专利名称：非平衡阀杆式气体压力保持阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及气体压力控制领域，更确切地说是一种用于压力10_40MPa，容积流量40Nm7min以下气体压力控制的非平衡阀杆式气体压力保持阀。
背景技术：
压缩机用压力保持阀是一种不用外加能源，在一定范围内可手动调节阀门开启值，并且有止逆功能，串接在气体输送管线上的自力式阀门，其作用是保持过滤元件不受高速气流冲击而损坏，在高压压缩机启动运行后，阀前气体压力上升到工况要求值时，阀门迅速打开，使后处理设备内的气流速度得以减缓，保护设备的安全运行，当出现紧急停机或误操作时，其止逆功能使高压气体不会倒流。由于传统压力保持阀采用弹簧间接压住阀杆进行调节开启压力，所需的密封弹簧压力与密封喉径成正比，密封喉径越大，其所需的密封弹簧压力就越大，所以存在以下缺点1、弹簧的负荷大，调整范围小且精度低，不易掌握；2、外形尺寸较大、结构复杂，成本增高；3、由于结构的制约而使得流量被限制在一定范围内，而且关闭压力与开启压力的压差较大，只能适用于小排量高压压缩机。针对上述问题进行广泛的检索，有一种平衡式阀杆压力保持阀可以解决上述问题，该平衡式阀杆压力保持阀是通过一根穿过进气腔、阀座锥孔和出气腔的阀杆来调节的，但是，由于这种平衡式阀杆压力保持阀的阀杆较长且插入出气腔，对于机械装配，出现自由度过约束，给加工和装配造成很大困难，零件废品率较高。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种非平衡阀杆式气体压力保持阀，旨在克服现有平衡式阀杆压力保持阀结构复杂、机械装配上出现自由度过约束，给加工和装配造成很大困难及零件废品率较高的技术缺陷。本实用新型的目的是通过以下技术方案予以实现的非平衡阀杆式气体压力保持阀，主要包括第一阀体、第二阀体、阀座和弹簧调压机构，第一阀体的出气腔通过单向阀接一出气嘴，第二阀体的进气腔外接进气嘴和针阀，第一阀体与第二阀体螺纹配合，所述两阀体的配合端设一紧配合的阀座，阀座轴向两端对开锥孔，进气腔、锥孔、出气腔依次同心贯通，第二阀体中心设有与进气腔同心贯通的阀杆孔，阀杆孔内设有阀杆，阀杆密封端为圆锥体并沿轴向穿过进气腔，阀杆承压端连接弹簧调压机构，其特征是，阀杆密封端圆锥体的锥度小于阀座上锥孔的锥度，锥孔的最小直径位置与阀杆密封端圆锥体的接触处呈线性密封配合，阀杆密封端圆锥体的顶部置于阀座的锥孔内。所述第一阀体的出气腔通过一个阀连接座与单向阀连接配合，所述单向阀与阀连接座之间采用橡胶密封圈挤压密封。所述的弹簧调压机构包括一个与第二阀座连接配合的套帽，套帽内设有调压弹簧，调压弹簧的一端与弹簧座配合，弹簧座与第二阀体内阀杆承压端的行程限位套配合，行程限位套内置有钢球，钢球与阀杆承压端配合，调压弹簧的另一端与套帽内的弹簧压板配合，套帽外端设有调节螺栓和螺帽，调节螺栓通过弹簧压板压住套帽内的调压弹簧。所述进气嘴和针阀的轴向呈180°，进气嘴和出气嘴的轴向呈90°。本实用新型与现有技术相比具有如下有益效果1、由于本实用新型中第一阀体与阀杆之间没有直接的配合关系，这样大大降低了第一阀体的制造难度及公差、配合要求，解决了装配时出现自由度过约束的瓶颈问题，便于加工和装配，而且降低金加工工时，使阀体整体密封性能更好，加工容易，成品率提高；2、阀杆易于加工、车床一次装夹就可以完成整个零件的加工，零件同轴度高；3、整体构造紧凑简单、性能稳定、易损件少、加工组装方便、互换性强、利于维护、使用场合广泛；4、调节开启压力非常方便，调节设定精度高，弹簧只须克服很小的气体压差；5、可设定不同值的压力保持阀，根据工艺流程，可以串联或并联于管道中，成为自动程序阀，拓宽了使用范围。调节机构的弹簧较小，使得整体结构紧凑美观、加工简单、装配便捷；6、单向阀采用软密封、密封圈不会被高压气体吹掉、结构紧凑、性能稳定，使密封更加严密且无噪声，可单独连接，维护简便。
图1为本实用新型实施例的剖视结构示意图；图2为本实用新型实施例中阀杆锥面与阀座锥孔线性密封处结构示意图；图3为图1的A部放大图。1出气嘴，2单向阀体，3弹簧，4单向阀芯，5阀芯气孔，6橡胶密封圈，7阀连接座， 8第一阀体，9出气腔，10阀座，11阀座0型圈，12针阀，13进气腔，14阀杆密封圈，15阀杆， 16钢球，17行程限位套，18弹簧座，19调压弹簧，20弹簧压板，21套帽，22螺帽，23调节螺栓，24第二阀体，25进气嘴接头，26进气嘴，27螺纹孔。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的非平衡阀杆式气体压力保持阀容积流量为40Nm7min 以下，压力范围在10-40MPa，主要由第一阀体8、第二阀体M、阀座10和弹簧调压机构组成。 第一阀体内设有出气腔9，出气腔9的中部开有内螺纹，与阀连接座7 —端的外螺纹配合，阀连接座7的另一端与单向阀体2的进气端配合，出气嘴1通过螺母与单向阀体2的出气端连接，结合图3所示，阀连接座7上开有密封槽，并把橡胶密封圈6套入密封槽上，然后与单向阀体2螺纹连接，此时的橡胶密封圈6与单向阀体2的内壁紧密配合而发生形变，紧紧的卡在密封槽内，而不至于被高压气流冲掉。单向阀体2与阀连接座7通过内外螺纹连接，弹簧3装入单向阀芯4内腔中，单向阀芯4装入单向阀体2中；单向阀芯4上有6处与中心线成20°的阀芯气孔5，阀芯气孔5与阀芯内腔相通，阀芯内腔与出气嘴1相通，第一阀体上还设有用于固定连接的螺纹孔27 ；第一阀体与第二阀体通过内外螺纹连接成为一个整体； 第二阀体M内设有进气腔13和阀杆圆孔，在第二阀体的中部通过螺纹连接进气嘴接头25 和针阀12，进气嘴接头25连接进气嘴沈，进气嘴沈和针阀12的轴向呈180°，进气嘴和出气嘴的轴向呈90° ；结合图2所示，第一阀体8和第二阀体M之间装有两端面对开锥孔的阀座10，阀座10上下两面套有阀座0型圈11 ；在阀杆15上套有阀杆密封圈14，然后装入第二阀体M的阀杆圆孔中，使阀杆密封圈14与第二阀体M的阀杆圆孔内壁配合，进气腔13、阀座10的锥孔、出气腔9依次同心贯通，阀杆密封端为圆锥体并沿轴向穿过进气腔，阀杆15密封端圆锥体的锥度小于阀座10上锥孔的锥度，锥孔的最小直径位置与阀杆15密封端圆锥体的接触处呈线性密封配合，阀杆15密封端圆锥体的顶部置于阀座的锥孔内。阀杆承压端连接弹簧调压机构，调整压力机构通过其套帽21的内螺纹与第二阀体M的外螺纹配合，套帽21上设有调节螺栓23和螺帽22，调节螺栓23通过弹簧压板20 压住套帽内的调压弹簧19，调压弹簧19的另一端与弹簧座18配合，弹簧座18与放置在第二阀体内的行程限位套17配合，行程限位套17内置有钢球16，钢球16与阀杆15的承压端配合。当气体流向单向阀时，气体压力促使单向阀芯压缩弹簧向上移动，气流通过单向阀芯气孔到单向阀芯内腔，流出出气嘴；当气体反向进气时，气体压力压至单向阀芯上端面，促使单向阀芯向下发生位移和橡胶密封圈6紧密配合，气流通道被封死，达到单向通气的作用。上述结构中，首先拧紧调节螺栓23，让调压弹簧19给定一个预紧力Ft，使阀杆15 左端的锥面与阀座10的锥孔紧紧贴合呈线性密封，如图2所示，阀杆直径d2大于锥孔呈线性密封处的直径d0。从进气嘴注入高压气体到进气腔13中，随着进气压力PI的增高，在合适的面积差时，阀杆15瞬间得到一个克服弹簧的预紧推力[PI · Ji (d22-d02)/4] > Ft(弹簧的预紧力)，气压推动阀杆与阀座之间发生位移，当阀杆离开阀座的瞬间，开启阀杆的推力变大为[PI · ^ dfA]，保持阀得以迅速开启至极限位置，一般情况下，增大后的推力是弹簧的预紧力(Ft)的2 3倍以上，由于有限位机构，弹簧受到的压缩力在特定的开启压力下是恒定的，并没有随着推力的增大而受到额外的压力。当气源关闭时，PI值逐渐降低， 气体压力[PI · ^ · d22/4] < Ft弹簧的预紧推力，弹簧推动阀杆向阀座发生位移，使阀杆与阀座呈线性密封，达到关闭目的。上述实施例仅是本实用新型的较佳实施方式，详细说明了本实用新型的技术构思和实施要点，并非是对本实用新型的保护范围进行限制，凡根据本实用新型精神实质所作的任何简单修改及等效结构变换或修饰，均应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.非平衡阀杆式气体压力保持阀，主要包括第一阀体、第二阀体、阀座和弹簧调压机构，第一阀体的出气腔通过单向阀接一出气嘴，第二阀体的进气腔外接进气嘴和针阀，第一阀体与第二阀体螺纹配合，所述两阀体的配合端设一紧配合的阀座，阀座轴向两端对开锥孔，进气腔、锥孔、出气腔依次同心贯通，第二阀体中心设有与进气腔同心贯通的阀杆孔，阀杆孔内设有阀杆，阀杆密封端为圆锥体并沿轴向穿过进气腔，阀杆承压端连接弹簧调压机构，其特征在于阀杆密封端圆锥体的锥度小于阀座上锥孔的锥度，锥孔的最小直径位置与阀杆密封端圆锥体的接触处呈线性密封配合，阀杆密封端圆锥体的顶部置于阀座的锥孔内。
2.根据权利要求1所述的非平衡阀杆式气体压力保持阀，其特征在于所述第一阀体的出气腔通过一个阀连接座与单向阀连接配合，所述单向阀与阀连接座之间采用橡胶密封圈密封。
3.根据权利要求1所述的非平衡阀杆式气体压力保持阀，其特征在于所述的弹簧调压机构包括一个与第二阀座连接配合的套帽，套帽内设有调压弹簧，调压弹簧的一端与弹簧座配合，弹簧座与第二阀体内阀杆承压端的行程限位套配合，行程限位套内置有钢球，钢球与阀杆承压端配合，调压弹簧的另一端与套帽内的弹簧压板配合，套帽外端设有调节螺栓和螺帽，调节螺栓通过弹簧压板压住套帽内的调压弹簧。
4.根据权利要求1所述的非平衡阀杆式气体压力保持阀，其特征在于所述进气嘴和针阀的轴向呈180°，进气嘴和出气嘴的轴向呈90°。
专利摘要本实用新型公开一种非平衡阀杆式气体压力保持阀，主要包括第一阀体、第二阀体、阀座和弹簧调压机构，第一阀体的出气腔通过单向阀接一出气嘴，第二阀体的进气腔外接进气嘴和针阀，第一阀体与第二阀体螺纹配合，所述两阀体的配合端设一紧配合的阀座，阀座轴向两端对开锥孔，第二阀体内设有阀杆，阀杆密封端为圆锥体并沿轴向穿过进气腔，阀杆承压端连接弹簧调压机构，锥孔的最小直径位置与阀杆密封端圆锥体的接触处呈线性密封配合，阀杆密封端圆锥体的顶部置于阀座的锥孔内，由于第一阀体与阀杆之间没有直接的配合关系，大大降低了第一阀体的制造难度及公差配合要求，解决了装配时出现自由度过约束的瓶颈问题，便于加工和装配，成品率显著提高。
文档编号F16K17/06GK201954062SQ20112001949
公开日2011年8月31日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者曹积明, 潘德安 申请人:蚌埠方正气体净化设备有限公司