CN108591558B - 减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种减压阀，减压阀包括具有高压腔和低压腔的阀体，阀体内设有阀座、阀芯和与阀芯顶压配合的顶杆，所述阀座上设有节流口，所述阀座上还设有连通节流口与低压腔的阀座孔，从节流口流过的流体通过阀座孔进入低压腔，所述顶杆插装在阀座孔内。阀座孔不仅供与阀芯顶压配合的顶杆***，还可供经过节流口减压后的流体进入低压腔，这样只需在阀座上加工出供顶杆***的阀座孔，即可将流过节流口的流体引入低压腔，不需要在阀座上加工多个纵横交叉的流道，不仅方便阀座的加工，且流道的减少也增加了阀座的整体结构强度，解决了现有技术中存在的阀座的加工复杂且结构强度低的问题。

Description

减压阀

技术领域

本发明涉及一种减压阀。

背景技术

减压阀是一种自动降低管路工作压力的专门装置，在给定减压范围后，可以将较高压力的介质减到设定压力。由于气瓶内输出的是高压气体，在需要低压气体时，无法直接使用，需要对高压气体进行减压，因此减压阀广泛应用与各个领域中。

授权公告号为CN204176068U,授权公告日为2015.02.25的中国专利公开了一种多级高压先导式气体减压器，多级高压先导式气体减压器包括壳体，壳体一侧上部安装用于调节的第一手柄，第一手柄的下侧安装第一调压弹簧，壳体内侧位于第一调压弹簧下部安装膜片，膜片的下部安装顶杆，壳体内侧位于顶杆处开设低压腔，低压腔为供低压流体流过的低压腔。壳体内侧位于顶杆的下部安装第一阀座，第一阀座的内侧安装第一阀芯。壳体下部位于第一阀芯与第二阀芯之间开设通气槽，壳体下部位于第二阀芯一侧开设二级出口端，二级出口端与第二阀芯相通。当顶杆推动阀芯向下运动离开阀座密封面到一定开启高度后，高压流体经高压腔后由第一阀芯与第一阀座密封面之间的节流口损失一部分能量，气体的压力降低，达到降压目的。第一阀座上设有多个供经过流过节流口的低压流体流进低压腔的多个流道，一方面，多个流道的加工增加了阀座的加工复杂度；另一方面，阀座上加工多个流道也会降低阀座的结构强度，降低阀座寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减压阀，以解决现有技术中存在的阀座的加工复杂且结构强度低的问题。

本发明的减压阀采用如下技术方案：

减压阀包括具有高压腔和低压腔的阀体，阀体内设有阀座、阀芯和与阀芯顶压配合的顶杆，所述阀座上设有节流口，所述阀座上还设有连通节流口与低压腔的阀座孔，从节流口流过的流体通过阀座孔进入低压腔，所述顶杆插装在阀座孔内。

为避免顶杆顶压在阀座端面时，阻挡流体流进低压腔，本方案中所述阀座上远离节流口的端部设有连通阀座孔与低压腔的连通槽。当顶杆顶压在阀座端面时，流体可通过连通槽流进低压腔。

为避免流体在顶杆与阀座之间发生节流现象，本方案中所述阀座孔上远离节流口的端部设有扩口结构，所述连通槽与扩口结构连通。通过扩口结构增加顶杆与阀座之间的流动面积，防止减压后的流体在顶杆与阀座之间发生节流现象，另外连通槽与扩口结构连通方便连通槽与扩口结构的加工。

为方便对阀芯进行径向定位，本方案中所述阀座孔包括小径段和大径段，节流口设置在小径段远离大径段的一端，所述阀芯插装在小径段内，顶杆与阀芯在大径段内顶压配合。一方面，小径段减小了阀芯与阀座之间的间隙，可对阀芯起到较好的径向定位作用；另一方面，经过节流口的流体在流过小径段与阀芯之间的间隙时也会损失部分压力，以进一步减小流体压力，使流体达到设定压力。

为增加非工作状态下阀芯与节流口的密封性，本方案中所述节流口为锥形扩口，阀芯上具有与锥形扩口适配的环形锥面，所述环形锥面顶压在锥形扩口上时关闭节流口，环形锥面在顶杆顶推力作用下离开锥形扩口时打开节流口。非工作状态下阀芯与节流口采用环形锥面与锥形扩口配合，可增加阀芯对节流口的密封性，增加产品寿命。

为增加非工作状态下阀芯与阀座的密封性，本方案中所述阀座包括基座和压紧块，所述压紧块与基座之间夹设有用于在节流口关闭时密封节流口的密封件，所述压紧块螺纹装配在阀体内。压紧块螺纹装配在阀体内，方便在密封件密封失效时更换密封件，保证阀座与阀芯的密封效果，增加产品寿命。

为增加减压阀的使用范围，本方案中所述减压阀为包括高压减压部分和低压减压部分的两级减压阀，阀体上供流体进入阀体的流体进口和供流体流出阀体的流体出口分别与高压减压部分的高压腔和低压减压部分的低压腔连通，所述高压减压部分的低压腔与低压减压部分的高压腔连通以使经过高压减压部分减压后的流体流进低压减压部分进行二级减压，所述高压减压部分的调节杆和低压减压部分的调节杆分别布置在阀体上两个相对的端部，且高压减压部分的调节杆和低压减压部分的调节杆同轴设置。一方面，通过连通的高压减压部分和低压减压部分可对流体进行两级减压，增加减压阀进口和出口压力的跨度，增加减压阀的使用范围；另一方面，高压减压部分和低压减压部分的布置方式方便阀体的加工。

考虑到高压减压部分与低压减压部分上的弹性调压件的弹力不同，本方案中所述高压减压部分的弹性调压件为碟簧，所述低压减压部分的弹性调压件为弹簧。由于碟簧和弹簧的结构特点，高压减压部分和低压减压部分的弹性调压件分别采用碟簧和弹簧可分别满足各部分的受力要求。

为保证顶杆作用在阀芯上的顶推力的稳定性，本方案中所述阀芯上具有球形面，顶杆上具有平面，所述阀芯与顶杆通过球形面与平面顶压配合。通过球形面与平面的配合，方便实现顶杆与阀芯的自动对准，保证施加在阀芯上的顶推力的稳定性。

为避免在减压阀工作时调节杆出现转动造成减压阀出口压力不准确，本方案中所述阀体上设有用于将调整调压弹性件压缩量的调节杆锁紧在阀体上的锁紧螺帽。通过锁紧螺帽将调节杆锁紧在阀体上，可避免在减压阀工作时调节杆出现转动，保证阀体出口压力为设定压力。

本发明的有益效果是：阀座孔不仅供与阀芯顶压配合的顶杆***，还可供经过节流口减压后的流体进入低压腔，这样只需在阀座上加工出供顶杆***的阀座孔，即可将流过节流口的流体引入低压腔，不需要在阀座上加工多个纵横交叉的流道，不仅方便阀座的加工，且流道的减少也增加了阀座的整体结构强度，解决了现有技术中存在的阀座的加工复杂且结构强度低的问题。

附图说明

图1为本发明的减压阀的具体实施例1的主视图的剖视图；

图2为图1的左视图的剖视图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图中：1-低压减压部分，2-出口铝垫片，3-出口接头，4-阀芯弹簧，5-基座，6-密封圈，7-阀芯，8-密封件，9-压紧块，10-顶杆，11-入口接头，12-低压腔，13-限位器，14-阀芯弹簧座，15-碟簧座，16-高压减压部分，17-调节杆，18-锁紧螺帽，19-锥形扩口，20-环形锥面，21-弹簧，22-入口铝垫片，23-堵塞，24-大径段，25-小径段，26-高压膜片，27-碟簧，28-钢球，29-扩口结构，30-连通槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的减压阀的具体实施例，如图1至图3所示，减压阀包括具有高压腔和低压腔12的阀体，阀体内设有阀座、阀芯7和与阀芯7顶压配合的顶杆10，阀座上还设有节流口及连通节流口与低压腔12的阀座孔，从节流口流过的流体通过阀座孔进入低压腔12，顶杆10插装在阀座孔内。阀座孔不仅供顶杆10***，还可供经过节流口减压后的流体进入低压腔12，这样只需在阀座上加工出供顶杆***的阀座孔，即可将流过节流口的流体引入低压腔12，不需要在阀座上加工多个纵横交叉的流道，不仅方便阀座的加工，且流道的减少也增加了阀座的整体结构强度，解决了现有技术中存在的阀座的加工复杂且结构强度低的问题。

如图1和图2所示，为增加减压阀的使用范围，本实施例中的减压阀为包括高压减压部分16和低压减压部分1的两级减压阀，阀体上供流体进入阀体的流体进口和供流体流出阀体的流体出口分别与高压减压部分16的高压腔和低压减压部分1的低压腔12连通，且高压减压部分16的低压腔与低压减压部分1的高压腔连通以使经过高压减压部分16减压后的流体流进低压减压部分1进行二级减压。高压减压部分16的调节杆17和低压减压部分1的调节杆分别布置在阀体上两个相对的端部，且高压减压部分16的调节杆17和低压减压部分1的调节杆同轴设置。一方面，通过连通的高压减压部分16和低压减压部分1可对流体进行两级减压，增加减压阀进口和出口压力的跨度，增加减压阀的使用范围；另一方面，高压减压部分16和低压减压部分1的布置方式方便阀体加工。在其他实施例中，减压阀可仅包括高压减压部分或低压减压部分；高压减压部分与低压减压部分也可沿左右方向布置。

为减小阀体体积，本实施例中阀体上供流体进入阀体的流体进口和供流体流出阀体的流体出口均设置在阀体中部，且流体进口和流体出口的中心线均调节杆17的轴线。阀体的流体进口和流体出口的布置方式可最大程度减小阀体的体积，减少阀体的成本。本实施例中的流体进口设置在入口接头11上，流体出口设置在出口接头3上。入口接头11与阀体的连接处还设有入口铝垫片22，出口接头3与阀体的连接处设有出口铝垫片2，保证入口和出口的密封性。需要说明的是，为保证进入阀体内流体的洁净度，本实施例中的入口结构11上还设有对流体进行过滤的过滤结构。在其他实施例中，流体进口和流体出口的中心线也可与调节杆成一定的夹角设置；入口接头上也可不设置过滤结构。

考虑到高压减压部分16与低压减压部分1上的弹性调压件所需的弹力不同，本实施例中，高压减压部分16的弹性调压件为碟簧27，低压减压部分1的弹性调压件为弹簧21。碟簧27和弹簧21的结构特点可分别满足各级减压部分的受力要求。在其他实施例中，高压减压部分的弹性调压件也可为弹簧；低压减压部分的弹性调压件也可为碟簧。需要说明的是，为方便碟簧27和弹簧21的安装，本实施例中的碟簧27导向装配在阀体上的碟簧座15内，弹簧21导向装配在阀体上的弹簧座内。另外，阀芯7与阀体之间顶装有阀芯弹簧4，阀芯弹簧4导向装配在阀芯弹簧座14上，同样由于高压减压部分16与低压减压部分1上阀芯弹簧所需的弹力不同，高压减压部分16的阀芯弹簧座14的弹力大于低压减压部分1阀芯弹簧的弹力。需要说明的是，高压减压部分16与低压减压部分1除了弹性调压件和阀芯弹簧的弹力不同外，其他结构均相同，下面以高压减压部分进行说明。

如图3所示，阀座包括基座5和压紧块9，压紧块9与基座5之间夹设有用于在节流口关闭时密封节流口的密封件8，压紧块9螺纹装配在阀体内，方便在密封件8密封失效时更换密封件8，保证阀座与阀芯7的密封效果，增加产品寿命。需要说明的是，本实施中设置在高压减压部分16内的密封件8由聚酰亚胺（Ys-20）材料制成，低压减压部分1的密封件由氟塑料（F3）材料制成。另外，在基座5与阀体之间还设有密封圈6，保证基座5与阀体之间的密封性。另外，为增加非工作状态下阀芯对节流口的密封性，本实施例中的节流口为锥形扩口19，阀芯7上具有与锥形扩口19适配的环形锥面20，环形锥面20顶压在锥形扩口19上时关闭节流口，环形锥面20在顶杆10顶推力作用下离开锥形扩口19时打开节流口。节流口由锥形扩口19与环形锥面20之间的间隙构成，通过调节杆17调节环形锥面20与锥形扩口19之间的间隙，来调节节流口开度。

本实施例中的阀座孔包括小径段25和大径段24，节流口设置在小径段25远离大径段24的一端，阀芯7插装在小径段25内，顶杆10与阀芯7在大径段24内顶压配合。一方面，小径段25减小了阀芯7与阀座之间的间隙，可对阀芯7起到较好的径向定位作用；另一方面，经过节流口的流体在流过小径段25与阀芯7之间的间隙时也会损失部分压力，以进一步减小流体压力，使流体达到设定压力。为避免顶杆10顶压在阀座端面时阻挡流体流进低压腔12，本实施例中，阀座上远离节流口的端部设有连通阀座孔与低压腔12的连通槽30。另外，为避免流体在顶杆10与压紧块9之间发生节流现象，大径段24远离小径段25的端部设有扩口结构29，连通槽30与扩口结构29连通。一方面，通过扩口结构29增加顶杆10与压紧块9之间的流动面积，防止减压后的流体在顶杆10与阀座之间发生节流现象，另一方面，连通槽30与扩口结构29连通，方便连通槽30与扩口结构29的加工。在其他实施例中，阀芯上也可不设置环形锥面，而在阀芯上设有与基座的端面挡止配合的挡止面，当挡止面与基座挡止配合时节流口关闭；阀座也可为一体式结构，阀座与阀体之间也可不设置密封件；阀座孔各段的孔径也可均相同；大径段上也可不设置扩口结构，使流过大径段的流体直接流进低压腔；阀座的端部也可不设置连通槽。

需要说明的是，阀体的低压减压部分1与高压减压部分16通过流道连通，阀体上设有用于加工流道的工艺孔，阀体上连接有用于封堵工艺孔的堵塞23。为保证顶杆10作用在阀芯7上的顶推力的稳定性，阀芯7上具有球形面，顶杆10上具有平面，阀芯7与顶杆10通过球形面与平面顶压配合。通过球形面与平面的配合，方便实现顶杆10与阀芯7的自动对准，保证施加在阀芯7上的顶推力的稳定性。在其他实施例中，阀芯上与顶杆顶压配合的顶推面也可为平面结构。考虑到在减压阀工作时调节杆17在流体压力作用下回出现转动造成减压阀出口压力不准确，本实施例中的阀体上设有用于将调节弹簧21或碟簧27压缩量的调节杆17锁紧在阀体上的锁紧螺帽18。在其他实施例中，阀体上可不设置锁紧螺帽。

调节杆17与碟簧座15之间设置有钢球28，即使调节杆17传递给碟簧座15的力不均匀，通过钢球28调节，碟簧座15两侧受力均匀，最终传递给碟簧27两侧的力也是均匀的，有效防止碟簧27受力不均出现卡阻的现象。本实施例中的流体为气体，在其他实施例中流体也可为液体。高压减压部分16和低压减压部分1均采用膜片式结构，高压减压部分减压后的气体进入高压减压部分的低压腔12，高压膜片26受到气体压力达到和碟簧27的弹力力平衡，同时经过高压减压部分16减压的气体进入低压减压部分1的高压腔，低压膜片受到的气体压力达到和弹簧21弹力平衡，从而达到稳压作用。需要说明的是，高压膜片26、低压膜片均通过限位器13稳定的装配在阀体内。

本发明的减压阀的具体实施方式：阀体的高压减压部分16与低压减压部分1沿上下方向布置。缓慢旋动调节杆17，碟簧27和弹簧21被压缩，通过高压膜片26将力传递给顶杆10，顶杆10推动阀芯7向下运动离开锥形扩口19到一定开启高度；通过低压膜片将力传递给低压减压部分1的顶杆，顶杆推动低压减压1的阀芯向下运动离开对应的锥形扩口到一定开启高度。由入口接头11的流体进口进入的高压气体依次经过节流口、小径段25与阀芯7之间的缝隙时损失部分压力达到设计减压要求，将40MPa高压气体减压至2MPa后通过大径段24和扩口结构29进入低压减压部分1的高压腔，同样通过低压减压部分1将2MPa低压气体减至0.16MPa，达到使用要求。在其他实施例中，经过高压减压部分16、低压减压部分1的气体的压强可为其他设定压强。

本发明的减压阀是一种两级膜片式减压阀，进口压力可达到40MPa～0.5MPa，出口压力可达到0.16±0.02MPa，流量处于0.1 L/S～4.5L/S（常温）之间，进口压力及流量跨度较大，可以满足减压阀的高精度使用工况。

Claims (8)

1.减压阀，包括具有高压腔和低压腔的阀体，阀体内设有阀座、阀芯和与阀芯顶压配合的顶杆，所述阀座上设有节流口，其特征是，所述阀座上还设有连通节流口与低压腔的阀座孔，从节流口流过的流体通过阀座孔进入低压腔，所述顶杆插装在阀座孔内；所述节流口为锥形扩口，阀芯上具有与锥形扩口适配的环形锥面，所述环形锥面顶压在锥形扩口上时关闭节流口，环形锥面在顶杆顶推力作用下离开锥形扩口时打开节流口；所述阀座包括基座和压紧块，所述压紧块与基座之间夹设有用于在节流口关闭时密封节流口的密封件，所述压紧块螺纹装配在阀体内；锥形扩口开设在基座上；节流口由锥形扩口与环形锥面之间的间隙构成，通过调节杆调节环形锥面与锥形扩口之间的间隙，来调节节流口开度。

2.根据权利要求1所述的减压阀，其特征是，所述阀座上远离节流口的端部设有连通阀座孔与低压腔的连通槽。

3.根据权利要求2所述的减压阀，其特征是，所述阀座孔上远离节流口的端部设有扩口结构，所述连通槽与扩口结构连通。

4.根据权利要求1或2或3所述的减压阀，其特征是，所述阀座孔包括小径段和大径段，节流口设置在小径段远离大径段的一端，所述阀芯插装在小径段内，顶杆与阀芯在大径段内顶压配合。

5.根据权利要求1或2或3所述的减压阀，其特征是，所述减压阀为包括高压减压部分和低压减压部分的两级减压阀，阀体上供流体进入阀体的流体进口和供流体流出阀体的流体出口分别与高压减压部分的高压腔和低压减压部分的低压腔连通，所述高压减压部分的低压腔与低压减压部分的高压腔连通以使经过高压减压部分减压后的流体流进低压减压部分进行二级减压，所述高压减压部分的调节杆和低压减压部分的调节杆分别布置在阀体上两个相对的端部，且高压减压部分的调节杆和低压减压部分的调节杆同轴设置。

6.根据权利要求5所述的减压阀，其特征是，所述高压减压部分的弹性调压件为碟簧，所述低压减压部分的弹性调压件为弹簧。

7.根据权利要求1或2或3所述的减压阀，其特征是，所述阀芯上具有球形面，顶杆上具有平面，所述阀芯与顶杆通过球形面与平面顶压配合。

8.根据权利要求1或2或3所述的减压阀，其特征是，所述阀体上设有用于将调整调压弹性件压缩量的调节杆锁紧在阀体上的锁紧螺帽。

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