一种新型膜片式减压阀

技术领域

本发明涉及气体减压技术领域，具体而言，涉及一种新型膜片式减压阀。

背景技术

近年来，氢燃料电池行业快速发展，对氢气供应系统产品的要求也越来越高。氢燃料电池的燃料储存于储氢瓶中，普通储氢瓶中的压力为35MPa，现在新开发的储氢瓶中氢气压力达到了70MPa，在将储氢瓶中的氢气输送给燃料电池使用时，储氢瓶中的压力过高，需要对储氢瓶中的氢气通过减压阀进行减压处理。目前市场上的减压阀还不成熟，存在减压后端压力波动大，输出压力和流量不稳定，密封泄漏，长期使用可靠性差等诸多的问题。本申请的一种新型膜片式减压阀，通过膜片与阀杆的平衡结构设计，使得减压阀的工作压力波动小，输出流量稳定，密封可靠，可靠性好，且产品加工工艺相对简单，降低了生产成本。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种新型膜片式减压阀，以解决现有减压阀压力波动大，输出流量不稳定，可靠性差等问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种新型膜片式减压阀。

根据本申请的一种新型膜片式减压阀，包括减压阀体，所述减压阀体中设置阀杆、密封座、阀座、膜片、定位座，所述减压阀体上端设置减压阀盖，所述减压阀盖中设置主弹簧、弹簧上座、第二调节螺杆，所述主弹簧的弹簧力作用于膜片上，所述第二调节螺杆可以调节弹簧力的大小，所述减压阀体上设置进气通道和出气通道，所述减压阀体、阀杆、密封座包围形成高压腔，所述减压阀体、膜片、阀座、阀杆包围形成稳压腔，所述阀杆上设置阀杆肩部，所述阀杆可以随膜片进行上下运动，高压气体从所述进气通道进入所述高压腔，所述阀杆肩部与密封座形成流通通道，气体由所述高压腔流入所述稳压腔，所述膜片会受到向下的弹簧力，稳压腔向上的气压力和摩擦阻力，通过调节所述第二调节螺杆的行程可以调节弹簧力，当弹簧力大于气压力和摩擦阻力合力时，所述膜片带动阀杆向下运动，所述阀杆与密封座之间的流通面积增大，稳压腔内气压力增大，使得所述膜片达到平衡状态，当气压力大于弹簧力和摩擦阻力的合力时，所述膜片带动阀杆向上运动，所述阀杆与密封座之间的流通面积减小，稳压腔内气压力减小，使得所述膜片达到平衡状态，通过所述膜片的受力平衡，自动调节所述阀杆肩部的流通通道面积，从而实现高压气体的减压和稳定输出，减压后的稳定气体通过所述出气通道输出，所述阀杆受力情况不受所述高压腔中压力值的影响。

进一步的，所述减压阀体与阀杆之间设置高压密封件、限位块，在所述高压腔内压力较高时，在所述高压密封件下端设置挡圈，在所述阀杆与下端设置限位板与拧紧块，所述拧紧块将限位板固定于阀杆上，所述减压阀体中设置上限位，所述减压阀体下端设置紧帽，所述紧帽内部设置第一调节螺杆，第一调节螺杆上端设置下限位，所述阀杆在所述下限位与上限位行程范围内运动，所述第一调节螺杆可以调节阀杆的运动行程大小，所述上限位与下限位位置，根据需要也可以放置于其他可以限位的位置上。

进一步的，所述膜片固定于减压阀体与减压阀盖之间，膜片上端设置上压板，下端设置下压板、拧紧块，所述拧紧块将上压板、膜片、下压板拧紧于所述定位座上，所述减压阀盖与膜片包围形成第一容腔，所述膜片实现所述稳压腔与第一容腔之间的密封，所述第一容腔内的弹簧数量包括1个，2个，3个或多个，具体弹簧数量根据不同产品需求来确定。

进一步的，所述阀杆与定位座之间设置定位销，所述膜片和定位座可以带动阀杆一起进行上下运动，所述定位座与阀杆之间的连接方式还包括螺纹连接，活塞销连接，挡圈连接，插销连接，万向节连接，推力接触连接，卡槽连接，过盈连接，螺栓连接等多种可以实现连接的方式。

进一步的，所述阀杆与密封座的密封结构形式包括了锥面密封，线接触密封，球面密封，平面密封等多种密封结构形式。

进一步的，所述阀杆与减压阀体之间的密封结构形式包括了泛塞密封，泛塞+挡圈密封，密封圈密封，密封圈+挡圈密封，密封圈+双挡圈密封等多种密封结构形式。

进一步的，所述减压阀包括第一变型结构，所述减压阀体内设置阀杆体，所述密封座位于减压阀体和阀杆体之间，所述阀杆与阀杆体之间设置密封件，所述阀杆体与减压阀体之间设置密封件，所述阀杆与第一调节螺杆之间设置阀杆弹簧，所述阀杆体上设置第一通道，第一通道与进气通道相通。

进一步的，所述减压阀包括第二变型结构，所述减压阀体上设置进气接头、减压阀芯、第二通道，所述进气接头与减压阀芯之间设置滤芯，所述减压阀芯上设置节流孔，所述进气接头上设置进气孔，高压气体从所述进气孔进入，经过所述滤芯过滤后，流经所述节流孔进行第一级减压，一级减压后的气体通入高压腔，所述阀杆肩部与密封座的流通间隙对气体进行二级减压，减压后的气体流向所述出气通道，所述减压阀体内根据需求可以设置多个所述减压阀芯，以实现多级减压，所述第二通道后端设置限压阀，当所述稳压腔中的压力大于设定值时，气体由所述限压阀通道排出，所述出气通道后端设置截止阀，所述截止阀可以关闭所述出气通道。

进一步的，所述减压阀包括第三变型结构，所述主弹簧下端设置弹簧下座，弹簧下座设置于所述膜片的上端，所述阀杆下端设置阀杆弹簧，所述阀杆在阀杆弹簧的弹簧力作用下与所述膜片保持接触，使得所述阀杆与膜片可同时向上或向下运动。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是根据本申请实施例的膜片式减压阀结构示意图；

图2是根据本申请实施例的膜片式减压阀关闭状态示意图；

图3是根据本申请实施例的膜片式减压阀第一变型结构示意图；

图4是根据本申请实施例的膜片式减压阀第二变型结构示意图；

图5是根据本申请实施例的膜片式减压阀第三变型结构示意图；

图6是根据本申请实施例的阀杆与密封座之间不同密封结构示意图；

图7是根据本申请实施例的减压阀体与阀杆之间不同密封方式结构示意图；

图8是根据本申请实施例的定位座与阀杆不同连接方式结构示意图。

附图标记：

01 减压阀体；02 阀杆；03 密封座；04 阀座；05 膜片；06 定位座；07 第一调节螺杆；08 紧帽；09 阀杆弹簧；10 高压密封件；11 挡圈；12 限位块；13 限位板；14 拧紧块；15拧紧块；16 减压阀盖；17 定位销；18 下压板；19 上压板；20 拧紧螺栓；21 主弹簧；22 第二弹簧；23 弹簧上座；24 第二调节螺杆；25 拧紧块；26 下限位；27 上限位；28 阀杆肩部；29 进气通道；30 出气通道；31 高压腔；32 稳压腔；33 密封件；34 密封件；35 阀杆体；36第一通道；37 进气接头；38 滤芯；39 减压阀芯；40 节流孔；41 进气孔；42 第二通道；43限压阀；44 截止阀；45 拧紧块；46 第一容腔；47 弹簧下座。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1和图2所示，本申请涉及一种新型膜片式减压阀，包括减压阀体01，减压阀体01中设置阀杆02、密封座03、阀座04、膜片05、定位座06，减压阀体01上端设置减压阀盖16，减压阀盖16中设置主弹簧21、第二弹簧22、弹簧上座23、第二调节螺杆24，主弹簧21和第二弹簧22的弹簧力作用于膜片05上，第二调节螺杆24可以调节主弹簧21和第二弹簧22弹簧力的大小，当弹簧力调整至目标值后，通过拧紧块25将第二调节螺杆24固定。

减压阀体01上设置进气通道29和出气通道30，减压阀体01、阀杆02、密封座03包围形成高压腔31，减压阀体01、膜片05、阀座04、阀杆02包围形成稳压腔32，阀杆02上设置阀杆肩部28，阀杆02可以随膜片05进行上下运动。

减压阀体01与阀杆02之间设置高压密封件10、限位块12，在高压腔31内工作压力较高时，在高压密封件10下端设置挡圈11，在阀杆02下端设置限位板13与拧紧块14，拧紧块14将限位板13固定于阀杆02上。减压阀体01中设置上限位27，减压阀体01下端设置紧帽08，紧帽08内部设置第一调节螺杆07，第一调节螺杆07上端设置下限位26，阀杆02在下限位26与上限位27行程范围内运动，第一调节螺杆07可以调节阀02的运动行程大小，在第一调节螺杆07调节后形成后，由拧紧块15将第一调节螺杆07固定。

阀杆02运动至上限位27的位置时，阀杆02与密封座03之间处于密封状态，上限位27的位置也可以设置于其他可以限位的位置上。阀杆02运动至下限位26的位置时，阀杆肩部28与密封座03之间达到了最大开度，下限位26的位置也可以设置于其他可以限位的位置上。

膜片05固定于减压阀体01与减压阀盖16之间，膜片05上端设置上压板19，下端设置下压板18、拧紧块45，拧紧块45将上压板19、膜片05、下压板18拧紧于定位座06上。拧紧螺栓20将减压阀体01与减压阀盖16固定在一起。减压阀盖16与膜片05包围形成第一容腔46，膜片05实现稳压腔32与第一容腔46之间的密封。

第一容腔46内的弹簧不限于主弹簧21，第二弹簧22，弹簧数量包括1个，2个，3个或多个，具体弹簧数量根据不同产品需求来设计确定。

在膜片式减压阀工作时，高压气体从进气通道29进入高压腔31，阀杆肩部28与密封座03之间形成流通通道。气体由高压腔31流入稳压腔32，膜片05会受到向下的弹簧力，稳压腔32向上的气压力和摩擦阻力。通过调节第二调节螺杆24的行程可以调节弹簧力至目标值。当弹簧力大于气压力和摩擦阻力合力时，膜片05带动阀杆02向下运动，阀杆02与密封座03之间的流通面积增大，稳压腔32内气压力增大，使得膜片05达到平衡状态。当气压力大于弹簧力和摩擦阻力的合力时，膜片05带动阀杆02向上运动，阀杆02与密封座03之间的流通面积减小，稳压腔32内气压力减小，使得膜片05达到平衡状态，通过膜片05的受力平衡，自动调节阀杆肩部28的流通通道面积，从而实现高压气体的减压和稳定输出，减压后的稳定气体通过出气通道30输出。

阀杆02的受力情况，不受高压腔31中压力值的影响。

如图3所示，为膜片式减压阀的第一变型结构，减压阀体01内设置阀杆体35，密封座03位于减压阀体01和阀杆体35之间，阀杆02与阀杆体35之间设置密封件33，阀杆体35与减压阀体01之间设置密封件34，阀杆02与第一调节螺杆07之间设置阀杆弹簧09，阀杆体35上设置第一通道36，第一通道36与进气通道29相通。

如图4所示，为膜片式减压阀的第二变型结构，减压阀体01上设置进气接头37、减压阀芯39、第二通道42，进气接头37与减压阀芯39之间设置滤芯38，减压阀芯39上设置节流孔40，进气接头37上设置进气孔41。高压气体从进气孔41进入，经过滤芯38过滤后，流经节流孔40进行第一级减压，一级减压后的气体通入高压腔31，阀杆肩部28与密封座03的流通间隙对气体进行二级减压，减压后的气体流向出气通道30。减压阀体01内根据需求可以设置多个减压阀芯39，以实现多级减压。第二通道42后端设置限压阀43，当稳压腔32中的压力大于设定值时，气体由限压阀43通道排出，出气通道30后端设置截止阀44，截止阀44可以关闭出气通道30。

如图5所示，为膜片式减压阀的第三变型结构，主弹簧21与第二弹簧22下端设置弹簧下座47，弹簧下座47设置于膜片05的上端，阀杆02下端设置阀杆弹簧09，阀杆02在阀杆弹簧09的弹簧力作用下与膜片05保持接触，使得阀杆02与膜片05可同时向上或向下运动

如图6所示，阀杆02与定位座06之间设置定位销17，膜片05和定位座06可以带动阀杆02一起进行上下运动，定位座06与阀杆02之间的连接方式还包括螺纹连接，活塞销连接，挡圈连接，插销连接，万向节连接，推力接触连接，卡槽连接，过盈连接，螺栓连接等多种可以实现连接的方式。

如图7所示，阀杆02与密封座03的密封结构形式包括了锥面密封，线接触密封，球面密封，平面密封等多种密封结构形式。

如图8所示，阀杆02与减压阀体01之间的密封结构形式包括了泛塞密封，泛塞+挡圈密封，密封圈密封，密封圈+挡圈密封，密封圈+双挡圈密封等多种密封结构形式。所述的密封圈、挡圈、泛塞结构等密封件可以放置于阀杆02上进行孔结构密封，也可以放置于减压阀体01上进行轴结构密封，根据减压阀的安装布置空间来设计确定。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。本申请不限于应用于喷射器技术领域，还包括其他需要应用控制阀产品的技术领域。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。