一种气控卸压阀的制作方法

本实用新型涉及一种气控卸压阀，适用于压力容器耐压试验后测量容积的残余变形率需要缓慢卸压时使用，尤其适用于高压容器的水压试验时卸压，属于液压技术领域。

背景技术：

随着压缩气体的广泛使用，压力容器的使用也越来越多。为安全起见，国家对压力容器的检测试验方法都有明确的标准和规范。近年来，车用压缩天然气的使用日渐增多，对车用压缩天然气气瓶水压试验方法制订了相应的标准。其中，明确规定压力试验操作步骤中有一个升压-保压-卸压的过程。卸压时要求缓慢卸压，对气瓶中水的冲击波动越少，测量到的数据越精确。一般的卸压阀无法满足该试验所需的缓慢卸压要求。现有技术中一般用截止阀等直接卸压，卸压时对管路冲击大，测量得来的数据不精确。

本实用新型专利不仅能满足卸压缓慢，而且阀体上具有多个管路连接孔，与系统连接后能完成容器做耐压试验的升压-保压-卸压的全过程，阀上有多个具有进液、出液、卸压、排余液及检测等多功能管路连接孔，集成化程度高，大大减少了因多管路连接的泄露点。该阀门结构简单紧凑，制造简单、操作方便，与系统连接后便于实现自动控制。

技术实现要素：

本实用新型旨在提供一种气控卸压阀，该卸压阀可以保证压力容器耐压试验后测量容积的残余变形率满足缓慢卸压的要求。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种气控卸压阀，包括阀体、阀芯、阀座和气缸体；其结构特点是，所述阀体的左端与所述气缸体固定相连，该阀体的右端用于与单向阀相连；

所述气缸体内装有活塞，该活塞与一推杆的左端固定相连，该推杆的右端插入一主螺座的中间通孔内；所述主螺座的右端固定在阀体上；所述阀座开有中间通孔，所述阀芯装在该阀座的中间通孔内；所述推杆的右端可右移穿过主螺座的中间通孔而驱动阀芯移动；

所述阀体的右端内孔与单向阀的左端出口连接，单向阀右端为高压试验介质入口，所述阀体上还有接试验容器出口、阀内渗漏介质出口和卸压出口；所述高压试验介质入口通过单向阀与所述阀芯右端腔连通，所述接试验容器出口直接与所述阀芯右端腔连通，所述阀内渗漏介质出口通过通道与所述阀座左端与主螺座右端之间的腔体连通，所述卸压出口与所述阀座的中间通孔连通；

所述气缸体上开有压缩空气入口和阀内气体出口；所述压缩空气入口与所述活塞的左端连通，所述阀内气体出口与所述活塞的右端和主螺座及阀体的左端之间的腔体连通。

所述阀体的左端与所述气缸体右端通过螺纹连接，该阀体的右端用于与单向阀相连；

所述阀内气体出口用于当活塞右移腔内空气受压时能及时排出，减少空气阻力。

由于本实用新型的阀芯移动量设置在0. 8mm-1 mm或调整得更小，阀芯直径优选为3.7mm，阀座直径优选为5mm，阀芯与阀座组成的环形通流面积为8.9mm左右，试验介质流量小，卸压速度不超过0.35MPa/s，使卸压时试验介质流动平缓，无冲击，便于记录和采集高压容器的残余变形值，使数据更加准确，满足残余变形率缓慢卸压的要求。

优选所述推杆左大端伸入活塞右端沉孔内而实现固定连接。推杆右端插入主螺座中间通孔中。该主螺座的右端与所述阀座配合；右端外部通过螺纹与阀体连接，顶住阀座使之与阀体紧密贴合；所述阀座开有中间通孔，所述阀芯装在该中间通孔内；

根据本实用新型的实施例，还可以对本实用新型作进一步的优化，以下为优化后形成的技术方案：

优选地，为了方便调整阀座和阀芯之间的开口大小，所述推杆上套装有小螺盖和调整垫，该调整垫用于调整阀座和阀芯之间的开口大小。

为了方便活塞导向平稳，同时保证活塞与气缸体内壁的密封效果，所述活塞的外周面上装有导向环和Y型密封圈。

为了实时监测实验容器的压力，所述阀体上开有压力表接口，该压力表接口上用于安装检测被实验容器内压力的压力表。

优选地，所述阀体整体为圆柱体，其内部开有阶梯孔。

为了方便活塞复位，所述推杆与主螺座之间安装有使推杆和活塞左向复位的弹性元件。

为了方便阀芯复位，所述阀芯的左端装有驱动阀芯左向复位的弹性元件。更优选所述弹性元件包括装在阀芯左端的弹簧座，设置在弹簧座与阀座之间的弹簧，以及挡住弹簧座的挡圈。

优选地，所述阀芯为阶梯轴，该阀芯与阀座的密封为锥面与直角密封，所述阀芯的右端头部直径大于进液段的直径，使通流面积由小变大，且阀芯与阀座内孔之间形成一环形的进液腔。

优选地，所述阀座上均布有4个径向小孔及环形腔，与阀体卸压孔相通。

所述单向阀包括单向阀体和阀球；所述单向阀体具有直径小于阀球直径的介质进液孔和直径大于阀球直径的导向座安装孔，所述导向座安装孔内固定安装有导向座；所述导向座具有从左至右依次为阀球运动导向孔、复位元件伸缩导向孔和介质出液孔；所述导向座上开有供介质通过的十字槽；所述复位元件伸缩导向孔内装有位于阀球与导向座之间的复位元件；所述单向阀体的左部和右部具有带退刀槽的外螺纹接口。由此，所述单向阀可以适应带内螺纹的液压缸或集成分配块等的连接。十字槽对称式设计，可以保证运行时无噪声、冲击小、磨损小、使用寿命长。

优选地，所述介质进液孔和阀球运动通道形成阶梯孔。

为了保证阀门关闭时的隔断密封效果，所述介质进液孔和阀球运动通道结合处为直角。

为了方便清洗和维护，所述导向座可拆卸地固定在单向阀体的阀球运动通道内。

优选地，所述单向阀体的右端开有直径大于介质出液孔的挡圈安装孔，装在该挡圈安装孔内的挡圈将所述导向座挡在单向阀体的导向座安装孔内。

为了保证管路的密封效果，所述单向阀体左端外部开有放置组合密封圈的螺纹退刀槽，右端部开有直径大于介质出液孔的右沉孔，内放置相应的密封圈。

为了方便扳手紧固单向阀，所述单向阀体中部外壁面上为六方结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的气控卸压阀能使卸压缓慢，试验介质流动平缓，无冲击，便于记录和采集试验数据，使数据更加准确，与系统连接后能完成容器做耐压试验时从升压-保压-卸压的全过程，便于实现自动控制；

2、本实用新型的阀体上有多个具有进液、出液、卸压、排余液及监测等多功能管路连接孔，集成化程度高，使管路泄露点大大减少；

3、本实用新型的阀门结构简单紧凑、制造简单、操作方便。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的结构原理图；

图2为图1的B-B剖视图；

图3为本实用新型的阀座组件结构示意图；

图4为本实用新型的主螺座组件结构示意图；

图5为本实用新型的阀体结构示意图；

图6为本实用新型的气缸体结构示意图；

图7是本实用新型单向阀的纵剖面示意图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

一种气控卸压阀，参照图1及图2所示，它主要由阀体1、阀芯2、阀座3、挡圈4、O型圈Ⅰ5、大弹簧6、导向环7、Y型密封圈8、气缸体9、活塞10、推杆11、调整垫12、小螺盖13、O型圈Ⅱ14、主螺座15、弹簧座16、小弹簧17、O型圈Ⅲ18、O型圈Ⅳ19、单向阀20组成。

气控泄压阀的外面有a、b、c、d、e、f、g共7个接口，a口为高压试验介质入口；b口为接试验容器出口；c口为阀内渗漏介质出口；d口为阀内气体出口；e口为卸压出口；f口为压力表接口；g口为压缩空气入口。

参照图1及图3，图3为阀座组件，阀座3类似于阶梯轴，中间有一通孔安装有阀芯2，阀座3的中段环形槽圆周上均布4个小孔与进入的试验介质相连，介质经4个对称小孔进入阀座与阀体形成的环形腔内，再到阀体的卸压口。阀座3的左端沉孔为弹簧导向孔，安装有小弹簧17，弹簧座16压缩小弹簧后，用挡圈4卡住固定，同时拉住阀芯与阀座贴合密封。阀座外圆右端装有O型圈Ⅳ19，左小环形槽安装有O型圈Ⅲ，使阀座与阀体密封。阀芯为阶梯轴，且阀芯位于阀座进液段的直径较小，使该段与阀座内孔之间形成一环形的进液腔。

参照图1及图4，图4为主螺座组件，主螺座类似于阶梯轴，左端内孔装有推杆11，沉孔内装好O型圈Ⅱ14后，用小螺盖压紧。推杆上套有调整垫12，通过调整它的厚薄来调节卸压时阀芯与阀座的开口大小。推杆与主螺座之间安装有压缩大弹簧6，大弹簧6使推杆和活塞复位。中段环形凹槽装O型圈Ⅰ5,装配好的主螺座组件通过右端外螺纹与阀体连接，把阀座与阀体压紧。主螺座外圆周上均布有4个小孔，多余的渗漏介质经该处从c口排出。

参照图1，活塞右端内孔套住推杆大端，活塞的外圆周上安装有两个导向环7及Y型密封圈8，在活塞与气缸体9之间起支撑和密封作用。气缸体9内腔装好活塞后，通过内螺纹与阀体连接。

图5为阀体，类似于圆柱体，左端的外螺纹与气缸体的内螺纹连接。右端外表面螺口处均布铣了三个平面，便于加工孔，内孔为阶梯孔，左端内螺纹与主螺座相连，右端内螺纹与单向阀20相连。

图6为气缸体，类似于圆柱体，左端铣六方，用于紧固时扳手用。左端有一个管螺纹内孔，用于与气控管路连接。另一端径向有一小圆孔，为排气孔，右端内螺纹与阀体相连。

本实用新型所述单向20阀如图7所示，包括单向阀体21、阀球22、压缩弹簧23、导向座24和挡圈25组成的整体直通式结构，阀自身不存在外部渗漏点。单向阀体21左入口有一较浅的圆形沉孔（26），用来放置O型密封圈，与外部管路连接时,压紧O型密封圈起密封作用。同时，左端外螺纹加工有退刀槽，亦可放置组合密封圈，当与内螺纹连接时压紧组合密封圈起密封作用。阀体21的中间有一个介质通孔，介质通孔直径小于阀球22的直径。阀球22的运动通道与介质通孔的结合处为不清角加工出的90°直角，当管路停止进液时，该处直角与阀球22的球面接触起密封作用，以关闭阀门，防止内渗漏。

阀体的右出口端也有一较浅的圆形沉孔（27），用来放置O型密封圈，与外部管路连接时,压紧O型密封圈起密封作用。阶梯内孔从左至右依次装有阀球22、压缩弹簧23、导向座24和挡圈25。装配时，压缩弹簧23装入导向座24内，压缩弹簧23顶住阀球22，推动导向座24到规定位置，使钢球与90°直角圆线紧紧封住介质通孔密封，再用挡圈25固定。此时，单向阀处于关闭状态。根据系统要求或单向阀开启压力的大小，可选配不同的弹簧。清洗或更换阀球22或弹簧23时，只需拆下挡圈25即可。

导向座24类似为一个圆柱体，左端开有供介质通过的十字槽，十字槽对称的结构设计，使阀球22运动平稳，无噪声，冲击小，磨损小，使用寿命长。里面为阶梯通孔，左端较大孔为阀球22运动导向孔，阀球22做直线运动，使运动平稳。中部孔为压缩弹簧23伸缩导向孔，弹簧伸缩时做直线运动，同时可导正阀球22，使运动平稳。导向座24上开有为介质孔（28）。光滑的圆柱体外表面与单向阀体21内表面同轴配合，导正钢球。

参照图7，该单向阀阀通过外螺纹与外部管路或集成分配块连接，它有左右两个出入口，左端为阀门介质入口端，右端为阀门介质出口端。

工作时，介质从左端入口进入单向阀，在介质压力作用下，推动阀球22克服弹簧力的作用在导向座24内向右运动，钢球离开介质通孔密封处，介质沿钢球面经导向座24的十字槽均匀流入导向座内腔汇合后经右端较小通孔从右端出口平稳流出，开启阀门。当切断入口介质后，钢球在弹簧力作用下向左运动，直到阀球22与单向阀体21C处接触，封住阀内介质通孔，关闭阀门。当b口接为入口时，钢球在弹簧力及介质压力的作用下，无法开启。始终使介质在阀门内只能从左端入口流入，右端出口流出，单向通过。

根据系统要求可选配不同粗细或长短不同的弹簧来设定弹簧的作用力，来设定单向阀开启压力的大小，因此，通用性好。另外，清洗阀门或更换阀球22或弹簧23时，只需拆下挡圈25即可，装配和维修方便。

本实用新型的整体外接式单向阀采用外螺纹的连接型式，结构简单紧凑。同时采用整体直通式的结构设计，加工工艺性好，阀自身不存在外部渗漏点，减少了管路连接及泄漏。此外，清洗和维修阀门时，只要取下挡圈即可清洗阀门和更换钢球及弹簧，装配和维护方便。

本实用新型的卸压阀的具体工作过程如下：

参照图1，使用时，高压试验介质从高压试验介质入口a流入，进入阀体后，由接试验容器出口b流入试验容器，压力表接口f接有压力表，压力表可以实时动态检测被试验容器内的压力。当压力升到规定的试验压力时，停止供液，单向阀20自动关闭，停止升压，进入保压阶段。在压力的作用下，当受试容器发生全变形后，记录其全变形值。保压到规定时间后，低压压缩空气从压缩空气入口g进入，克服大弹簧6的作用力，推动活塞10向右运动，同时，活塞10推动推杆向右运动，压缩大弹簧6，当推杆接触阀芯后，克服小弹簧17的作用力，推杆继续右行推动阀芯向右缓慢运动，使阀芯锥面与阀座密封面分开，高压腔内的试验介质进入阀座与阀芯形成的环形腔内，经阀座径向4个对称小孔到环形腔中，再从卸压出口e开始缓慢卸压。由于阀芯移动量小，阀芯与阀座密封面直径也小，通流面积小，试验介质流量小，使卸压缓慢。同时，活塞右行时，活塞与阀体之间的空气受压，从阀内气体出口d排出，防止活塞受阻。由于阀芯的往复运动，阀芯上附着的少量试验介质进入阀座3左端与主螺座15右端之间的腔体h内，经阀座圆周上均布的4个小孔从阀内渗漏介质出口c流出。卸压结束后，关闭低压气体，在大弹簧6的作用下推动活塞左行，同时，阀芯在小弹簧17的作用下左行，直到阀芯与阀座密封面贴合，关闭阀门，完成一个动作循环。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。