CN113864463A - 一种进排气组合式气阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种进排气组合式气阀，包括阀体（1）、锁紧螺母（2）、进气阀片（3）、波形弹簧（4）、气阀座（5）、密封球（6）、阀芯（12）、排气弹簧（13），阀体（1）与排气口（C）相通，并与锁紧螺母（2）连接，锁紧螺母（2）开有通孔，阀体（1）的圆周壁面开有进气口（A），气阀座（5）轴向开有台阶通孔，在台阶通孔***开有环槽，环槽与阀体（1）的气孔连通，气阀座（5）与锁紧螺母（2）之间依次设置进气阀片（3）、波形弹簧（4），阀芯（12）安装在阀体（1）的导向沉孔内，阀芯（12）上设置通气孔道，排气弹簧（13）套装在阀芯（12）上，密封球（6）置于台阶通孔内，气阀结构紧凑、重量轻、体积小。

Description

一种进排气组合式气阀
技术领域
本发明涉及一种气体增压装置的气阀，尤其涉及一种气体增压装置的进排气组合式气阀。
背景技术
目前气体增压装置中使用的气阀，多是传统的进气与排气独立式结构，这种结构不但占用空间大，而且增加了气体增压装置整体重量。使用传统独立式进排气阀，余隙容积成倍增加，降低了气阀工作效率。再者，传统气阀采用多个圆柱螺旋弹簧预压阀片的面与面密封方式，弹簧变形量大，长时间使用后弹簧预紧力下降，容易导致阀片开关不及时、密封不严等问题，不仅降低了***的整体使用寿命和工作效率，而且增加了***的维修率，造成诸多资源的浪费。
发明内容
为了解决现有技术使用传统的进气与排气独立式结构，增加了气体增压装置整体重量和余隙容积的问题，本发明提供了一种运用单体多用的设计理念来降低气阀余隙容积、减轻重量的进排气组合式气阀。本发明的一种进排气组合式气阀，包括阀体、锁紧螺母、进气阀片、波形弹簧、气阀座、密封球、阀芯、排气弹簧，所述的阀体一端与阀盖的排气口相通，阀体另一端与锁紧螺母通过螺纹连接紧固，所述的锁紧螺母开有与气缸内腔相通的通孔，所述的阀体的圆周壁面开有作为进气口的气孔，所述的气阀座安装于阀体内部，其特征在于，所述的气阀座轴向开有作为排气通道的台阶通孔，所述的气阀座进气端在台阶通孔***开有作为进气通道的环槽，所述的气阀座径向开有连通环槽与阀体的气孔的孔道，所述的气阀座进气端与锁紧螺母之间依次设置进气阀片、波形弹簧，所述的气阀座与锁紧螺母密封连接，所述的阀芯一端采用间隙配合安装在阀体一端的导向沉孔内，所述的阀芯另一端伸入所述的气阀座的排气端的台阶通孔内，所述的阀芯上设置有与阀盖的排气口相通的通气孔道，所述的阀芯另一端开有与所述的密封球形成接触密封的内锥腔，所述的排气弹簧套装在所述的阀芯上，所述的排气弹簧一端与阀体圆形沉孔端面接触，所述的排气弹簧另一端与设置在所述的阀芯上的挡环接触，所述的密封球置于所述的气阀座的台阶通孔内，所述的气阀座的台阶通孔制有与所述的密封球形成接触密封的内锥腔。
进一步，所述的锁紧螺母上端面开有圆形凹槽，所述的进气阀片及所述的波形弹簧安装在所述的锁紧螺母圆形凹槽内，所述的进气阀片在波形弹簧回复力作用下紧贴所述的气阀座进气端形成进气通道密封面。
进一步，所述的阀芯的通气孔道是所述阀芯一端轴向开的沉孔和所述的阀芯上径向开的连通所述沉孔的通孔所形成。
进一步，所述的气阀座的排气端与阀体通过密封圈Ⅲ进行密封，所述的气阀座的进气端与阀体通过密封圈Ⅰ进行密封。
进一步，所述的阀体与外部***的阀盖通过密封圈Ⅳ进行密封，所述的锁紧螺母与外部***的汽缸通过密封圈Ⅱ进行密封。
进一步，所述的锁紧螺母与气缸内腔相通的通孔制成六方通孔。
进一步，所述的密封球的材料是陶瓷。
进一步，所述的密封圈Ⅰ、密封圈Ⅱ、密封圈Ⅲ和密封圈Ⅳ是耐高温橡胶O型密封圈。
本发明的一种进排气组合式气阀与现有技术相比，具有如下有益效果：
气阀座上设置进气通道和排气通道，结构紧凑、重量轻、体积小；气体通过阀体圆周壁面气孔进入气阀内部，排气由气阀座中心通道排出气阀外部，进排气共用气腔，降低了气阀工作余隙，提高了气阀的工作效率；气阀座进气端使用波形弹簧预压进气阀片密封方式进行硬密封，利用波形弹簧变刚度特性，保证气阀打开和关闭灵敏性，实现进气阀片“急开缓靠”和“急关缓靠”运动，降低进气阀片与密封面的撞击速度，提高气阀的使用寿命及可靠性；气阀排气端为球面对锥面密封方式，可实现较高压力下的密封可靠性；气阀与外界***之间使用橡胶密封圈密封，利用橡胶的优良变形性通过较小预紧力实现气体的良好密封，减小气阀变形量。
附图说明
图1是本发明的一种进排气组合式气阀的示意图。
图2是本发明一种进排气组合式气阀的进气示意图。
图3是本发明的一种进排气组合式气阀的排气示意图。
图中：1.阀体，2.锁紧螺母，3.进气阀片，4.波形弹簧，5.气阀座，6.密封球，7.密封圈Ⅰ，8.密封圈Ⅱ，9.密封圈Ⅲ，10.挡圈，11.密封圈Ⅳ，12.阀芯，13.排气弹簧，100.气缸，101.阀盖，A.进气口，C.排气口。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释说明，并不用于限定本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
图1是本发明的一种进排气组合式气阀，包括阀体1、锁紧螺母2、进气阀片3、波形弹簧4、气阀座5、密封球6、阀芯12、排气弹簧13，所述的阀体1一端与阀盖101的排气口C相通，阀体1另一端与锁紧螺母2通过螺纹连接紧固，所述的锁紧螺母2开有与气缸100内腔相通的通孔，所述的阀体1的圆周壁面开有作为进气口A的气孔，所述的气阀座5安装于阀体1内部，其特征在于，所述的气阀座5轴向开有作为排气通道的台阶通孔，所述的气阀座5进气端在台阶通孔***开有作为进气通道的环槽，所述的气阀座5径向开有连通环槽与阀体1的气孔的孔道，所述的气阀座5进气端与锁紧螺母2之间依次设置进气阀片3、波形弹簧4，所述的气阀座5与锁紧螺母2密封连接，所述的阀芯12一端采用间隙配合安装在阀体1一端的导向沉孔内，所述的阀芯12另一端伸入所述的气阀座5的排气端的台阶通孔内，所述的阀芯12上设置有与阀盖101的排气口C相通的通气孔道，所述的阀芯12另一端开有与所述的密封球6形成接触密封的内锥腔，所述的排气弹簧13套装在所述的阀芯12上，所述的排气弹簧13一端与阀体1圆形沉孔端面接触，所述的排气弹簧13另一端与设置在所述的阀芯12上的挡环接触，初始排气弹簧13预压变形压紧密封球6，保证气阀关闭灵敏性，设计阀芯12上端与阀体1初始间隙以控制密封球6升程，进而限制排气弹簧13变形量及所受应力，保证其具有较长使用寿命。所述的密封球6置于所述的气阀座5的台阶通孔内，所述的气阀座5的台阶通孔制有与所述的密封球6形成接触密封的内锥腔，采用球面对锥面接触密封方式，具有良好对中性，密封可靠性高，可满足较高使用压力。
所述的锁紧螺母2上端面开有圆形凹槽，所述的进气阀片3及所述的波形弹簧4安装在所述的锁紧螺母2圆形凹槽内，初始时波形弹簧4受压产生预紧力，使进气阀片3紧贴气阀座5进气通道密封面，进行气体密封，密封面采用橡胶密封圈密封，保证压缩前后气体的独立性。进气阀片3及波形弹簧4与锁紧螺母2圆周侧壁保留间隙，保证进气阀片3可以上下自由移动，如图2所示。
所述的阀芯12的通气孔道是所述阀芯12一端轴向开的沉孔和所述的阀芯12上径向开的连通所述沉孔的通孔所形成。
所述的气阀座5的排气端与阀体1通过密封圈Ⅲ9进行密封，所述的气阀座5的进气端与阀体1通过密封圈Ⅰ7进行密封，防止串气、泄漏。
所述的阀体1与外部***的阀盖通过密封圈Ⅳ11进行密封，所述的锁紧螺母2与外部***的汽缸通过密封圈Ⅱ8进行密封。所述的阀体1及所述的锁紧螺母2与外部***接合面上设计O形密封圈8及密封圈11安装沟槽，利用橡胶的优良变形性，安装时使用较小预紧力就可实现气体密封，避免气阀过大变形出现漏气，影响密封性能。
所述的锁紧螺母2与气缸内腔相通的通孔制成六方通孔，安装时使用内六角扳手拧紧形成整体。
所述的密封球是高精度陶瓷球，重量轻、硬度高，可使用具有相同作用的其它等同结构替代。
所述的密封圈Ⅰ7、密封圈Ⅱ8、密封圈Ⅲ9和密封圈Ⅳ11是耐高温橡胶O型密封圈。
图2是本发明一种进排气组合式气阀的进气示意图，此时，气体增压装置内气体膨胀过程中，气阀排气口C压力大于进气口A压力，在排气弹簧13预紧力作用下密封球6与气阀座5锥面接触，排气通道关闭，波形弹簧4及进气阀片3向下移动使进气通道打开，气阀进行吸气，气体从进气口A流进气缸。图3是本发明的一种进排气组合式气阀的排气示意图，此时，气体增压装置内气体压缩过程中，波形弹簧4及进气阀片3向上移动，进气阀片3与气阀座5进气通道密封面贴合，进气通道关闭，密封球6受向上顶推力使排气通道打开，气阀进行排气，如此循环往复，进行气体置换工作。

Claims (9)

1.一种进排气组合式气阀，包括阀体（1）、锁紧螺母（2）、进气阀片（3）、波形弹簧（4）、气阀座（5）、密封球（6）、阀芯（12）、排气弹簧（13），所述的阀体（1）一端与阀盖（101）的排气口（C）相通，阀体（1）另一端与锁紧螺母（2）通过螺纹连接紧固，所述的锁紧螺母（2）开有与气缸（100）内腔相通的通孔，所述的阀体（1）的圆周壁面开有作为进气口（A）的气孔，所述的气阀座（5）安装于阀体（1）内部，其特征在于，所述的气阀座（5）轴向开有作为排气通道的台阶通孔，所述的气阀座（5）进气端在台阶通孔***开有作为进气通道的环槽，所述的气阀座（5）径向开有连通环槽与阀体（1）的气孔的孔道，所述的气阀座（5）进气端与锁紧螺母（2）之间依次设置进气阀片（3）、波形弹簧（4），所述的气阀座（5）与锁紧螺母（2）密封连接，所述的阀芯（12）一端采用间隙配合安装在阀体（1）一端的导向沉孔内，所述的阀芯（12）另一端伸入所述的气阀座（5）的排气端的台阶通孔内，所述的阀芯（12）上设置有与阀盖（101）的排气口（C）相通的通气孔道，所述的阀芯（12）另一端开有与所述的密封球（6）形成接触密封的内锥腔，所述的排气弹簧（13）套装在所述的阀芯（12）上，所述的排气弹簧（13）一端与阀体（1）圆形沉孔端面接触，所述的排气弹簧（13）另一端与设置在所述的阀芯（12）上的挡环接触，所述的密封球（6）置于所述的气阀座（5）的台阶通孔内，所述的气阀座（5）的台阶通孔制有与所述的密封球（6）形成接触密封的内锥腔。
2.根据权利要求1所述的一种进排气组合式气阀，其特征在于：所述的锁紧螺母（2）上端面开有圆形凹槽，所述的进气阀片（3）及所述的波形弹簧（4）安装在所述的锁紧螺母（2）圆形凹槽内，所述的进气阀片（3）在波形弹簧（4）回复力作用下紧贴所述的气阀座（5）进气端形成进气通道密封面。
3.根据权利要求1所述的一种进排气组合式气阀，其特征在于：所述的阀芯（12）的通气孔道是所述阀芯（12）一端轴向开的沉孔和所述的阀芯（12）上径向开的连通所述沉孔的通孔所形成。
4.根据权利要求1所述的一种进排气组合式气阀，其特征在于：所述的气阀座（5）的排气端与阀体（1）通过密封圈Ⅲ（9）进行密封，所述的气阀座（5）的进气端与阀体（1）通过密封圈Ⅰ（7）进行密封。
5.根据权利要求1所述的一种进排气组合式气阀，其特征在于：所述的阀体（1）与外部***的阀盖（101）通过密封圈Ⅳ（11）进行密封，所述的锁紧螺母（2）与外部***的汽缸（100）通过密封圈Ⅱ（8）进行密封。
6.根据权利要求1所述的一种进排气组合式气阀，其特征在于：所述的锁紧螺母（2）与气缸（100）内腔相通的通孔制成六方通孔。
7.根据权利要求1所述的一种进排气组合式气阀，其特征在于：所述的密封球（6）的材料是陶瓷。
8.根据权利要求4所述的一种进排气组合式气阀，其特征在于：所述的密封圈Ⅰ（7）和密封圈Ⅲ（9）是耐高温橡胶O型密封圈。
9.根据权利要求5所述的一种进排气组合式气阀，其特征在于：所述的密封圈Ⅱ（8）和密封圈Ⅳ（11）是耐高温橡胶O型密封圈。
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