一种卸荷式高压节流阀的制作方法

本实用新型涉及一种阀门，尤其是一种氢气系统用卸荷式高压节流阀。

背景技术：

燃料电池是一种新型的能够将燃料的化学能转化为转化成电能的发电装置，其中氢燃料电池具有发电效率高、环境污染小等优点，而被人们日益重视。而氢气是世界上储存最丰富且最清洁的能源，是燃料电池的最佳燃料，作为汽车工业中的一种新能源因其资源丰富、高效环保受到各国的重视和大力发展。

各类氢气系统中，氢气系统流量的调节是不可避免的，节流阀是一类通过改变节流截面或节流长度以控制流体流量的阀门，现有技术中，节流阀一般由阀体、阀芯、阀座组成，其中阀芯和阀座组成密封副，作动机构在手动或驱动机构的作用下，驱动阀芯离开或靠近阀座，通过改变气体流断面积来达到气体流量调节的目的。但是对于这类节流阀，有以下缺点：

现有技术的节流阀在遇到高压工作问题时无法解决由于阀芯直接承受高压气体作用，高压气体的高压压力直接作用在阀芯的底面上，底面作为高压直接作用面，高压气体对高压直接作用面产生一个较大的作用力，导致阀门开关不流畅，存在阻滞，产生用户体验不好的问题。

技术实现要素：

本实用新型针对上述现有技术的不足之处，提供一种稳定调节流量，密封可靠，使用方便，使用寿命更长的高压卸荷式节流阀。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种卸荷式高压节流阀，包括旋杆、阀杆、轴承、堵帽、密封装置、导向套、顶珠、壳体、阀芯、阀座，阀杆上装有旋杆，阀杆通过堵帽和轴承安装在导向套中，轴承安装在阀杆上阶梯面和堵帽倒置阶梯面间，导向套与堵帽之间、导向套与壳体之间以及顶珠与导向套之间均为螺纹配合，导向套、阀杆、阀芯、阀座上均有凹槽，凹槽内均设有密封装置，阀芯与导向套和阀座之间的密封装置以及阀座抵接，阀芯底面设有一个通孔，通孔与顶珠接触的面为卸荷面，阀芯底面为直接作用面，卸荷面的面积和直接作用面的面积相等。

优选地，轴承为滚动轴承。

优选地，密封装置为o性密封圈。

优选地，阀座上的凹槽为燕尾槽结构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，阀芯底面设有一个通孔，通孔与顶珠接触的面为卸荷面，阀芯底面为直接作用面，卸荷面的面积和直接作用面的面积相等，卸荷面受到的气体压力向下，直接作用面受到的气体压力向上，由于卸荷面、直接作用面受到气体压力大小相等方向相反，并在作用面积相等的情况下，使得针阀阀芯受到的高压流体作用力为零，解决了由于高压流体作用在阀芯上的压力导致的节流阀开关阻滞的问题。

同时，旋杆带动阀杆旋转，阀杆旋转带动顶珠旋转，由于阀杆自身被导向套、轴承和堵帽限位，使得阀杆本身不发生轴向运动，保证了阀杆上的密封装置只发生转动而不发生轴向运动，而顶珠与导向套之间有螺纹配合，顶珠旋转的同时会沿着阀门启闭的方向做轴向运动，顶珠的轴向运动带动着阀芯沿阀门启闭的方向做轴向运动，使得阀门开启或关闭，而阀芯和阀座之间不发生相对转动，从而保证了密封副之间无磨损。阀杆和堵帽之间的滚动轴承使得阀杆和堵帽之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，减小了摩擦力矩。

当节流阀关闭时阀芯只会压阀座中的o型圈，不会对o型圈造成磨损，节流阀寿命会大大增加；另外，软密封结构相比于硬密封结构密封更加可靠，可以达到零泄漏；阀座装有o型圈的凹槽设计成燕尾槽结构，配合导向套的挤压，使得o型圈在高压气体的冲击下不易被吹出，保证节流阀的密封稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的结构示意图；

图中：1.旋杆；2.阀杆；3.轴承；4.堵帽；5.密封装置；6.导向套；7.顶珠；8.壳体；9.阀芯；10.阀座；11.直接作用面；12.卸荷面。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供的一种实施例：

一种卸荷式高压节流阀，包括旋杆1、阀杆2、轴承3、堵帽4、密封装置5、导向套6、顶珠7、壳体8、阀芯9、阀座10，阀杆2上装有旋杆1，阀杆2通过堵帽4和轴承3安装在导向套6中，轴承3安装在阀杆2上阶梯面和堵帽4倒置阶梯面间，轴承3为滚动轴承，导向套6与堵帽4之间、导向套6与壳体8之间以及顶珠7与导向套6之间均为螺纹配合，导向套6、阀杆2、阀芯9、阀座10上均有凹槽，凹槽内均设有密封装置5，密封装置5为o性密封圈，阀座10上的凹槽为燕尾槽结构，阀芯9与导向套6和阀座10之间的密封装置5以及阀座10抵接，阀芯9底面设有一个通孔，通孔与顶珠7接触的面为卸荷面12，阀芯9底面为直接作用面11，卸荷面12的面积和直接作用面11的面积相等。

工作原理：阀芯底面设有一个通孔，通孔与顶珠接触的面为卸荷面，阀芯底面为直接作用面，卸荷面的面积和直接作用面的面积相等，卸荷面受到的气体压力向下，直接作用面受到的气体压力向上，由于卸荷面、直接作用面受到气体压力大小相等方向相反，并在作用面积相等的情况下，使得针阀阀芯受到的高压流体作用力为零，解决了由于高压流体作用在阀芯上的压力导致的节流阀开关阻滞的问题。

同时，旋杆带动阀杆旋转，阀杆旋转带动顶珠旋转，由于阀杆自身被导向套、轴承和堵帽限位，使得阀杆本身不发生轴向运动，保证了阀杆上的密封装置只发生转动而不发生轴向运动，而顶珠与导向套之间有螺纹配合，顶珠旋转的同时会沿着阀门启闭的方向做轴向运动，顶珠的轴向运动带动着阀芯沿阀门启闭的方向做轴向运动，使得阀门开启或关闭，而阀芯和阀座之间不发生相对转动，从而保证了密封副之间无磨损。阀杆和堵帽之间的滚动轴承使得阀杆和堵帽之间的滑动摩擦变成滚动摩擦，减小了摩擦力矩。

当节流阀关闭时阀芯只会压阀座中的o型圈，不会对o型圈造成磨损，节流阀寿命会大大增加；另外，软密封结构相比于硬密封结构密封更加可靠，可以达到零泄漏；阀座装有o型圈的凹槽设计成燕尾槽结构，配合导向套的挤压，使得o型圈在高压气体的冲击下不易被吹出，保证节流阀的密封稳定性。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

技术特征：

1.一种卸荷式高压节流阀，包括旋杆(1)、阀杆(2)、轴承(3)、堵帽(4)、密封装置(5)、导向套(6)、顶珠(7)、壳体(8)、阀芯(9)、阀座(10)，其特征在于，所述阀杆(2)上装有旋杆(1)，所述阀杆(2)通过堵帽(4)和轴承(3)安装在导向套(6)中，所述轴承(3)安装在阀杆(2)上阶梯面和堵帽(4)倒置阶梯面间，所述导向套(6)与堵帽(4)之间、导向套(6)与壳体(8)之间以及顶珠(7)与导向套(6)之间均为螺纹配合，所述导向套(6)、阀杆(2)、阀芯(9)、阀座(10)上均有凹槽，所述凹槽内均设有密封装置(5)，所述阀芯(9)与导向套(6)和阀座(10)之间的密封装置(5)以及阀座(10)抵接，所述阀芯(9)底面设有一个通孔，所述通孔与顶珠(7)接触的面为卸荷面(12)，所述阀芯(9)底面为直接作用面(11)，所述卸荷面(12)的面积和直接作用面(11)的面积相等。

2.如权利要求1所述的一种卸荷式高压节流阀，其特征在于，所述轴承(3)为滚动轴承。

3.如权利要求2所述的一种卸荷式高压节流阀，其特征在于，所述密封装置(5)为o性密封圈。

4.如权利要求3所述的一种卸荷式高压节流阀，其特征在于，所述阀座(10)上的凹槽为燕尾槽结构。

技术总结
一种卸荷式高压节流阀，包括旋杆、阀杆、轴承、堵帽、密封装置、导向套、顶珠、壳体、阀芯、阀座，阀杆上装有旋杆，阀杆通过堵帽和轴承安装在导向套中，轴承安装在阀杆上阶梯面和堵帽倒置阶梯面间，导向套与堵帽之间、导向套与壳体之间以及顶珠与导向套之间均为螺纹配合，导向套、阀杆、阀芯、阀座上均有凹槽，凹槽内均设有密封装置，阀芯与导向套和阀座之间的密封装置以及阀座抵接，阀芯底面设有一个通孔，通孔与顶珠接触的面为卸荷面，阀芯底面为直接作用面，卸荷面的面积和直接作用面的面积相等。本实用新型的有益效果是，解决了由于高压流体作用在阀芯上的压力导致的节流阀开关阻滞的问题。

技术研发人员：孙明民;刘江涛;宗勇;刘烜;吴昱成
受保护的技术使用者：南通神通新能源科技有限公司
技术研发日：2019.12.29
技术公布日：2020.10.02