[发明专利]大口径真空高压控制阀

说明书

本发明公开了一种大口径真空高压控制阀，包括：六面体结构的阀座；设置在阀座内的活塞和阀芯组件；其中，所述阀座的每个面的下方均设置有相配合的腔室，且各腔室在空间上通过相配合的孔道连通；各腔室被配置为包括：活塞组件安装腔室、阀芯组件安装腔室、低压排气腔室、高压进气腔室、压力传感器组件安装腔室、电磁阀芯组件安装腔室。本发明提供一种大口径真空高压控制阀，通过对阀座的结构设计，将实现该自动控制阀功能的所有执行机构都集成在一个六通的阀座上，可以进行一体化加工制造完成，加工制造精度容易保证，技术成熟、难度小、成本低、加工过程质量容易控制，具有更好的适应性。

技术领域

本发明涉及机械设计与制造领域。更具体地说，本发明涉及一种工作压 力涵盖真空与高压，主要用于大流量高压流体输送过程的自动控制的大口径 真空高压控制阀。

背景技术

在氢能应用领域，将涉及大量高压氢的安全输送，氢气压力可能高达 10MPa。用于大流量高压气体输送的自动控制的阀门主要有两种，电动截止阀 和先导阀。

电动截止阀这类阀门主要以减速电机驱动阀芯上下运动，进行阀门的关 闭或开启，用填料密封方式密封阀杆实现阀体与外界空气介质的密封。这类 阀门的优点是可以在高压和真空两种工作压力下工作，但其典型缺点是，由 于填料对阀杆的抱紧作用，减速电机驱动阀杆做上下运动能耗较高；采用填 料密封方式容易达到真空氦漏率在1×10^-6P·m³·s^-1的漏率水平，这种漏率水平不 能满足高压/大流量氢气输送所要求的1×10^-9P·m³·s^-1的氢安全所要求的小漏率 的要求。也有用高压波纹管作为阀体密封的波纹管电动阀，虽然波纹管电动 阀的漏率可以做到1×10^-9P·m³·s^-1，但波纹管电动阀不可能承受10MPa高压。

先导阀这类阀门利用自身高压气体作为阀门开启/关闭动力源。优点是节 能，很容易实现自动控制，能耗很低，阀门的漏率容易做到小于1×10^-9P·m³·s^-1。 但这类阀门的典型缺点是当工作压力低到一定值后，阀门就不能打开。阀门 在全部工作压力区间不能开启的缺点限制了这类阀门的应用领域。限制了该 类阀门在高纯/高压/大流量氢的输送过程的应用。

但无论是采用什么阀在实际应用中都存在一个普通的问题，就是执行机 构与阀的配合度问题，即执行机构与阀的分体式设计，使得其加工制造精度、 加工过程质量等不容易被控制，进而影响设备的使用稳定性。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说 明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种大口径真空高 压控制阀，包括：

六面体结构的阀座；

设置在阀座内的活塞和阀芯组件；

其中，所述阀座的每个面的下方均设置有相配合的腔室，且各腔室在空 间上通过相配合的孔道连通；

各腔室被配置为包括：

在空间上呈相对设置，以对活塞与阀芯组件进行限定的活塞组件安装腔 室、阀芯组件安装腔室；

在空间上呈相对设置，并与活塞组件安装腔室、阀芯组件安装腔室呈连 通状的低压排气腔室、高压进气腔室；

在空间上呈相对设置的压力传感器组件安装腔室、电磁阀芯组件安装腔 室。

优选的是，所述孔道被配置为包括：

在阀座内还设置有将活塞组件安装腔室的上部位置和电磁阀芯组件安装 腔室连通的第一气体连通孔；