通；进气骨架的外壁与阀腔之间设置有第一密封圈519，排气骨架的外壁与阀腔之间设置有第二密封圈521。进气骨架和排气骨架之间相互包夹形成有环形凹槽，环形凹槽内安装有V型排气管滑动密封件520，V型排气管滑动密封件520与排气管件523的外壁相接触并滑动密封。

阀芯组件包括排气管件523、压力弹簧522以及出气骨架518，排气管件523穿过进气骨架和排气骨架并滑动，排气管件的外壁与进气骨架的内壁之间设置有与进气骨架内部的气流通道相连通的间隙；出气骨架518套接固定在排气管件的尾端，且其与进气骨架左右接触，两者之间的接触面形成第一密封面；出气骨架的侧壁上设置有环形凹槽，环形凹槽内安装有出气口密封圈517，出气口密封圈517与进气骨架相接触并挤压以实现第一密封面的密封。压力弹簧522套在排气管件上且连接在排气骨架上，在弹簧弹力作用下第一密封面保持贴合密封；排气管件的内部为中空的排气通道，排气通道通过阀腔与出气口连通。

电磁铁组件的结构如图2所示，包括电磁铁壳体502、线圈509、线圈骨架505、衔铁506、推杆507、铁芯511、衔铁弹簧510以及导套508和下扼板512，其中电磁铁壳体通过电磁铁密封条501和固定螺栓503密封连接在阀体上，线圈509套在线圈骨架505上且两者整体位于电磁铁壳体内，线圈骨架与电磁铁壳体之间设置有线圈密封垫504。铁芯511和导套508连接固定，两者共同从线圈骨架内穿过，铁芯的前段位于阀腔内，且铁芯的尾端与排气骨架连接固定，铁芯的外壁与阀腔之间设置有第三密封圈524。下扼板512位于线圈骨架和铁芯的限位凸起之间；衔铁506与推杆507连接固定，两者共同位于导套以及铁芯的内部且能够在电磁驱动下滑动，衔铁弹簧510套在推杆上且其两端分别顶在推杆上的限位凸起以及铁芯之间；铁芯的尾端设置有环形凹槽，环形凹槽内安装有V型推杆滑动密封件514，V型推杆滑动密封件514与推杆507的外壁相接触并滑动密封；推杆在电磁驱动下在电磁铁组件中伸缩运动，推杆尾端顶在排气管件的顶端且两者之间的接触面形成第二密封面，第二密封面将排气通道与排气骨架内部的气流通道隔离；推杆的尾端设置有圆形凹槽，圆形凹槽内安装有排气口密封垫513，排气口密封垫513与阀芯组件中排气管件的顶端相接触并挤压以实现第二密封面的密封。本实用新型中提供的调压阀中设置有V型推杆滑动密封件和排气口密封垫，在V型推杆滑动密封件的作用下，左侧腔体内的气体无法从铁芯与推杆之间的缝隙进入右侧电磁铁组件内；在排气口密封垫的作用下，左侧腔体内的气体也无法从推杆内部的中心孔进入右侧电磁铁组件内。通过上述气路隔离的方式实现对电磁铁的保护，从而防止进气气体内的水分、杂质进入并损伤电磁铁，极大的避免电磁铁出现腐蚀、衔铁卡滞的风险，有效提高产品的使用寿命。

感应组件的结构如图4和图5所示，从图5中可以看出阀腔上的出气口的底部设置有与安装腔连通的通孔；感应组件包括PCB板4、固定架9、气压传感器11以及密封橡胶10，PCB板4固定于安装腔内，气压传感器连11接在PCB板上，固定架9固定在PCB板上，且固定架上设置有供气压传感器穿过的通孔以及供密封橡胶10安装的容纳槽，密封橡胶位于固定架的顶面上且贴合密封在出气口底部的通孔外围处，气压传感器的上部从密封橡胶中穿过并深入至出气口底部的通孔处，其所在区域与出气口连通，气压传感器实时感应出气口的压力。安装腔中设置有导热硅胶2，如图1所示，PCB板4的背面与导热硅胶2相接触从而将PCB板的热量通过底盖散发。本实用新型中提供的调压阀中首先设置固定架对气压传感器以及密封橡胶进行支撑防护并提供容纳空间，然后通过密封橡胶贴合密封在出气口底部的通孔外围处，从而形成密封，确保阀腔和安装腔之间相互隔离；密封橡胶还能够对气压传感器提供侧向防护。通过以上设置方式不仅解决了气压传感器密封的问题，且气压传感器轴向不受外力作用，有效减小了气压传感器损坏的风险，极大提升产品的使用寿命。

本实用新型提供的调压阀的工作原理如下，其包含四种工作状态：

1、第一工作状态如图6所示，此状态下电磁铁组件未供电，第一密封面为密封状态，进气口中的气流进入进气骨架和进气骨架与排气管件之间的间隙中，在第一密封面的密封下无法继续流动；此状态下出气口、排气口以及排气通道内无气流。

2、第二工作状态如图7所示，此状态下电磁铁组件供电进气加压，电磁铁组件内衔铁在线圈的磁场力作用下往左运动，推杆顶在排气管件上并推动排气管件往左运动一定距离L，打开第一密封面实现进气，此时进气口与出气口相通；同时排气口密封垫与排气管件右侧的火山口形成第二密封面，第二密封面将排气通道和排气口进行隔离。

电磁铁线圈电流越大，衔铁周围的磁场强度越大，衔铁带动推杆的推力越大，第一密封面的打开距离L也越大，进气速率越大。因此本实用新型中可通过控制不同的供电电流实现不同的进气速率调节，满足不同的进气速率要求，实现多段式调压。

3、第三工作状态如图8所示，此状态下电磁铁组件供电稳压，当气压传感器检测到出气口压力达到预设目标气压时，通过供电调节推杆对排气管件的推力，使第一密封面和第二密封面同时保持密封，从而隔断进气口和出气口，也隔断出气口和排气口，进而稳定出气口压力。

4、第四工作状态如图9所示，此状态下电磁铁组件供电排气泄压，当11气压传感器检测到出气口压力高于预设目标气压时，通过供电调节推杆对排气管件的推力，第一密封面保持密封隔断进气口和出气口；推杆缩回时第二密封面开启使得排气通道与排气口连通，第二密封面打开一定距离L，从而将出气口、排气通道和排气口相通，释放掉出气口多余的气体，当气压传感器检测到出气口压力达到预设目标气压时，再次进入供电稳压状态即第三工作状态。

Claims (10)

1.一种基于气压传感器保护的调压阀，至少包括阀体以及安装于阀体内的阀座组件、阀芯组件以及感应组件，阀体上插接安装有电磁铁组件，阀体内部设置有阀腔，阀腔上设置有进气口、出气口和排气口，其特征在于：

阀体内部设置有安装腔，安装腔和阀腔分别位于阀体内的下部和上部，阀腔上的出气口的底部设置有与安装腔连通的通孔；

感应组件包括PCB板、固定架、气压传感器以及密封橡胶，PCB板固定于安装腔内，气压传感器连接在PCB板上，固定架固定在PCB板上，且固定架上设置有供气压传感器穿过的通孔以及供密封橡胶安装的容纳槽，密封橡胶位于固定架的顶面上且贴合密封在出气口底部的通孔外围处，气压传感器的上部从密封橡胶中穿过并深入至出气口底部的通孔处，其所在区域与出气口连通，气压传感器实时感应出气口的压力。

2.根据权利要求1所述的基于气压传感器保护的调压阀，其特征在于：阀腔的底部与出气口连通；阀座组件包括连接固定的进气骨架和排气骨架，两者均呈环形且在骨架的内部设置有气流通道，进气骨架内部的气流通道与进气口连通，排气骨架内部的气流通道与排气口连通。

3.根据权利要求2所述的基于气压传感器保护的调压阀，其特征在于：阀芯组件包括排气管件、压力弹簧以及出气骨架，排气管件穿过进气骨架和排气骨架并滑动，排气管件的外壁与进气骨架的内壁之间设置有与进气骨架内部的气流通道相连通的间隙；出气骨架套接固定在排气管件的尾端，且其与进气骨架左右接触，两者之间的接触面形成第一密封面；压力弹簧套在排气管件上且连接在排气骨架上，在弹簧弹力作用下第一密封面保持贴合密封；排气管件的内部为中空的排气通道，排气通道通过阀腔与出气口连通。

4.根据权利要求3所述的基于气压传感器保护的调压阀，其特征在于：电磁铁组件中的推杆在电磁驱动下在电磁铁组件中伸缩运动，推杆尾端顶在排气管件的顶端且两者之间的接触面形成第二密封面，第二密封面将排气通道与排气骨架内部的气流通道隔离；推杆缩回时第二密封面开启使得排气通道与排气口连通；推杆伸出并推动排气管件克服弹簧弹力移动时第一密封面开启，第一密封面开启的大小与推杆的伸出长度成正比。

5.根据权利要求3所述的基于气压传感器保护的调压阀，其特征在于：出气骨架的侧壁上设置有环形凹槽，环形凹槽内安装有出气口密封圈，出气口密封圈与进气骨架相接触并挤压以实现第一密封面的密封。

6.根据权利要求2所述的基于气压传感器保护的调压阀，其特征在于：进气骨架的外壁与阀腔之间设置有第一密封圈。

7.根据权利要求2所述的基于气压传感器保护的调压阀，其特征在于：排气骨架的外壁与阀腔之间设置有第二密封圈。

8.根据权利要求3所述的基于气压传感器保护的调压阀，其特征在于：进气骨架和排气骨架之间相互包夹形成有环形凹槽，环形凹槽内安装有V型排气管滑动密封件，V型排气管滑动密封件与排气管件的外壁相接触并滑动密封。

9.根据权利要求1所述的基于气压传感器保护的调压阀，其特征在于：安装腔的底部通过底盖和底盖密封条封闭，安装腔中设置有导热硅胶，PCB板的背面与导热硅胶相接触从而将PCB板的热量通过底盖散发。

10.根据权利要求1所述的基于气压传感器保护的调压阀，其特征在于：阀体上还设置有与安装腔相连通的防水透气阀。