本发明专利技术涉及一种高精度大减压比自动调压的气体稳压减压组合阀，采用两级减压结构，实现压力的高精度输出。一级采用机械式减压阀，二级采用电气比例减压阀。一级减压阀采用逆向卸荷式的主体结构，平衡掉入口压力作用在活门上的气压力，从而降低气源压力波动的影响，针对上游压力高的问题，一级减压阀采用金属膜片式结构，提高抗压能力。二级减压阀采用电磁比例阀的主体形式，阀体采用逆向卸荷式结构，进一步降低入口压力的干扰，同时采用比例电磁铁的驱动元件，在保证流量的前提下，确保输出压力的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种高精度大减压比自动调压的气体稳压减压组合阀
本专利技术属于工业阀门设计领域，涉及一种高精度大减压比自动调压的气体稳压减压组合阀。
技术介绍
目前燃料电池供气系统多采用机械是调压阀门和气动调压两种方式，机械调压在使用过程中进行压力变化时需要操作人员手动调节，或者采用预订调节的方式，但是该方式对上下游的抗干扰能力较差。气动调压往往需要额外的辅助气源进行压力控制，系统复杂，成本高，同时因为增加了额外的辅助气源系统进行控制，导致其压力的响应速度必然会降低，系统的可靠性也大幅度降低。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种高精度大减压比自动调压的气体稳压减压组合阀。本专利技术解决技术的方案是：一种高精度大减压比自动调压的气体稳压减压组合阀，包括一级减压阀和二级减压阀，一级减压阀包括调节杆、一级阀上盖、弹簧上顶板、主弹簧、弹簧下顶板、一级顶杆、金属膜片组件、一级活门组件、一级活门弹簧、一级下安装座、一级金属密封垫；二级减压阀包括比例电磁铁、波纹管组件、二级顶杆、二级导向阻尼块、转接支架、二级活门组件、二级活门弹簧、基体、二级金属密封垫、二级下安装座和一级阻尼孔板；一级减压阀安装在基体右侧，二级减压阀安装在基体左侧具体地，一级活门组件为逆向卸荷结构形式，内部轴向开有柱形台阶空腔，上部柱形直径小于下部柱形直径，一级活门弹簧安装在下部柱形空腔中，一级活门组件顶部设计有凸台，凸台开两处斜孔，两处斜孔与轴向柱形台阶空腔贯穿；一级活门组件外表面开有密封槽，密封槽上安装密封圈和密封挡板；一级下安装座上开有盲孔，一级活门组件安装在所述盲孔中；一级下安装座安装在基体上，在一级下安装座和基体之间安装有一级金属密封垫；一级阻尼孔板通过螺钉安装于基体右侧的上端止孔上，二者之间为间隙配合，安装到位后，一级阻尼孔板与一级活门组件上端面刚好接触；一级顶杆插入一级阻尼孔板的导向孔内，金属膜片组件安装在基体右侧的定位槽中，且位于一级阻尼孔板上方；弹簧下顶板安装于金属膜片组件上，主弹簧安装于弹簧上顶板上侧，弹簧上顶板安装于主弹簧上侧，一级阀上盖通过螺钉安装于基体右侧上部，金属膜片组件位于一级阀上盖与基体之间，弹簧下顶板、主弹簧和弹簧上顶板均位于一级阀上盖内部；调节杆与一级阀上盖通过螺纹连接，调节杆下端凸起与弹簧上顶板相接触；二级活门组件为逆向卸荷结构形式，内部轴向开有柱形台阶空腔，上部柱形直径小于下部柱形直径，二级活门弹簧安装在下部柱形空腔中，二级活门组件外表面开有密封槽，密封槽上安装密封圈和密封挡板；二级活门组件顶端加工有V型孔；二级下安装座上开有盲孔，二级活门组件安装在所述盲孔中；二级下安装座安装在基体上，在二级下安装座和基体之间安装有二级金属密封垫；二级导向阻尼块通过螺钉安装于基体左侧的上端止孔中，二级导向阻尼块中的导向长度为导向孔内孔直径的5～10倍；二级顶杆安装于二级导向阻尼块的导向孔内；二级顶杆下侧外形为锥形，下侧内部开有直径为r1的盲孔，在盲孔上顶端一侧开有直径为r2的盲孔，所述直径为r2的盲孔与直径为r1的盲孔贯穿；二级顶杆下方锥形外形与二级活门组件顶端的V型孔相接触；波纹管组件包括波纹管、下支撑面和上固定面，其中波纹管位于中间，三者通过焊接方式连接；上固定面上加工有导向孔；波纹管组件安装在基体上，且位于二级导向阻尼块上方；安装到位后，二级顶杆顶端插入波纹管组件上固定面的导向孔中；转接支架安装于基体左侧上方，比例电磁铁位于波纹管组件上方，且固定在基体上；基体右侧入口、一级阀口和一级或门组件密封槽之间加工有高压腔；一级阀口、金属膜片组件和二级阀口之间加工有中压腔；基体右侧出口、二级阀口和二级或门组件之间加工有低压腔。一级活门组件采用硫化橡胶的形式，将氟橡胶硫化在金属骨架上，内部轴向柱形台阶空腔的上部柱形直径为0.8～1.1mm，凸台处两处斜孔孔径为0.5～0.8mm。一级下安装座盲孔内壁喷涂聚四氟，聚四氟厚度20～30um，喷涂后的一级下安装座盲孔与一级活门组件之间的配合采用小间隙配合，间隙控制在4um到8um之间。在一级下安装座与一级金属密封垫相接触的环形区域中间设置有刀口密封环，刀口密封环高度0.15mm，刀口角度为60°；基体与一级金属密封垫相接触的环形区域中间设置有“V型”密封水线，密封水线深度0.2，V型角角度为60°。金属膜片组件采用铍青铜金属膜片，铍青铜膜片采用正弦波压纹形式，在铍青铜金属膜片上下表面分别焊接0.9mm厚紫铜密封垫，紫铜密封垫和铍青铜金属膜片之间的密封性优于1x10-9Pam3/s。金属膜片组件安装于基体右侧的定位槽中时，金属膜片组件正弦波凸台方向朝下安装；在金属膜片组件与基体相接触的面上，在基体上加工有2道刀口密封环，刀口密封环高度0.15mm，刀口角度为60°。一级阀上盖与金属膜片组件相接触的环面上加工有2道刀口密封环，刀口密封环高度0.15mm，刀口角度为60°。二级活门组件采用硫化橡胶的形式，将氟橡胶硫化在金属骨架上，内部轴向柱形台阶空腔的上部柱形直径为0.8～1.1mm。二级下安装座盲孔内壁喷涂聚四氟，聚四氟厚度20～30um，喷涂后的二级下安装座盲孔与二级活门组件之间的配合采用小间隙配合，间隙控制在4um到8um之间。二级下安装座和基体之间安装有二级金属密封垫，在二级下安装座与二级金属密封垫相接触的环形区域中间设置有刀口密封环，刀口密封环高度0.15mm，刀口角度为60；基体与二级金属密封垫相接触的环形区域中间有“V型”密封水线，密封水线深度0.2，V型角角度为60°。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：本专利技术气体稳压减压组合阀，采用两级减压结构，实现压力的高精度输出。一级采用机械式减压阀，二级采用电气比例减压阀。针对上游压力变化大的问题，一级减压阀采用逆向卸荷式的主体结构，平衡掉入口压力作用在活门组件上的气压力，从而降低气源压力波动的影响，针对上游压力高的问题，一级减压阀采用金属膜片式结构，提高抗压能力。针对下游压力可调，精度高的问题，二级减压阀采用电磁比例阀的主体形式，阀体采用逆向卸荷式结构，进一步降低入口压力的干扰，同时采用比例电磁铁的驱动元件，在保证流量的前提下，确保输出压力的稳定性。针对输出精度高的问题，主要是采用压力闭环控制的方法，通过压力传感器采集出口压力，对比例电磁铁的输出力值进行调定，保证其输出压力的稳定性与输出精度。本专利技术系统简单，成本低，压力的响应速度块，有效提高了系统的可靠性。附图说明图1为本专利技术气体稳压减压组合阀示意图；图2为或门组件密封副表面喷涂PTFE润滑材料示意图；图3为金属膜片组件示意图；图4为波纹管组件示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步阐述。本专利技术组成如图1所示，采用集成化设计，所有零件安装于基体上，形成本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高精度大减压比自动调压的气体稳压减压组合阀，其特征在于：包括一级减压阀和二级减压阀，一级减压阀包括调节杆(1)、一级阀上盖(2)、弹簧上顶板(3)、主弹簧(4)、弹簧下顶板(5)、一级顶杆(6)、金属膜片组件(7)、一级活门组件(8)、一级活门弹簧(9)、一级下安装座(10)、一级金属密封垫(11)；二级减压阀包括比例电磁铁(12)、波纹管组件(13)、二级顶杆(14)、二级导向阻尼块(15)、转接支架(16)、二级活门组件(17)、二级活门弹簧(18)、基体(19)、二级金属密封垫(20)、二级下安装座(21)和一级阻尼孔板(22)；/n一级减压阀安装在基体右侧，二级减压阀安装在基体左侧/n具体地，一级活门组件(8)为逆向卸荷结构形式，内部轴向开有柱形台阶空腔，上部柱形直径小于下部柱形直径，一级活门弹簧(9)安装在下部柱形空腔中，一级活门组件(8)顶部设计有凸台，凸台开两处斜孔，两处斜孔与轴向柱形台阶空腔贯穿；一级活门组件(8)外表面开有密封槽，密封槽上安装密封圈和密封挡板；/n一级下安装座(10)上开有盲孔，一级活门组件(8)安装在所述盲孔中；一级下安装座(10)安装在基体(19)上，在一级下安装座(10)和基体(19)之间安装有一级金属密封垫(11)；/n一级阻尼孔板(22)通过螺钉安装于基体(19)右侧的上端止孔上，二者之间为间隙配合，安装到位后，一级阻尼孔板(22)与一级活门组件(8)上端面刚好接触；/n一级顶杆(6)插入一级阻尼孔板(22)的导向孔内，金属膜片组件(7)安装在基体右侧的定位槽中，且位于一级阻尼孔板(22)上方；/n弹簧下顶板(5)安装于金属膜片组件(7)上，主弹簧(4)安装于弹簧上顶板(3)上侧，弹簧上顶板(3)安装于主弹簧(4)上侧，一级阀上盖(2)通过螺钉安装于基体(19)右侧上部，金属膜片组件(7)位于一级阀上盖(2)与基体(19)之间，弹簧下顶板(5)、主弹簧(4)和弹簧上顶板(3)均位于一级阀上盖(2)内部；/n调节杆(1)与一级阀上盖(2)通过螺纹连接，调节杆(1)下端凸起与弹簧上顶板3相接触；/n二级活门组件(17)为逆向卸荷结构形式，内部轴向开有柱形台阶空腔，上部柱形直径小于下部柱形直径，二级活门弹簧(18)安装在下部柱形空腔中，二级活门组件(17)外表面开有密封槽，密封槽上安装密封圈和密封挡板；二级活门组件(17)顶端加工有V型孔；/n二级下安装座(21)上开有盲孔，二级活门组件(17)安装在所述盲孔中；二级下安装座(21)安装在基体(19)上，在二级下安装座(21)和基体(19)之间安装有二级金属密封垫(20)；/n二级导向阻尼块(15)通过螺钉安装于基体(19)左侧的上端止孔中，二级导向阻尼块(15)中的导向长度为导向孔内孔直径的5～10倍；/n二级顶杆(14)安装于二级导向阻尼块(15)的导向孔内；二级顶杆(14)下侧外形为锥形，下侧内部开有直径为r1的盲孔，在盲孔上顶端一侧开有直径为r2的盲孔，所述直径为r2的盲孔与直径为r1的盲孔贯穿；二级顶杆(14)下方锥形外形与二级活门组件(17)顶端的V型孔相接触；/n波纹管组件(13)包括波纹管、下支撑面和上固定面，其中波纹管位于中间，三者通过焊接方式连接；上固定面上加工有导向孔；/n波纹管组件(13)安装在基体(19)上，且位于二级导向阻尼块(15)上方；安装到位后，二级顶杆(14)顶端插入波纹管组件(13)上固定面的导向孔中；/n转接支架(16)安装于基体(19)左侧上方，比例电磁铁(12)位于波纹管组件(13)上方，且固定在基体(19)上；/n基体右侧入口、一级阀口和一级或门组件密封槽之间加工有高压腔；一级阀口、金属膜片组件(7)和二级阀口之间加工有中压腔；基体右侧出口、二级阀口和二级或门组件之间加工有低压腔。/n...
【技术特征摘要】
1.一种高精度大减压比自动调压的气体稳压减压组合阀，其特征在于：包括一级减压阀和二级减压阀，一级减压阀包括调节杆(1)、一级阀上盖(2)、弹簧上顶板(3)、主弹簧(4)、弹簧下顶板(5)、一级顶杆(6)、金属膜片组件(7)、一级活门组件(8)、一级活门弹簧(9)、一级下安装座(10)、一级金属密封垫(11)；二级减压阀包括比例电磁铁(12)、波纹管组件(13)、二级顶杆(14)、二级导向阻尼块(15)、转接支架(16)、二级活门组件(17)、二级活门弹簧(18)、基体(19)、二级金属密封垫(20)、二级下安装座(21)和一级阻尼孔板(22)；
一级减压阀安装在基体右侧，二级减压阀安装在基体左侧
具体地，一级活门组件(8)为逆向卸荷结构形式，内部轴向开有柱形台阶空腔，上部柱形直径小于下部柱形直径，一级活门弹簧(9)安装在下部柱形空腔中，一级活门组件(8)顶部设计有凸台，凸台开两处斜孔，两处斜孔与轴向柱形台阶空腔贯穿；一级活门组件(8)外表面开有密封槽，密封槽上安装密封圈和密封挡板；
一级下安装座(10)上开有盲孔，一级活门组件(8)安装在所述盲孔中；一级下安装座(10)安装在基体(19)上，在一级下安装座(10)和基体(19)之间安装有一级金属密封垫(11)；
一级阻尼孔板(22)通过螺钉安装于基体(19)右侧的上端止孔上，二者之间为间隙配合，安装到位后，一级阻尼孔板(22)与一级活门组件(8)上端面刚好接触；
一级顶杆(6)插入一级阻尼孔板(22)的导向孔内，金属膜片组件(7)安装在基体右侧的定位槽中，且位于一级阻尼孔板(22)上方；
弹簧下顶板(5)安装于金属膜片组件(7)上，主弹簧(4)安装于弹簧上顶板(3)上侧，弹簧上顶板(3)安装于主弹簧(4)上侧，一级阀上盖(2)通过螺钉安装于基体(19)右侧上部，金属膜片组件(7)位于一级阀上盖(2)与基体(19)之间，弹簧下顶板(5)、主弹簧(4)和弹簧上顶板(3)均位于一级阀上盖(2)内部；
调节杆(1)与一级阀上盖(2)通过螺纹连接，调节杆(1)下端凸起与弹簧上顶板3相接触；
二级活门组件(17)为逆向卸荷结构形式，内部轴向开有柱形台阶空腔，上部柱形直径小于下部柱形直径，二级活门弹簧(18)安装在下部柱形空腔中，二级活门组件(17)外表面开有密封槽，密封槽上安装密封圈和密封挡板；二级活门组件(17)顶端加工有V型孔；
二级下安装座(21)上开有盲孔，二级活门组件(17)安装在所述盲孔中；二级下安装座(21)安装在基体(19)上，在二级下安装座(21)和基体(19)之间安装有二级金属密封垫(20)；
二级导向阻尼块(15)通过螺钉安装于基体(19)左侧的上端止孔中，二级导向阻尼块(15)中的导向长度为导向孔内孔直径的5～10倍；
二级顶杆(14)安装于二级导向阻尼块(15)的导向孔内；二级顶杆(14)下侧外形为锥形，下侧内部开有直径为r1的盲孔，在盲孔上顶端一侧开有直径为r2的盲孔，所述直径为r2的盲孔与直径为r1的盲孔贯穿；二级顶杆(14)下方锥形外形与二级活门组件(17)顶端的V型孔相接触；
波纹管组件(13)包括波纹管、下支撑面和上固定面，其中波纹管位于中间，三者通过焊接方式连接；上固定面上加工有导向孔；
波纹管组件(13)安装在基体(19)上，且位于二级导向阻尼块(15)上方；安装到位后，二级顶杆(14)顶端插入波纹管组件(13)上固定面的导向孔中；
转接支架(16)安装于...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵健，谢文，何通，刘建峰，刘畅，李磊磊，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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