[发明专利]一种具有过压保护功能的快速排气阀

说明书

本发明公开一种具有过压保护功能的快速排气阀，包括阀体、阀腔和设于阀腔内的换向机构，阀体设有第一阀口、第二阀口和第三阀口；换向机构将阀腔分隔为至少两个相互隔断的第一腔室和第二腔室；第一阀口、第一腔室和第二阀口可连通形成进气通道，第二阀口、第二腔室、第三阀口可连通形成排气通道，第一阀口、第一腔室、第三阀口可连通形成过压保护通道；换向机构受供气压力可发生定向移动或形变，选择连通进气通道、排气通道或过压保护通道。本发明兼具快速排气和限压功能，可以节约气动系统内的溢流阀等限压器件，降低系统复杂度和成本。

技术领域

本发明涉及气动元件技术领域，具体涉及一种具有过压保护功能的快速排气阀。

背景技术

快速排气阀是一种用于快速排放带压气体的气动元件。现有的快速排气阀如图1所示，具有三个阀口，分别为与气源相连通的进气阀口S2、与执行元件相连通的出气阀口S4和与排放环境相连通的排气阀口S5，快速排气阀内设有换向机构用于改变连通阀口的流路走向，在进气工况下连通进气阀口S2和出气阀口S4，在排气工况下连通出气阀口S4和排气阀口S5。

快速排气阀内部的换向机构一般具有自动复位功能，如图1所示，快速排气阀内部的换向机构由切换阀芯S7和限位块S8组成，切换阀芯S7的侧面具有弹性片，限位块S8固定于阀体的阀腔S3内，限位块S8具有中心通孔，切换阀芯S7可在阀腔S3内移动，并受限位块S8限位限制；在进气阀口S2提供带压气体时，气流推动切换阀芯S7阻塞限位块S8，气流对切换阀芯S7的弹性片施加压力使其径向内弯，于是进气阀口S2与出气阀口S4连通；当进气阀口S2连接的气源切断后，进气压力降低，进气阀口S2处的压力低于出气阀口S4处的压力，出气阀口S4附近的气体对切换阀芯S7的弹性片施压，推动阀芯向进气阀口S2移动，并阻塞进气阀口S2，气流沿出气阀口S4、限位块S8的中心通孔以及排气阀口S5排放。由于气流沿排气阀口S5排放的路径短，排气阻力小，并且快速排气阀在切断气源供给后可以快速作动建立排气流路，因此可以实现对来自出气阀口S4的带压气体的快速排放

另一方面，为了确保气动系统安全运转，通常在气动系统中设置溢流阀等器件限制气体压力不超过安全限值。在波纹管泵等有快速排气需求的气动应用中，一般需要同时设置溢流阀和快速排气阀，气动器件多，占用体积大，管路连接不便，成本高。

发明内容

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种具有过压保护功能的快速排气阀，当气源供给的气体压力超过设定值时，进气阀口可经由第一腔室与排放阀口直接连通，使过压压力气体直接排入阀外的排放环境中，实现过压保护功能，节约气动系统内的溢流阀等限压器件，降低系统复杂度和成本。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有过压保护功能的快速排气阀，包括阀体、阀腔和设于阀腔内的换向机构，阀体设有第一阀口、第二阀口和第三阀口；换向机构将阀腔分隔为至少两个相互隔断的第一腔室和第二腔室；第一阀口、第一腔室和第二阀口可连通形成进气通道，第二阀口、第二腔室、第三阀口可连通形成排气通道，第一阀口、第一腔室、第三阀口可连通形成过压保护通道；换向机构受供气压力可发生定向移动或形变，选择性连通进气通道、排气通道或过压保护通道，换向机构所受供气压力高于限制压力时，过压保护通道连通；所受供气压力低于限制压力且高于开启压力时，进气通道连通；所受供气压力低于开启压力时，排气通道连通。当气源供给的气体压力高于限制压力时，依靠供气压力对换向机构的推动，转换到过压保护通道，将过压气体直接排入阀体外部，将流路内的气体压力维持在限制压力以下。

作为本发明的优选方案之一，换向机构包括弹簧和阀芯，弹簧位于阀芯的一端以及阀腔的壁面之间，阀芯可于阀腔内往复运动。依靠阀芯的往复运动和弹簧的压缩和延伸，实现阀芯对流动通道的调节转换。

作为本发明的优选方案之一，阀芯包括两端的宽径段和设于宽径段之间的窄径段，靠近第一阀口的宽径段的端面与阀腔配合形成第一腔室，窄径段的侧面与阀腔配合形成第二腔室。