专利名称：气动空气减压阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种以压縮空气为工作介质的气动空气减压阀，它属 于气压控制与传动技术领域，广泛用于机械、石油、化工、冶金、纺织、 食品、医药领域的设备气压控制系统，与现有大口径气动空气减压阀相比， 具有减压、稳压精度高，操作轻便优点。
技术背景
气动空气减压阀用于气动元件、气动工具、气动仪表的气源系统，其作用 是对压縮空气进行减压且稳压处理，目前现有大口径气动空气减压阀是用人 力操作粗大的圆柱形调压弹簧产生的弹簧力与输出气压力进行平衡，使气源 压力减压且稳压后输出，这种结构简单，但存在的问题一是调压精度不高， 原因是圆柱形调压弹簧的受力与位移关系在理论上虽存在线性比例关系，但 实质上都存在非线性变形量，弹簧钢丝直径越大，非线性变形量也就越大， 因此大口径粗大的调压弹簧使输出气压波动较大，压力不稳定，二是用人手 转动调压手轮需要用很大的力，操作困难，三是调压膜片工作时上部承受调 压弹簧的弹力，下部承受膜片上的气压力，由于上下面受到的压强不相同， 膜片易变形破损，四是溢流结构不合理，现有的溢流密封结构有两种， 一是 硬质密封结构(金属密封)，二是软质密封结构(橡胶密封)，硬密封好处调压 灵敏，缺点是漏气量大，软密封的密封性能好，但有卸压滞后现象，解决好 大口径气动空气减压阀上述尚存的不足，是本实用新型的目的。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能克服上述缺点且具有较好调压性能； 操作轻便的大口径气动空气减压阀，为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案一是二级组合式减压、稳压结构，二是双膜片结构，三是截止式 溢流结构，现分述为下
1、 二级组合式减压、稳压结构
第一级结构的上部为带圆盘形的调压手轮、阀盖、调压弹簧、单膜片组 件，调压弹簧置于单膜片组件的上面，调压弹簧内置支撑弹簧，组成复合弹 簧结构，调压弹簧与调压手轮之间靠调压垫、弹簧座向复合弹簧传递人工操 作力，弹簧复合结构及单膜片组件都置于阀盖之内，单膜片组件中间为第一 级溢流阀座，下部为第一级膜片，在第一级膜片上面是压板，第一级螺母拧 在第一级溢流阀座上，将第一级膜片和压板固接在一起，调压手轮靠其螺纹 置于阀盖的上部的螺孔中，第一级结构的下部为第一级阀芯、小阀座，第一 级平衡弹簧，第一级阀杆，这些都置于第一级阀体之内，第一级阀杆与第一 级阀体之间配有第一级溢流密封圈，第一级阀芯上部配有第一级阀芯密封垫， 第一级阀芯置于第一级阀芯背压腔和第一级气室之中，靠第一级阀芯密封圈 密封，第一级阀芯靠第一级平衡弹簧支撑，通过第一级螺钉将阀盖固定在第 一级阀体上，第一级膜片夹在阀盖与第一级阀体之间，第一级阀体用第二级 螺钉固紧在第二级阀体上，第一级结构的特点是有相互接通的气流通道第 二级气源通道接通第一级气室，第一级阀芯背压腔接通第一级输出腔室、第 一级返馈孔、第一级腔室、第一级溢流阀座中间为通孔，第一级溢流阀座下 部配置平面型密封垫片；
第二级结构的上部是中间体，中部为中间隔圈，下部为第二级阀体，中 间体、中间隔圈和第二级阀体的上部中央空间配有双膜片组件，第二级阀体
的下部配有第二级阀芯、第二级阀杆、大阀座，第二级阀体的底部配有带螺 纹的锁紧盖，靠其螺纹拧入第二级阀体的螺孔中，锁紧盖外侧有锁紧盖O形密封圈，锁紧盖中间有第二级平衡弹簧，第二级阀芯的上部配有第二级阀芯
密封垫，下部配有第二级阀芯o形密封圈，第二级阀体的上中部配有第二级
溢流密封圈，中间体与第一级阀体配有中间体密封圈和第一级气源孔密封圈。
2、 双膜片结构
双膜片组件的中间是带螺纹的第二级溢流阀座，两片波纹型的膜片中间 夹有环垫，第二级溢流阀座和环垫内部都设有通孔与溢流口相通，第二级溢 流阀座配有第二级螺母，将二片第二级膜片，中间隔圈与第二溢流阀座形成 组件，第二级溢流阀座的底部有平面形的第二级密封垫片，第二级结构特点 是第二级阀体设有输入阀口和输出阀口，输入阀口分成二路， 一路通到第二 级阀芯腔室， 一路通到第二级气源通道和第一级气室接通，输出阀口也分成 二路， 一路进入输出管道， 一路经第二级返馈孔进入上腔室，组成了双膜片 组件下有返馈气压，上有第一级结构的输出气压，从而组成了第二级气腔式 减压、稳压的结构特色。
3、 截止式溢流结构
截止型溢流结构是通过置于第二级溢流阀座内的第二级密封垫片与第二 级阀杆前端的阀口之间形成启闭密封结构，第二级密封垫片为环形内含尼龙 丝布夹层的丁腈橡胶膜片，第二级阀杆前端阀口为密封喷嘴，溢流密封结构 属截止型，特点是稳压密封位移小，防尘能力强，升压灵敏，降压快速，无 明显卸压滞后现象。
本实用新型与现有技术相比的效果为
1、第一级结构采用小口径手动调压结构，第二级结构采用气控式调压结 构，小口径的调压弹簧较小，弹簧非线性变形也小，调压精度较好，手动轻 便，用第一级输出气压控制第二级调压结构，避免了用强硬调压弹簧带来的变形非线性对调压精度的影响，而现有一级式大口径气动空气减压阀的调压 弹簧对减压稳压性能影响较大，本二级结构不但减压、稳压性能好，而且操 作轻便。
2、 双膜片组件上下面都承受几乎相等的气压力，双膜片中间夹带环垫， 膜片不易破损，而现有的单膜片结构上面承受调压弹簧集中力，下面承受均 布气压合力，膜片上下面承受压强不均衡，在大口径结构中尤为突出，膜片 易变形破损，本双级膜片为带尼龙丝夹层的波纹膜片，强度高；位移大，适 用于大口径大流量减压稳压结构。
3、 溢流结构通常有两种 一种为软质密封溢流结构；另一种为硬质密封 结构，软质结构气密性较好，但卸压有滞后现象，硬质结构，溢流密封是金 属型的，调压灵敏，但有泄漏存在，本实用新型的溢流密封采用平面型结构， 属软质密封，但由于采用了平面型截止式密封结构，密封位移小，溢流时顶 杆快速离开密封垫片，卸压快速，无滞后现象。
4、 本实用新型二级组合式结构，第一级为通用型小口径减压阀结构，第 二级为气压遥控型减压阀结构，本结构可在原有减压阀结构的基础上去掉底 盖，与去掉遥控型减压阀的上盖组合而成，无须改动主结构就可以使传统大 口径减压阀升级为操作轻便的精密气动空气减压阀。
图l:为本实用新型内部结构示意图 图2:为现有气动空气减压阀内部结构示意图 图3:为本实用新型溢流结构示意图具体实施方式
如附图l所示，气源压力(一次压)从输入阀口57进入， 一路进入第二级阀芯 腔室60，另一路通过第二级气源通道48进入第一级气室46，根据用户需要的压力 额定值转动调压手轮28;调节调压弹簧26的压力，使输出阀口9的二次压额定值与 二次压的压力表值一致，即完成输出设定压力，操作十分轻便，下面详细分解达到 减压且稳压功能的过程
转动调压手轮28，压縮调压弹簧26，调压弹簧的弹力驱使单膜片组件37下移， 第一级结构的单膜片组件中的压板35、第一级膜片36、第一级溢流阀座32由第一 级螺母33紧固，第一级溢流阀座32内置第一级密封垫片34，当单膜片组件37受力 下移后，第一级阀杆39及与阀杆连接在一起的第一级阈芯18也一起同步下移，第 一级阀芯被打开，第一级气室46中的压缩空气就进入第一级输出腔室20;第一级返 馈孔21和第一级腔室22，在单膜片组件37的下面形成气压合力，向上气压合力与 向下的调压弹簧26的弹力进行比较，如向上气压合力大于向下的调压弹簧力，第一 级阀杆39连同第一级阀芯18在第一级平衡弹簧42的弹力作用下向上移，第一级阀 芯与小阀座40之间的开度间隙减小，流入第一级输出腔室20内的流量减小，气压 力也随之降低，如向上的合力小于向下的调压弹簧力，则第一级阀芯开度增加，流 入第一级输出腔室的流量增加，气压力也随之升高，就这样不断进行动态平衡，当 达到动态平衡时，第一级阀杆39的顶端与第一级密封垫片34处于密封状态，第一 级溢流阀座32中无气压溢流，即实现了第一级结构的减压且稳压功能。此压力从第 一级输出腔室20经第一级输出气孔19到达上腔室14，气压在双膜片组件55上面形 成向下的气压合力，双膜片组件中的中间隔圈50、环垫51、第二级膜片52、第二级 溢流阔座53通过第二级螺母49紧固成组件，第二级密封垫片54安装在第二级溢流 阀座53中，作用在双膜片组件55向下的气压合力驱使第二级阀杆59连同第二级阀 芯6下移，内置在第二级阀芯内的第二级密封垫7离开大阀座8，即第二级阀芯6有了开度(间隙)，第二级阀芯腔室60内的气体便流入输出阀口 9,同时经第二级返 馈孔10流入下腔室11，这时双膜片组件的上下腔室内都有气压，上下腔的气压都在 膜片上形成合力，而上腔气压为额定设定压力，第二级阀芯6的开度大小由它而自 动设定，如流入输出阀口 9的压力大于设定压力，即上腔气压合力小于下腔气压合 力，第二级阀芯的开度自动减小，流入输出口的流量与压力同步降低，如下腔压力 等于上腔室压力，即符合调压弹簧的设定值，这时也就有了对应的第二阀芯的开度， 气动空气减压阀就达到了动平衡稳定，即处于减压且稳定状态，如果上腔室的压力 不符合设定值，此时要重新调节调压弹簧的26的压縮力，是否达到设定压力值，可 看输出阀口的压力表显示值。总之第一级或第二级阀芯的开度大小取决于作用在第 一级膜片36上的上下合力，上合力大于下合力，阀芯开度增加，其流量与压力增加， 小于下合力，阀芯开度减小，其流量与压力减小，当上下合力相等时，即达到动态 平衡状态，此时输出的压力即为设定值压力，达到动态平衡，但这个动态平衡是短 暂的，当输出口 9 一有了耗气，第一级膜片36、第二级膜片52的下部气压合力减小， 上部的合力大于下部合力，第一级阀芯，第二级阀芯的开度随之增加，输出流量及 压力同步增加，当上下合力又相等时，又达到了新的动态平衡，总之第一级结构和 第二级结构阀的工作原理是围绕设定压力周而复始地进行动态平衡；使之达到减 压且稳压的目的，设定压力是用第一级的调压手轮28来实现的，操作轻便。气动空 气减压阀在使用过程中如出现输出阀口的压力高于设定压力，截止式溢流结构62发 生作用，如图3所示，此时下腔室11气压合力大于上腔室14，双膜片组件55上移 第二级溢流阀座53离开第二级阀杆59，高于定值的气压通过第二级溢流孔从溢流口 12放入大气，使气压回到设定值，重新达到稳压状态。如果要降低设定压力或停用 气动空气减压阔，此时截止式溢流结构62也同样发生作用，此时反转调压手轮28， 降低或放开调压弹簧26的弹力，第一级腔室22、第一级返馈孔21、第一级输出腔 室20、第一级输出气孔19、上腔室14中的多余气压便会自动从第一级溢流阀座32中的孔经第一级溢流口 24放入大气。此时上腔室压力降下来，双膜片组件55上移， 第二级溢流阀座53被打开，下腔室11中高于定值气压的压力使从第二级溢流阀座 53中的第二级溢流孔13，经溢流口 12进入大气，从而达到降低设定压力或停用卸 压的目的。图l中
1、第二级结构42、第一级平衡弹簧
2、锁紧盖43、第一级阀芯密封圈
3、第二级平衡弹簧44、第一级阀体
4、锁紧盖o形密封圈45、第二级螺钉
5、第二级阀芯o形密封圈46、第一级气室
6、第二级阀芯47、第一级气源孔密封圈
7、第二级阀芯密封垫48、第二级气源通道
8、大阀座49、第二级螺母
9、输出阀口50、中间隔圈
10、第二级返馈孔51、环垫
11、下腔室52、第二级膜片
12、溢流口53、第二级溢流阀座
13、第二级溢流孔54、第二级密封垫片
14、上腔室55、双膜片组件
15、中间体密封圈56、第二级溢流密封圈
16、中间体57、输入阀口
17、第一级阀芯背压腔58、第二级阀体
18、第一级阀芯59、第二级阀杆
19、第一级输出气孔60、第二级阀芯腔室
20、第一级输出腔室61、第二级阀芯压背腔
21、第一级返馈孔62、截止式溢流结构
22、第一级腔室
23、第一级螺钉说明
24、第一级溢流口62由53、 54、 59、 13、 1225、弹簧座
26、调压弹簧
27、支撑弹簧
28、调压手轮
29、第一级结构
30、调压垫
31、阀盖
32、第一级溢流阀座
33、第一级螺母
34、第一级密封垫片
35、压板
36、第一级膜片
37、单膜片组件
38、第一级溢流密封圈
39、第一级阀杆
40、小阀座
41、第一级阀芯密封垫
权利要求1、一种气动空气减压阀，是二级组合式结构且带有截止式溢流结构(62)，第一级结构(29)为小口径调压结构，第二级结构为大口径气控减压结构，在第一级的上部为调压手轮(28)，调压垫(30)，调压弹簧(26)，支撑弹簧(27)，弹簧座(25)，单膜片组件(37)，它们都在阀盖(31)之内，弹簧座(25)内置支撑弹簧(27)，外部搁在调压弹簧上，调压手轮(28)通过其螺纹安装在阀盖(31)的螺孔之中，调压手轮(28)压着调压弹簧(26)和支撑弹簧(27)，在第一级结构(29)的中部为第一级阀杆(39)，下部为小阀座(40)、第一级阀芯(18)、第一级平衡弹簧(42)，它们都位于第一级阀体(44)之内，第一级阀芯(18)上部配有第一级阀芯密封垫(41)，中间与第一级阀杆(39)连接，阀杆中心有小孔使第一级阀芯背压腔(17)和第一级输出腔室(20)相通，第一级阀芯(18)的外环漕配有第一级阀芯密封圈(43)，外端靠第一级平衡弹簧(42)支撑，阀盖(31)与第一级阀体(44)用第一级螺钉(23)连接，在第二级结构的上部为中间体(16)和中间隔圈(50)，两者之间配有双膜片组件(55)，下部为第二级阀体(58)，其内配有第二级阀芯(6)、第二级阀杆(59)、大阀座(8)、第二级平衡弹簧(3)、第二级阀芯密封垫(7)、锁紧盖(2)，第二级阀芯(6)配有第二级阀芯O形密封圈(5)，锁紧盖(2)配有锁紧盖0形密封圈(4)，锁紧盖(2)通过自身的螺纹固定在第二级阀体(58)的螺孔中，第一级阀体(44)、中间体(16)和双膜片组件通过拧入第二级阀体(58)的第二级螺钉(45)固定在一起，其特征在于第二级阀体(58)的左侧有气源输入阀口(57)，上与第二级气源通道(48)和第一级气室(46)相通，下与第二级阀芯腔室(60)相通，第二级阀体(58)的右侧有气源的输出阀口(9)，上与第二级返馈孔(10)及下腔室(11)相通，下部通过第二级阀杆(59)中间小孔与第一级阀芯背压(61)相通，第一级阀体(44)的上部第一级腔室(22)通过第一级返馈孔(21)与第一级输出气孔(19)和上腔室(14)相通。
2、 根据权利要求(l)所述的一种气动空气减压阀，其特征在于双膜片组 件(55)是由中间隔圈(50)、环垫(5D、第二级膜片(52)、第二级溢流阀座(53)、 第二级密封垫片(54)组合在一起，靠第二级螺母(49)将上下两片的第二级膜片 (52)，环垫(51)，第二级溢流阀座(53)紧固成一体，第二级溢流阀座(53)下底 设有第二级密封垫片，中间设有第二级溢流孔(13)及与其相通的溢流口(12)， 第二级膜片为中间夹层尼龙丝的波纹膜片。
3、 根据权利要求l所述的一种气动空气减压阀，其特征在于单膜片组件 (37)的中间为一片圆形带尼龙丝夹层橡胶材质的第一级膜片(36)，在它的上面为金属圆盘形压板(35)，在它的中间为带内孔的第一级溢流阀座(32)，通 过第一级螺母(33)将压板(35)、第一级膜片(36)紧固成一体，在第一级溢 流阀座(32)的内孔中置有带小孔的第一级密封垫片(34)，中间小孔与第一级 溢流口 (24)贯通。
4、 根据权利要求l所述的一种气动空气减压阀，其特征在于所述的截止 式溢流结构(62)是通过置于第二级溢流阀座(53)内的第二级密封垫片(54)与第 二级阀杆(59)前端阀口之间形成启闭密封结构，第二级密封垫片(54)为圆环 形内含夹层的橡胶膜片，第二级阀杆(59)的顶端阀口为具有利于密封的喷嘴。
专利摘要本实用新型气动空气减压阀，属于气压控制与传动技术领域，涉及一种口径较大的气动空气减压阀又称气动减压阀、空气减压阀、调压阀，其特点是减压及稳压结构采用二级组合且带截止型溢流结构，第一级为小口径调压结构；第二级为大口径气控减压阀结构，以较小的操作力启动第一级，靠其输出气压控制第二级大口径减压阀，由于第二级不存在强硬的调压弹簧，从根本上消除了强硬调压弹簧非线性变形对减压阀的减压稳压精度的影响，解决了现有大口径气动空气减压阀手动直接操纵强硬调压弹簧造成的操作力过大的困难及由于弹簧存在较大非线性变形使得调压精度不高的缺陷，截止式溢流结构采用平面密封，有助于消除卸压滞后现象，本实用新型被广泛用于以压缩空气为介质的各种气动工具、气动仪表、气动元件的气源系统。
文档编号F16K17/04GK201228792SQ200720073718
公开日2009年4月29日 申请日期2007年8月16日 优先权日2007年8月16日
发明者吴登奎, 蔡兴良, 陆锦锦 申请人:陆丕贤;吴登奎