[发明专利]一种阀芯结构及减压阀

说明书

本发明公开了一种阀芯结构及减压阀，该阀芯结构主要包括阀座，密封垫，阀杆，活塞导杆，阀座内部沿其轴向依次设置有相互连通的台阶形内孔，密封调节孔，支撑导向孔；沿径向设置有径向导气孔，所述径向导气孔与密封调节孔连通；密封垫呈圆形垫片状，并有内孔；阀杆呈圆柱台阶状，安置在阀座的台阶形内孔中，顶端穿设密封垫的内孔中，可与密封垫的内孔配合密封阀座的密封调节孔；活塞导杆呈圆柱台阶状，通过O型圈动密封的安置在阀座的支撑导向孔中，一端与阀杆顶端配合组合为一体。本发明提供的方案可靠性更高，失效风险更小，进气压力变化对出气压力影响小，压力稳定性能更优越，可满足医疗、检验、半导体、食品等领域对减压阀性能的高要求。

技术领域

本发明涉及减压阀，具体涉及气体减压阀技术。

背景技术

在医用气体及工业用气体领域，如医疗麻醉呼吸、工业气体焊接，检验室检验，半导体行业或食品包装业等领域。为贮存和运输方便气体通常是被压缩储存于高压气瓶中，使用时需根据需要通过减压阀将气体压力降低到使用所需压力。

在使用过程中，气瓶气体慢慢消耗，压力也会逐渐降低到最低残压。开始时气体储存压力很高，15MPa以上，而实际使用压力只有不到0.6MPa，进出口压力差较大，阀座的密封要求高。到气体快耗尽时，气瓶压力只有1MPa。进气压力高，变化大，对减压阀出气压力影响大，为获得好的性能，目前均采用软密封结构，阀开口直径尽量做小。

参见图1和图2，其为目前典型减压阀阀座密封结构之一，主要包括：膜片(1)，调压弹簧(2)，上盖(3)，阀导杆(4)，密封垫(5)，阀座(6)，阀杆(7)，阀芯弹簧(8)，阀体(9)。通过膜片(1)表面上的压力感应与调压弹簧(2)的力平衡关系，控制阀杆上密封与阀座间的开度，使用输出压力基本保持恒定。但是，离医疗、检验、半导体、食品等领域对减压阀性能的高要求仍有差距。

这样的减压阀阀座密封结构在实际使用过程存在以下问题(参见图2)：

其一，由于阀开口要做的尽量小，导杆(4)安装在密封垫(5)中，支撑面积有限。高速气流通过阀座后，会产生湍流，湍振的频率与阀芯的共振频率一致时，会产生共振。在使用可以通过调节流量大小，尽量避免两者频率，避免共振。但是，难免偶尔出现短时共振；而一旦共振，导杆(4)便会穿透密封垫(5)，造成密封垫泄漏(图3)。

其二，由于导杆(4)需装入密封垫(5)中，阀的开口直径不能做小，进气压力变化时，对出气压力影响较大。

由此可见，给出一种安全性可靠，输出压力稳定的减压阀方案是本领域亟需解决的问题。

发明内容

针对现有减压阀所存在的问题，需要一种安全性可靠，输出压力稳定的新的减压阀方案。

为此，本发明所要解决的问题是提供一种阀芯结构，并在此基础上提供相应的减压阀，由此来克服现有技术所存在的缺陷。

为了解决上述问题，本发明提供的阀芯结构，包括：

阀座，所述阀座内部沿其轴向依次设置有相互连通的台阶形内孔，密封调节孔，支撑导向孔；沿径向设置有径向导气孔，所述径向导气孔与密封调节孔连通；

密封垫，所述的密封垫呈圆形垫片状，并有内孔；所述密封垫安置在阀座的台阶形内孔的底部，其上的内孔与阀座的密封调节孔连通；

阀杆，所述阀杆呈圆柱台阶状，安置在阀座的台阶形内孔中，顶端穿设密封垫的内孔中，可与密封垫的内孔配合密封阀座的密封调节孔；

活塞导杆，所述的活塞导杆呈圆柱台阶状，通过O型圈动密封的安置在阀座的支撑导向孔中，一端与穿设在密封垫内孔中的阀杆顶端配合组合为一体。

进一步的，所述阀杆的上端呈三级圆柱台阶状，顶端最细段与中间段之间通过圆台过渡段连接。