CN101273193B - 电磁绝缘阀 - Google Patents

Abstract

本申请案结合参照美国专利申请号11/161,914之全部公开包括说明书、附图和摘要。一种改良的导向操控，“立即启动”，电磁绝缘阀公开了一种新的液体流动通道以节省在主活塞内纵的方向攒孔的成本。还有，一种新的特征，在主活塞组体的一个可移动封闭活塞是具有特定的环形面可与阀的主腔室契合以限制液体由主活塞前部向后部流动以产生压力差致使阀门在电磁初始积聚能量时就立即打开。同时在延支组体的凸边上设计了一个通孔做为流通口以便向主活塞组体的后部腔室输送气体。此一通孔的直径大小对本发明并非是关键。只要此通孔的尺寸比排放口的尺寸小，就可以保持主活塞在阀门开放操作时前后部位的压力差。此外，因为导向活塞与主活塞组体是分别独立操作，主活塞组体的移动长度就不受输入电力的限制。

Description

电磁绝缘阀 

技术领域

本发明的主要应用领域与压缩天然气机动车的燃料系统或其他类似的燃料系统有关。也可以被用于其他的应用，比如高压加气站。

背景技术

当压缩天然气或是压缩氢气储存在压力高达6000表压的汽缸时，一种电子螺线管常用来控制燃料的流动以快速的开始与结束加气过程。目前采用的电子操作的导向型，“立即启动”的电磁阀存在一些问题，特别是在阀门开启与关闭的操作阶段。在已知技术美国的专利号5,762,087和6,540,204中，主活塞被一个环形部件分为前部与后部，其中前部是在出口部位的方向。当螺线管积聚能量时，一个压差在前部与后部间形成进而克服了偏压元素打开了螺线管阀。在开启过程，主活塞后部的入口气体量对出口气体量最好是一个小比值，因为这会帮助阀门的开启。不过，在这个情形下，这个比值是非常关键而且不太容易被掌握的。在关闭的过程中，当导向活塞在自我调适以达到一个密封的位置的同时，自主活塞后部漏泻至阀门出口的气体可能高于由前部供应的气体。因此，压力很难在后部升高。在这情况下，因为弹簧力量很难克服主活塞前部与后部间的压差，阀门很可能最终无法关闭。

在本发明中，主活塞组体与阀门主腔室间设计有两个契合面使得在螺线管积聚能量时可以限制气体由主活塞组体的前部向后部的流动以创造压差，因此阀门可立即打开。当阀门打开时，一个通孔被用来保持主活塞组体前部与后部之间的压差。和已知技术不同的是，在关闭过程中和当导向活塞在自我调适至一个密封位置时，进入主活塞后部的气体量是比漏泻的气体量要快的多，因此，因为某些压差就被保持了，阀门可以快速的关闭。在任一情况下，气体量的比值并不关键。

本发明公开的另一特色就是在阀门壳体设置了一个轴心通柱，提供了一个排放口座台和一个轴心通道可与出口腔室的液体流通。由适量的螺线管电力所产生的磁场将决定导向活塞的最大移动长度。在本发明中，因为导向活塞并不 设置于主活塞组体中，主活塞的移动长度就不受此一条件的限制。

发明内容

据此，本发明的一个目的是提供一种如上述一般性的电磁绝缘阀以避免已知技术的种种缺失。

本发明的另一目的是提供一个当导向活塞开启时可以几乎同步开启的电磁绝缘阀，通过引入两个在可移动密封活塞和主活塞腔室间特别设计的契合接触面以限制与入口气体间的气体流通来实现。

本发明的另一目的是避免决定在开关阀门时，当腔室极接近导向活塞时，进出腔室的气体流动比值的困难。

本发明的另一目的是提供一种电磁绝缘阀，藉由在阀门壳体轴心设置的一个通柱，其主活塞的移动长度就不受导向活塞的移动长度的限制。

为了达到这些以及其他以后将变为明显的目的，本发明的一个特征，简要的呈现在一个电磁绝缘阀中，其具有一个壳体设置有一个主活塞腔室和一个出口腔室。两个腔室都与一个主通孔的气体流通。两个腔室并分别与一个气体入口与气体出口流通。在主活塞腔室上的一个轴心通柱设置有排放密封座台，轴心通道，排气口，和一个可以支持密封活塞和主活塞的斜面。一个管状延支组体一端是磁吸封口而另一端则连接至中空的圆锥形的凸起上为导向活塞、密封活塞和主活塞的斜面提供了空间。主活塞被纳入密封活塞，两个一起在凸起的空间中轴向转动。密封活塞的开放面上设计了一个特别的外表面可以完美的与壳体的内表面接触，以限制气体自进口的流向从而在主活塞的前部和后部间创造了压差。阀门立即打开。

当气体灌满了空的阀门，密封活塞会轻微地向上移动让气体流入阀门的腔室中，在腔室中提供了一种压力的平衡和密封了阀门，而密封活塞的弹力会将密封活塞回复至关闭的位置。当螺线管积聚能量时，导向活塞会将排放漏嘴打开。密封活塞会限制气体的流向以减低腔室中的压力，所以阀门的立即打开乃至完全的大打开位置是可以保证的。在阀门打开时，排放漏嘴排放的气体快过由凸起上的通孔所流入的气体，以保持同样的压差，这样阀门就会一直打开着。当螺线管减低能量时，导向活塞也在自我调适着以关闭排放漏嘴，通过通孔将有足够的气体供应以增加压力而关闭阀门。

本发明的新颖性特征在上述说明和权利要求中已经公开。本发明，不过，无论是操作架构和操作方法，以及附加的目的和优势，结合以下附图与具体的实施例，可以被更好的理解。

附图说明

图1是电磁绝缘阀结构1在关闭状态时的剖面图。

图2是电磁绝缘阀结构1在打开状态时的剖面图。

图3是电磁绝缘阀结构2在关闭状态时的剖面图。

具体实施例

首先将注意力放在图1，其显示了电磁绝缘阀的剖面图。在壳体1，提供了主活塞腔室2和出口腔室3；两个腔室经由主通道4互有气体流通。主活塞腔室2连接至气体入口9。出口腔室3连接至气体出口10。

一个非磁吸管状延支5具有一个磁吸封口6连接至一个中空的磁吸的圆柱形凸起7上。一个电线圈8环绕着管状延支5以产生磁场。

一个轴心通柱11的一端有一个圆碟12，和在另一端的一个排放口座台13。通过圆碟12有排气口14，和轴心通柱11的轴心平行。轴心通柱11设置在主通道4上在圆碟12上设有外螺纹。轴心通柱11的通柱部分坐落在主活塞腔室2。然后，主活塞腔室2通过在圆碟12上的排气口14和出口腔室3互通气体。

在管状延支5内有一个导向活塞15可以轴向移动。这导向活塞15在管状延支5中有充分的空间，可以让气体自导向活塞15的一端流通至另一端。此导向活塞15有一个磁吸活塞主体29和一个导向密封30设置在活塞主体29的末端以达到对排放口座台13的密不透风的封闭。导向密封30是由软橡胶制成。一个压缩弹簧16推挤着导向活塞15远离磁吸封口6推靠着轴心通柱11的排放口座台13渐成导向活塞关闭的位置。一个在轴心通柱11中的轴心通道17连接着排放漏嘴18，接近排放口座台13。该轴心通道17连通紧邻导向活塞15的腔室和出口腔室3。

一个碗状的密封活塞19有一个前部和一个后部。这密封活塞19在前部是打开的，有一个主活塞20在密封活塞19中。主活塞20和密封活塞19两个都可在中空的圆柱形凸起7中轴向移动，并且可以沿轴心通柱11滑动。碗状密封活塞19是由软塑胶所制成，可以很好的镶入中空的圆柱形凸起7，当密封活塞 19在凸起7中轴向移动时，其限制了气体在密封活塞19和圆柱形凸起7中的轴向流通。一个锥形压缩弹簧28推挤着碗状密封活塞19和主活塞20渐成关闭的位置。

一个主密封活塞座21和一个主漏嘴31设置在主活塞腔室2和主通道4的界面上。一个弧形弹簧刷22设置在碗状密封活塞19和主活塞20之间的一个腔室中，推挤着主活塞20渐成关闭的位置。这主活塞20是由主活塞体32和一个主密封33所组成设置在主活塞20前部的末端。主密封33是由塑料所制成。主活塞20在碗状密封活塞19中操作打开和关闭的位置。主活塞20有一个前部和后部。其后部靠近在密封活塞19和主活塞20之间的腔室。当主活塞20在关闭的位置时，阻止了气体由主活塞腔室2通过主漏嘴31向圆碟12的排气口14的流动。密封活塞19和主活塞20一块被称做主活塞组体。

一个碗状通孔23设置在碗状密封活塞19的底部，让气体在中空圆柱形凸起7的空间和位在密封活塞19与主活塞20间的腔室之间流通。一个主周边密封24设置在主活塞20和轴心通柱11之间，功用是限制气体在主活塞20和轴心通柱11之间的轴向流通。这个主周边密封24是由在主活塞体32内部圆柱部分的一个环形槽上的一个O环部件所形成。这次周边密封25是设置在主活塞20和碗状密封活塞19之间，功用是限制气体在密封活塞19和主活塞20之间的轴向流通。这次周边密封25是由在主活塞体32外部圆柱部分的一个环形槽上的一个O环部件所形成。

一个通道孔26，设置在中空圆柱凸起7的圆柱部分，和凸起7的轴心垂直。它将气体流通至空的凸起7内。碗状密封活塞19的外表面27，设置在前部，和主活塞腔室2的内表面有着完好的契合以致一开始当电线圈8并未激活时，两个表面间的缝隙限制了气体由气体入口9向着主活塞腔室2的流动。

参照图1，初始，入口的气体向阀门施压。加压的气体推挤碗状密封活塞19以填充空洞的阀门腔室。阀门的气体压力因此达到平衡。两个压缩弹簧16，28和弹簧刷22推挤导向活塞15，密封活塞19和主活塞20渐成关闭的位置。

参照图2，当电线圈8产生了磁场，导向活塞15移向关闭。保留在阀门腔室内的气体就经过轴心通道17和轴心通柱11的排气口14被释放至出口腔室3，阀门腔室内的气体也就立即排尽。腔室内的压力减低了，压差克服了由部件28 和22所施放的弹力，然后，密封活塞19和主活塞20两者都打开了，让气体入口9直接和出口腔室3流通。因为通道孔26的体积比排放漏嘴18的体积小，当阀门打开操作时，因为腔室排出的气体量比进入的量大，气体压力是无法在阀门腔室内累积的。阀门会一直打开着。

当磁场停止了，压缩弹簧16就推挤导向活塞15至封闭的位置。在这封闭的过程，经过通道孔26的气体可以足够的供应气体以增加靠近导向活塞15的腔室的气体压力。导向活塞15自我调整以完全封闭排放漏嘴18。气体压力增加以至在阀门腔室中达到平衡。所有的压缩弹簧16，23和弹簧刷22推挤着主活塞20渐成关闭位置。

也将注意力放在图3，其显示了另一种电磁绝缘阀门设计的剖面图。在此一设计中，密封活塞19是一个中空的汽缸，而主活塞20是在密封活塞中。压缩弹簧22推挤密封活塞19而压缩弹簧22推挤主活塞20分别地渐至关闭的位置。这操作方法和过程和上述图1和图2的很相似。

上面所叙述的每一个元素，或是两个或更多的，应被理解为可以在其它的不同的结构中找到不同于上述的有效的应用。

本发明公布了电磁绝缘阀门的图示、说明和实例，但不应当被所示细节所限制，因为尚有许多相应的结构可以被更改和变动，在不偏离本发明公布的范围和操作原则下实行。

Claims (8)

1.一种控制气体由源头流向需求的电磁绝缘阀组体包括：

(a)一个壳体沿着一个轴心延伸，设有一个主活塞腔室和一个出口腔室；这主活塞腔室通过一个主通道与出口腔室气体流通；

(b)一个管状延支组体由一个非铁磁性管状延支所组成，一端具有一个铁磁封口以防止气体外泄；在另一端，上述非铁磁管状延支连接至一个中空的的圆柱形铁磁凸起上，在上述主活塞腔室设置有外螺纹；一个电线圈环绕着管状延支组体以产生磁场；一个螺线管是由管状延支组体和上述电线圈所组成；

(c)一个主活塞腔体设置有一个气体入口垂直延伸至上述轴心以导引气体进入壳体；上述出口腔室设置有一个气体出口至需求；

(d)一个轴心通柱在一端具有一个圆碟；此轴心通柱的另一端设置有一个排放口座台；上述圆碟设置有排气口与轴心通柱的轴心平行；此轴心通柱由圆碟的外螺纹安装在主通道上；此轴心通柱的轴心与壳体轴心平行；此轴心通柱具有排气口的一端设在上述主活塞腔室内；此主活塞腔室经由圆碟上的排气口与出口腔室气体流通；

(e)一个导向活塞在上述非铁磁管状延支中可以轴向移动着移近和远离上述铁磁封口；这导向活塞在管形延支中有充分的空间可以让气体自导向活塞的一端流通至另一端；一个导向偏压部件推挤导向活塞远离上述铁磁封口以推靠着轴心通柱的排放口座台而渐成关闭的位置；

(f)上述轴心通柱同轴的设置了一个轴心通道；此轴心通道包括一个靠近排放口座台的排放漏嘴，该轴心通道连通紧邻导向活塞的腔室和上述出口腔室；

(g)一个主活塞组体包括一个密封活塞和一个主活塞；这主活塞在密封活塞中；密封活塞和主活塞两者可在中空的圆柱铁磁凸起中轴心移动，并且可以沿着轴心通柱滑动；这密封活塞是由软塑胶制成，这密封活塞可以很好的镶入中空的圆柱形铁磁凸起充分地限制了气体在密封活塞和圆柱形铁磁凸起中的轴心流通；主偏压部件推挤主活塞组体渐成关闭的位置；

(h)上述主活塞腔室有一个主密封座台和一个主漏嘴设置在主活塞腔室和主通道的界面上；这主活塞在封闭活塞内操作一个打开和关闭的位置；这主活塞组体具有一个前部和后部；其后部面对中空圆柱凸起的空间的方向；这主活 塞组体，在关闭的位置时，阻止了气体由主活塞腔室通过主漏嘴向圆碟排气口的流动；

(i)一个主周边密封设置在主活塞和轴心通柱之间，功用是限制气体在主活塞和轴心通柱之间的轴向流通；

(j)一个次周边密封是设置在密封活塞和主活塞之间，功用是限制气体在密封活塞和主活塞之间的轴向流通；

(k)上述中空圆柱铁磁凸起有一个通道孔设置在圆柱部分，和凸起的轴心垂直以将气体流通至空的圆柱铁磁凸起内；

(1)上述密封活塞的一端邻近主活塞组体的前部具有一个周边外表面和主活塞腔室的内表面有着完好的契合，一对契合面，用以限制电磁绝缘阀门打开时气体源头由气体入口向主活塞腔室的供应。

2.根据权利要求1所述之电磁绝缘阀组体，其中主活塞组体之转换移位轴心是和导向活塞之转换移位轴心同轴。

3.根据权利要求1所述之电磁绝缘阀组体，其中：(a)导向活塞包括有一个活塞主体和一个导向密封设置在活塞主体的一端以达到对排放口座台的密不透风的封闭；(b)此导向密封是由软橡胶制成。

4.根据权利要求1所述之电磁绝缘阀组体，其中：(a)主活塞包括有一个主活塞体和一个主密封设置在主活塞体的末端面对主密封座台的方向；(b)主密封是由塑料制成；(c)主周边密封是由在主活塞体内部圆柱部分的一个环形槽上的一个O环部件所构成；(d)次周边密封是由在主活塞体外部圆柱部分的一个环形槽上的一个O环部件所构成。

5.根据权利要求1所述之电磁绝缘阀组体，其中导向偏压部件是一个压缩弹簧。

6.根据权利要求1所述之电磁绝缘阀组体，其中主偏压部件是一个压缩弹簧和一个弹簧刷或是两个压缩弹簧。

7.根据权利要求1所述之电磁绝缘阀组体，其中上述密封活塞的末端有一个锥状环形外表面与主活塞腔室的内表面契合以限制气体。

8.一种完全关闭与打开权利要求1所述之电磁绝缘阀组体的方法，包括步骤： 

(a)当螺线管不产生能量时，气体由气体入口进入填充阀门，达到一种平衡；一个导向偏压部件推挤一个导向活塞靠着一个轴心通柱的排放口座台；第一主偏压部件推挤着一个主活塞组体的密封活塞靠着主活塞腔室的契合内表面以限制气体由气体入口至主活塞腔室的供应；第二主偏压部件设置在密封活塞和主活塞组体的一个主活塞之间或是在一个中空圆柱铁磁凸起与主活塞之间，推挤主活塞靠着一个主密封座台，因此阀门成为关闭状态；

(b)当螺线管积聚能量时，导向活塞移向一个管状延支组体的铁磁封口，因此，打开了轴心通柱的排放漏嘴并且释放了在导向活塞四周的腔室中所保留的气体，主活塞组体的后部，经由轴心通柱的轴心通道以达到壳体的一个出口腔室；

(c)因为在密封活塞和主活塞腔室之间的一对契合表面是没有任何的距离，它在主活塞组体的两个对立面产生了压力差，主活塞组体移动远离主密封座台，使得主活塞腔室和出口腔室经由轴心通柱圆碟上的排气口直接流通；

(d)气体持续由主活塞腔室经由中空圆柱铁磁凸起的通孔向所有的腔室供应着；通孔的直径小于轴心通柱的排放漏嘴的直径；

(e)因为通孔的直径小于轴心通柱的排放漏嘴的直径，(d)中描述的气体的供应不会多过排放出的气体；阀门将持续打开着；

(f)当螺线管减少能量时，导向偏压部件推挤导向活塞至排放漏嘴，气体压力逐渐升高在主活塞组体的前部和后部间达到一个平衡的状态；两个主偏压部件推挤主活塞组体以关闭阀门；第一主偏压部件推挤着一个主活塞组体的密封活塞靠着契合的主活塞腔室的内表面；第二主偏压部件推挤主活塞组体的主活塞以密封一个主漏嘴来停止气体入口和出口腔室间的气体流通；阀门关闭。 

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