自调节压力阀及饮水设备的制作方法

1.本实用新型涉及饮水设备的技术领域，更具体地说，是涉及一种自调节压力阀及饮水设备。


背景技术：

2.当前市面上的气体减压阀，多以螺杆或者阀杆的进退来调节气体通过的截面积，例如锥形孔轴的配合间隙，其工作原理与液体调压阀类似，例如水龙头开关，或者调节陶瓷膜片的气体通过截面积的大小来进行调整，气体和液体的常规使用的不同条件在于，特别在高压环境下例如气瓶的工作压力在15mpa左右，但当气瓶的外界温度达到50℃左右时，气瓶出口的压力就会骤然升高至25mpa左右，就是阀的进口压力，这样单靠调节至固定的气体通过的截面积已经显然不能满足到调节压力的作用，进而造成气压输出端压力的不稳定。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种自调节压力阀及饮水设备，以解决现有技术中存在的气体减压阀在外界压强不稳定时输出气压不稳定的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.第一方面，提供一种自调节压力阀，包括：
6.阀体，用于与气瓶连通，所述阀体内设有第一容置腔、第二容置腔、连通通道以及出气通道，所述连通通道连通所述第一容置腔与所述第二容置腔，所述第二容置腔与所述出气通道连通，所述出气通道与外界连通；
7.顶杆，容置于所述第一容置腔中，所述顶杆设有第一通孔、第二通孔以及第三容置腔，所述第一通孔用于连通所述气瓶的内部和所述第三容置腔，所述第二通孔用于连通所述第三容置腔，所述第二通孔位于所述顶杆的顶部并且与所述连通通道正对；
8.阀芯，容置于所述第三容置腔中并且能够相对所述顶杆移动，所述阀芯设有第一气腔、第三通孔以及第四通孔，所述第三通孔连通所述第一通孔和所述第一气腔，所述第四通孔连通所述第一气腔；
9.活塞，容置于所述第二容置腔中，所述活塞与所述第二容置腔的腔壁之间形成有连通所述出气通道的第二气腔，所述活塞与所述第二容置腔的腔壁弹性连接并且能够在外界大气压作用下相对所述顶杆移动；
10.其中，所述阀芯上设有与所述活塞连接的阀杆，所述阀杆依次穿设于所述第二通孔和所述连通通道中并且与所述第二通孔的孔壁之间形成有连通所述第一气腔和所述第二气腔的通气间隙，所述气瓶内部和外部之间的气压差驱使所述活塞移动以带动所述阀杆移动，进而增减所述通气间隙。
11.通过采用上述技术方案，本方案采用气体压力动态浮动调节，当进气端(气瓶的气嘴)气压增大时(例如由于外界气温升高)，会有多余的压力把活塞向上顶，这样阀杆会在活塞的带动下向上移动，进而缩小通气间隙，从而缩小气体通过的截面积，也就降低了出气端
的压力(和流量)；当外界气体下降到正常值时，活塞则在弹性作用下向下移动，适当扩大通气间隙，即打开气体通过的截面积，气体则经由出气端正常排出，从而保持输出气体压力的相对稳定，也降低了气压波动对后期管路造成的压力冲击，从而保证系统的正常和平稳运行。综上，本实施例的自调节压力阀能够在外界压强不稳定时提高输出气压的稳定性。
12.在一个实施例中，所述自调节压力阀还包括阀芯垫片，所述阀芯垫片设于所述顶杆的顶面和所述第二容置腔的腔壁之间，所述阀芯垫片开设有与所述第二通孔正对的第五通孔，所述阀杆穿设于所述第五通孔和所述第二通孔中，并且能够与所述第五通孔和所述第二通孔的孔壁形成有所述通气间隙。
13.通过采用上述技术方案，阀杆能够与阀芯垫片弹性抵接，这样能够使通气间隙尽可能缩小，提高阀杆调整气压的能力。
14.在一个实施例中，所述阀杆与所述阀芯连接的端部形成有圆台结构，所述圆台结构的较小端与所述阀杆连接，所述圆台结构的较大端与所述阀芯连接；
15.所述阀芯垫片的所述第五通孔的孔壁上形成有与所述圆台结构的圆侧面匹配的倒角部，所述倒角部和所述圆台结构的圆侧面之间形成有所述通气间隙。
16.通过采用上述技术方案，圆台结构能够与倒角部紧配，使通气间隙能够缩小幅度增大，以提高调整气压的精确程度。
17.在一个实施例中，所述阀芯还设有第一复位弹性件，所述第一复位弹性件设于所述第一气腔中，所述第一复位弹性件的两端分别与所述第一气腔的顶部腔壁和所述第三容置腔的底部腔壁抵顶，使所述阀芯能够背离所述第三容置腔的底部腔壁移动。
18.通过采用上述技术方案，使得阀芯以及阀杆能够在弹力作用下向活塞移动，保证通气间隙能够缩小，提高气压调节的可靠性。
19.在一个实施例中，所述自调节压力阀还包括与所述第二容置腔的腔壁螺纹连接的压力调节紧固件以及设于所述压力调节紧固件和所述活塞之间的第二复位弹性件，所述第二复位弹性件的两端分别与所述压力调节紧固件和所述活塞抵顶。
20.通过采用上述技术方案，能够对不同环境气压的自动调节幅度进行调整，其灵活性高。
21.在一个实施例中，所述顶杆包括套管和顶杆紧固件，所述套管设有所述第三容置腔和所述第二通孔，所述顶杆紧固件设有所述第一通孔，所述顶杆紧固件将所述套管限位于所述第一容置腔中。
22.通过采用上述技术方案，套管与顶杆紧固件分体设计，这样便于顶杆的安装。
23.在一个实施例中，所述顶杆紧固件背离所述套管的端部设有用于顶开所述气瓶出气装置的抵顶端，所述抵顶端的侧面开设有连通所述第一通孔的侧开口。
24.通过采用上述技术方案，抵顶端的侧开口避让抵顶端的顶面设置，避免了侧开口被气瓶的气嘴封闭，保证了通气顺畅性。
25.在一个实施例中，所述自调节压力阀还包括安全阀以及设于所述阀体中与所述第二气腔连通的安全通道，所述安全阀设于所述安全通道中。
26.通过采用上述技术方案，当出气通道被堵塞或者第二气腔的气压过高时，高压气体可以通过安全阀直接排出，从而确保系统的安全性。
27.在一个实施例中，所述自调节压力阀还包括与所述出气通道连通的快插接头，所
述快插接头与所述阀体可拆卸连接。
28.通过采用上述技术方案，便于与其他部件连接。
29.第二方面，提供一种饮水设备，包括气瓶、水源装置、混合装置和上述的自调节压力阀，所述自调节压力阀安装于所述气瓶上，所述出气通道和所述水源装置与所述混合装置连通。
30.通过采用上述技术方案，在具有上述自调节压力阀的优点基础上，本实施例的饮水设备还具有适应使用环境的能力强，提高了输出的稳定性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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。
32.图1是本实用新型实施例提供的自调节压力阀安装于气瓶时的立体结构图；
33.图2是本实用新型实施例提供的自调节压力阀的爆炸图；
34.图3是本实用新型实施例提供的自调节压力阀的剖视图；
35.图4是本实用新型实施例提供的阀体的剖视图；
36.图5是本实用新型实施例提供的顶杆的剖视图；
37.图6是本实用新型实施例提供的阀芯的剖视图；
38.图7是图3的“a”处的放大图；
39.图8是本实用新型实施例提供的阀芯垫片的剖视图。
40.图中各附图标记为：
41.100、自调节压力阀；
42.10、气瓶；
43.1、阀体；2、顶杆；3、阀芯；4、活塞；5、阀杆；6、阀芯垫片；7、压力调节紧固件；8、安全阀；9、快插接头；
44.11、第一容置腔；12、第二容置腔；13、连通通道；14、出气通道；21、第一通孔；22、第二通孔；23、第三容置腔；24、套管；25、顶杆紧固件；31、第一气腔；32、第三通孔；33、第四通孔；34、第一复位弹性件；41、第二气腔；51、通气间隙；52、圆台结构；61、第五通孔；71、第二复位弹性件；81、安全通道；82、安全管；83、安全球；84、第三复位弹性件；85、排气口；
45.611、倒角部。
具体实施方式
46.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
47.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接位于另一个元件上或者间接位于另一个元件上。当一个元件被称为“连接于”另一个元件，它可以是直接连接或间接连接至另一个元件。
48.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
49.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示相对重要性或指示技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行更加详细的描述：
50.如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的一种自调节压力阀100，可以理解的是，其用于安装于气瓶10上，并且能够根据外界大气压强与气瓶10内部的气压差而自动调整气瓶10出气压强；具体地，气瓶10内部装有气体，气体的压强大于外界的大气压强，因此，当气瓶10解封时气体能够自动从气瓶10中排出；而在实际使用过程中，由于气瓶10的工作环境的不同，外界的大气压强随温度而改变，这样，造成了气瓶10的内部气压与外界的大气压强的气压差不稳定；本实施例的自调节压力阀100用于根据气压差调整气瓶10的出气压强而自动调整气瓶10的出气压强，实现稳定地输出气体；以下通过具体实施方式进行说明：
51.本实施例的自调节压力阀100包括：阀体1、顶杆2、阀芯3以及活塞4；
52.阀体1，请一并参阅图4，用于与气瓶10连通，阀体1内设有第一容置腔11、第二容置腔12、连通通道13以及出气通道14，连通通道13连通第一容置腔11与第二容置腔12，第二容置腔12与出气通道14连通，出气通道14与外界连通；可以理解的是，阀体1用于安装于气瓶10上，其安装方式包括但不限于螺纹连接；阀体1内部的第一容置腔11用于容置顶杆2、阀芯3垫片以及阀芯3，第二容置腔12用于容置活塞4，连通通道13用于连通第一容置腔11和第二容置腔12，出气通道14用于与第二容置腔12连通；
53.顶杆2，请一并参阅图5，容置于第一容置腔11中，顶杆2设有第一通孔21、第二通孔22以及第三容置腔23，第一通孔21用于连通气瓶10的内部和第三容置腔23，第二通孔22用于连通第三容置腔23，第二通孔22位于顶杆2的顶部并且与连通通道13正对；可以理解的是，顶杆2的底部用于顶开气瓶10的气嘴，使气瓶10解封排出气体，同时顶杆2内设有第一通孔21、第二通孔22以及第三容置腔23，使气瓶10排出的气体能够进入顶杆2的内部，进而进入阀体1的内部；具体地，第一通孔21贯穿顶杆2的内部，并且能够与气瓶10的气嘴连通，大概气嘴被顶开后第一通孔21与气瓶10的内部连通；第三容置腔23与第一通孔21和第二通孔22连通，使气瓶10中的气体从第一通孔21进入第三容置腔23后再进入第二通孔22中，由于第二通孔22于连通通道13连通，因此，气体继续前进进入连通通道13中，进而进入第二容置腔12；
54.阀芯3，请一并参阅图6，容置于第三容置腔23中并且能够相对顶杆2移动，阀芯3设有第一气腔31、第三通孔32以及第四通孔33，第三通孔32连通第一通孔21和第一气腔31，第四通孔33连通第一气腔31；可以理解的是，阀芯3用于容置于顶杆2的内部，即第三容置腔23中，阀芯3在顶杆2的内部能够上下移动，阀芯3的内部设有第一气腔31，阀芯3上开设有连通第一气腔31的第三通孔32和第四通孔33，第三通孔32还与第一通孔21连通；
55.活塞4，容置于第二容置腔12中，活塞4与第二容置腔12的腔壁之间形成有连通出气通道14的第二气腔41，活塞4与第二容置腔12的腔壁弹性连接并且能够在外界大气压作用下相对顶杆2移动；可以理解的是，活塞4容置于阀体1的内部并且能够在第二容置腔12上
下移动，活塞4与第二容置腔12的墙壁之间形成有第二气腔41，第二气腔41与出气通道14连通，即第二气腔41中的气压与外界的大气压强相等，同时活塞4与第二容置腔12的腔壁弹性连接，这样，当外界和气瓶10之间存在气压差时，活塞4能够在气压差的作用下在第二容置腔12中上下移动；
56.其中，阀芯3上设有与活塞4连接的阀杆5，阀杆5依次穿设于第二通孔22和连通通道13中并且与第二通孔22的孔壁之间形成有连通第一气腔31和第二气腔41的通气间隙51，气瓶10内部和外部之间的气压差驱使活塞4移动以带动阀杆5移动，进而增减通气间隙51。可以理解的是，阀杆5用于穿设于第二通孔22和连通通道13中；具体地，阀杆5与第二通孔22的孔壁之间形成通气间隙51，阀杆5与连通通道13之间间隙配合，即阀杆5能够保持连通通道13的畅通，并且阀杆5能够活动穿设于连通通道13中，使阀杆5能够带动阀芯3上下移动；当阀杆5带动阀芯3向上靠近活塞4时，使通气间隙51变小，降低从通气间隙51排出的气体的压强；而当阀杆5带动阀芯3向下远离活塞4时，使通气间隙51变大，增大从通气间隙51排出的气体的压强。
57.本实施例提供的自调节压力阀100的工作原理如下：
58.将自调节压力阀100安装于气瓶10上，气瓶10装载的气体包括但不限于二氧化碳；具体地，阀体1固定于气瓶10上，并且罩设于气嘴上，其中顶杆2对准气瓶10的气嘴并且顶开气嘴，此时，气瓶10内部的气体从气嘴排出，在阀体1的限制下从顶杆2的第一通孔21进入顶杆2的内部，进而进入顶杆2的第三容置腔23中，再从阀芯3的第三通孔32进入阀芯3的第一气腔31中，再由阀芯3的第四通孔33排出，再进入通气间隙51中，再由连通通道13进入第二气腔41中，最后从出气通道14排出阀体1外部；
59.自调节压力阀100能够对不同外界环境进行调节，举例如下：
60.请一并参阅图7，气瓶10的初始气压是0.5mpa，当气瓶10由于外界环境温度升高的影响，气瓶10内部气压升高，因此进入顶杆2的第一通孔21的气压升高到0.8mpa(举例说明不作限定)时，当较高压力的气体通过从第一气腔31通过通气间隙51，继续进入活塞4下方的第二气腔41时，活塞4会在压力的作用下向上浮动，进而带动阀杆5向上移动，进一步缩小通气间隙51，这样就起到了明显的瞬时限压作用，而保证了气体输出时不至于有过高的压力。
61.而当外界的大气压强降低而导致第二气腔41内的气压瞬时值降低到0.38mpa时(仅做举例说明)，那么活塞4在重力和弹力的作用下向下运动，这样自动推动阀杆5向下移动，这样会让通气间隙51增大，更高的气压(例如0.4mpa)从通气间隙51进入第二气腔41，从而保证系统的正常运行。
62.通过采用上述技术方案，本方案采用气体压力动态浮动调节，当进气端(气瓶10的气嘴)气压增大时(例如由于外界气温升高)，会有多余的压力把活塞4向上顶，这样阀杆5会在活塞4的带动下向上移动，进而缩小通气间隙51，从而缩小气体通过的截面积，也就降低了出气端的压力(和流量)；当外界气体下降到正常值时，活塞4则在弹性作用下向下移动，适当扩大通气间隙51，即打开气体通过的截面积，气体则经由出气端正常排出，从而保持输出气体压力的相对稳定，也降低了气压波动对后期管路造成的压力冲击，从而保证系统的正常和平稳运行。综上，本实施例的自调节压力阀100能够在外界压强不稳定时提高输出气压的稳定性。
63.在一个实施例中，请一并参阅图8，自调节压力阀100还包括阀芯垫片6，阀芯垫片6设于顶杆2的顶面和第二容置腔12的腔壁之间，阀芯垫片6开设有与第二通孔22正对的第五通孔61；阀杆5穿设于第五通孔61和第二通孔22中，并且能够与第五通孔61和第二通孔22的孔壁形成有通气间隙51。
64.可以理解的是，阀芯垫片6可以采用弹性垫片，使阀芯垫片6能够用于密封顶杆2和第二容置腔12之间缝隙，同时阀芯垫片6开设有第五通孔61，该第五通孔61与第二通孔22正对；具体地，阀杆5穿设于第五通孔61和第二通孔22中，阀杆5与第五通孔61形成有通气间隙51。
65.通过采用上述技术方案，阀杆5能够与阀芯垫片6弹性抵接，这样能够使通气间隙51尽可能缩小，提高阀杆5调整气压的能力。
66.在一个实施例中，阀杆5与阀芯3连接的端部形成有圆台结构52，圆台结构52的较小端与阀杆5连接，圆台结构52的较大端与阀芯3连接；这里，圆台结构52的较小端的半径与阀杆5相等，圆台的较大端的半径大于阀杆5的半径，这样使阀杆5能够穿设于第二通孔22中，而圆台结构52和阀芯3限位于第一容置腔11中；
67.阀芯垫片6的第五通孔61的孔壁上形成有与圆台结构52的圆侧面匹配的倒角部611，倒角部611和圆台结构52的圆侧面之间形成有通气间隙51。可以理解的是，当圆台结构52被阀杆5带动而靠近倒角部611时，两者之间的通气间隙51缩小；而当圆台结构52被阀杆5带动而远离倒角部611时，两者之间的通气间隙51扩大。
68.通过采用上述技术方案，圆台结构52能够与倒角部611紧配，使通气间隙51能够缩小幅度增大，以提高调整气压的精确程度。
69.在一个实施例中，第四通孔33开设于阀芯3的侧面并且位于圆台结构52和阀芯3的连接部分上。
70.通过采用上述技术方案，第四通孔33避让阀芯3顶面设置以保证第四通孔33不被阀杆5封闭，即保证第四通孔33的通气顺畅。
71.在一个实施例中，阀芯3还设有第一复位弹性件34，第一复位弹性件34设于第一气腔31中，第一复位弹性件34的两端分别与第一气腔31的顶部腔壁和第三容置腔23的底部腔壁抵顶，使阀芯3能够背离第三容置腔23的底部腔壁移动。
72.可以理解的是，在本实施例中，活塞4可以不与阀杆5连接，阀杆5抵接于活塞4上；当外界的大气压强变小时，即从外界进入第二气腔41的气压变小，那么活塞4背离阀芯3移动，因此，第一复位弹性件34能够抵推阀芯3，进而带动阀杆5向活塞4移动，即，通气间隙51变小，降低从第一气腔31排出的气体的气压。
73.通过采用上述技术方案，使得阀芯3以及阀杆5能够在弹力作用下向活塞4移动，保证通气间隙51能够缩小，提高气压调节的可靠性。
74.在一个实施例中，自调节压力阀100还包括与第二容置腔12的腔壁螺纹连接的压力调节紧固件7以及设于压力调节紧固件7和活塞4之间的第二复位弹性件71，第二复位弹性件71的两端分别与压力调节紧固件7和活塞4抵顶。
75.可以理解的是，第二复位弹性件71用于提供活塞4在第二容置腔12中往复移动的弹力；压力调节紧固件7可以为调节螺栓，这样，压力调节紧固件7与第二容置腔12的腔壁螺纹连接，使压力调节紧固件7能够在第二容置腔12的深度方向上调整位置，进而调整压力调
节紧固件7与活塞4之间的初始距离，即调整了第二复位弹性件71的初始弹力，这样调整了能够驱使活塞4移动的气压值。
76.通过采用上述技术方案，能够对不同环境气压的自动调节幅度进行调整，其灵活性高。
77.在一个实施例中，顶杆2包括套管24和顶杆紧固件25，套管24设有第三容置腔23和第二通孔22，顶杆紧固件25设有第一通孔21，顶杆紧固件25将套管24限位于第一容置腔11中。
78.可以理解的是，通过采用上述技术方案，套管24与顶杆紧固件25分体设计，这样便于顶杆2的安装。
79.在一个实施例中，请再次参阅图5，顶杆紧固件25背离套管24的端部设有用于顶开气瓶10出气装置的抵顶端，抵顶端的侧面开设有连通第一通孔21的侧开口251。
80.可以理解的是，通过采用上述技术方案，抵顶端的侧开口251避让抵顶端的底面设置，避免了侧开口251被气瓶10的气嘴封闭，保证了通气顺畅性。
81.在一个实施例中，请再次参阅图4，自调节压力阀100还包括安全阀8以及设于阀体1中与第二气腔41连通的安全通道81，安全阀8设于安全通道81中。
82.可以理解的是，安全阀8包括安全管82、安全球83和第三复位弹性件84，安全管82设有与安全通道81连通的排气口85，第三复位弹性件84和安全球83容置于安全管82中，并且第三复位弹性件84用于将安全球83抵于排气口85上；当出气通道14被堵塞或者第二气腔41的气压过高时，气体流向安全通道81并且顶开安全球83，从而从排气口85排出。
83.通过采用上述技术方案，当出气通道14被堵塞或者第二气腔41的气压过高时，高压气体可以通过安全阀8直接排出，从而确保系统的安全性。
84.在一个实施例中，自调节压力阀100还包括与出气通道14连通的快插接头9，快插接头9与阀体1可拆卸连接。
85.通过采用上述技术方案，便于与其他部件连接。
86.第二方面，提供一种饮水设备，包括气瓶10、水源装置、混合装置和上述的自调节压力阀100，自调节压力阀100安装于气瓶10上，出气通道14和水源装置与混合装置连通。
87.可以理解的是，饮水设备包括但不限于气泡水机，气瓶10装载有二氧化碳；具体地，二氧化碳和水在混合装置中混合形成气泡水输出。
88.通过采用上述技术方案，在具有上述自调节压力阀100的优点基础上，本实施例的饮水设备还具有适应使用环境的能力强，提高了输出的稳定性。
89.具体地，本实施例提供的饮水设备整体系统结构紧凑，拆装方便，安全可靠，可用于二氧化碳或部分同类型气体的压力自动调节等(即不限定于二氧化碳)；本实施例提供的饮水设备可通过不同的气瓶10连接螺母(更改螺纹规格即可)，适配于不同规格的气瓶10，大大增强了适用范围；本实施例提供的饮水设备可外接压力表，可以实时侦测和观察系统调整后压力，为其他整机设备提供稳定压力提供直观的依据。
90.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。