一种双级减压阀

技术领域

本发明属于新能源技术领域，具体涉及一种双级减压阀。

背景技术

减压阀是车载储氢系统不可或缺的核心部件之一，是保证燃料电池正常工作的重要一环。现有的减压阀多是出口压力在1MPa左右，无法满足65KPa的出口压力需求。对于少量能满足的65KPa出口压力的减压阀，流量又达不到800NLPM的需求。

现有减压阀在出口压力65KPa时，流量无法满足800NLPM的需求。

传统阀杆为柱塞式的减压阀大多采用O型圈，用来实现密封，这种结构需要柱塞圆柱面与柱塞安装腔体内壁面间隙足够小，常规的间隙只有0.04-0.08mm，几乎是贴在一起的。如果间隙过大O型圈受高压气体挤压，会进入到间隙中，导致活塞卡滞或增大活塞阻力，使出口压力不稳。

发明内容

本发明的目的是提供一种双级减压阀，解决当减压阀出口压力为65KPa时，流量需要达到800NLPM的技术问题。

本发明的技术方案如下：一种双级减压阀，包括一级减压阀和二级减压阀，一级减压阀上套装有二级减压阀，二级减压阀上套装有端盖。

优选的，所述的一级减压阀包括一级壳体，一级壳体下部设有一级阀座，空腔与通道贯穿一级阀座，一级阀座的下部设有过滤片，一级壳体上部空腔内设置有杆状的一级阀杆，一级阀杆中间开有通道，通道的侧壁开有与通道相交的孔，一级阀杆的中间部位与一级壳体之间套装有第四导向环，第四导向环外套装有一级减压压环，一级减压压环下部的一级阀杆上还套装有第四U型圈，一级减压压环上部的一级阀杆上还套装有第二弹簧，一级阀杆尾部套有第三U型圈和第三导向环。

优选的，所述的一级阀座采用PEEK材质，一级阀座与一级壳体之间通过第一O型圈进行密封。

优选的，所述的过滤片为10μm金属烧结过滤器。

优选的，所述的一级壳体外部开有凹槽，凹槽内套装有第四O型圈。

优选的，所述的一级壳体的上部套装有二级减压阀。

优选的，所述的二级减压阀包括二级壳体，一级壳体的上部与二级壳体连接，二级阀座与二级壳体进行连接固定，二级阀座位于一级阀杆的上部，二级阀芯与二级阀座固定在一起，二级阀芯的上部为二级阀杆，二级阀杆的下部外侧套装有第二U型圈，第二U型圈位于二级阀杆与二级壳体之间，第二U型圈的上部二级阀杆的下部外侧套装有第二导向环，第二导向环外套装有二级减压压环，位于第二导向环上部的二级阀杆上套装有第一弹簧，二级阀杆上部的外侧套装有第一U型圈和第一导向环，端盖与二级壳体进行连接固定。

优选的，所述的一级壳体的上部与二级壳体的连接处通过安装在一级壳体外壁凹槽内的第三O型圈进行密封。

优选的，所述的二级阀芯通过圆头十字螺栓与二级阀座固定在一起。

优选的，所述的端盖与二级壳体通过设置在二级壳体外壁凹槽内的第二O型圈进行密封。

本发明的有益效果在于：1、阀杆为柱塞式减压阀采用U型圈密封的结构形式，相较于传统O型圈密封结构，可减小阀杆在工作过程中的摩擦力，减小出口压力波动的范围，提高出口压力精度；2、端盖120度可转动调节范围，当减压阀出口所接产品相互干涉时，可局部转动调整，提高产品适用性；3、一、二级阀杆均采用中间空心通道结构，气体从中间空心通道流通，可减少零部件和密封数量，结构简单紧凑，同时可降低成本；4、一、二级阀杆均增加导向环，避免了金属与金属直接接触带来的摩擦，同时提高了阀杆活动的同轴度，进而提高出口压力精度。

附图说明

图1为本发明提供的一种双级减压阀示意图。

图中：1一级阀座，2第一O型圈，3一级阀杆，4一级壳体，5二级减压压环，6二级壳体，7二级阀座，8二级阀芯，9二级阀杆，10端盖，11第一弹簧，12第一U型圈，13第一导向环，14第二O型圈，15止动螺钉，16第二导向环，17第二U型圈，18圆头十字螺钉，19第三U型圈，20第三导向环，21第二弹簧，22第三O型圈，23第四O型圈，24过滤片，25一级减压压环，26第四导向环，27第四U型圈。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，在本发明的描述中，此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。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“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。本发明所提供的一种35MPa双级减压阀采用柱塞式两级减压结构，其中，一级减压阀为正向式减压结构，将压力从35MPa减压至1～1.5MPa，二级减压阀为正向卸荷式减压结构，将压力从1～1.5MPa减压至65KPa。

如图1所示，一种双级减压阀，包括一级减压阀和二级减压阀，一级减压阀上套装有二级减压阀，二级减压阀上套装有端盖10。

所述的一级减压阀包括一级壳体4，一级壳体4为中空的阶梯柱状结构，一级壳体4下部的空腔内安装有一级阀座1，一级阀座1为柱状结构，其内具有一个空腔，空腔与通道联通，空腔与通道贯穿一级阀座1，一级阀座1采用PEEK材质，一级阀座1与一级壳体4之间通过第一O型圈2进行密封，一级阀座1的下部还安装有过滤片24，过滤片24为10μm金属烧结过滤器，一级壳体4外部开有凹槽，凹槽内套装有第四O型圈23，第四O型圈23用于此阀门与其他设备连接时的密封，一级壳体4上部空腔内设置有杆状的一级阀杆3，一级阀杆3中间开有通道，通道的侧壁开有与通道相交的孔，使得气体从中间空心通道流向下游二级减压阀，一级阀杆3具有一个锥形的头部，所述的锥形头部的一部分可伸入到一级阀座1的通道内，一级阀杆3的中间部位与一级壳体4之间套装有第四导向环26，第四导向环26外套装有一级减压压环25，一级减压压环25对第四导向环26进行限位固定，一级减压压环25下部的一级阀杆3上还套装有第四U型圈27，一级减压压环25上部的一级阀杆3上还套装有第二弹簧21，一级阀杆3尾部(如图1所示的上部)的侧壁上开有两个凹槽，凹槽内分别安装有第三U型圈19和第三导向环20，其中，第三U型圈19和第四U型圈27对第二弹簧21所在腔体进行密封，第三导向环20和第四导向环26对一级阀杆3进行导向；一级壳体4的上部套装有二级减压阀，所述的二级减压阀包括二级壳体6，一级壳体4的上部与二级壳体6通过螺纹连接，一级壳体4的上部与二级壳体6的连接处通过安装在一级壳体4外壁凹槽内的第三O型圈22进行密封，所述的二级壳体6为中空的阶梯柱状结构，二级阀座7通过螺纹与二级壳体6进行连接固定，同时二级阀座7上加工有通孔让气体流通，二级阀座7位于一级阀杆3的上部，二级阀芯8通过圆头十字螺栓18与二级阀座7固定在一起，二级阀芯8的上部为二级阀杆9，二级阀杆9采用中间空心通道结构，使得气体从中间空心通道流量下游，二级阀杆9的下部外侧套装有第二U型圈17，第二U型圈17位于二级阀杆9与二级壳体6之间，第二U型圈17的上部二级阀杆9的下部外侧套装有第二导向环16，第二导向环16外套装有二级减压压环5，二级减压压环5对第二导向环16进行限位固定，位于第二导向环16上部的二级阀杆9上套装有第一弹簧11，二级阀杆9上部的外侧开有两个凹槽，凹槽内分别安装有第一U型圈12和第一导向环13，第一U型圈12和第二U型圈17对第一弹簧11所在腔体进行密封，第一导向环13和第二导向环16对二级阀杆9进行导向，端盖10通过螺纹与二级壳体6进行连接固定，端盖10与二级壳体6通过设置在二级壳体6外壁凹槽内的第二O型圈14进行密封，端盖10侧壁开有孔，孔内安装有止动螺钉15，止动螺钉15对调节方向后的端盖10进行固定，端盖10可进行120度范围方向调节，端盖10和二级壳体6是通过螺纹连接的，调整方向是先将止动螺钉15拧松，然后回转端盖10，因为是螺纹连接，所以可以回转，方向调好后，再将止动螺钉15拧紧即可。端盖10提供3个出口通道，为了解决当减压阀出口压力为65KPa时，流量需要达到800NLPM的技术问题，二级阀杆刃口直径尺寸增加到6.5mm，通过迭代设计计算并结合多轮试验测试，确定阀门敏感面积与弹簧的匹配关系，来满足800NLPM流量需要。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。