本發(fā)明涉及氣體減壓閥，具體涉及一種防止氣體凝華的散熱式減壓閥。

背景技術(shù)：

1、在工業(yè)氣體應用中，為了便于儲存運輸方便，氣體通常被壓縮儲存在高壓氣瓶中。當用戶需要使用這些氣體時，必須通過減壓閥將其進行減壓，使氣體壓力符合使用要求。在氣體被壓縮的過程中，外力對其做功，內(nèi)能增加，其溫度會上升，而在減壓時，氣體膨脹對外做功，內(nèi)能減小，溫度則會下降，會從周圍吸收熱量，導致減壓閥溫度降低。

2、特別地，對于多原子分子的氣體，分子質(zhì)量大，內(nèi)能大，減壓后，溫度下降更多。如二氧化碳，如圖1所示，當其從高壓狀態(tài)減壓到低壓狀態(tài)時，導致閥高壓端的氣體溫度可能會降低到足以使氣體凝華的程度。凝華現(xiàn)象會導致固體顆粒(如干冰)的形成，固體顆粒會影響閥的啟閉狀態(tài)，這可能會干擾減壓閥的正常工作。為了防止這種情況的發(fā)生，如圖3、圖4所示，現(xiàn)有的技術(shù)解決方案主要依賴于外部散熱(冷)手段或電加熱方式來維持減壓閥進口處氣體的溫度，以防止凝華。

3、然而，這些現(xiàn)有的技術(shù)解決方案存在一些問題。首先，現(xiàn)有外部散熱(冷)方式的減壓閥進出口之間存在交集，盡管增加了散熱翅片，能從周圍環(huán)境中吸取熱量，但出口的低溫還是會直接傳遞到進口高壓側(cè)，使高壓進口端的氣體溫度降低。如圖1所示，氣體壓力越高，凝華溫度越高，越容易凝華。當長時間工作或工作流量較大時，高壓進口端的氣體溫度更容易降低到凝華溫度，在進口端產(chǎn)生凝華，形成固體結(jié)晶影響減壓閥正常工作。而電加熱方式增加了系統(tǒng)的復雜性和成本，電加熱方式還需要額外的電源和相關(guān)的安全措施。此外，這些技術(shù)主要適用于小流量的供氣場合，當氣體流量較大或需要長時間工作時，會產(chǎn)生冷凝現(xiàn)象，影響電氣安全，它們可能無法有效地防止凝華現(xiàn)象的發(fā)生。

4、因此，如何有效地解決減壓閥在減壓過程中因溫度降低而導致的凝華、冷凝等問題，成為工業(yè)氣體應用領(lǐng)域中亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的其中一個目的在于提供了一種防止氣體凝華的散熱式減壓閥，通過改進減壓閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用拐臂將隔膜組件的上下運動轉(zhuǎn)換為左右運動，使得閥開關(guān)組與閥體分離，減壓閥進出口不存在交集，出口的低溫不易傳遞到高壓進口，高壓進口的氣體溫度不會過低。防止高壓進口氣體在減壓過程中產(chǎn)生凝華現(xiàn)象，同時，消除了閥體端的冷凝冰凍，確保減壓閥的正常工作。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種防止氣體凝華的散熱式減壓閥，包括閥閥體組件、閥開關(guān)組和閥蓋組，

3、所述的閥體組件包括閥體和拐臂，拐臂可擺動，將隔膜組件的上下運動轉(zhuǎn)換為左右運動。

4、所述閥開關(guān)組包括閥進口組和擴散器，通過隔熱墊連接在閥體組件下側(cè)，與閥體組件無交集，進口組與擴散器串聯(lián)沒有交集，可有效地減少它們之間的熱(冷)傳導。在閥進口組與擴散器之間設(shè)置氣體通道，所述氣體通道連通閥進口組與擴散器；

5、當高壓氣體通過閥進口組時高壓氣體被節(jié)流減壓，進入擴散器進行散熱(冷)，吸收外部熱量；

6、所述閥蓋組連接閥體組件，用于調(diào)節(jié)高壓氣體的輸出壓力并將其壓力穩(wěn)定在所需范圍。

7、本發(fā)明除上述技術(shù)特征以外，還在如下方面做了改進：

8、在一些實施例中，所述閥體內(nèi)設(shè)有隔膜腔，所述閥體底部偏向一側(cè)設(shè)有銷軸槽和穿透閥體的通氣孔；

9、所述拐臂包括銷軸和拐臂，所述銷軸用于連接和支撐拐臂；所述銷軸插入拐臂的鉸支孔內(nèi)，使得拐臂能夠繞銷軸進行轉(zhuǎn)動；

10、所述拐臂包括主動臂和從動臂，拐臂的從動臂插入閥體的通氣孔內(nèi)，所述拐臂通過銷軸安裝在閥體上銷軸槽處；所述拐臂的從動臂一端與延伸閥桿抵接，拐臂的主動臂下面抵接復位彈簧上端。

11、在一些實施例中，所述拐臂的主動臂和從動臂之間呈一定角度的夾角。

12、在一些實施例中，所述隔膜腔的底部中心還可設(shè)置凸臺，所述凸臺上安裝有復位彈簧，所述復位彈簧套在閥體中心設(shè)置的凸臺外，用于復位拐臂和閥桿

13、在一些實施例中，所述隔膜腔的底部中心還可設(shè)置凸臺，所述凸臺上安裝有復位彈簧，所述復位彈簧套在閥體中心設(shè)置的凸臺外，用于復位拐臂和閥桿。

14、在一些實施例中，所述閥進口組包括進口段、閥桿、彈簧組件；

15、所述進口段中心沿其軸向方向設(shè)置有通氣道，所述通氣道的中段設(shè)有帶有中心孔的支撐板；

16、所述閥桿的一端設(shè)置為錐形；另一端安裝彈簧組件；所述彈簧組件與支撐板的中心孔相匹配安裝；

17、所述閥桿安裝在進口段中心的通氣道內(nèi)，所述閥桿可沿通氣道做軸向運動。

18、在一些實施例中，所述進口段側(cè)面設(shè)置有測壓螺紋孔，與氣體通道相連通。

19、在一些實施例中，所述擴散器包括擴散體，所述擴散體內(nèi)開設(shè)擴散腔；

20、所述擴散腔內(nèi)設(shè)置有延伸閥桿、支撐環(huán)和閥片；

21、所述延伸閥桿安裝在支撐環(huán)上，并可沿支撐環(huán)軸向滑動；

22、所述閥片設(shè)置在擴散腔靠近進口段設(shè)置的多階凹腔內(nèi)；

23、所述支撐環(huán)置于擴散腔內(nèi)，所述延伸閥桿穿過支撐環(huán)并與閥進口組的閥桿抵接，通過延伸閥桿推動閥桿移動進而調(diào)節(jié)閥桿與閥片間的開度，進行節(jié)流減壓，控制閥輸出壓力。

24、在一些實施例中，所述擴散體的其中一端為方形法蘭，另一端為帶凸沿的方塊體，中部為外表面帶有散熱翅片的柱體；

25、所述方形法蘭中心設(shè)有多階凹腔，方塊體端部中心設(shè)有管螺紋孔，多階凹腔與擴散腔連通；

26、所述方塊體一側(cè)面中間位置設(shè)有橫向法蘭，橫向法蘭中心開有通氣孔，所述通氣孔與管螺紋孔連通。

27、在一些實施例中，所述閥片為帶中心小孔的一端凸起圓臺狀，前端中心內(nèi)倒斜面，置于擴散體前端雙階凹腔內(nèi)。

28、在一些實施例中，所述支撐環(huán)為中心通孔且周邊帶貫通通道的圓盤，圓盤的外圓面與擴散體內(nèi)擴散腔配合，固定在擴散腔內(nèi)，前后各設(shè)置一個。

29、在一些實施例中，所述延伸閥桿為圓形桿狀，一端設(shè)置有盤頭，與支撐環(huán)中心孔配合并置于支撐環(huán)中心。

30、在一些實施例中，所述擴散腔的出口處設(shè)置出氣接頭；

31、所述出氣接頭為外部帶散熱翅片的三通螺紋管接頭，具有進口公螺紋和至少一個出口母螺紋孔。

32、在一些實施例中，所述閥蓋組的調(diào)壓彈簧通過旋鈕組件調(diào)節(jié)，以改變隔膜組件的位置，進而通過拐臂和閥桿調(diào)節(jié)閥片的開度。

33、在一些實施例中，該防止氣體凝華的散熱式減壓閥，還包括進口壓力表和出口壓力表，分別連接在測壓螺紋孔處和出氣接頭一側(cè)，用于監(jiān)測進口和出口的氣體壓力。

34、通過采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明至少具備如下其中一個有益效果：

35、1.有效防止氣體凝華

36、本發(fā)明通過進氣段對高壓氣體進行節(jié)流減壓，擴散器散熱(冷)，當高壓氣體通過減壓閥減壓后，其膨脹過程中溫度降低，吸收的熱量能夠迅速散發(fā)到外部環(huán)境中，也就是外部環(huán)境中迅速吸收熱量；從而避免了氣體溫度的急劇下降，有效防止了氣體在減壓過程中因溫度降低而凝華的問題。

37、2.提高減壓閥的工作流量

38、本發(fā)明將閥瓣組件與閥體組件分離設(shè)置，并移至外部，使得氣體減壓膨脹時所需吸收的熱量可以更充分地交換到外部，降低了閥出口低溫對閥工作的負面影響。這種設(shè)計使得減壓閥能夠在沒有電源、沒有加熱的情況下正常工作，工作流量可以更大，適用范圍更廣。

39、4.精確調(diào)節(jié)輸出壓力

40、本發(fā)明通過調(diào)壓彈簧的壓縮量改變會影響隔膜組件的位置，進而通過拐臂和閥桿調(diào)節(jié)閥片的開度，實現(xiàn)閥體與進口組件分離和輸出壓力的精確控制。閥蓋組的調(diào)壓彈簧和旋鈕組件的精確調(diào)節(jié)，可以穩(wěn)定控制出口氣體的壓力，進而間接影響氣體的溫度，使其保持在不易凝華的范圍內(nèi)，進而精確調(diào)節(jié)輸出壓力，使得減壓閥能夠滿足不同工況下的壓力調(diào)節(jié)需求。

41、5.本發(fā)明采用減壓閥進口開關(guān)機構(gòu)外置，與閥體分離結(jié)構(gòu)，隔離減壓后減壓閥的低溫區(qū)，防止高壓進口段溫度過低產(chǎn)生凝華。解決氣體減壓閥因氣體凝華，產(chǎn)生干冰影響減壓閥正常工作的問題。在不用電源、不用加熱的情況下，減壓閥仍能在大流量下正常工作，節(jié)約能源，工作可靠，使用方便。

42、綜上所述，本發(fā)明通過創(chuàng)新的設(shè)計和優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，把需要吸收熱量的閥出口外置分離，閥進出口無交集，減少閥出口低溫對閥高壓進口的影響，減少閥進口高壓側(cè)產(chǎn)生凝華的風險。氣體減壓后所需吸收的熱量可更充分進行交換到擴散段和出口端外部，確保進口端溫度高于凝華溫度，不產(chǎn)生干冰固體，減壓閥使用時的工作流量可以更大，而不需要電加熱。

43、本發(fā)明避免了氣體溫度的急劇下降，有效防止了氣體在減壓過程中因溫度急劇降低導致的凝華問題，在現(xiàn)代工業(yè)中具有廣泛的應用前景。