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集成式多级减压阀

文献发布时间:2023-06-19 18:37:28


集成式多级减压阀

技术领域

本发明涉及阀门领域,具体涉及一种集成式多级减压阀。

背景技术

减压阀是通过调节将输入压力减至某一需要的输出压力,并依靠介质本身的能量使输出压力自动保持稳定的阀门,其中,多级减压阀能够使在启闭过程时作用于阀口的持续高压逐级减轻,将较大的压差转换为多个较小的压差,以分担节流口的压力并可获取更小的输出压力。相关技术中,多级减压阀的二级进气口与二级活塞组件对应设置,二级进气口的进气直接作用在二级活塞组件的端面上,导致二级进气口的压力变化会对一级活塞组件的受力情况产生较大影响,进而影响减压阀的输出压力,使减压阀的输出压力稳定性和精度较差。同时相关技术中多级减压阀的安全性和可靠性较低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的实施例提出一种集成式多级减压阀,该集成式多级减压阀的二级入口的压力变化对阀体出口的输出压力的影响较小,因此具有较高的输出压力稳定性和精度,同时集成安全阀组件和防水透气阀组件使集成式多级减压阀具有较高的安全性和可靠性。

本发明实施例的集成式多级减压阀包括:

阀体组件,所述阀体组件设有依次连通的一级入口、第一阀腔、二级入口、第二阀腔和阀体出口;

一级阀芯组件,所述一级阀芯组件设在所述第一阀腔内,以用于将进入所述第一阀腔的介质进行一级减压;

二级阀芯组件,所述二级阀芯组件设在所述第二阀腔内,以用于将进入所述第二阀腔的介质进行二级减压,所述二级阀芯组件包括二级活塞部件,所述二级活塞部件可沿第一方向在所述二级入口和所述阀体出口之间移动,所述二级活塞部件具有朝向所述二级入口的第一端,所述二级活塞部件的第一端的端面设有锥形槽,所述锥形槽的槽壁面由所述阀体出口向所述二级入口的方向延伸并向远离所述二级活塞部件的中心线的方向倾斜设置,在正交于所述第一方向的投影面上,所述二级活塞部件的第一端的投影与所述二级入口的投影间隔设置;

防水透气阀组件,所述防水透气阀组件设在所述阀体组件上,且所述第一阀腔和所述第二阀腔分别与所述防水透气阀组件连通;

安全阀组件,所述安全阀组件设在所述阀体组件上并与所述阀体出口连通。

本发明实施例的集成式多级减压阀通过在二级活塞部件的第一端设置锥形槽,且二级活塞部件的第一端与二级入口在正交于所述第一方向的方向上间隔设置,以使二级活塞部件形成正向卸荷式结构,从而有效减低二级入口的压力变化对阀体出口的输出压力的影响,以使集成式多级减压阀具有较高的输出压力稳定性和精度,同时集成安全阀组件能够避免集成式多级减压阀内部的压力过高,集成防水透气阀组件能够对一级阀芯组件和二级阀芯组件起到防护作用,因此使集成式多级减压阀具有较高的安全性和可靠性。

在一些实施例中,锥形槽的槽壁面与所述二级活塞部件的外周面之间通过倒圆角面连接;

所述二级入口为多个,在正交于所述第一方向的投影面上,多个所述二级入口的投影环绕所述二级活塞部件的第一端的投影。

在一些实施例中,所述第二阀腔包括二级子腔;

所述二级活塞部件包括二级活塞本体,所述二级活塞本体具有相对的第一端和第二端,所述二级活塞本体的第一端朝向所述二级入口,所述锥形槽设在所述二级活塞本体的第一端的端面上,所述倒圆角面设在所述锥形槽的槽壁面与所述二级活塞本体的外周面之间,所述二级子腔位于所述二级活塞本体的第一端与所述二级入口之间,所述二级活塞本体的第二端设有二级凹槽,所述二级凹槽与所述阀体出口连通,在正交于所述第一方向的投影面上,所述二级凹槽的投影面积大于所述二级子腔的投影面积,所述二级活塞本体设有沿第一方向延伸的二级通道,所述二级通道连通所述二级凹槽和所述锥形槽;

所述二级阀芯组件还包括二级活门和二级弹性件,所述二级活门设在所述阀体组件上并可止抵所述倒圆角面,多个所述二级入口环绕所述二级活门设置,所述二级弹性件连接在所述阀体组件和所述二级活塞本体之间,以用于驱动所述二级活塞本体远离所述二级入口。

在一些实施例中,所述第一阀腔包括一级子腔;

所述一级阀芯组件包括:

一级活塞部件,所述一级活塞部件具有相对设置的第一端和第二端,所述一级活塞部件的第一端朝向所述一级入口,所述一级子腔位于所述一级入口的第一端与所述一级入口之间,所述一级活塞部件的第二端设有一级凹槽,在正交于所述第一方向的投影面上,所述一级凹槽的投影面积大于所述一级子腔的投影面积,所述一级活塞部件具有沿第一方向延伸的一级通道,所述一级通道连通所述一级凹槽和所述一级子腔;

一级弹性件,所述一级弹性件连接在所述一级活塞部件和所述阀体组件之间,以用于驱动所述一级活塞部件远离所述一级入口。

在一些实施例中,所述一级活塞部件包括一级活塞本体和一级活门,所述一级活塞本体具有朝向所述一级入口的第一端,所述一级活门设在所述一级活塞本体的第一端,且所述一级活门和所述一级入口相对设置,所述一级通道和所述一级凹槽设在所述一级活塞本体上,所述一级活塞本体第一端的外周面设有连通所述一级通道的通孔,所述一级弹性件连接在所述一级活塞本体和所述阀体组件之间。

在一些实施例中,所述阀体组件包括:

阀本体,所述第一阀腔的一部分和所述第二阀腔设在所述阀本体上;

一级活门座,所述一级活门座设在所述阀本体的内腔中,所述第一阀腔的另一部分和所述一级入口设在所述一级活门座上,所述一级弹性件连接在所述一级活门座和所述一级活塞部件之间;

二级活门座,所述二级活门座设在所述阀本体的内腔中,所述二级入口和所述二级活门均设在所述二级活门座上,所述二级活门座具有朝向所述第一阀腔延伸的尖端。

在一些实施例中,所述阀体组件内设有一级孔路和二级孔路,所述第一阀腔的腔壁上设有第一开口,所述第一开口通过所述一级孔路连通所述防水透气阀组件,且所述第一开口与所述一级弹性件相对设置,所述第二阀腔的腔壁上设有第二开口,所述第二开口通过所述二级孔路连通所述防水透气阀组件,且所述第二开口与所述二级弹性件相对设置。

在一些实施例中,所述阀体组件还设有阀体入口,所述阀体入口与所述一级入口连通并位于所述一级入口的上游;

所述集成式多级减压阀还包括过滤器组件,所述过滤器组件设在所述阀体组件内,并位于所述阀体入口和所述一级入口之间。

在一些实施例中,所述集成式多级减压阀还包括泄放阀组件,所述泄放阀组件设在所述阀体组件上并与所述阀体出口连通。

在一些实施例中,所述阀体组件包括:

阀本体,所述第一阀腔的至少部分和所述第二阀腔设在所述阀本体上,所述阀本体的外周面上设有外螺纹;

阀体端盖,所述阀体端盖具有内腔,所述阀体出口设在所述阀体端盖上,所述阀体端盖的内腔连通所述阀体出口和所述第二阀腔,所述安全阀组件和所述泄放阀组件分别设在所述阀体端盖上并与所述阀体端盖的内腔连通;

外套螺母,所述外套螺母具有与所述外螺纹适配的内螺纹,以使所述外套螺母连接在阀本体的外周,所述外套螺母的一端具有向内延伸的凸出部,所述阀体端盖的至少部分位置所述凸出部和所述阀本体之间。

附图说明

图1是本发明实施例的集成式多级减压阀的正剖视图;

图2是图1中A部分的放大示意图;

图3是图1中B部分的放大示意图;

图4是图1中集成式多级减压阀的俯剖视图;

图5是图1中过滤器组件的结构示意图;

图6是图1中集成式多级减压阀的左视图。

附图标记:

1.阀体组件;11.阀本体;111.第一阀腔;1111.一级子腔;112.第二阀腔;1121.二级子腔;113.一级孔路;114.二级孔路;115.支撑部;12.一级活门座;121.一级入口;13.二级活门座;131.二级入口;14.进气接头;141.阀体入口;15.阀体端盖;151.阀体出口;16.外套螺母;2.一级阀芯组件;21.一级活塞部件;211.一级凹槽;212.一级通道;213.一级活塞本体;214.一级活门;22.一级弹性件;3.二级阀芯组件;31.二级活塞部件;311.锥形槽;312.二级活塞本体;313.二级凹槽;314.二级通道;315.倒圆角面;32.二级活门;33.二级弹性件;4.防水透气阀组件;5.过滤器组件;51.过滤支架;52.滤网;53.过滤端盖;6.安全阀组件;7.泄放阀组件。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图1-附图6描述根据发明实施例的集成式多级减压阀。

如图1-图6所示,本发明实施例的集成式多级减压阀包括阀体组件1、一级阀芯组件2、二级阀芯组件3、防水透气阀组件4和安全阀组件6。

阀体组件1设有依次连通的一级入口121、第一阀腔111、二级入口131、第二阀腔112和阀体出口151。具体地,如图1所示,一级入口121、第一阀腔111、二级入口131、第二阀腔112和阀体出口151由右至左依次设置以形成轴流式结构,降低集成式多级减压阀内部流道的复杂性,并降低介质在集成式多级减压阀内部的流阻。

一级阀芯组件2设在第一阀腔111内,以用于将进入第一阀腔111的介质进行一级减压。具体地,如图1所示,一级阀芯组件2沿左右方向设在第一阀腔111内,从一级入口121进入到第一阀腔111内的介质在一级阀芯组件2的作用下进行一级减压,然后从二级入口131排出,并进入第二阀腔112内。

二级阀芯组件3设在第二阀腔112内,以用于将进入第二阀腔112的介质进行二级减压,二级阀芯组件3包括二级活塞部件31,二级活塞部件31可沿第一方向(如图1所示的左右方向)在二级入口131和阀体出口151之间移动,二级活塞部件31具有朝向二级入口131的第一端,二级活塞部件31的第一端的端面设有锥形槽311,锥形槽311的槽壁面由阀体出口151向二级入口131的方向延伸并向远离二级活塞部件31的中心线的方向倾斜设置,在正交于第一方向的投影面上,二级活塞部件31的第一端的投影与二级入口131的投影间隔设置。

具体地,如图1和图2所示,二级阀芯组件3沿左右方向设在第二阀腔112内,从二级入口131进入到第二阀腔112内的介质在二级阀芯组件3的作用下进而二级减压,然后从阀体出口151排出。二级阀芯组件3包括二级活塞部件31,二级活塞部件31可沿左右方向在二级入口131和阀体出口151之间移动以实现二级减压,二级活塞部件31的右端面设有锥形槽311,锥形槽311的槽壁面沿由左向右的方向延伸并向远离二级活塞部件31的中心线的方向倾斜设置,换言之,锥形槽311的槽壁面的横截面积沿由左至右的方向逐渐增大,以减小二级活塞部件31的右端面的面积。在正交于左右方向的投影面内,二级活塞部件31的右端的投影与二级入口131的投影间隔设置。使二级活塞部件31形成正向卸荷式结构。因此相较于相关技术中二级入口与二级活塞部件相对设置,二级入口的压力直接作用在二级活塞部件的端面上,且受压面积与二级入口的横截面一致的方案,本发明实施例的多级减压阀中,由于二级活塞部件31的右端面设有锥形槽311,二级活塞部件31的右端面实际上仅存在锥形槽311的槽壁面与二级活塞部件31的外周面之间的较小面积,二级入口131的介质首先进入第二阀腔112,介质的压力作用在锥形槽311的槽壁面与二级活塞部件31的外周面之间的较小端面上,介质在较小端面外部的空间内为较高压的状态,介质进入较小端面内部的锥形槽311内减压为较低压状态,因此二级活塞部件31仅有较小端面受到介质产生的较高压,从而有效减低二级入口的压力变化对一级阀芯组件2受力的影响,进而降低对阀体出口151的输出压力的影响,以使集成式多级减压阀具有较高的输出压力稳定性和精度。

防水透气阀组件4设在阀体组件1上,且第一阀腔111和第二阀腔112分别与所述防水透气阀组件4连通。具体地,如图4所示,阀体组件1的外周面上嵌设有防水透气阀组件4,阀体组件1内设有一级孔路113和二级孔路114,一级孔路113将第一阀腔111和防水透气阀组件4连通,二级孔路114将第二阀腔112和防水透气阀组件4连通。

安全阀组件6,安全阀组件6设在阀体组件1上并与所述阀体出口151连通。具体地,如图1、图4和图6所示,阀体组件1的左端设有安全阀组件6,安全阀组件6与阀体出口151连通。当集成式多级减压阀出现故障或者与集成式多级减压阀的阀体出口151连通的下游设备出现故障导致阀体出口151处压力过高时,过高的压力驱动安全阀组件6开启,使阀体出口151处的介质从安全阀组件6排出以降低压力,避免出现安全隐患,并保护下游设备的安全。

本发明实施例的集成式多级减压阀通过在二级活塞部件的右端面设置锥形槽,且在正交于左右方向的投影面内,二级活塞部件的右端的投影与二级入口的投影间隔设置,以使二级活塞部件形成正向卸荷式结构,相较于现有技术,二级入口处的压力不是直接作用在二级活塞部件的右端面上,而是仅作用在锥形槽的槽壁面与二级活塞部件的外周面之间的较小端面上,因此能够有效减低二级入口的压力变化对一级阀芯组件的受力的影响,进而降低对阀体出口的输出压力的影响,以使集成式多级减压阀具有较高的输出压力稳定性和精度,同时集成安全阀组件能够避免集成式多级减压阀内部的压力过高,集成防水透气阀组件能够对一级阀芯组件和二级阀芯组件起到防护作用,因此提升了集成式多级减压阀的安全性和可靠性。

在一些实施例中,锥形槽311的槽壁面与二级活塞部件31的外周面之间通过倒圆角面315连接。二级入口131为多个,在正交于第一方向的投影面上,多个二级入口131的投影环绕二级活塞部件31的第一端的投影。

如图1和图2所示,锥形槽311的槽壁面和二级活塞部件31的外周面之间通过倒圆角面315连接,倒圆角面315即为锥形槽311的槽壁面与二级活塞部件31的外周面之间的较小端面,优选地,倒圆角面315的圆角半径为0.1mm~0.5mm,二级入口131处的较高压力仅作用在倒圆角面315上,由于倒圆角面315的半径和面积较小,因此倒圆角面315受到的二级入口131处的压力变化较小,因此二级活塞部件31受到的二级入口131处的压力变化较小,所以二级入口131的压力变化对阀体出口151的压力变化影响很小,以保证以提升阀体出口151的压力精度和稳定性。二级入口131设置为多个,多个二级入口131环绕左右方向均匀排布,且在正交于左右方向的投影面上,多个二级入口131的投影环绕二级活塞部件31的右端的投影,以使倒圆角面315受到的压力更为均衡。

可以理解的是,锥形槽的槽壁面和二级活塞部件的外周面之间不限于通过倒圆角面连接,在另一些实施例中,锥形槽的槽壁面和二级活塞部件的外周面之间为正交于左右方向的环形平面。

在一些实施例中,第二阀腔112包括二级子腔1121。具体地,如图2所示,阀体组件1设有延伸至第二阀腔112内的支撑部115,支撑部115环绕二级活塞部件31的中心线设置并与二级活塞部件31的外周面抵接,以使支撑部115支撑二级活塞部件31,支撑部115将第二阀腔112分隔为左端的第二弹性件安装腔和右端的二级子腔1121,二级子腔1121与二级入口131直接连通,支撑部115上设有密封圈,该密封圈环绕设在二级活塞部件31的外周面上,以使二级子腔1121内的介质不会通过支撑部115与二级活塞部件31之间的间隙进入第二弹性件安装腔。

二级活塞部件31包括二级活塞本体312,二级活塞本体312具有相对的第一端和第二端,二级活塞本体312的第一端朝向二级入口131,锥形槽311设在二级活塞本体312的第一端的端面上,倒圆角面315设在锥形槽311的槽壁面与二级活塞本体312的外周面之间,二级子腔1121位于二级活塞本体312的第一端与二级入口131之间,二级活塞本体312的第二端设有二级凹槽313,二级凹槽313与阀体出口151连通,在正交于第一方向的投影面上,二级凹槽313的投影面积大于二级子腔1121的投影面积,二级活塞本体312设有沿第一方向延伸的二级通道314,二级通道314连通二级凹槽313和二级子腔1121。

具体地,如图2所示,二级活塞部件31包括二级活塞本体312,二级活塞本体312的左端的直径大于右端的直径,二级活塞本体312的左端的外周面与第二阀腔112的腔壁抵接,且二级活塞本体312的左端的外周面嵌设有沿二级活塞本体312的周向环绕一周的密封圈,该密封圈与第二阀腔112的腔壁抵接,二级活塞本体312的左端面设有二级凹槽313,二级凹槽313的最大直径大于二级子腔1121的最大直径,在二级活塞本体312在第二阀腔112内向右移动时,第二弹性件安装腔减小,二级活塞本体312的左端面的左侧会形成二级腔室,二级腔室与二级凹槽313直接连通,且第二弹性件安装腔越小,二级腔室越大,二级活塞本体312的左端的外周面上的密封圈能够避免二级腔室内的介质通过二级活塞本体312的左端的外周面与第二阀腔112的腔壁之间的间隙进入第二弹性件安装腔。二级活塞部件31的右端向右延伸并通过支撑部115,以使二级子腔1121位于二级活塞部件31的右端与二级入口131之间,锥形槽311设在二级活塞部件31的右端面上,二级活塞部件31的右端的外周面与锥形槽311的槽壁面之间设有倒圆角面315。二级活塞本体312还设有沿左右方向延伸的二级通道314,二级通道314的左端与二级凹槽313直接连通,二级通道314的右端与锥形槽311直接连通,在设在二级活塞本体312上的密封圈和设在支撑部115上的密封圈的密封作用下,二级子腔1121内的介质只能够通过锥形槽311和二级通道314进入二级凹槽313内。

二级阀芯组件3还包括二级活门32和二级弹性件33,二级活门32设在阀体组件1上并可止抵倒圆角面315,多个二级入口131环绕二级活门32设置,二级弹性件33连接在阀体组件1和二级活塞本体312之间,以用于驱动二级活塞本体312远离二级入口131。

具体地,如图2所示,二级弹性件33沿左右方向设置并套设在二级阀芯组件3的中部上,且二级弹性件33设在第二弹性件安装腔内,二级弹性件33的左端与二级阀芯组件3的左端抵接,二级弹性件33的右端与阀体组件1抵接,以向二级阀芯组件3提供向左的力,在使用时,二级阀芯组件3是在二级入口131的压力和二级弹性件33的弹力的共同作用下向左移动。二级活门32设在阀体组件1上并位于二级活塞部件31的右侧,二级活门32优选为弹性材料,例如聚醚醚酮,当二级活塞部件31向右移动时,二级活塞部件31右端的倒圆角面315可与二级活门32的左端面抵接,且由于二级活门32优选为弹性材料,因此倒圆角面315会挤压二级活门32产生凹陷变形,使倒圆角面315嵌入二级活门32,此时锥形槽311的右端被封闭,从二级入口131进入第二阀腔112的介质只能位于二级子腔1121内,在二级子腔1121内介质对倒圆角面315的压力与二级弹性件33的弹力作用下,二级活塞本体312向左移动,此时二级子腔1121内的介质能够通过锥形槽311和二级通道314进入二级凹槽313内以实现减压,由于锥形槽311和二级凹槽313始终通过二级通道314连通,因此二级子腔1121内的介质进入锥形槽311内就会降低压力。

可以理解的是,二级活塞部件不限于包括二级活塞本体,且二级活门不限于设在阀体组件上,在另一些实施例中,二级活塞部件包括二级活塞本体和二级活门,二级活门设在二级活塞本体的右端面上,且二级活门为筒体,二级活门的内腔与二级活塞本体内的通道共同形成二级通道,二级活门的右端面设有锥形槽,锥形槽的槽壁面与二级活门的外周面之间通过倒圆角面连接,换言之,倒圆角面设在二级活门的右端。

在一些实施例中,第一阀腔111包括一级子腔1111。具体地,如图3所示,阀体组件1包括阀本体11和一级活门座12,一级活门座12设在阀本体11的内腔中,且一级活门座12为环绕左右方向的筒形,一级活门座12的左端面至二级入口131之间的空间以及一级活门座12的内腔共同形成第一阀腔111,一级活门座12的右端设有一级入口121。一级活门座12左端的内周面与一级阀芯组件2的外周面抵接,以将第一阀腔111的右端分隔形成一级子腔1111,且一级子腔1111为一级活门座12的内腔的一部分。

一级阀芯组件2包括一级活塞部件21和一级弹性件22。

一级活塞部件21具有相对设置的第一端和第二端,一级活塞部件21的第一端朝向一级入口121,一级子腔1111位于一级入口121的第一端与一级入口121之间,一级活塞部件21的第二端设有一级凹槽211,在正交于第一方向的投影面上,一级凹槽211的投影面积大于一级子腔1111的投影面积,一级活塞部件21具有沿第一方向延伸的一级通道212,一级通道212连通一级凹槽211和一级子腔1111。

具体地,如图1和图3所示,一级活塞部件21的左端的直径大于右端的直径,一级活塞部件21的左端的外周面与第一阀腔111的腔壁抵接,且一级活塞部件21的左端的外周面嵌设有沿一级活塞部件21的周向环绕一周的密封圈,该密封圈与第一阀腔111的腔壁抵接,一级活塞部件21的左端与一级活门座12的左端面之间形成第一弹性件安装腔,第一弹性件安装腔为第一阀腔111的部分,一级活门座12的左端的内周面嵌设有密封圈,该密封圈环绕设在一级活塞部件21的外周面上,以避免一级子腔1111内的介质通过一级子腔1111内周面与一级活塞部件21的外周面之间的间隙进入第一弹性件安装腔。一级活塞部件21的左端面设有一级凹槽211,一级凹槽211的最大直径大于一级子腔1111的最大直径,在一级活塞部件21在第一阀腔111内向右移动时,第一弹性件安装腔减小,一级活塞部件21的左端面的左侧会形成一级腔室,一级腔室与一级凹槽211直接连通,且第一弹性件安装腔越小,一级腔室越大,一级活塞部件21的左端的外周面上的密封圈能够避免一级腔室内的介质通过一级活塞部件21的左端的外周面与第一阀腔111的腔壁之间的间隙进入第一弹性件安装腔。一级活塞部件21的右端向右伸入一级活门座12内,以使一级子腔1111位于一级活塞部件21的右端与一级入口121之间。一级活塞部件21还设有沿左右方向延伸的一级通道212,一级通道212的左端与一级凹槽211直接连通,一级通道212的右端与一级子腔1111连通,在设在一级活塞部件21的左端的外周面上的密封圈和嵌设在一级活门座12上的密封圈的密封作用下,一级子腔1111内的介质只能够通过一级通道212进入一级凹槽211内。

一级弹性件22连接在一级活塞部件21和阀体组件1之间,以用于驱动一级活塞部件21远离一级入口121。具体地,如图3所示,一级弹性件22沿左右方向设置并套设在一级活塞部件21的中部上,且一级弹性件22设在第一弹性件安装腔内,一级弹性件22的左端与一级活塞部件21的左端抵接,一级弹性件22的右端与一级活门座12的左端面抵接,以向一级活塞部件21提供向左的力,在使用时,一级活塞部件21是在一级入口121的压力和一级弹性件22的弹力的共同作用下向左移动。当一级活塞部件21向右移动时,一级活塞部件21的右端可封堵一级入口121,且一级入口121与一级通道212不连通,一级入口121处的介质无法进入一级子腔1111和一级通道212内,在一级入口121处介质的压力与一级弹性件22的弹力作用下,一级活塞部件21向左移动,此时一级入口121处的介质能够进入一级子腔1111,然后通过一级通道212进入一级凹槽211内以实现减压。一级阀芯组件2实现的是第一次减压,第一次减压后的介质通过二级入口131进入第二阀腔112,并在二级阀芯组件3的作用下实现第二次减压。

在一些实施例中,一级活塞部件21包括一级活塞本体213和一级活门214,一级活塞本体213具有朝向一级入口121的第一端,一级活门214设在一级活塞本体213的第一端,且一级活门214和一级入口121相对设置,一级通道212和一级凹槽211设在一级活塞本体213上,一级活塞本体213第一端的外周面设有连通一级通道212的通孔,一级弹性件22连接在一级活塞本体213和阀体组件1之间。

如图3所示,一级活塞部件21包括一级活塞本体213和一级活门214,一级活塞本体213的左端的外周面与与第一阀腔111的腔壁抵接并嵌设有密封圈,一级弹性件22连接在一级活塞本体213的左端与一级活门座12的左端面之间,一级通道212和一级凹槽211设在一级活塞本体213上,一级活塞本体213的右端伸入一级活门座12内,且一级活塞本体213的右端的外周面设有连通一级通道212的通孔,以使一级通道212通过通孔与一级子腔1111连通,一级活门214设在一级活塞部件21的右端,在正交于左右方向的投影面上,一级活门214的投影与一级入口121的投影重合,且一级活门214的投影面积大于一级入口121的投影面积,以通过一级活门214封堵一级入口121。优选地,一级活门214与一级活塞部件21插接相连,且一级活门214采用弹性材料,例如聚醚醚酮,一级活门214的右端面设有锥形凸起,沿朝向一级入口121的方向,锥形凸起的横截面积逐渐减小,在一级活门214封堵一级入口121时,锥形凸起的右端伸入一级入口121内,锥形凸起的周向的斜面与一级活门座12抵接,以保证密封的可靠性。

在一些实施例中,阀体组件1包括阀本体11、一级活门座12和二级活门座13。第一阀腔111的一部分和第二阀腔112设在阀本体11上。一级活门座12设在阀本体11的内腔中,第一阀腔111的另一部分和一级入口121设在一级活门座12上,一级弹性件22连接在一级活门座12和一级活塞部件21之间。二级活门座13设在阀本体11的内腔中,二级入口131和二级活门32均设在二级活门座13上,二级活门座13具有朝向第一阀腔111延伸的尖端。

如图1-图3所示,阀本体11具有沿左右方向延伸的内腔,一级活门座12和二级活门座13均设在阀本体11的内腔中,且一级活门座12位于二级活门座13的右侧。一级活门座12的右端设有贯穿一级活门座12的一级入口121,二级活门座13设有贯穿二级活门座13的二级入口131,一级入口121与二级入口131之间为第一阀腔111,第一阀腔111的左部为阀本体11的内腔的一部分,第一阀腔111的右部为一级活门座12的内腔,第二阀腔112位于二级活门座13的左侧。

如图2所示,二级活门座13的右端面设有向右延伸进入第一阀腔111的尖端,且在一级活塞本体213位于最左位置时,尖端位于一级凹槽211内,沿由左至右的方向尖端的横截面积逐渐减小,优选地,尖端呈锥形。尖端起到避免高速气流产生涡旋和噪音的作用,同时还能够减小流阻。

可以理解的是,阀体组件的结构不限于包括阀本体、一级活门座和二级活门座,在另一些实施例中,阀本体、一级活门座和二级活门座为一体结构,为便于一级阀芯组件2和二级阀芯组件3的安装拆卸,阀体组件沿纵截面分开为可拆卸连接的两部分。

在一些实施例中,阀体组件1内设有一级孔路113和二级孔路114,第一阀腔111的腔壁上设有第一开口,第一开口通过一级孔路113连通防水透气阀组件4,且第一开口与一级弹性件22相对设置,第二阀腔112的腔壁上设有第二开口,第二开口通过二级孔路114连通防水透气阀组件4,且第二开口与二级弹性件33相对设置。

如图4所示,第一阀腔111的第一弹性件安装腔内设有一级弹性件22,第一弹性件安装腔的腔壁上设有第一开口,阀体组件1内设有一级孔路113,一级孔路113将第一开口与防水透气阀组件4连通。第二阀腔112的第二弹性件安装腔内设有二级弹性件33,第二弹性件安装腔的腔壁上设有第二开口,阀体组件1内设有二级孔路114,二级孔路114将第二开口与一级孔路113连通,以使第二弹性件安装腔与防水透气阀组件4连通。

防水透气阀组件对集成式多级减压阀起到防护作用,使集成式多级减压阀具有防水、防尘、防油污的功能,当集成式多级减压阀应用在车载储氢系统内时能够满足系统的IP67等级的防护要求。

在一些实施例中,阀体组件1还设有阀体入口141,阀体入口141与一级入口121连通并位于一级入口121的上游。集成式多级减压阀还包括过滤器组件5,过滤器组件5设在阀体组件1内,并位于阀体入口141和一级入口121之间。

如图1所示,阀体组件1还包括进气接头14,进气接头14与阀本体11相连,优选地,进气接头14的左端位于阀本体11的内腔中并通过螺纹结构与阀本体11相连。进气接头14具有连通的安装腔和阀体入口141,阀体入口141位于安装腔的右侧,安装腔内设有过滤器组件5,过滤器组件5具有进气口和出气口,进气口位于进气接头14的内腔中,出气口与一级入口121直接连通。

集成式多级减压阀外界的介质从阀体入口141进入安装腔内,然后通过进气口进入过滤器组件5中进行过滤,过滤后的杂质从出气口排出过滤器组件5,并通过一级入口121进入第一阀腔111以进行减压。

可以理解的是,阀体组件的结构不限于具有进气接头,在另一些实施例中,阀本体和进气接头也可以为一体结构,并呈沿纵截面分开为可拆卸连接的两部分。

可以理解的是,在另一些实施例中,集成式多级减压阀也可以不具有过滤器组件。

在一些实施例中,过滤器组件5包括过滤支架51、滤网52和过滤端盖53。过滤支架51沿第一方向延伸,过滤支架51的外周面设有多个通气口,过滤支架51具有相对设置的第一端和第二端,过滤支架51的第二端设有出气口,出气口通过过滤支架51的内腔与多个通气口连通,过滤支架51的第二端与一级活门座12抵接,且出气口与一级入口121直接连通。滤网52设在过滤支架51的外周面上并与多个通气口相对设置。过滤端盖53设在过滤支架51的第一端。

如图5所示,过滤支架51沿左右方向延伸,并呈环绕左右方向一周的筒形,过滤支架51的外周面上设有多个通气口,过滤支架51的左端面设有出气口,出气口通过过滤支架51的内腔同时与多个通气口连通,滤网52设在过滤支架51的外周面上,并沿过滤支架51的周向环绕过滤支架51一周,以使多个通气口外均具有滤网52,过滤支架51的左端面与一级活门座12的右端面抵接,且出气口与一级入口121直接连通,过滤端盖53嵌设在过滤支架51的右端,且过滤端盖53抵接滤网52的右端,以起到固定滤网52的作用,过滤端盖53的右端呈锥形以具有导流作用。由阀体入口141进入安装腔的气体在过滤端盖53的导流作用下均匀流至滤网52与安装腔的腔壁之间的空间内,然后介质穿过滤网52和通气口进入过滤支架51的内腔中,并从出气口排出过滤器组件5以进入一级入口121,介质在穿过滤网52的时候被滤网52过滤。优选地,滤网52的过滤精度小于10μm,并包括层叠的保护层、控制层和分流层,以防止杂质进入一级入口121,影响一级活门214和二级活门32的密封效果,进而降低集成式多级减压阀的性能。

可以理解的是,过滤器组件不限于采用图5所示的结构,在另一些实施例中,过滤器组件也可以为相关技术中的任意结构,只要具有过滤功能即可。

在一些实施例中,本发明实施例的集成式多级减压阀还包括泄放阀组件7,泄放阀组件7设在阀体组件1上并与阀体出口151连通。

如图1、图4和图6所示,阀体组件1的左端设有泄放阀组件7,泄放阀组件7与阀体出口151连通。当设有集成式多级减压阀的系统需要维修,并需要拆卸集成式多级减压阀时,例如,集成式多级减压阀设在车辆燃料电池系统内,在系统需要维修时,需要泄放瓶阀出口至电堆入口的气体,并拆除集成式多级减压阀的阀体出口151至电堆入口的管路,此时手动开启泄放阀组件7,将管路内的氢气泄放。

可以理解的是,在另一些实施例中,集成式多级减压阀也可以不设置泄放阀组件。

在一些实施例中,阀体组件1包括阀本体11、阀体端盖15和外套螺母16。第一阀腔111的至少部分和第二阀腔112设在阀本体11上,阀本体11的外周面上设有外螺纹。阀体端盖15具有内腔,阀体出口151设在阀体端盖15上,阀体端盖15的内腔连通阀体出口151和第二阀腔112,安全阀组件6和泄放阀组件7分别设在阀体端盖15上并与阀体端盖15的内腔连通。外套螺母16具有与外螺纹适配的内螺纹,以使外套螺母16连接在阀本体11的外周,外套螺母16的一端具有向内延伸的凸出部161,阀体端盖15的至少部分位置凸出部161和阀本体11之间。

如图1、图4和图6所示,第二阀腔112在阀本体11的左端面上形成阀腔出口,阀体端盖15设在阀本体11的左端,且阀体端盖15的内腔与阀腔出口直接连通,以使经过两次减压后的介质从阀腔出口排出阀本体11并进入阀体端盖15的内腔中,阀体出口151设在阀体端盖15的左端面上并与阀体端盖15的内腔连通,以使阀体端盖15的内腔中的介质可从阀体出口151排出,安全阀组件6和泄放阀组件7分别设在阀体端盖15上,并分别与阀体端盖15的内腔连通,以使阀体端盖15的内腔中的介质可从安全阀组件6和泄放阀组件7排出。阀体端盖15的右端的外周面上设有绕阀体端盖15的周向环绕一周的环形台阶,阀本体11的左端的外周面设有外螺纹,环形台阶的直径小于等于阀本体11的左端的外周面的直径,阀体端盖15的内周面设有与外螺纹适配的内螺纹,且阀体端盖15的左端设有向阀体端盖15的中心线延伸的环形凸出部161,阀体端盖15通过螺纹与阀本体11的左端相连并环绕在阀本体11的外周,环形台阶位于阀体端盖15内,并位于环形凸出部161与阀本体11的左端面之间,环形凸出部161向环形台阶施加向右的压力,以使阀体端盖15的右端面抵接在阀本体11的左端面上,并使阀体端盖15的内腔连通阀腔出口。

在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“左”、“右”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于区分,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。

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06120115631536