[发明专利]超高压减压阀

说明书

本发明公开了一种超高压减压阀，包括阀体，阀体内设置有上阀套、中阀套、下阀套、阀座、滤芯、滑阀、复位弹簧和调压装置，各零部件的中心线在同一轴线上；由于超高压介质进入滑阀与相应孔配合处的环形凹槽中，因而消除了对滑阀的径向不平衡力，极大地减小了滑阀运动时的摩擦力，滑阀表面涂以TiN或CrN，降低了滑阀运动时的摩擦系数，滑阀上段的顶杆与不锈钢膜片采用非固结连接，消除了由于连接不当给滑阀运动带来的附加摩擦力；本发明在结构上使阀的锥孔和锥面的同心度得到保证，并且二者的材料硬度相差较大，因此在超高压下接触面更贴合，密封更可靠；在进口处设置了高精度滤芯，避免较大颗粒杂质进入阀内影响滑阀的运动和阀口的密封。

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种超高压减压阀。

背景技术

减压阀是一种将阀前的高压介质降至阀后所需的低压，并且当进出口压力或流量发生波动时，利用自身的构造自动进行调节，保证输出压力基本上保持不变的一种阀门，其工作原理是，当压力或流量发生波动时，利用滑阀的上升或下降，使阀口尺寸增大或减小，致使阀口的节流降压作用增大或减小，来保持输出压力基本上不变，例如当输入压力增大时，滑阀上升，使阀口尺寸变小，节流降压作用增大，阻止输出压力增大，从而保证输出压力基本上不变。但这个“基本上不变”有一个重要条件，即滑阀升降时摩擦力相对于推动其升降的力而言可以忽略不计，对于中低压的普通减压法，由于滑阀与相应配合孔间隙中的介质对滑阀产生的径向不平衡力不大，因此滑阀运动时产生的摩擦力可以忽略不计，尤其是对于采用润滑介质的减压阀。但是，对于超高压减压阀，例如用于氢燃料电池的减压阀，目前压力已达到70MPa，由于滑阀所受的径向不平衡力很大，滑阀运动时产生的摩擦力将会阻碍滑阀的运动，造成动作迟缓，甚至卡死，尤其是对于使用非润滑介质或在外径上套有O型密封圈的滑阀。为了减小径向不平衡力，目前普遍采用的方法是在滑阀表面开若干条均压槽，但在超高压工况下效果不明显，何况径向不平衡力还与滑阀及相应配合孔的形位公差（例如锥度、不圆度、不圆柱度等）、配合间隙及安装偏心等因素有关；此外，普遍减压阀采用的是软密封，对于超高压，密封必须采用硬密封，硬密封抗压、抗磨损，耐擦伤、耐高温，使用寿命长，但必须解决密封可靠性问题。本专利就是为解决普通减压阀上述技术上的不足而设计的。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的超高压减压阀在径向不平衡力很大的工况下，滑阀运动时产生的摩擦力将会阻碍滑阀的运动，造成动作迟缓，甚至卡死的问题及阀口的密封问题，提供一种超高压减压阀，可以有效解决上述问题。

本发明为解决上述技术问题采用的具体技术方案是，一种超高压减压阀，包括阀体，阀体内设置有上阀套、中阀套、下阀套、滤芯、滑阀、复位弹簧及输出压力调节装置，上述零部件的中心线在同一轴线上。滑阀下段的柱塞滑配在下滑套的小孔中，表面涂有TiN或CrN，以降低运动时的摩擦系数，中段锥台的锥角与阀座下方锥孔的锥度相同，二者组成减压阀的阀口,上段顶杆的球头在复位弹簧的推力下，紧顶在连接螺钉的下端面上，下端面中心有一个纵向盲孔，柱塞的上段有四个均布且与纵向盲孔连通的上径向孔，柱塞的中下段有四个均布且与纵向盲孔连通的下径向孔，下径向孔的外口设有环形凹槽；滑阀的材料为不锈钢，阀座的材料为硬度低于滑阀硬度的铜合金、铝合金或树脂；由于超高压介质进入滑阀与相应孔配合处的环形凹槽中，因而消除了对滑阀的径向不平衡力，极大地减小了滑阀运动时的摩擦力；滑阀上段的顶杆与膜片采用非固结连接，消除了由于连接不当给滑阀运动带来的附加摩擦力；由于结构上的合理设计，使阀座的锥孔和滑阀锥面的同心度得到保证，并且二者的材料硬度相差较大，这样在超高压下，由于较软材料的变形，使接触面更贴合，密封更可靠；进口处设置了高精度滤芯，避免较大颗粒杂质进入阀内影响滑阀运动和阀口的密封。