基于气压平衡的高压气体开关的制作方法

1.本实用新型涉及一种用于控制高压气体通断的高压气体开关，尤其涉及一种基于气压平衡的高压气体开关。


背景技术：

2.高压气体的通断控制相比低压气体来说更加困难，因为开关部件会受到高压气体的高压作用，操作可能会较为困难。比如，在高空供氧系统中，应急氧气即氧气瓶内存储的高浓度氧气，作为飞行员在呼吸系统故障或其它无法正常供氧的紧急情况下使用的应急供氧氧源，应急氧气的开关控制关键难点在于：氧气瓶容积有限，对应急供氧气路的密封性要求极高；通过纯机械开关完成，气瓶内的高压气体直接作用在机械结构上，如果没有气压平衡结构，则很难操作。
3.所以，需要一种具有气压平衡结构的高压气体开关，来满足便于操作高压气体通断控制的要求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于气压平衡的高压气体开关。
5.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种基于气压平衡的高压气体开关，包括手柄、阀杆和外壳，所述外壳内设有一个外壳内腔，所述手柄与所述阀杆的一端连接，所述阀杆的另一端设有阀芯且所述阀芯置于所述外壳内腔内，所述手柄置于所述外壳外且所述阀杆穿过所述外壳上对应的阀杆通孔，所述阀芯的外周表面与所述外壳内腔的内壁表面紧密接触，所述外壳内腔的腔壁上设有内外相通的进气孔和出气孔，所述阀芯能够在所述外壳内腔内滑动且滑动方向与所述阀杆的轴向平行并与所述进气孔的轴向相互垂直，所述阀芯在所述外壳内腔内滑动的过程中能够遮挡和不遮挡所述进气孔的内端且在不遮挡所述进气孔内端的同时也不遮挡所述出气孔的内端。
7.作为优选，为了对本高压气体开关分别处于开和关两种状态时进行限位以提高开光稳定性并增强开关操作的手感，所述外壳的外壁上与所述阀杆通孔对应的位置安装有限位座，所述限位座的内侧设有凸柱且该凸柱穿过所述外壳上的对应通孔与所述阀杆的对应外壁接触，所述限位座上设有限位座通孔且所述限位座通孔的内端延伸至所述凸柱的端部并开口，所述限位座通孔的轴向与所述进气孔的轴向相互平行，所述限位座通孔中靠近外端的一段孔壁上设有内螺纹，限位螺钉置于所述限位座通孔内并与所述限位座通孔的内螺纹连接，所述限位座通孔内靠近内端的位置安装有滚珠，所述限位座通孔内位于所述滚珠与所述限位螺钉之间的位置安装有滚珠支撑件和压簧，所述压簧的两端分别与所述滚珠支撑件和所述限位螺钉的螺帽接触，所述阀杆上靠近所述阀芯的一段外壁上沿轴向间隔设有两个限位凹环，所述阀芯在所述外壳内腔内滑动的过程中，所述滚珠的一部分能够在不同
时间分别置于两个所述限位凹环中的其中一个内。
8.作为优选，为了便于在开、关操作时输出电信号以通过电子方式显示开关状态并便于加工和组装，所述阀杆包括手柄连杆、阀芯连杆、导电环和隔离套管，所述手柄连杆与所述手柄连接或一体成型且绝缘，所述阀芯连杆与所述阀芯一体成型且绝缘，所述手柄连杆设有中心通孔且所述阀芯连杆穿过该中心通孔并与所述手柄内的螺孔通过螺纹连接，绝缘的所述隔离套管和两个所述导电环分别套装在所述阀芯连杆外，两个所述导电环分别位于所述隔离套管的两侧，两个所述限位凹环分别设于两个所述导电环的外壁上，所述隔离套管的外径与所述手柄连杆的外径相同且不小于所述导电环的外径。
9.作为优选，为了对阀芯的滑动位置进行限位以实现更可靠的操作性能，所述阀芯的外径大于所述阀杆的外径，所述外壳内腔在所述进气孔的轴向上的内径大于所述阀杆通孔的孔径，所述外壳上远离所述阀杆的一端开口且安装有外壳盖板，所述外壳盖板的内壁中部向靠近所述阀杆的方向凸起形成限位柱。
10.作为优选，为了提高外壳内腔与外界之间的密封性能以避免外壳内腔内的气体外泄，所述阀芯的圆周外壁上设有环形的密封槽，所述密封槽内安装有密封圈。
11.作为优选，为了进一步提高外壳内腔与外界之间的密封性能并减小阀芯滑动时的摩擦力，所述阀芯上的密封槽为两个且在所述阀杆的轴向并列排列，两个所述密封圈分别安装在两个所述密封槽内，所述阀芯的外壁上位于两个所述密封槽之间的位置设有环形且用于减小所述阀芯滑动时与所述外壳内腔的内壁之间摩擦力的减摩擦凹槽。
12.本实用新型的有益效果在于：
13.本实用新型通过设计阀芯运动方向与进气孔的轴向相互垂直的阀芯结构，使高压气体的气压对阀芯即开关部件的压力作用在其移动方向上影响最小，实现气压平衡功能，使开关操作更加简单容易，适用于高压气体通断控制，比如用于高空供氧系统中应急氧气的开关控制。
附图说明
14.图1是本实用新型所述基于气压平衡的高压气体开关的主视结构示意图。
具体实施方式
15.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
16.如图1所示，本实用新型所述基于气压平衡的高压气体开关包括手柄1、阀杆和外壳14，外壳14内设有一个外壳内腔15，手柄1与所述阀杆的一端连接，所述阀杆的另一端设有阀芯13且阀芯13置于外壳内腔15内，手柄1置于外壳14外且所述阀杆穿过外壳14上对应的阀杆通孔，阀芯13的外周表面与外壳内腔15的内壁表面紧密接触，外壳内腔15的腔壁上设有内外相通的进气孔19和出气孔20，阀芯13能够在外壳内腔15内滑动且滑动方向与所述阀杆的轴向平行并与进气孔19的轴向相互垂直，阀芯13在外壳内腔15内滑动的过程中能够遮挡和不遮挡进气孔19的内端且在不遮挡进气孔19内端的同时也不遮挡出气孔20的内端。
17.如图1所示，本实用新型还公开了以下多种更加优化的具体结构：
18.为了对本高压气体开关分别处于开和关两种状态时进行限位以提高开光稳定性并增强开关操作的手感，外壳14的外壁上与所述阀杆通孔对应的位置通过安装螺钉18安装
有限位座6，限位座6的内侧设有凸柱(凸柱未单独标记)且该凸柱穿过外壳14上的对应通孔与所述阀杆的对应外壁接触，限位座6上设有限位座通孔且所述限位座通孔的内端延伸至所述凸柱的端部并开口，所述限位座通孔的轴向与进气孔19的轴向相互平行，所述限位座通孔中靠近外端的一段孔壁上设有内螺纹，限位螺钉11置于所述限位座通孔内并与所述限位座通孔的内螺纹连接，所述限位座通孔内靠近内端的位置安装有滚珠8，所述限位座通孔内位于滚珠8与限位螺钉11之间的位置安装有滚珠支撑件9和压簧10，压簧10的两端分别与滚珠支撑件9和限位螺钉11的螺帽接触，所述阀杆上靠近阀芯13的一段外壁上沿轴向间隔设有两个限位凹环5，阀芯13在外壳内腔15内滑动的过程中，滚珠8的一部分能够在不同时间分别置于两个限位凹环5中的其中一个内。
19.为了便于在开、关操作时输出电信号以通过电子方式显示开关状态并便于加工和组装，所述阀杆包括手柄连杆2、阀芯连杆3、导电环4和隔离套管7，手柄连杆2与手柄1连接或一体成型且绝缘，阀芯连杆3与阀芯13一体成型且绝缘，手柄连杆2设有中心通孔且阀芯连杆3穿过该中心通孔并与手柄1内的螺孔通过螺纹连接，绝缘的隔离套管7和两个导电环4分别套装在阀芯连杆3外，两个导电环4分别位于隔离套管7的两侧，两个限位凹环5分别设于两个导电环4的外壁上，隔离套管7的外径与手柄连杆2的外径相同且不小于导电环4的外径。
20.为了对阀芯13的滑动位置进行限位以实现更可靠的操作性能，阀芯13的外径大于所述阀杆的外径，外壳内腔15在进气孔19的轴向上的内径大于所述阀杆通孔的孔径，外壳14上远离所述阀杆的一端开口且安装有外壳盖板16，外壳盖板16的内壁中部向靠近所述阀杆的方向凸起形成限位柱17。
21.为了提高外壳内腔15与外界之间的密封性能以避免外壳内腔15内的气体外泄，阀芯13的圆周外壁上设有环形的密封槽，所述密封槽内安装有密封圈12。
22.为了进一步提高外壳内腔15与外界之间的密封性能并减小阀芯13滑动时的摩擦力，阀芯13上的密封槽为两个且在所述阀杆的轴向并列排列，两个密封圈12分别安装在两个所述密封槽内，阀芯13的外壁上位于两个所述密封槽之间的位置设有环形且用于减小阀芯13滑动时与外壳内腔15的内壁之间摩擦力的减摩擦凹槽(图中未标记)。
23.如图1所示，使用时，如果要关闭本高压气体开关，则手握手柄1向靠近外壳14的方向推动，直到滚珠8的一部分置于远离阀芯13的导电环4的限位凹环5内为止，阀芯13上远离阀芯连杆3的端部与限位柱17接触，提高限位可靠性，同时，阀芯13将进气孔19的内端堵住，高压气体不能进入外壳内腔15内，也无法从出气孔20流出，完成手动关闭功能，此时有声音和手感提示关闭到位；如果要开启本高压气体开关，则手握手柄1向远离外壳14的方向拉动，直到滚珠8的一部分置于靠近阀芯13的导电环4的限位凹环5内为止，阀芯13上靠近阀芯连杆3的端部与外壳内腔15的一端台阶接触，提高限位可靠性，同时，阀芯13与进气孔19的内端错开，高压气体可以进入外壳内腔15内，并从出气孔20流出，完成手动开启功能，如图1所示，此时有声音和手感提示开启到位。
24.如图1所示，在上述结构基础上，可以将两个导电环4和限位螺钉11分别通过导线与其它电子元件连接形成回路，当滚珠8的一部分置于靠近阀芯13的导电环4的限位凹环5内时，本高压气体开关处于关闭状态，对应的电子元件显示“关”的电子信息；当滚珠8的一部分置于远离阀芯13的导电环4的限位凹环5内时，本高压气体开关处于开启状态，对应的
电子元件显示“开”的电子信息，如此在实现机械开关功能的同时还能实现开光状态的电子信息提示功能。
25.上述实施例只是本实用新型的较佳实施例，并不是对本实用新型技术方案的限制，只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案，均应视为落入本实用新型专利的权利保护范围内。