一种阀芯平面密封的平衡式结构减压阀的制作方法

1.本实用新型涉及一种减压阀，具体是一种阀芯平面密封的平衡式结构减压阀。


背景技术：

2.如图1所示，传统的空气过滤减压阀整机结构如下：排水腔(1)、减压腔 (4)、弹簧腔(6)，组成了减压阀的外壳结构；复位弹簧(2)、阀芯(3)、膜片部件(5)、调压弹簧(7)、调压手轮(8)组成了减压阀的内部调压结构。
3.减压阀的工作原理如下：旋转调压手轮(8)，调压弹簧(7)被压缩，膜片部件(5)会受到向下的弹簧力f3，减压阀输出的压力p2作用在膜片部件(5) 下端，产生向上的气压推力f2，压力f1为阀芯(3)受到向上的不平衡力。当压力f3＞(f2 f1)时，膜片部件(5)推动阀芯(3)向下运动，减压阀输出流量增大，输出压力升高，同时压力f1受力减小；当减压阀的输出压力持续增高，膜片部件(5)的弹簧力f3＜(f2 f1)时，阀芯(3)在复位弹簧(2)的作用下阀芯(3)与减压腔(4)下端的密封面实现密封，减压阀输出流量减小，输出压力降低，同时压力f1受力增大。减压阀就是通过改变膜片部件(5)的力平衡控制阀芯(3)的打开和关闭来实现输出压力设定的。
4.大流量减压阀具有较大的阀芯(3)，由于受压面积过大产生的不平衡力f1 更大，因此需要大刚度的调压弹簧(7)产生的弹簧力f3与力(f2 f1)平衡，同时在阀芯(3)打开时由于压力p1与压力p2几乎相等，此不平衡力f1较小，当阀芯(3)关闭时由于压力p1与p2压差大，不平衡力f1增大，这样就导致了阀芯(3)会有一个变化的不平衡力f1，导致阀芯(3)的震荡，同时随着供气压力p1与输出设定压力p2之间的压差增大，不平衡f1也会增大。只有阀芯 (3)的流通面积较小产生的不平衡力f1足够小，对于弹簧力f3和推力f2影响可忽略时，减压阀才能够正常工作。所以采用此种结构制作大流量减压阀时，需要调压弹簧(7)的刚度和膜片部件(5)受压面积足够大，因此这种结构的减压阀外形大、成本高，同时从工作原理上不利于减压阀的稳定工作。另外排气阀芯(3)与膜片部件(5)密封采用v型密封结构，在零件装配和加工时必须保证排气阀芯(3)的上部圆球与膜片部件(5)下部的v型密封面的同轴度在一定误差范围内时，才能保证密封。膜片部件(5)是个柔性运动部件，在调压弹簧(7)的作用下无法保证在减压腔(4)的中心轴线上运动。因此阀芯(3) 与膜片部件(5)的密封性能较差。
5.综上，如何能够减少阀芯的受压面积，减少不平衡力的产生成为了本公司研究人员急需解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型要解决的技术问题是：如何能够减少阀芯的受压面积，减少不平衡力的产生；
7.为了解决上述减少技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
8.本实用新型是一种阀芯平面密封的平衡式结构减压阀，包括：弹簧腔；减压腔，其
固定在弹簧腔底部，且其两侧分别设置有进气口，排气口；阀芯杆，其穿过弹簧腔、减压腔；执行机构，其设置在弹簧腔内，并控制阀芯杆升降；支撑套，其固定在减压腔底部，其侧壁上开设有流量口；阀芯，其固定在阀芯杆底部，并活动设置在支撑套内，阀芯外壁与支撑套内壁密封连接；当阀芯运动至支撑套顶部时，阀芯与减压腔顶部密封相抵；
9.在本方案中，执行机构为背景技术提及的调压手轮、调压弹簧等组件，支撑套与减压腔固定连接，支撑套内活动设置有阀芯，阀芯有阀芯杆固定连接，阀芯杆的另一端与执行机构连接，通过气流的大小控制着阀芯相对于支撑套的升降，当气压减小时，执行机构带动阀芯下降，阀芯顶面脱离减压腔底部，气体经支撑套上的流量口进入至执行机构底部，并在执行机构的带动下，推动阀芯向上运动。
10.如何实现阀芯与减压腔底部以及支撑套的密封连接，本实用新型采用支撑套侧壁以及顶部周向上均设置有密封圈；
11.通过密封圈实现现阀芯与减压腔底部以及支撑套的密封连接。
12.如何实现给予阀芯上升过程中一定的推力，本实用新型采用支撑套内底部凸出设置有定位杆；复位弹簧底部套设在定位杆上，顶部置于阀芯内；
13.如何平衡阀芯与支撑套之间的气压，防止阀芯相对支撑套运动时发生偏移，本实用新型采用阀芯顶部对称开设有平衡通气孔；
14.通过平衡通气孔实现阀芯内外气压一致。
15.如何保证在阀芯与膜片部件密封性能优良的情况下，阀芯杆轴心可与排气阀座件的中心不在一条轴线上，本实用新型采用执行机构包括：排气阀座，其中部开设有排气孔；排气阀芯，其套设在阀芯杆上，其顶部凸出设置有环形密封件，环形密封件的截面为梯形；
16.环形密封可与排气阀座底部相抵，从而密封排气孔。
17.本实用新型的有益效果：本实用新型是一种阀芯平面密封的平衡式结构减压阀，本装置具有调节流量大、阀芯不平衡力小的优点；排气阀芯采用带梯形型的桶状结构，具有密封性好、对整机加工、装配要求低的优点。
附图说明
18.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
19.图1是传统的减压阀的结构示意图；
20.图2是本实用新型的结构示意图；
21.图3是本实用新型排气阀芯的结构示意图；
22.图4是本实用新型支撑套的结构示意图。
具体实施方式
23.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
24.如图2、3、4所示，本实用新型是一种平衡式空气过滤减压阀，包括减压腔4和从该减压腔中间穿过的调节阀芯，该调节阀芯的下端与复位弹簧2连接，调节阀芯由阀芯杆11和套筒式阀芯3组成，该阀芯杆11的下端与套筒式阀芯3 的上端连接；还包括安装在减压腔4底部的支撑套9，而前述阀芯3的下端伸入该支撑套9内，在该阀芯3和支撑套9内安装有复位
弹簧2，从而使阀芯3能支撑套9的内壁直线滑动。
25.支撑套9上开有流量口10，而在阀芯3上开有平衡通气孔12，从而在阀芯 3移动时开启或关闭流量口使气流通、断，具体是在阀芯3上与阀芯杆11连接处旁开有2个平衡通气孔12。另外阀芯3伸入支撑套9的外壁上安装有气密封装置，该气密封装置采用密封圈13。
26.阀芯3为开口向下的桶状，在其上端的外表面上安装有气密封装置，从而在阀芯关闭时与减压腔4的下端和支撑套9内壁配合实现气密封。
27.排气阀芯14顶端采用橡胶材质的平面带梯形台密封结构，膜片部件5(排气阀座16)下端加工有排气孔15，排气阀芯14与膜片部件5在密封过程中允许阀芯杆11轴心与膜片部件5的中心不在一条轴线上，排气阀芯14与膜片部件5 密封性能优良。
28.本实用新型的工作原理如下：
29.调节调压手轮8，调压弹簧7被压缩，膜片部件5会受到向下的弹簧力f3；减压阀输出的气体压力p2作用在膜片部件5下端，产生向上的气压推力f2，而压力f1为阀芯3部受到向上的不平衡力，由于受力面积较小，压力f1的力值可以忽略不计。
30.当压力f3＞f2时，膜片部件5推动阀芯杆11、阀芯3向下运动，复位弹簧 2被压缩，阀芯3的密封面与减压腔4的密封阀座脱开，气体压力p1通过支撑套9的流量口10，阀芯3的密封面与减压腔4脱开的间隙输出，减压阀4输出流量增大，输出压力p2升高。当减压阀4的输出压力p2持续增高，膜片部件5 的压力f3＜f2时，阀芯杆11向上产生位移，阀芯3在复位弹簧12的作用下向上运动，阀芯3的密封面与减压腔4实现密封，减压阀4输出流量减小，减压阀4输出气体压力p1降低。
31.减压阀4就是通过改变膜片部件5的力平衡来控制阀芯3的打开和关闭来实现输出压力设定的。采用此种结构的大流量减压阀，由于阀芯3的受压面积很小，阀芯3产生的不平衡力f1也很小，可以忽略不计。调压弹簧7产生的预压力f3只要与气体压力p2产生在弹簧托盘上的推力f2力平衡，就可以实现减压阀4的稳定调压。
32.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种阀芯平面密封的平衡式结构减压阀，其特征在于，包括：弹簧腔；减压腔，其固定在所述弹簧腔底部，且其两侧分别设置有进气口，排气口；阀芯杆，其穿过所述弹簧腔、减压腔；执行机构，其设置在所述弹簧腔内，并控制所述阀芯杆升降；支撑套，其固定在所述减压腔底部，其侧壁上开设有流量口；阀芯，其固定在所述阀芯杆底部，并活动设置在所述支撑套内，所述阀芯外壁与所述支撑套内壁密封连接；当所述阀芯运动至所述支撑套顶部时，所述阀芯与所述减压腔顶部密封相抵。2.根据权利要求1所述的一种阀芯平面密封的平衡式结构减压阀，其特征在于，所述支撑套侧壁以及顶部周向上均设置有密封圈。3.根据权利要求1所述的一种阀芯平面密封的平衡式结构减压阀，其特征在于，所述支撑套内底部凸出设置有定位杆；复位弹簧底部套设在所述定位杆上，顶部置于所述阀芯内。4.根据权利要求1所述的一种阀芯平面密封的平衡式结构减压阀，其特征在于，所述阀芯顶部对称开设有平衡通气孔。5.根据权利要求1所述的一种阀芯平面密封的平衡式结构减压阀，其特征在于，所述执行机构包括：排气阀座，其中部开设有排气孔；排气阀芯，其套设在所述阀芯杆上，其顶部凸出设置有环形密封件，所述环形密封件的截面为梯形。

技术总结
本实用新型涉及一种阀芯平面密封的平衡式结构减压阀，包括：弹簧腔；减压腔，其固定在弹簧腔底部，且其两侧分别设置有进气口，排气口；阀芯杆，其穿过弹簧腔、减压腔；执行机构，其设置在弹簧腔内，并控制阀芯杆升降；支撑套，其固定在减压腔底部，其侧壁上开设有流量口；阀芯，其固定在阀芯杆底部，并活动设置在支撑套内，阀芯外壁与支撑套内壁密封连接；当阀芯运动至支撑套顶部时，阀芯与减压腔顶部密封相抵；本装置具有调节流量大、阀芯不平衡力小的优点；排气阀芯采用带梯形型的桶状结构，具有密封性好、对整机加工、装配要求低的优点。装配要求低的优点。装配要求低的优点。


技术研发人员：余少华 张雁兵 王增 杨丽媛 杨风娟
受保护的技术使用者：吴忠仪表有限责任公司
技术研发日：2021.11.19
技术公布日：2022/5/25