一种气爆式减压模块
阅读说明：本技术 一种气爆式减压模块 (Gas explosion type pressure reducing module ) 是由 王天舒 吕梦璐 王禹涧 张智远 于 2021-08-20 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种气爆式减压模块,包括一级减压器、二级减压器、高压进气组件和低压出气组件,所述一级减压器安装于二级减压器上部,高压进气组件安装于一级减压器侧部,低压出气组件安装于二级减压器侧部,所述高压进气组件位于低压出气组件上部,高压进气组件和低压出气组件通过法兰连接,所述高压进气组件和低压出气组件内部为贯通腔体,所述贯通腔体内安装有气爆组件。本发明采用的密封帽密封形式,能够实现非工作状态下的零泄漏,可靠性高；与传统气路减压器及单向阀装置相比,单向阀及减压器集成于一体；巧妙利用高压气源的高压气体作动力、可实现传统反向截止阀无法实现的零泄漏功能。(The invention provides a gas explosion type pressure reducing module which comprises a primary pressure reducer, a secondary pressure reducer, a high-pressure gas inlet assembly and a low-pressure gas outlet assembly, wherein the primary pressure reducer is arranged at the upper part of the secondary pressure reducer, the high-pressure gas inlet assembly is arranged at the side part of the primary pressure reducer, the low-pressure gas outlet assembly is arranged at the side part of the secondary pressure reducer, the high-pressure gas inlet assembly is positioned at the upper part of the low-pressure gas outlet assembly, the high-pressure gas inlet assembly and the low-pressure gas outlet assembly are connected through a flange, a through cavity is arranged inside the high-pressure gas inlet assembly and the low-pressure gas outlet assembly, and the gas explosion assembly is arranged in the through cavity. The sealing cap adopted by the invention can realize zero leakage in a non-working state, and has high reliability; compared with the traditional gas circuit pressure reducer and one-way valve device, the one-way valve and the pressure reducer are integrated into a whole; the high-pressure gas of the high-pressure gas source is skillfully utilized as power, and the zero leakage function which cannot be realized by the traditional reverse stop valve can be realized.)
技术领域
本发明属于减压阀门技术领域，特别涉及一种气爆式减压模块。
背景技术
减压器、单向阀、安全阀在各种气动系统中广泛应用，因为既要保证系统输出高压后稳定减压，又要保证反向低压力的密封和过压力后旁路泄压保护，这就导致系统的整体安装空间比较大，而由于弹体空间及要求重量越来越精简，为节省系统空间，降低重量，提高气源的使用率，设计功能集成化的减压模块为必然趋势，具有广阔的市场前景。专利申请号为CN201920578950.0的实用新型为一种气路系统减压模块，该减压模块可实现集减压器、单向阀、安全阀于一体，即保证气源输入高压后稳定减压，又要保证反向贮箱液体不回流至减压模块内部，同时具有超压保护功能。减压模块的作用是用在气路系统中，以实现将高压气源中的高压气体减压至规定的压力，从而满足增压液路系统需求。当增压系统中介质为腐蚀性或挥发性液体时，减压模块出口往往需要增设单向阀以满足反向截止需求。但是现有技术的反向密封功能是通过密封活门与弹簧的配合实现的。现有技术的气路系统减压模块存在的缺点：反向截止阀为胶圈密封形式，需要一定密封比压，环境适应性差、密封效果较差。目前业界普遍的增压减压器存在反向液路回流，增设反向截止阀时无法实现零泄漏的缺陷。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种反向截止阀为气爆式单向阀的减压模块，解决上述胶圈密封形式需要一定密封比压，环境适应性差、密封效果较差，应用于增压系统中介质为腐蚀性或挥发性液体时反向截止阀时无法实现零泄漏的问题。
本发明采用的技术方案是：一种气爆式减压模块，包括一级减压器、二级减压器、高压进气组件和低压出气组件，所述一级减压器安装于二级减压器上部，高压进气组件安装于一级减压器侧部，低压出气组件安装于二级减压器侧部，所述高压进气组件位于低压出气组件上部，高压进气组件和低压出气组件通过法兰连接，所述高压进气组件和低压出气组件内部为贯通腔体，所述贯通腔体内安装有气爆组件。
优选的，气爆组件为切刀以及一端安装在切刀下端槽体内的密封帽，切刀与密封帽都装在所述高压进气组件和低压出气组件内部形成的贯通腔体内。
优选的，切刀为柱状结构，上端为圆柱体与高压进气组件的空腔间隙配合，所述圆柱体上加工有上下两圈环形槽，环形槽内安装有密封圈，所述切刀下端为加工有槽体的切块，圆柱体与切块通过连接杆连接。
优选的，高压进气组件的壳体为带有腔体的上下贯通空腔结构，腔体顶部通过堵帽密封，壳体一侧加工有高压出气口，所述高压出气口使腔体与一级减压器连通，壳体的另一侧加工有高压进气口，所述高压进气口外安装有进气口管嘴，所述腔体内安装切刀。
优选的，低压出气组件的壳体为槽体结构，槽体的顶面与高压进气组件的腔体对接形成贯通腔体，壳体一侧加工有低压进气口，所述低压进气口使腔体与二级减压器连通，壳体的另一侧加工有低压出气口，所述低压出气口外安装有出气口管嘴，所述出气口管嘴与壳体之间安装密封帽，所述密封帽带有开口的一端装夹在出气口管嘴与壳体之间，密封帽带有密封凸块一端装卡在切刀的槽体中。
优选的，密封帽的密封凸块与密封帽其余部分连接处加工成薄壁结构，形成应力薄弱点便于切刀剪切。
优选的，密封帽的材质为脆铝合金，此种材质既耐腐蚀又适用于5-10MPa气体冲击下切刀能够切断密封帽。
优选的，一级减压器的壳体与高压进气组件的壳体加工为一体称为一级壳体，所述二级减压器的壳体与低压出气组件的壳体加工为一体称为二级壳体，所述一级壳体与二级壳体通过法兰固定连接。
本发明的有益效果是：
1.本发明采用的密封帽密封形式，能够实现非工作状态下的零泄漏，可靠性高；
2.本发明与传统气路减压器及单向阀装置相比，单向阀及减压器集成于一体；
3.本发明巧妙利用高压气源的高压气体作动力、可实现传统反向截止阀无法实现的零泄漏功能。
附图说明
图1为一种气爆式减压模块结构示意图；
图2为密封帽切断后气爆式减压模块结构示意图；
图3为高压进气组件结构示意图；
图4为低压出气组件结构示意图；
图5为一级减压器结构示意图；
图6为二级减压器结构示意图。
附图标记：1-进气口管嘴，2-堵帽，3-高压出气口，4-密封圈，5-切刀，6-出气口管嘴，7-密封帽，8-低压进气口，9-二级壳体，10-一级壳体，11-上法兰，12-下法兰，13-一级节流缝，14-活门杆，15-第一活门，16-双螺母，17-调整螺套，18-弹簧，19-隔板，20-调节弹簧，21-套管，22-调整螺钉，23-活门座，24-二级节流缝，25-第二活门，71-密封凸块，72-薄壁。
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，以下结合实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
减压器的工作原理：将高压气瓶中的压力降低到某一规定值，以便挤压减压器后端贮箱中推进剂。当高压气体通过阀门与活门座之间形成的狭窄通路时，气体节流减压。在节流过程中，气体分子间及与通道壁之间要发生撞击、摩擦和涡流，气体处于不平衡状态，是一个不可逆的过程，节流后压力降低的程度取决于弹簧给的平衡力大小。
如图1所示，一种气爆式减压模块，包括一级减压器、二级减压器、高压进气组件和低压出气组件，一级减压器安装于二级减压器上部，高压进气组件安装于一级减压器侧部，低压出气组件安装于二级减压器侧部，一级减压器的壳体与高压进气组件的壳体加工为一体称为一级壳体10，二级减压器的壳体与低压出气组件的壳体加工为一体称为二级壳体9，一级壳体10与二级壳体9通过上法兰11和下法兰12固定连接。高压进气组件位于低压出气组件上部，高压进气组件和低压出气组件通过上法兰11和下法兰12固定连接，高压进气组件和低压出气组件内部为贯通腔体，贯通腔体内安装有气爆组件，气爆组件为切刀5以及一端安装在切刀5下端槽体内的密封帽7。切刀5为柱状结构，上端为圆柱体与高压进气组件的空腔间隙配合，圆柱体上加工有上下两圈环形槽，环形槽内安装有密封圈4，切刀5下端为加工有槽体的切块，圆柱体与切块通过连接杆连接。如图1和图2所示，切刀5的长度小于整个贯通腔体的高度，当切刀5未切断密封帽7时，切刀5的圆柱体恰好堵住了高压出气口3，切块与腔体底部的距离大于密封帽7的直径，当5-10MPa气体冲击切刀向下运动，切刀5切断密封帽7时，将密封帽7的薄壁72薄弱环节切断，密封凸块71随着切刀5向下运动，形成气流导通。
如图3所示，高压进气组件部分的一级壳体10为带有腔体的上下贯通空腔结构，腔体顶部通过堵帽2密封，一级壳体10一侧加工有高压出气口3，高压出气口3使腔体与一级减压器连通，一级壳体10的另一侧加工有高压进气口，高压进气口外安装有进气口管嘴1，腔体内安装切刀5。
如图4所示，低压出气组件部分的二级壳体9为槽体结构，槽体的顶面与高压进气组件的腔体对接形成贯通腔体，二级壳体9一侧加工有低压进气口8，低压进气口8使腔体与二级减压器连通，二级壳体9的另一侧加工有低压出气口，低压出气口外安装有出气口管嘴6，出气口管嘴6与二级壳体9之间安装密封帽7，密封帽7带有开口的一端装夹在出气口管嘴6与二级壳体9之间，密封帽7带有密封凸块71一端装卡在切刀5的槽体中。密封帽7的密封凸块71与密封帽7其余部分连接处加工成薄壁72结构，形成应力薄弱点便于切刀剪切。密封帽7的材质为脆铝合金，此种材质既耐腐蚀又适用于5-10MPa气体冲击下切刀5能够切断密封帽7。
如图5所示，一级壳体10内由上至下依次设有调整螺套17、弹簧8和活门组件，弹簧18的上端与调整螺套17相连用于调整弹簧18的弹力值，弹簧18的下端与活门杆14相连，活门杆14下部连接第一活门15，第一活门15下端安装双螺母16，弹簧8推动第一活门15，使其与一级壳体10之间形成一级节流缝13，其作用是节流降压，将高压气降低至3MPa-2MPa。一级壳体10、第一活门15、弹簧18构成正向卸荷式一级减压结构。
如图6所示，二级壳体9内由上至下依次设有二级减压副弹簧、第二活门25、活门座23、调节弹簧20，二级减压副弹簧的底端与第二活门25的顶端相连，第二活门25套在套管21内，第二活门25的底端顶在活门座23上，第二活门25与活门座23之间形成二级节流缝24，其作用是将气体二级节流降压至0.1MPa-0.3MPa，活门座23的下方连接隔板19，隔板19下部安装调节弹簧20，调节弹簧20的另一端连接有调整螺钉22。二级减压副弹簧、第二活门25、活门座23、调节弹簧20构成反向不卸荷式二级减压结构。
本发明的减压模块特点是一级减压器和二级减压器上下连接，同时集减压功能、安全保护功能及反向截止功能于一身，大大降低了自重并减少了连接密封环节。
在给定进口压力时，通过调节调整螺套17，使调整螺套17下部弹簧18受压缩，弹簧18的力作用在第一活门15上，与进口压力相互作用，使第一活门15开启一定高度，形成一级节流缝13，并达到一个动态的力平衡状态，经过一级节流缝13节流后的一级出口压力流入二级壳体9，经反向不卸荷式二级减压，通过调整调整螺钉22，输出稳定的出口压力，通过二级壳体内腔一路流经单向阀，另一路流经安全阀，由于单向阀正向流阻较小，通过出气口为系统提供稳定输出压力，当减压模块非正常工作使出口压力异常升高时，切刀5切断密封帽7形成通路，起到泄压保护的作用。本发明的气爆式减压模块在非工作状态下如图1所示，保持低压出口处的密封帽7密封，防止出口外液体回流；当开始工作后，如图2所示，在从进气口管嘴1进入的高压气体的压力作用下，进口压力范围为60MPa-6MPa，进口压力推动切刀5，切刀5在受到单向进口高压的作用下，切断密封帽7，使低压出气口导通；减压模块气体流经一级减压器减压，再流入二级减压器稳压至0.5MPa以下后，从出气口管嘴6流出；同时，为保证进口高压气体对出口管道的密封性，在切刀5处设置两道密封圈4及挡圈，保证进出口压力腔的隔绝。
产品在工作中，均为一次性放气，因此可以保证使用功能。在产品交付使用前的试验过程，每次气爆后，切刀5切断密封帽7后，可以通过分解法兰连接处，更换密封帽7反复使用。
以上所述是本发明的具体实施例及所运用的技术原理，任何基于本发明技术方案基础上的任何修改、等效变换，均应包含在本发明的保护范围之内。
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