一种多层气动减压阀的制作方法

本实用新型涉及减压阀技术领域，具体是一种多层气动减压阀。

背景技术：

减压阀是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。从流体力学的观点看，减压阀是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。然后依靠控制与调节系统的调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡，使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。

而目前大部分传统的减压阀主要通过弹簧的反作用力控制减压阀内介质的压强，反应速度慢，其依靠阀杆传上的作用力变形后，才能产生反作用力，不能快速地对减压阀内介质的压强进行调整，而且通过弹簧存储和释放减压阀内的介质，对阀芯的压力控制阀芯与阀座的开度达到对减压阀内介质减压的效果，由于弹簧性能不稳定，容易导致传统减压阀阀后压强波动大，继而无法精确控制减压效果。另外，其依靠手腕旋转减压阀上的手柄控制减压阀减压效果，费时费力，依靠人力控制减压阀也无法实现精确减压，目前虽然有少部分的多层阀体结构，但是其结构较为复杂，加工和装配过程复杂，不方便制作安装以及后期维护。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种加工与装配简单且能有效实现精确控制减压效果的多层气动减压阀。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种多层气动减压阀，其特征在于：包括可拆卸连接的上阀体和下阀体、流体做动装置、调压装置以及置于下阀体内的阀座；

所述上阀体上端开有入口、内部为中空结构且其空腔内设有横板，所述横板上部分空腔设为上阀腔，流体做动装置内置于所述上阀腔内，所述入口下部设有为流体做动装置提供行程的上轴孔，所述横板中心设有供流体做动装置下端穿过的下轴孔；

所述流体做动装置中部开有沿其轴线设置的气流通道、下端与阀座配合，所述阀座上设有多个通气孔，所述通气孔下部连通设置在下阀体上的出口，所述流体做动装置在调压装置提供的流体驱动下多层结构均受力迅速在上阀腔内移动，以调节与阀座之间的间隙。

作为优选，所述流体做动装置包括竖直设置于上阀体中部的阀杆、交替套设在所述阀杆上的多个隔板以及多个阀板组件；

多个隔板与阀杆滑动连接且被限定于上阀腔内，以将上阀腔分隔成多个相互独立且密封的控制腔；每个阀板组件位于一个控制腔内并将所述控制腔分隔成上层控制腔和下层控制腔；

所述气流通道设置在所述阀杆内部；

所有上层控制腔彼此连通，所有下层控制腔彼此连通。

作为优选，所述阀板组件包括中心滑动套设在活塞杆上的支撑轴筒，所述支撑轴筒外侧固连套接圆盘，所述支撑轴筒与圆盘同轴且两者中心开有供阀杆穿过的阀板轴孔，所述阀板轴孔内壁上开有多条内引流槽；

所述圆盘上背离支撑轴筒的一面形成向上的凸起，所述凸起伸入相邻阀板组件的支撑轴筒的内引流槽实现传动连接。

作为优选，所述隔板包括中部支撑盘，所述中部支撑盘的中心开有供阀杆穿过的通孔，中部支撑盘的外边缘盘体沿轴向向上和向下凸伸分别形成下支撑板和上挡板；

所述隔板的上挡板与相邻隔板的下支撑板之间抵靠，所述阀板组件的支撑轴筒与相邻阀板组件的上支撑筒体配合；

所述隔板套设在所述阀板组件的支撑轴筒上，所述上挡板抵触在所述阀板组件的圆盘底面上，所述隔板外表面与所述阀板组件之间形成上层控制腔；

位于所述阀板组件下方并相邻的另一所述阀板组件的圆盘的外侧面与下支撑板的内侧面密封抵靠，所述隔板的内表面与另一所述阀板组件之间形成下层控制腔；

所述下支撑板的外侧开有多条用于连通相邻下层控制腔的外引流槽；相邻上控制腔之间通过内引流槽连通。

作为优选，所述阀杆一端设有下抵靠端头，所述下抵靠端头的直径大于阀杆的直径且与下轴孔配合；

所述阀杆的另一端设有抵靠压环及与所述阀杆连接的连接件，所述抵靠压环套设在阀杆上且置于上轴孔内，多个阀板组件通过所述连接件被限定于抵靠压环与下抵靠端头之间。

作为优选，所述上阀体包括主壳体以及上盖体，所述上盖体包括一体成型的端盖、第一法兰盘以及设于端盖与第一法兰盘之间的支撑筒结构，上轴孔置于支撑筒结构内，入口置于第一法兰盘中心且贯穿支撑筒结构并与上轴孔连通，所述端盖与主壳体的边缘之间通过螺栓紧固件连接固定。

作为优选，所述端盖靠近主壳体的端面垂直设有环形的顶部支撑板，顶部支撑板的外侧面与主壳体的内壁之间抵靠，最靠近端盖一端的隔板与顶部支撑板抵靠，最靠近端盖一端的阀板组件的凸起与抵靠压环抵靠。

作为优选，所述连接件为与阀杆一端螺纹套接的紧固螺母，所述紧固螺母和/或抵靠压环穿设于所述上轴孔或靠近所述上轴孔的上阀腔内并能相对滑动。

作为优选，所述调压装置包括相互连通的进气阀嘴和进气道，所述进气道置于上阀体内且将上阀腔内最靠近隔板一端的下层控制腔与下阀体的外部连通，所述进气阀嘴设置在进气道的入口处的下阀体壁上。

作为优选，所述阀座为圆盘形结构，所述阀杆的气流通道与阀座中心相对应，所述阀座的上下空腔设为下阀腔，阀座将下阀腔分隔为上排气腔以及下排气腔，所述上排气腔与下排气腔之间通过通气孔连通，所述下排气腔下部连通出口，所述出口处设置有第二法兰盘，所述出口与入口对应且同轴。

与现有技术相比，本实用新型的有益之处是：

一、依靠多个阀板组件及上阀体的组合形成多个控制腔，每个控制腔内配置一个阀板组件，形成一个阀板单体模块，阀板组件与阀杆固定连接，通过调压装置提供气体，阀板组件在上层控制腔和下层控制腔之间的气体压差下带动阀杆在控制腔内移动，上述结构实现了阀板组件的模块化设计，可以根据需要增加或减少阀板组件的数量，灵活满足使用要求，相对于传统的减压阀利用弹簧对介质的反作用力控制阀芯与阀杆的距离，不受使用时间的影响，其实际应用性能更稳定，减压效果也更好；而且阀板的模块化设计可以方便生产制作，简化制作工艺，降低制作成本；

二、多个阀板组件的上层控制腔和下层控制腔的进气方式采用独特的内外引流方式，引流结构均设计在阀板组件上，因而能节约空间，降低整体结构的复杂度，降低成本，减小整体结构的体积和重量；

三、减压效果更精确，只需预先注入和所需减压后的气体压强一致的气体，就可以得到精确的控制减压后介质的压强，其次，其采用多层控制腔结构，通过多个控制腔合力调整阀杆与阀座之间的距离，有效提高了阀杆位移效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

下面结合附图对本实用新型进一步说明：

图1是本实用新型的仰视图；

图2是图1中沿a-a向的剖视图；

图3是本实用新型的阀板组件的立体图；

图4是本实用新型的阀板组件的另一视角的立体图；

图5是本实用新型的阀板组件的俯视图；

图6是本实用新型的隔板的立体图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。在本实用新型的描述中，“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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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，还可以是物理连接或无线通信连接；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实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如附图1-图2所示的一种多层气动减压阀，包括可拆卸连接的上阀体和下阀体1、流体做动装置、调压装置以及置于下阀体1内的阀座3；所述上阀体上端开有入口4、内部为中空结构且其空腔内设有横板6，所述横板6上部分空腔设为上阀腔，流体做动装置内置于所述上阀腔内，所述入口4下部设有为流体做动装置提供行程的上轴孔5，所述横板6中心设有供流体做动装置下端穿过的下轴孔；所述流体做动装置中部开有沿其轴线设置的气流通道13、下端与阀座配合，所述阀座3上设有多个通气孔14，所述通气孔14下部连通设置在下阀体1上的出口11，所述流体做动装置在调压装置提供的流体驱动下多层结构均受力迅速在上阀腔内移动，以调节与阀座3之间的间隙实现减压，不受使用时间的影响，其实际应用性能更稳定。

在本实施例中，为方便安装拆卸，所述上阀体包括主壳体7以及上盖体，所述上盖体包括一体成型的端盖8、第一法兰盘9以及设于端盖8与第一法兰盘9之间的支撑筒结构10，上轴孔5置于支撑筒结构10内，入口4置于第一法兰盘9中心且贯穿支撑筒结构10并与上轴孔5连通，所述端盖8与主壳体7的边缘之间通过螺栓紧固件连接固定。

进一步的，所述流体做动装置包括竖直设置于上阀体中部的阀杆2、交替套设在所述阀杆2上的多个隔板18以及多个阀板组件17；多个隔板18与阀杆2滑动连接且被限定于上阀腔内，以将上阀腔分隔成多个相互独立且密封的控制腔；每个阀板组件17位于一个控制腔内并将所述控制腔分隔成上层控制腔和下层控制腔；所有上层控制腔彼此连通，所有下层控制腔彼此连通；所述气流通道13设置在所述阀杆2内部。

在本实施例中，所述主壳体7设置为柱状结构，横板6置于主壳体7的中部位置，所述下阀体1设置为漏斗状结构且与横板6之间围合成下阀腔，下阀体1的下部设有出气口11处且在出气口11处同样设有下法兰盘12，出气口11的出口位于下法兰盘12的中心；所述阀杆2的气流通道13与阀座中心相对应，阀座3将下阀腔分隔为上排气腔15以及下排气腔16，所述上排气腔15与下排气腔16之间通过通气孔14连通，所述下排气腔16下部连通出口11，所述出口11与入口4对应且同轴，所述阀座3置于下阀体1内且置于阀杆2的下方，气流先经过上排气腔15，然后经过通气孔14流出至下排气腔16，最后经出气口11流出。

在本实施中，为方便调节阀杆2流出至下阀腔内的气体流量，将所述阀座3设置为圆盘形结构，所述阀杆2的下端的气流通道13的下通道口与阀座3中心上下相对应，多个所述通气孔14设置在阀座3的外周，因而，通过调节阀杆2下端相对阀座3的距离，即可调节阀杆2下端的气流通道13出口与阀座3中心之间的间隙的大小，继而调节流出气流通道13的流量大小。

多个所述阀板组件置于上阀腔内且依次串接在阀杆2上，如图3-图5所示，所述阀板组件17包括中心滑动套设在活塞杆上的支撑轴筒172，所述支撑轴筒172外侧固连套接圆盘171，所述支撑轴筒172与圆盘171同轴且两者中心开有供阀杆2穿过的阀板轴孔19，所述阀板轴孔19内壁上开有多条内引流槽20，内引流槽20内的气流流向与阀板轴孔19的孔轴线平行；所述圆盘171上背离支撑轴筒172的一面形成向上的凸起173，在凸起173上开有与内引流槽20相对应的上引流口21，因而，当阀板组件17安装在阀杆2上时，内引流槽20与阀杆2外壁之间围合成密封的内引流孔22，而当多个阀板组件17依次串接在阀杆2上时，其上下相邻的两个阀板组件17的支撑轴筒172的下端面与凸起173的上端面抵靠接触，且相邻的阀板组件上的内引流槽20一一相对应，所述凸起173伸入相邻阀板组件的支撑轴筒172的内引流槽20实现传动连接，有效将下部的阀板组件的上层控制腔内的气体通过内引流孔22以及上引流口21往上引流至上部的阀板组件的上层控制腔内，实现多个阀板组件17的上层控制腔的相互连通。

如图6所示，所述隔板18包括中部支撑盘181，所述中部支撑盘181的中心开有供阀杆2穿过的通孔23，中部支撑盘181的外边缘盘体沿轴向向上和向下凸伸分别形成下支撑板182和上挡板183；所述隔板18的上挡板183与相邻隔板18的下支撑板182之间抵靠，所述阀板组件17的支撑轴筒172与相邻阀板组件17的上支撑筒体173配合；所述隔板18套设在所述阀板组件17的支撑轴筒172上，所述上挡板183抵触在所述阀板组件17的圆盘171底面上，所述隔板18外表面与所述阀板组件17之间形成上层控制腔；位于所述阀板组件下方并相邻的另一所述阀板组件的圆盘171的外侧面与下支撑板182的内侧面密封抵靠，所述隔板的内表面与另一所述阀板组件之间形成下层控制腔；所述下支撑板182的外侧开有多条用于连通相邻下层控制腔的外引流槽24。

进一步的，为了将多个阀板组件压紧固定在阀杆2上，提高安装时的稳固性，所述阀杆2一端设有下抵靠端头27，所述下抵靠端头27的直径大于阀杆2的直径且与下轴孔配合；所述阀杆2的另一端设有抵靠压环28及与所述阀杆连接的连接件，所述抵靠压环28套设在阀杆2上且置于上轴孔5内，多个阀板组件17通过所述连接件被限定于抵靠压环28与下抵靠端头27之间。

进一步的，所述连接件为与阀杆2一端螺纹套接的紧固螺母29，所述紧固螺母29和/或抵靠压环28穿设于所述上轴孔5或靠近所述上轴孔5的上阀腔内并能相对滑。多个阀板组件安装时，最下部的阀板组件的支撑轴筒172置于下轴孔内且与下轴孔的内壁之间抵靠接触，其支撑轴筒172的下端面抵靠在下抵靠端头27与阀杆2之间的台阶面上，为方便安装，所述端盖8靠近主壳体7的端面垂直设有环形的顶部支撑板30，顶部支撑板30的外侧面与主壳体7的内壁之间抵靠，最靠近端盖8一端的隔板18与顶部支撑板30抵靠，最靠近端盖8一端的阀板组件17的凸起173与抵靠压环28抵靠，因而可以充分利用上阀腔内的空间，节约空间资源，降低整体结构的复杂度，降低成本，减小整体结构的体积。

进一步的，所述调压装置包括相互连通的进气阀嘴31和进气道32，所述进气道32置于上阀体内且将上阀腔内最靠近隔板一端的下层控制腔与下阀体1的外部连通，所述进气阀嘴31设置在进气道32的入口处的下阀体1壁上，为提高进气效果，进气道32的出口垂直朝向阀板组件17的下侧板面设置，而所述进气阀嘴31设置为可控制阀结构，在实际应用中，需要实现通过进气阀嘴31预先注入与施工要求中介质经过减压阀后的压强相同的气体。

如图2所示，为提高密封效果，最下部的阀板组件17的支撑轴筒172与隔板18的通孔23内壁之间、隔板18的通孔23内壁与阀板组件17的支撑轴筒172外壁之间、抵靠压环28的外壁与上轴孔5的内壁之间、顶部支撑板30与主壳体7的内壁之间、阀板组件17的外周端面与隔板18的下支撑板的内侧面之间、抵靠压环28的内壁与阀杆2外壁之间均内嵌密封圈(a，b，c，d，e，f)。

在实际应用中，将本实用新型的整体结构安装在外部气流管道中，将进气口4和出气口11分别通过上法兰盘9和下法兰盘12与外部管路的管口法兰连接固定，在进行减压工作之前，首先通过进气阀嘴31充入与施工要求中介质经过减压阀后的压强相同的气体，首先注入的气体会通过进气道32以及隔板18外侧的外引流孔26分别进入阀板组件的下层控制腔内，继而使得阀板的上层控制腔与下层控制腔之间形成压差，继而推动阀板组件17带动阀杆2往上移动，然后开启外部管路中的控制阀，开始减压过程，外部管路中的气流自减压阀的进气口4进入，然后经过阀板轴孔19以及阀杆2中部的气流通道13，然后流出至阀座3上方的上排气腔15，此时，在上排气腔15内的气体，一部分气体自最下部的阀板的内引流孔22进入其阀板组件的上层控制腔内，并进一步进入多个阀板组件的上层控制腔内，而另一部气体经过通气孔14进入下排气腔16，并进一步流至出气口11并排出减压阀至外部管路，然后根据介质流本身的气体压强大小，减压阀进行自动调节过程。

在减压阀的自动调节过程中，若当前介质流经减压阀并流出至上排气腔15内的介质流压强大于多个阀板组件的下层控制腔内气流压强时，根据前述，多个阀板组件的上层控制腔内气流会推动多个阀板组件以及阀杆2一起往下运动，从而缩小阀杆2下端与阀座3之间的间隙，进而缩小介质流出至上排气腔14内的流量，从而减小流出至上排气腔14内的介质流的压强，直至流出至上排气腔15内的介质流的压强等于多个阀板组件的下层控制腔内的压强，也即多个阀板组件的上层控制腔内的压强和下层控制腔内的压强相等，此时多个阀板组件会保持平衡静止状态，不再往下运动，从而使得阀杆2下端与阀座3之间保持稳定的流出间隙，而此时，流出至上排气腔15内以及下阀体出气口11的介质流的压强即等于施工要求中介质经过减压阀后的压强，满足自动调节减压要求。

而若当前介质流经减压阀并流出至上排气腔15内的介质流压强小于多个阀板组件的下层控制腔内气流压强时，多个阀板组件的下层控制腔内气流会推动多个阀板组件以及阀杆2一起往上运动，从而增大阀杆2下端与阀座3之间的间隙，进而增大介质流出至下阀体1的流量，从而增大流出至上排气腔15内的介质流的压强，直至流出至上排气腔15内的介质流的压强等于多个阀板组件的下层控制腔内的压强，也即多个阀板组件的上层控制腔内的压强和下层控制腔内的压强相等，此时多个阀板组件会保持平衡静止状态，不再往上运动，从而使得阀杆2下端与阀座3之间保持稳定的流出间隙，而此时，流出至上排气腔15内以及下阀体出气口11的介质流的压强即等于施工要求中介质经过减压阀后的压强，满足自动调节减压要求。

待上述的自动减压调节过程完毕之后，流出减压阀的介质流的压强即等于所要求的介质流的压强大小，而当需要再调节流出减压阀后的介质的压强时，只需要在减压前预先调节注入多个阀板的下层控制腔内的气体的压强值即可，通过进气阀嘴31充入或抽出气体即可，其压强值与要求调节的流出减压阀后的介质的压强相等，操作过程简单快捷。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。