本实用新型涉及气体减压领域，尤其涉及一种气体减压器。
背景技术：
减压器是指把储存在气瓶内的高压气体，减压为工作需要的低压气体的装置。减压器是气动调节阀的一个必备配件，主要作用是将气源的压力减压并稳定到一个定值，以便于调节阀能够获得稳定的气源动力用于调节控制。减压器是通过调节，将进口压力减至某一需要的出口压力，并依靠介质本身的能量，使出口压力自动保持稳定的阀门。从流体力学的观点看，减压器是一个局部阻力可以变化的节流元件，即通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的。然后依靠控制与调节系统的调节，使阀后压力的波动与弹簧力相平衡，使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定。按结构形式可分为薄膜式、弹簧薄膜式、活塞式、杠杆式和波纹管式；按阀座数目可人为单座式和双座式；按阀瓣的位置不同可分为正作用式和反作用式。减压器的高压腔可与钢瓶连接，低压腔为气体出口，并通往使用系统。使用时先打开钢瓶总开关，然后顺时针转动低压表压力调节螺杆，使其压缩主弹簧并传动薄膜、弹簧垫块和顶杆而将活门打开。这样进口的高压气体由高压室经节流减压后进入低压室，并经出口通往工作系统。转动调节螺杆，改变活门开启的高度，从而调节高压气体的通过量并达到所需的压力值。
在一些特定应用环境下会对减压器产生特定的性能需求，常规的减压器性能无法满足特定需求，在气体减压器应用领域采用膜片式和活塞式两种结构居多，膜片式减压器一般应用在进气压力比较低的场合，膜片式减压器相比活塞式减压器调节精度更高。活塞式减压器由于结构特点可以适用于高进气压力的环境下，但器调节精度偏低，一般只能应用在对输出压力稳定性要不不高的场合，或只作为一级减压器使用。为了既能适用高工作压力环境又能提高出口压力的控制精度，一般会采用二级减压器，一级减压器采用活塞式，二级减压器采用膜片式。但这种搭配使用方式的显著缺点是体积大，质量大，对于一些有便携要求的产品无法满足使用要求。
技术实现要素：
本实用新型提供一种气体减压器，以克服上述技术问题。
本实用新型提供一种气体减压器，包括主体、上盖、阀片、阀杆和弹簧；
所述上盖与所述主体卡合；所述阀杆一端与所述阀片垂直并一体成型，所述阀杆和所述阀片位于所述上盖与所述主体形成的空间内，所述阀片靠近所述上盖，所述阀片轴端与所述主体内壁接触，所述阀杆另一端远离所述上盖；所述弹簧套设于所述阀杆，两端分别被所述阀片和所述主体朝向所述阀片的内壁压缩；
所述主体远离所述上盖的一端设置有高压入口，所述主体朝向所述阀杆的内壁设置有高压阀口；所述上盖设置有与外界连通的低压出口；所述阀杆设置有相互连通的通气孔和气道，所述气道与所述低压出口连通；高压气体依次通过所述高压入口、高压阀口、通气孔、气道和低压出口进行减压排出。
进一步地，还包括：膜片、密封圈和阀瓣；
所述膜片与所述阀片密封固定，所述膜片周端与所述主体内壁接触；所述阀瓣固定于所述阀杆的自由端，并与所述高压阀口相对，所述密封圈套设于所述阀杆上，位于所述阀杆与所述主体内壁间。
进一步地，所述膜片周设置有朝向所述主体的第一凸沿，所述第一凸沿与所述主体及所述上盖接触的表面分别设置有第一凸起和第二凸起；所述主体设置有朝向所述膜片的凹槽，所述第一凸沿卡入所述凹槽，所述上盖对第二凸起进行挤压。
进一步地，所述阀片的直径至少是所述密封圈外直径的8倍。
进一步地，所述上盖朝向所述阀片的侧壁固定有支撑柱，所述支撑柱内设置有通道，所述通道与所述气道和低压出口连通。
进一步地，所述高压阀口直径不大于3mm。
进一步地，所述主体上设有至少一个压力平衡口，所述压力平衡口与外界连通。
进一步地，所述阀片与所述弹簧接触的一面的周端设置有对所述弹簧限位的第二凸沿。
本实用新型通过阀片、膜片及弹簧的结合，既能适用高工作压力环境又能提高出口压力的控制精度，组成零部件少，体积小巧，重量轻，设定压力固定，可实现高压差的低输出压力，稳压精度高，阀片动作快，动作阻力小，可靠性高。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例的剖视图；
图2为本实用新型实施例的整体结构示意图；
图3为本实用新型实施例的爆炸图；
图4为本实用新型实施例的阀片及阀杆的剖视图；
图5为本实用新型图1中a的放大图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型提供一种气体减压器，如图1及图2所示，包括主体1、上盖2、阀片3、阀杆31和弹簧4；
所述上盖2与所述主体1卡合；所述阀杆31一端与所述阀片3垂直并一体成型，所述阀杆31和所述阀片3位于所述上盖2与所述主体1形成的空间内，所述阀片3靠近所述上盖2，所述阀片3轴端与所述主体1内壁接触，所述阀杆31另一端远离所述上盖2；所述弹簧4套设于所述阀杆31，两端分别被所述阀片3和所述主体1朝向所述阀片3的内壁压缩；
如图3所示，所述主体1远离所述上盖2的一端设置有高压入口101，所述主体1朝向所述阀杆31的内壁设置有高压阀口102；所述上盖2设置有与外界连通的低压出口201；所述阀杆31设置有相互连通的通气孔3.2和气道3.1，所述气道3.1与所述低压出口201连通；高压气体依次通过所述高压入口101、高压阀口102、通气孔3.2、气道3.1和低压出口201进行减压排出。
进一步地，还包括：膜片32、密封圈34和阀瓣33；
所述膜片32与所述阀片3密封固定，所述膜片32周端与所述主体1内壁接触；所述阀瓣33固定于所述阀杆31的自由端，并与所述高压阀口102相对，所述密封圈34套设于所述阀杆31上，位于所述阀杆31与所述主体1内壁间。
具体而言，所述高压阀口102与高压入口101之间形成高压腔100，所述上盖2与阀片3之间形成低压腔200，所述密封圈34与高压阀口102之间形成出气腔300，所述阀片3与主体1之间形成压力平衡腔400；
如图1所示，所述主体1与气瓶连接后，气瓶内的高压气体一次通过所述高压入口101、高压腔100、高压阀口102到达出气腔300，再经过通气孔3.2进入到低压腔200，由低压出口201流出。当低压出口201关闭后，低压腔200压力升高，推动阀片3克服弹簧4的弹簧力将阀瓣33推向高压阀口102，将高压阀口102关闭，此时气流阻断，低压腔200的压力不会再升高，维持在设定压力。相反，低压出口201开启后，低压腔200的压力降低，弹簧4推动阀片3将阀瓣33打开，气流流通，此时阀片3处于动态平衡状态。
如图4所示，阀杆31是硬质材料，可以是金属或硬质塑料，所述膜片32是橡胶类软质材料，与阀片3通过包胶或粘接等形式密封固定在一起。既适应了活塞式阀片的整体结构，又避免了阀片3与主体1内腔侧壁的摩擦。
进一步地，如图5所示，所述膜片32周设置有朝向所述主体1的第一凸沿32.1，所述第一凸沿32.1与所述主体1及所述上盖2接触的表面分别设置有第一凸起32.2和第二凸起32.3；所述主体1设置有朝向所述膜片32的凹槽1.1；并通过上盖2对膜片32上的第二凸起(32.3)进行挤压。
所述第一凸沿32.1卡入所述凹槽1.1实现对进入的高压气体进行密封，其中第一凸起32.2和第二凸起32.3实现对高压气体的进一步密封。进一步地，所述阀片3的直径至少是所述密封圈34外直径的8倍；
具体而言，加大阀片3的受力面积，对压力变化更敏感，以达到更高的减压比，可以使低压出口201稳定输出更低压的气体，同时压力也更稳定。阀片3的受力面积大小与出气腔300的直径大小直接相关；而密封圈34的外直径等于出气腔300的直径，所以所述阀片3的直径至少是密封圈34外径的8倍，也即所述阀片3的直径至少是出气腔300的内径的8倍，根据对低压出口201流出的气体的不同压力的需求，可增大或缩小阀片3的外径尺寸。
进一步地，所述上盖2朝向所述阀片3的侧壁固定有支撑柱202，所述支撑柱202内设置有通道，所述通道与所述气道3.1和低压出口201连通。
具体而言，如图1所示，所述上盖2朝向所述阀片3的侧壁中心处设有支撑柱202，对所述阀片3进行限位，防止由于弹簧4弹力的作用使膜片32向上承受过大的拉伸力以至于使其造成损伤。
进一步地，所述高压阀口102直径小于所述高压入口101直径，所述高压阀口102直径不大于3mm。
具体而言，本实施例中，气体减压器应用在便携氧气瓶，对于气量需求3mm的通径已足够满足，考虑到过大的阀口通径会产生超过膜片32压力承受极限，因此限制阀口最大通径。
整个阀片3均承受压力，包括膜片32和阀杆31，此处限制了高压阀口的直径是因为本申请作为高压减压器，高压阀口102的直径过大会使阀瓣33相应的承受过大的压力，尤其高压入口101的压力变化时，阀瓣33承受的压力变化范围也很大，从而影响低压出口201的出口压力的稳定性。
进一步地，所述主体1上设有至少一个压力平衡口103，所述压力平衡口103与外界连通。
具体而言，如图1所示，主体1上设有一个压力平衡口103，连通压力平衡腔400与外界大气。该压力平衡口103保证阀片3在弹簧4一侧的压力始终保持为大气压，以保证低压腔200内的压力恒定。
进一步地，所述阀片3与所述弹簧4接触的一面的周端设置有第二凸沿35对所述弹簧4进行径向限位。也可以利用主体1的内侧壁作为弹簧4的径向限位结构。
本申请的有益效果如下：
1.整体结构布局紧凑，高度小，空间利用率高，在保证基本性能的前提下和传统减压器相比大幅度降低了轴向尺寸，更能适应便携应用的需求。
2.改进的阀片设计，即加大阀片面积，对压力变化更敏感，阀片周圈增加了橡胶材质的膜片，消除了活塞式阀片的运作摩擦阻力，使输出压力更稳定在高减压比的工况下实现低压稳压的需求。
3.相比活塞式减压器结构，阀片动作快，出口压力变化响应速度快，保证周期性频繁开闭的供气需求。
4.本申请整体结构组成零部件少，工艺简单，可靠性高，成本低。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
1.一种气体减压器，其特征在于：包括主体(1)、上盖(2)、阀片(3)、阀杆(31)和弹簧(4)；
所述上盖(2)与所述主体(1)卡合；所述阀杆(31)一端与所述阀片(3)垂直连接，所述阀杆(31)另一端远离所述上盖(2)；所述阀杆(31)和所述阀片(3)位于所述上盖(2)与所述主体(1)形成的空间内，所述阀片(3)靠近所述上盖(2)，所述阀片(3)轴端与所述主体(1)内壁接触，所述弹簧(4)套设于所述阀杆(31)，两端分别被所述阀片(3)和所述主体(1)压缩；
所述主体(1)远离所述上盖(2)的一端设置有高压入口(101)，所述主体(1)朝向所述阀杆(31)的内壁设置有高压阀口(102)；所述上盖(2)设置有低压出口(201)；所述阀杆(31)设置有相互连通的通气孔(3.2)和气道(3.1)，所述气道(3.1)与所述低压出口(201)连通；高压气体依次通过所述高压入口(101)、高压阀口(102)、通气孔(3.2)、气道(3.1)和低压出口(201)进行减压排出。
2.根据权利要求1所述的气体减压器，其特征在于，还包括：膜片(32)、密封圈(34)和阀瓣(33)；
所述膜片(32)与所述阀片(3)密封固定，所述膜片(32)周端与所述主体(1)内壁接触；所述阀瓣(33)固定于所述阀杆(31)的自由端，并与所述高压阀口(102)相对；所述密封圈(34)套设于所述阀杆(31)上，位于所述阀杆(31)与所述主体(1)内壁间。
3.根据权利要求2所述的气体减压器，其特征在于，所述膜片(32)周设置有朝向所述主体(1)的第一凸沿(32.1)，所述第一凸沿(32.1)与所述主体(1)及所述上盖(2)接触的表面分别设置有第一凸起(32.2)和第二凸起(32.3)；所述主体(1)设置有朝向所述膜片(32)的凹槽(1.1)，所述第一凸沿(32.1)卡入所述凹槽(1.1)，所述上盖(2)对第二凸起(32.3)进行挤压。
4.根据权利要求3所述的气体减压器，其特征在于，所述阀片(3)的直径至少是所述密封圈(34)外直径的8倍。
5.根据权利要求4所述的气体减压器，其特征在于，所述上盖(2)朝向所述阀片(3)的侧壁固定有支撑柱(202)，所述支撑柱(202)内设置有通道，所述通道与所述气道(3.1)和低压出口(201)连通。
6.根据权利要求1所述的气体减压器，其特征在于，所述高压阀口(102)直径小于所述高压入口(101)直径，所述高压阀口(102)直径不大于3mm。
7.根据权利要求1所述的气体减压器，其特征在于，所述主体(1)上设有至少一个压力平衡口(103)，所述压力平衡口(103)与外界连通。
8.根据权利要求1所述的气体减压器，其特征在于，所述阀片(3)与所述弹簧(4)接触的一面的周端设置有对所述弹簧(4)限位的第二凸沿(35)。
技术总结