[发明专利]波纹管密封的高压气动比例减压阀

说明书

本发明公开了一种波纹管密封的高压气动比例减压阀，该高压气动比例减压阀包括三段式的阀体、由金属波纹管密封的两段阀芯、阀体与阀芯之间的三个直线滚珠轴承、两个高速开关阀和控制器。阀芯与阀体之间相对运动同时又需要密封的位置全部采用金属波纹管进行密封，并且阀芯和阀体相对运动且接触的位置全部采用直线滚珠轴承进行导向，使阀芯和阀体之间具有较小的摩擦力和良好的气体密封性能。

技术领域

本发明涉及高压气动比例减压阀，尤其涉及一种波纹管密封的高压气动比例减压阀。

背景技术

高压气动比例减压阀的阀芯和阀体之间既有相对运动又需要密封，较小的摩擦力和良好的密封性能相互矛盾。相对运动摩擦力和密封性能直接影响比例阀的输出压力响应和精度。

为了减小摩擦力，一种周知的方法是通过提高阀体和阀芯的加工精度，使阀体和阀芯相对运动并且需要密封的位置保留一个较小的间隙。这种方法是通过间隙密封来降低摩擦力，在一定程度上减小了阀芯与阀体之间相对运动的摩擦力，但是间隙密封会导致泄漏增加，特别是对于高压气体，很高的气体压力和极低的气体粘性导致很小的间隙就会产生很大的泄漏，影响比例阀的性能。高精度的加工还存在加工困难、成本高、维护困难切寿命短的缺陷。

为了提高密封性能，另外一种周知的方法是在间隙配合的阀体和阀芯之间增加橡胶密封圈进行密封。这种方法采用橡胶密封圈可以得到较好的密封性能，但是橡胶密封圈会使阀芯和阀体相对运动时的摩擦力增大，并且高压气体环境中润滑油膜不容易保持，更加剧了摩擦力。

还有一种周知的方法是采用橡胶膜片进行阀体和阀芯之间一些位置的密封，同时橡胶膜片的变形可以满足阀芯和阀体之间的相对运动。这种方法在膜片位置具有良好的密封性能，同时又基本没有摩擦力，但是橡胶膜片能承受的压力比较小，目前橡胶膜片的结构只适用于常规的低压气动元件，不能用于额定压力达到12MPa的高压比例压力阀。

发明内容

为了克服现有的高压气动比例减压阀存在的问题，本发明提供一种波纹管密封的高压气动比例减压阀，利用金属波纹管进行密封，又满足阀芯与阀体相对运动，该比例减压阀能解决现有高压气动比例减压阀存在的密封和摩擦力矛盾的问题，阀芯与阀体之间具有较小的摩擦力和良好的密封性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种波纹管密封的高压气动比例减压阀，包括阀体、安装在阀体内的上阀芯组件和下阀芯组件、进气开关阀、排气开关阀、控制器；

所述上阀芯组件由第一安装螺母、第一波纹管、第一导向轴、第二波纹管、第二导向轴从上至下依次焊接而成；所述第二波纹管和第二导向轴中穿设有阀芯，阀芯的一端固定在第一导向轴上，阀芯的外壁从上至下具有第一凸台和第二凸台，第一凸台位于第二导向轴的下端部；阀芯中沿轴线开有第一通气孔，阀芯的侧壁开有第二通气孔和第三通气孔，第二通气孔和第三通气孔分别与第一通气孔相通；第二通气孔与第二波纹管相通；

所述下阀芯组件包括法兰端盖、第四波纹管、第三导向轴、第三波纹管、第二安装螺母，所述法兰端盖、第四波纹管、第三导向轴依次焊接，所述第三波纹管和第二安装螺母均套在第三导向轴上，第三波纹管的一端与第三导向轴焊接，第三波纹管的另一端与第二安装螺母焊接，第二安装螺母旋接在阀体内；

在上阀芯组件和下阀芯组件连接处安装有阀座，所述阀座为中空圆柱体，圆柱体侧壁上开有贯通孔；所述第二导向轴和第三导向轴为空心轴；所述第一安装螺母固定连接在阀体上端，所述法兰端盖固定连接在阀体下端，第一安装螺母上开有相交的第一通道和第二通道；

所述阀体上开有进气口、出气口和溢流口，所述进气口与第三波纹管相通，进气开关阀的进气端与进气口相连通，进气开关阀的出气端和第一通道的一端相通，第一通道的另一端与排气开关阀的进气口相通，第二通道的一端通过第一压力传感器封堵，第二通道的另一端与第一波纹管相通，所述出气口处安装有第二压力传感器；第三通气孔与出气口相通，第一通气孔与第三导向轴相通；