[实用新型]平衡活塞感应式气动减压阀

说明书

技术领域

本实用新型属于机械工程领域，涉及机械零件与传动装置和流体控制技术，尤其是气动减压阀结构。 

背景技术

气体减压阀是气动系统中广泛使用的一种压力调节装置。它的作用是将高压气瓶内的增压气体减压至下游系统所需的工作压力。在稳定的参数输入条件下，该减压阀能保持稳定的参数输出(出口压力和流量)。在外界干扰情况下，如入口压力发生突变，或者出口流量或管路特性发生变化时，该减压阀能在很短的时间内做出反应，使出口压力和流量迅速得到稳定，使其数值保持在设计所允许范围内。 

随着各个行业特别是国防工业对系统高速度、高压的要求不断增加，同时也由于高压气动技术可以有效改善气动系统动态性能和刚度，具有功率密度高、瞬间膨胀性大、爆发力强、温度适应范围广，可以实现高速化和元件小型化，从而节省安装空间等优点，高压气动技术越来越受到重视。目前国内、外气动压力减压阀产品主要还是集中于5MPa以下低压范围，在许多有高压要求的工程系统中的应用受到了限制。因此研制具有调压范围宽、控制性能满足工程要求的气动压力控制元件，具有重要的工程实际意义。 

气动减压阀原先一直应用于国防航空航天领域，而在氢能源汽车上应用则进一步拓宽了高压气动压力元件的应用范围，为氢能源汽车的研制解决了一个关键的技术难题，推进氢能源汽车的进一步研究和发展。不仅可为我国高压减压阀民用化产业化提供技术支持和借鉴，还可摆脱目前关键设备只能依赖进口的现状，提高我国高压气动压力元件的技术水平。 

高压减压阀的压力放大与控制元件的形式主要有膜片式和活塞式。膜片式高压气动压力调节阀灵敏性高，控制精度高，而且没有运动副的摩擦，但抗干扰性差，承受压力相对较低。活塞式高压气动阀控制精度较低，但抗干扰，抗振能力较强，适用于高压和超高压。 

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种平衡活塞感应式气动减压阀，克服现有膜片式和活塞式控制元件存在的缺点，如膜片式减压阀工作压力不高，减压范围小，使用寿命短；普通活塞式减压阀压力控制精度不高。 

本实用新型的目的是通过以下技术方案予以实现的： 

一种平衡活塞感应式气动减压阀，包括阀体、阀芯、阀座、复位弹簧、阻尼罩、平衡活塞、调节弹簧等部件，由阀体、密封圈、阀芯、密封挡圈构成进口腔；阀体与阀座通过螺纹连接装配，并定位环形密封挡圈；同时阀芯、密封挡圈、阀座也构成环形的节流口；阀体、阀芯、阻尼罩、平衡活塞构成反馈腔；阀体、阀芯、阀座、阻尼罩装配后构成低压腔；复位弹簧所在的容腔与出口腔相联以改善减压阀的精度调节特性；调节弹簧、旋转阀盖、垫片、球体构成调节预设出口压力装置；阻尼罩固定在阀内，阀体与平 衡活塞之间、阀体与阀芯之间通过密封圈密封。 

进一步，所述的气动减压阀入口阀腔的体积小于反馈腔的体积，而出口管道直径大于减压阀出口直径。 

阀座与阀芯的接触部位形成圆锥环形节流口，该节流口的底部直径大于顶部直径，而气体从右侧入口自下而上流向圆锥环形节流口，节流口面积逐渐减小。 

旋转阀盖对球体的作用力通过垫片间接作用于调节弹簧上，形成对平衡活塞向下的作用力，与阀芯和反馈腔内气体对平衡活塞向上的作用力平衡。 

阀芯的底端的复位弹簧保持阀芯与其上端接触的活塞始终处于连接状态；且其所在的复位弹簧腔与出口腔相连以将减压阀的出口压力反馈至复位弹簧腔。 

平衡活塞与阀体之间、阀芯与阀体之间采用O型密封圈密封以保证其气密性；平衡活塞与阀体之间的O型密封圈嵌入活塞凹槽内定位，而阀芯与阀体之间的O型密封圈用两个环形密封圈定位。 

阀座、阀体和平衡活塞可采用不锈钢材料；球体可采用质量轻、疲劳强度高的塑料；密封圈材料为丁腈橡胶。 

换言之，具体来说：高压气体流经阀芯与阀座之间环形面积，被减压后进入低压腔，然后经过阻尼孔进入反馈腔，并相应建立反馈压力，作用于敏感元件的平衡活塞上，与复位弹簧和阀芯的作用力相平衡，形成出口压力，这样就完成了调节减压阀出口压力，低压腔内的气体经节流口进入低压出口腔。并且将出口压力反馈至复位弹簧腔，卸掉入口压力作用在阀芯运动系统上的不平衡力，这样大大改善了减压阀的精度调节特性。 

所述的气体减压阀内部的入口腔控制体积小于出口腔的控制体积，出口管道直径大于减压阀出口直径，能够延长建压时间，在启动过程中不易产生自激振荡。