[发明专利]一种气体减压器阀芯

权利要求书

1.一种气体减压器阀芯，其特征在于：包括压盖(1)、连接组件(2)、复位弹簧(3)、阀瓣(4)、阀座(5)，这些零部件组装成为一个集成的完整组件，能够独立实现节流减压功能；

所述压盖(1)是一个锥台形不锈钢旋转体，用于压紧复位弹簧(3)，并且顶端开孔以在阀芯工作时快速平衡内外压力；

所述阀瓣(4)是一个圆杯形腔体，在下底面(45)设计第一密封凸台(42)，第一密封凸台(42)表面与阀瓣(4)外表面(41)垂直，第一密封凸台(42)表面粗糙度要求达到0.1级；阀瓣(4)上均布通气孔(37)以快速实现阀瓣(4)内外压力平衡；所述阀瓣(4)外表面(41)被分割为多个区域，阀瓣(4)外表面(41)表面粗糙度要求达到0.4～0.8级；

所述阀座(5)为中空的“凸”形环状腔，其侧面有用于气体流通的阀座孔(32)，腔内有第二密封凸台(53)；第二密封凸台(53)表面粗糙度要求达到0.1级，并与阀座内表面(51)垂直；

其连接关系如下，以阀座(5)为基准，将阀瓣(4)同轴装入阀座(5)的内腔，再将复位弹簧(3)装入阀瓣(4)的内腔，压盖(1)通过连接组件(2)，将复位弹簧(3)、阀瓣(4)压紧在阀座(5)上；阀座(5)的第二密封凸台(53)与阀瓣(4)第一密封凸台(42)组成密封副；阀瓣(4)外表面(41)与阀座(5)内表面(51)密切接触实现同轴安装，外表面(41)与内表面(51)为配合表面，阀芯在减压器内工作时，阀瓣抬起一定高度，组成密封副的两个密封凸台分离，形成节流环缝，使得高压气体流通、减压。

2.如权利要求1所述的一种气体减压器阀芯，其特征在于：所述阀瓣(4)的最大开度hmax和节流直径D满足以下关系式，

其中：为流过阀座孔(32)的气体质量流量，单位为kg/s；D为阀瓣(4)第一密封凸台(42)的内径，单位为m；μ_g为气体的流量系数，取μ_g＝0.7～0.90；p₁₀、p₂分别为高压气体总压、经过阀芯后输出压力，单位为Pa；k为气体比热比；R为气体常数、单位为J/(kg.K)；T为总温，单位为K；是气体的临界压力比。

3.如权利要求2所述的一种气体减压器阀芯，其特征在于：所述阀座孔(32)的数量n₃₂及直径d₃₂需要满足以下关系式：

其中：μ₃₂为阀座孔(32)流量系数，取μ₃₂＝0.5～0.7；ρ₀为气体在标准大气条件下的密度，单位为kg/m³；u为气体流过阀座孔(32)时流速，u的取值范围为20～50m/s；阀座孔(32)的数量n₃₂及直径d₃₂根据实际结构以下值选取：d₃₂的取值范围为15-25mm，n₃₂的取值范围为8-16。

4.如权利要求1-3中任一项所述的一种气体减压器阀芯，其特征在于：所述阀座内表面(51)表面粗糙度应达到0.4～0.8级。

5.如权利要求1所述的一种气体减压器阀芯，其特征在于：所述阀座(5)采用比阀瓣(4)硬度小的金属材料加工。

6.如权利要求1所述的一种气体减压器阀芯，其特征在于：所述阀瓣(4)采用不锈钢加工，阀座(5)采用黄铜加工。