CN108980427B - 可调节恒压安全排气阀 - Google Patents

Abstract

本申请涉及阀门技术领域，具体公开了可调节恒压安全排气阀，其包括排气组件以及与排气组件连接的阀帽，排气组件内设有阶梯孔，阶梯孔的两端分别延伸至排气组件的两端面；阶梯孔的小端为进气孔，阶梯孔的大端为与外部连通的内孔，进气孔和内孔相接处形成肩部，内孔内设有可与阶梯孔的肩部相抵并封堵进气孔的阀塞，内孔的侧壁上设有排气槽，排气槽沿内孔轴向的长度大于阀塞的高度；内孔内设有两端分别与阀塞和阀帽相抵的弹簧。该阀门可在压力骤然增大的情况下快速降压，从而避免轮胎内部压强迅速增大，造成爆胎现象。

Description

可调节恒压安全排气阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种可调节恒压安全排气阀。

背景技术

工业生产中涉及到使用气体、气压的设备在生产中控制气压值大小安全保护的仪器设备较为复杂且成本较高，对于需要经常变更气压值使用的设备，在操作时，操作方式及过程比较复杂。传统的排气阀因排气孔的排气方式及排气方向而受到一定是用限制，因此对排出的气体不能进行有效的处置。

例如，在对车辆轮胎充气时，通常是使用气压表或者凭借个人经验来确定胎压，但应操作不当导致对车辆轮胎充气过多，从而使轮胎内的压力突然增大而发生爆胎或者其他意外事故的现象时有发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可调节恒压安全排气阀，以解决在压力骤然增大的情况下，进行快速降压的目的。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

可调节恒压安全排气阀包括排气组件以及与排气组件连接的阀帽，排气组件内设有阶梯孔，阶梯孔的两端分别延伸至排气组件的两端面；阶梯孔的小端为进气孔，阶梯孔的大端为与外部连通的内孔，进气孔和内孔相接处形成肩部，内孔内设有可与阶梯孔的肩部相抵并封堵进气孔的阀塞，内孔的侧壁上设有排气槽，排气槽沿内孔轴向的长度大于阀塞的高度；内孔内设有两端分别与阀塞和阀帽相抵的弹簧。

本方案可调节恒压安全排气阀的原理及有益效果在于：

当向某装置或轮胎充气时，将供气设备通过管道与轮胎连通，则供气设备可向轮胎供气，以使轮胎膨胀。将本方案中的可调节恒压安全排气阀作为连接供气设备和轮胎的管道的旁通，即将排气组件的进气孔通过管道与轮胎连通；随着供气设备持续向轮胎供气，轮胎内部的压强将逐渐增大，同时管道内的压强也将增大。由于排气组件的进气孔与管道连通，则管道内气体将进入进气孔并在阀塞上形成压力；当该压力增大到一定值后，该压力将克服弹簧的弹力，从而使得阀塞在内孔内向远离肩部一侧滑动，则排气槽将进气孔和内孔连通。

由于内孔与外部连通，因此阀塞在内孔内向远离肩部一侧滑动后，排气槽将进气孔与外部连通，从而达到泄压的目的。阀塞在内孔中向下滑动的过程中，位于阀塞与肩部之间的排气槽的长度将逐渐延长，以扩大排气槽的排气面积，从而增大排气量；以达到在压力骤然增大的情况下快速降压的目的，从而避免轮胎内部压强迅速增大，造成爆胎的现象。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述排气组件包括内管和套设在内管外周并与内管过盈配合的外管；所述阶梯孔设于内管内，且内孔的侧壁设有贯穿内管的槽口，且槽口的一端延伸至内管的端部；所述排气槽由槽口和外管的内壁构成。由于排气槽设置在内孔的内壁上且不贯穿排气组件，因此将排气组件设为由内管和外管过盈配合组成，从而可在内管壁上切割出槽口，然后再将外管套设在内管外周，则可便于对排气组件进行加工。

优选方案二：作为对基础方案的进一步优化，所述排气组件包括内管和套设在内管外周并与内管过盈配合的外管；所述阶梯孔设于内管内，且内孔的侧壁设有椭圆形的通孔，所述排气槽由通孔和外管的内壁构成。由于排气槽设置在内孔的内壁上且不贯穿排气组件，因此将排气组件设为由内管和外管过盈配合组成，从而通过钻孔的方式在内管壁上价格出椭圆形的通孔，然后再将外管套设在内管外周，则可便于对排气组件进行加工。

优选方案三：作为对基础方案的进一步优化，所述阀塞朝向进气孔的端面为弧形凹面。气体通过进气孔进入内孔时，气体将直接作用在弧形凹面上；弧形凹面可以增大阀塞的受气面积，使气流对阀塞上表面的作用力集中，以便克服弹簧压力。

优选方案四：作为对优选方案三的进一步优化，所述外管伸入阀帽内，且外管与阀帽螺纹连接，且阀帽远离外管的一端设有排气管，排气管的一端伸入阀帽内，排气管的另一端伸出阀帽，弹簧的一端套于排气管外。外管和阀帽螺纹连接，便于拆卸阀帽，且通过旋拧阀帽，可改变外管旋入阀帽内的长度，从而改变弹簧的压缩量，使得阀门预设压力可以改变。而阀帽上设置排气管，则内孔通过排气管与外部连通，从而在排气管上外接管道可将排出的气体通向指定位置；排气管的一端伸入阀帽内，则弹簧的端部可套设在排气管上，从而对弹簧进行限位。

优选方案五：作为对优选方案四的进一步优化，所述外管的外壁上设有刻度标识。通过刻度标识可以反映外管旋入阀帽的长度，从而反映出可调节恒压安全排气阀的工作压力；另外，刻度标识还具有指示阀帽旋出的距离的作用，以防止阀帽旋出极限位置，导致阀帽脱落。

优选方案六：作为对基础方案、优选方案一和优选方案二的进一步优化，所述阀塞仅可沿内孔的轴向滑动，所述排气组件内设有气压机构，气压机构包括设于进气孔内的涡轮、固定在阀塞上的气压杆，以及套设在气压杆外并固定在阀帽内的气压套；气压杆朝向阀塞的一端内设有空腔，空腔内设有仅可沿气压杆轴向滑动的活塞，空腔与活塞组成气压腔，气压腔的侧壁上设有仅可向气压腔进气的进气单向阀以及仅可将气压腔内的气体导入气压套内的出气单向阀；所述涡轮与进气孔的侧壁转动连接，涡轮的中部固定有穿过阀塞的转轴，所述活塞上设有呈环形的曲线凹槽，转轴的端部设有嵌入曲线凹槽内的凸块，转轴转动时，活塞将相对于气压杆往复滑动。

在优选方案六中，可调节恒压安全排气阀进行泄压时，气体将经过进气孔再进入内孔并排出；当气体经过进气孔时，将在进气孔内形成气流，从而气流将推动涡轮转动，则与涡轮固定的转轴将跟随涡轮一同转动，从而可使活塞在气压杆内往复滑动。当活塞在气压杆内往复滑动时，气压杆内的空腔与活塞所组成的气压腔的容积将反复变化，当气压腔的容积减小时，气压腔内的气体将被压缩并通过出气单向阀进入气压套内；而当气压腔内的容积增大，则内孔内的气体将通过进气单向阀进入气压腔内，从而通过活塞的往复滑动，将使气压套内的压强增大。

气压杆和气压套组成类似空气弹簧的结构，当气压套内的压力增大时，则相当于空气弹簧的劲度系数增大；即当进气孔内的压力增大后，气压将推动阀塞向远离肩部一端运动，从而进行泄压。在泄压过程中，进气孔和轮胎内的压强将有所下降；但此过程中，涡轮转动将使气压套内的压力增大，从而将使阀塞迅速复位，当气压套内的压力增大到一定值后，活塞将无法再向气压套内压入气体，则流过进气孔的气流无法再驱动涡轮转动；从而在弹簧和气压杆和气压套所组成的空气弹簧的共同配合下，使得进气孔和轮胎内的压力达到预设值。

由于进气孔和轮胎内的预设压力由弹簧、气压杆和气压套所组成的空气弹簧共同决定，因此，弹簧的预设压力小于轮胎所要达到的压力。在充气过程中，轮胎还未达到预设压力，则阀塞即将向远离肩部滑动，进行泄压；在此过程中，气压套内的压力不断增大，从而又使得阀塞复位，当轮胎内的压力达到预设压力后，阀塞再次远离肩部，使轮胎内的压力保持在预设压力。通过在轮胎内的压力未达到预设压力前即向轮胎进行泄压，使得阀塞进行多次的往复滑动，从而可以避免轮胎内的压力急速增大，导致轮胎爆胎。

优选方案七：作为对优选方案六的进一步优化，所述内孔的横截面为正方形，所述阀塞与内孔配合。从而可以避免阀塞相对于排气组件转动。

附图说明

图1为本发明可调节恒压安全排气阀实施例一的结构示意图；

图2为本发明可调节恒压安全排气阀实施例一中内管的侧视图；

图3为本发明可调节恒压安全排气阀实施例二中内管的侧视图；

图4为本发明可调节恒压安全排气阀实施例三的结构示意图；

图5为图4中A部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：内管21、外管22、进气孔211、内孔212、槽口221、通孔222、阀塞23、弧形凹面231、气压杆232、弹簧24、阀帽25、气压套251、排气管26、涡轮27、转轴271、活塞28、曲线凹槽281、气压腔29、进气单向阀291、出气单向阀292。

实施例一：

如图1所示，本实施例的可调节恒压安全排气阀包括内管21、外管22、阀塞23、弹簧24、阀帽25以及排气管26；内管21内设有进气孔211和内孔212，进气孔211和内孔212均沿内管21的轴向设置，进气孔211和内孔212连通并分别延伸至内管21的两端；且进气孔211的直径小于内孔212的直径，从而在进气孔211和内孔212相接处形成肩部。阀塞23设于内孔212内，且阀塞23可在内孔212内滑动，而肩部可对阀塞23进行限位；内孔212的侧壁上设有槽口221，槽口221由锯刀切割而成，从而使得槽口221贯穿内管21的侧壁，且槽口221的一端延伸至内管21的端部。外管22套设在内管21的外周，且内管21与外管22形成过盈配合，从而使得槽口221与外管22的内壁形成排气槽。当阀塞23与肩部相抵时，阀塞23的上表面与肩部配合，此时进气孔211与内孔212不连通；而当阀塞23向下滑动后，则位于阀塞23上下两侧的内孔212的空间将通过排气槽连通，从而使得进气孔211与内孔212连通。

阀帽25的上端开口，且阀帽25套设在外管22外周，阀帽25内壁和内管21下端的外壁上设有相互配合的螺纹；通过旋拧阀帽25，可改变外管22伸入阀帽25内的长度。弹簧24设于阀帽25内，且弹簧24的一端与阀塞23相抵，弹簧24的另一端与阀帽25的下端相抵；从而在阀塞23不受到向下的压力的情况下，弹簧24将阀塞23顶压在肩部，从而使得进气孔211和内孔212不连通。排气管26焊接在阀帽25的下端，且排气管26使得阀帽25内部与外部连通。

内管21的上端伸出外管22并设有外螺纹，该外螺纹可用于连接T形三通管的一个接口，从而使得该阀门形成T形三通管的一个旁通。该外螺纹也可使该阀门与其他设备连接，从而增强了该阀门的适用性。

本实施例可调节恒压安全排气阀的具体工作过程为：

当向轮胎充气时，将T形三通管的一接口与供气设备连接，而T形三通管的另一接口则与轮胎连接。启动供气设备，则供气设备通过T形三通管向轮胎内注入空气，从而使得轮胎内的压力逐渐增大，同时T形三通管内的压力也将增大。由于可调节恒压安全排气阀的内管21的进气口直接与T形三通管连通，因此T形三通管内的压力将通过进气口直接作用在阀塞23上，从而使得阀塞23受到向下的压力；当该压力增大到一定值后，该压力将克服弹簧24的弹力，从而使得阀塞23在内孔212内向下滑动，则排气槽将进气孔211和内孔212连通。

由于阀帽25与内孔212的下部空间连通，而排气管26将阀帽25与外部连通，因此阀塞23在内孔212内向下滑动后，排气槽可将进气孔211与外部连通，从而达到泄压的目的。阀塞23在内孔212中向下滑动的过程中，位于阀塞23上方的排气槽的长度将逐渐延长，以扩大排气槽的排气面积，增大排气量，达到在压力骤然增大的情况下快速降压。

外管22旋入阀帽25内的长度，将决定弹簧24的压缩量，而弹簧24的压缩量将决定可调节恒压安全排气阀的工作压力；因此，在外观的外表面上还设有刻度标识，通过刻度标识可以反映外管22旋入阀帽25的长度，从而反映出可调节恒压安全排气阀的工作压力；另外，刻度标识还具有指示阀帽25旋出的距离的作用，以防止阀帽25旋出极限位置，导致阀帽25脱落。

阀塞23的上表面设有弧形凹面231，且弧形凹面231正对进气孔211，当气体通过进气孔211进入内孔212时，气体将直接作用在弧形凹面231上；从而通过弧形凹面231可以增大阀塞23的受气面积，使气流对阀塞23上表面的作用力集中，以便克服弹簧24压力。

实施例二：

如图3所示，实施例二与实施例一的区别仅在于，内孔212的侧壁上设有一个椭圆形的通孔222代替槽口221，从而排气槽由通孔222和外管22的内壁组成。通孔222长轴方向的长度大于阀塞23的高度，从而当阀塞23在内孔212内滑动时，可使通孔222的两端分别位于阀塞23的上下两侧，从而使得通孔222将进气孔211和内孔212连通，达到排气的效果。由于通孔222设置成椭圆形，因此阀塞23在内孔212内滑动时，阀塞23上方的通孔222的面积将逐渐增大，从而达到扩大排气槽的排气面积的作用。

实施例三：

如图4、图5所示，实施例三与实施例一的区别在于，内孔212的横截面为正方形，且阀塞23与内孔212形成配合，从而使得阀塞23仅能相对于内孔212的轴向滑动而不能在内孔212内转动。阀帽25与内管21之间还设置了气压机构，气压机构包括设置在进气孔211内的涡轮27、固定在阀塞23下端面的气压杆232、以及套设在气压杆232外并焊接在阀帽25底部的气压套251；气压杆232的上部设有空腔，空腔内设有活塞28，活塞28的侧壁上设有导向槽，而空腔的侧壁上则设有与导向槽配合的导向棱，从而使得活塞28仅能沿气压杆232的轴向往复滑动。空腔与活塞28组成气压腔29，气压腔29的侧壁上设有进气单向阀291，而气压腔29的底部设有出气单向阀292；进气单向阀291的进气端与内孔212连通，而进气单向阀291的出气端与气压腔29连通；出气单向阀292的进气端与气压腔29连通，而出气单向阀292的出气端与气压套251内部连通。因此，使得活塞28与气压杆232组成类似打气筒的结构；而气压杆232与气压套251则组成空气弹簧24的结构。涡轮27的中部固定有穿过阀塞23的转轴271，活塞28上设有连接孔，转轴271的下端***连接孔内，且连接孔的侧壁设有呈环形的曲线凹槽281，转轴271的下端设有嵌入曲线凹槽281内的凸块，从而使得转轴271和活塞28组成圆柱凸轮结构，则转轴271转动时，活塞28将相对于气压杆232往复滑动。由于气压套251套设在气压杆232的外周，其所能达到的气密性有限，因此当气压套251内的压力增大后，气压套251内的气体将从气压套251和气压杆232之间的间隙组件泄出，使得气压套251内的压力无法保持长期稳定。

在本实施例中，弹簧24套设在气压杆232和气压套251外，从而使得气压杆232和气压套251对弹簧24具有定位作用。另外排气管26设置为阶梯管，排气管26的大端焊接在阀帽25的底部，且阀帽25的底部设有五个分布在气压管周向的出气孔，从而使得阀帽25与排气管26连通；排气管26的下端则可以连接管道，以将气体排出至所需位置。

进气孔211和轮胎内的预设压力由弹簧24、气压杆232和气压套251所组成的空气弹簧24共同决定；弹簧24的预设压力小于轮胎所要达到的压力。在充气过程中，轮胎还未达到预设压力，则阀塞23即将远离肩部滑动，进行泄压；泄压时，气体将经过进气孔211再进入内孔212并排出，并在进气孔211内形成气流以驱动涡轮27转动，则转轴271使活塞28在气压杆232内往复滑动。当气压腔29的容积减小时，气压腔29内的气体将被压缩并通过出气单向阀292进入气压套251内；而当气压腔29内的容积增大，则内孔212内的气体将通过进气单向阀291进入气压腔29内，从而通过活塞28的往复滑动，将使气压套251内的压强增大。

气压套251内的压强增大，将使得阀塞23复位，当轮胎内的压力达到预设压力后，阀塞23再次远离肩部，使轮胎内的压力保持在预设压力。通过在轮胎内的压力未达到预设压力前即向轮胎进行泄压，使得阀塞23进行多次的往复滑动，从而可以避免轮胎内的压力急速增大，导致轮胎爆胎。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.可调节恒压安全排气阀，其特征在于：包括排气组件以及与排气组件连接的阀帽，排气组件内设有阶梯孔，阶梯孔的两端分别延伸至排气组件的两端面；阶梯孔的小端为进气孔，阶梯孔的大端为与外部连通的内孔，进气孔和内孔相接处形成肩部，内孔内设有可与阶梯孔的肩部相抵并封堵进气孔的阀塞，内孔的侧壁上设有排气槽，排气槽沿内孔轴向的长度大于阀塞的高度；内孔内设有两端分别与阀塞和阀帽相抵的弹簧，所述阀塞仅可沿内孔的轴向滑动，所述排气组件内设有气压机构，气压机构包括设于进气孔内的涡轮、固定在阀塞上的气压杆，以及套设在气压杆外并固定在阀帽内的气压套；气压杆朝向阀塞的一端内设有空腔，空腔内设有仅可沿气压杆轴向滑动的活塞，空腔与活塞组成气压腔，气压腔的侧壁上设有仅可向气压腔进气的进气单向阀以及仅可将气压腔内的气体导入气压套内的出气单向阀；所述涡轮与进气孔的侧壁转动连接，涡轮的中部固定有穿过阀塞的转轴，所述活塞上设有呈环形的曲线凹槽，转轴的端部设有嵌入曲线凹槽内的凸块，转轴转动时，活塞将相对于气压杆往复滑动。

2.根据权利要求1所述的可调节恒压安全排气阀，其特征在于：所述排气组件包括内管和套设在内管外周并与内管过盈配合的外管；所述阶梯孔设于内管内，且内孔的侧壁设有贯穿内管的槽口，且槽口的一端延伸至内管的端部；所述排气槽由槽口和外管的内壁构成。

3.根据权利要求1所述的可调节恒压安全排气阀，其特征在于：所述排气组件包括内管和套设在内管外周并与内管过盈配合的外管；所述阶梯孔设于内管内，且内孔的侧壁设有椭圆形的通孔，所述排气槽由通孔和外管的内壁构成。

4.根据权利要求3所述的可调节恒压安全排气阀，其特征在于：所述阀塞朝向进气孔的端面为弧形凹面。

5.根据权利要求4所述的可调节恒压安全排气阀，其特征在于：所述外管伸入阀帽内，且外管与阀帽螺纹连接，阀帽远离外管的一端设有排气管，排气管的一端伸入阀帽内，排气管的另一端伸出阀帽，弹簧的一端套于排气管外。

6.根据权利要求5所述的可调节恒压安全排气阀，其特征在于：所述外管的外壁上设有刻度标识。

7.根据权利要求6所述的可调节恒压安全排气阀，其特征在于：所述内孔的横截面为正方形，所述阀塞与内孔配合。