CN101310135B - 管装螺线管气体阀门 - Google Patents

Abstract

一种螺线管气体阀门具有一个螺线管组体和入口2及出口3配置被装置在一个管子内。阀门的打开和关闭藉由电磁场助力的压力差所操作。一个压缩弹簧5被附加在支持圆柱主体4并且当一个移动的螺线管组体6装置在支持圆柱主体4之内时，向着入口2配置的端口保持挤压。移动的螺线管组体6包括一个挡板9，一个凸缘10，一个衬套8和一个电匝11，由一个附加在支持圆柱主体4内的第二压缩弹簧12所支撑。一个小的移动电磁棒15滑入螺线管组体6内的衬套内。由一个第三压缩弹簧17所推动，前述电磁棒15经由在螺线管组体6凸缘10上的排放漏嘴33密封气体出口。

Description

管装螺线管气体阀门

发明背景

本申请案结合参照美国专利申请号10/924,789之全部公开包括说明书、附图和摘要。

替代燃料车的管道系统的设置是很复杂的，无论是天然气还是氢气，通常是储存在一个高压容器中，在操作时由螺线管气体阀门来控制。一般来说，车辆内的空间是有限的；因此需要一个小型的阀门和管道系统。另外，一个直列的入口和出口将简化管道系统的布局。

阀门在特定的入口压力下被用来控制燃料的流动率。因为入口压力的限制和温度的变换，使得设计一个合适的、符合所有管道系统需求的阀门很困难。适当尺寸的螺线可以很典型的提供一种拉扯的力量，大约仅是移位一个阀门的必需力量的百分之一，这阀门移位是受高压气体所迫而关闭。要克服这一点，大多数的气体阀门采取了一个两阶段的过程，此过程一个小的“排放”漏嘴首先打开，将储存容器中的高压气体经由连通引擎的“排放”漏嘴释放至一个下游出口的通道中。当下游通道中充满了气体，压力就会增加，接着就减低了移位关闭阀门的必需力量。最终，上游和下游通道的压力的差异变得极为细小以致阀门被一个相对微弱的螺线管阀门的拉力所打开，因此导致了高压力气体由储存容器流向车辆的引擎。

在一个典型的两阶段阀门组体中，操作螺线管组体需要两个活塞，就是主活塞和总活塞。主活塞设置在总活塞之上。操作时，主活塞首先打开让气体流经一个设置在总活塞上小的排放漏嘴以便在总活塞的前部和后部创造出一个压力差。这压力差使得阀门打开以产生完全的气体流通。因为两个活塞的运动互相影响，主活塞打开的冲程长度(距离)必须等于或是大于总活塞的打开冲程长度以达到所要求的操作。因为一个电匝被用来产生磁场使得主活塞打开，主活塞移动的愈远，感受的磁力就愈少。如果入口的压力增加就会产生问题。因此，为了增加主活塞所感受到的磁场吸力，就必须加强磁场的力度。要增加磁场力度，如果流入的电流不变，就必须增加电匝的匝数。而增加电匝的匝数就会增加螺线管组体的尺寸，这不是令人满意的。

在目前的设计中，以下所述，当相等的小活塞不会影响总活塞的运动时，相等的总活塞会和螺线管组体一并移动。将合理地减低阀门的尺寸和/或增加气体的流量。

发明内容

这新设计的螺线管阀门可以被用在高气体流通和高压应用。更可应用在小体积螺线管气体阀门具有控制高气体流量的能力。

本发明的一个目的是提供一种如前述一般的一种管装螺线管气体阀门以避免已知技术的种种缺失并改进其性能。

本发明的另一目的是提供一种螺线管气体阀门具有本质的能力可以减少一个电磁棒打开时的冲程长度(距离)，可以减轻所需电力或是减少阀门的尺寸。

螺线管组体的运动是由弹簧力和气体压力所引起；因此，前述螺线组体的打开长度不会被由经过电匝的电力所产生的磁场力度所限制。所以，本发明可以合理地增加气体的流动率。

为达到这些目的和其它的此后会变得明了的目的，本发明的特征是在，简短的陈述在一个螺线管气体阀门，此阀门具有一个阀门管，其界定了，一个具有入口配置的气体入口通道，一个具有出口配置的气体出口通道，一个腔体，一个支持圆柱形主体，插入出口配置，由一个被入口配置所压缩的弹簧支撑着。一个螺线管组体包括凸缘，电匝，挡板，和衬套，可以在前述支持圆柱形主体的腔室中轴向移动，被一个压缩弹簧向着前述出口配置的座台推挤以关闭气体的流通。在前述螺线管组体凸缘上的一个O形环状物将前述支持圆柱形主体的腔室分为前部腔室和后部腔室。

有两个气体导管连接出口通道。气体主流通过前述支持圆柱形主体周边的孔洞，粘贴在出口配置的一边上，进入支持圆柱形主体腔室的后部。另一个气体导管，气体流动经过支持圆柱形主体的细小孔洞，然后，经过前述挡板的偏心小孔洞进入前述螺线管组体的中空部分。

一个电磁棒，可以滑入前述螺线管组体的中空部分，被压缩弹簧向着前述螺线管组体的凸缘上的排放漏嘴挤压以关闭气体的流通。一个前述电匝就是和前述挡板，前述衬套，前述凸缘，和前述支持圆柱形主体结合在一起为前述电 磁棒的活动提供了一个磁场，所以当前述电匝不通电时，前述圆柱电磁棒就关闭前述排放漏嘴以密封气体的流通并使得压力均衡，让前述压缩弹簧推挤前述螺线管组体以关闭阀门。当前述电匝积聚能量时，前述电磁棒打开前述排放漏嘴让气体流入前述出口通道并且降低压力造成在前述螺线管组体前部和后部间的一个压差，推挤前述总活塞打开阀门。

前述电匝的引线通过前述支持圆柱形主体的内腔室延伸至外部的穿过型连接点接电，内部的穿过型插头，在前述的阀门管腔室的内部。

因此，在目前的设计，以下所述，电磁棒运动的冲程长度不受螺线管组体的必须冲程长度的影响。电磁棒的冲程长度是极小而螺线管组体的冲程长度是极大，得到的结果是电匝尺寸的减低和在同样的情况下，同样的入口压力和电力供应，增加最大流量。

当螺线管气体阀门依照本发明所设计，可以避免在先技术的缺失和提供前述的优势。

本发明的新颖性特征在前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，将可被更好的理解。

附图说明

本发明的一个具体实施例如附图所示，其中数字表示同样部件跨越不同附图，而其中。

图1是一个通过依本发明所建构的阀门的轴心剖面图，显示阀门在一种关闭的状态；

图2是一个通过依本发明所建构的阀门的轴心剖面图1的详细视图，显示阀门在一种关闭的状态；

图3是一个详细视图，和图2相似，显示小活塞以灵敏的电磁场打开排放漏嘴；

图4是一个详细视图，和图2相似，显示总活塞以灵敏的电磁场打开出口通道。阀门是在一个“完全”打开的状态；

图5是一个详细视图，和图2相似，显示小活塞在电磁场消失后关闭排放漏嘴。

具体实施例

首先将注意力放在图1和图2，其显示了管装螺线管气体阀门的剖面。阀门管1有一个中空孔洞在两端具有引线，可接至入口配置2和出口配置3。两个配置都有轴心孔洞34以内部引线来连接管道系统的相应配置。一个支持圆柱主体4，被压缩弹簧5向着前述出口配置3所推挤，有一个腔室7，提供螺线管组体6活动的空间，其包括了有一个中空的衬套8，一个挡板9，一个凸缘10和一个电匝11。

在“密封”的状态，一个压缩弹簧12将前述的螺线管组体6向前述出口配置3的密封座台13推挤着。一个塑胶嵌入物14模制于前述凸缘10上提供了一个密封点。当一个压缩弹簧17向着前述凸缘10的小密封座台18推挤前述电磁棒15至关闭状态时，一个电磁棒15在前述螺线管组体6的中空空间得以轴心移动。一个橡胶嵌入物19被模制在前述电磁棒15以提供密封功能。

一个内部穿过型插头20，嵌入支持圆柱主体4中，对电匝21引线提供了变形的缓解，此引线由前述电匝11延伸，通过前述支持圆柱主体4，至阀门管1的腔室22。前述电匝21的引线被焊接至位于前述连接点23底部的一个外部穿过型连接点23的接头上，一如附图所示。前述外部穿过型连接点23是和一个密封高压气体的O型环状物24一起被放在入口配置2上。因为前述阀门管1的高压，一个具有一个中心孔洞的金属插头25被引入前述入口配置2以支持前述外部穿过型连接点23。

这高压气体穿过前述入口配置2由上游管道系统到前述阀门管1的腔室22。气体经过一个细小的孔洞27透入前述支持圆柱主体4腔室26的前部，一个O型环状物28将前述支持圆柱主体4的腔室7分隔为两个腔室，前述腔室的前内腔室26和后内腔室29。气体由前述管装阀门1流经设置于周边的孔洞30进入前述支持圆柱主体4的后内腔室29。在前述前内腔室26的气体通过偏心小孔洞31充满了前述螺线管组体的中空空间16。

在“关闭”的状态，如图2所示，前述电磁棒15和前述螺线管组体6两者都分别被前述压缩弹簧17与前述压缩弹簧12所推挤。因为密封物质是模制于前述电磁棒15和前述凸缘10中，前述弹簧力和高压气体向着前述小密封座台18和密封座台13推挤着密封点，因此阻塞了气体向出口通道的流动。

电线由电源32，通过前述的金属插头25的线头，被焊接至位于前述阀门管1外部的前述外部穿过型连接点23的接头上，提供了输入电流至电匝11的通孔，其结合了前述螺线管组体6为前述电磁棒15和前述螺线管组体6的运动提供了一个电磁场。适当的物料将被选作挡板9，衬套8，支持圆柱主体4，和凸缘10使得这些部件形成一个电磁环路。

在打开的初期，螺线管是积聚能量的，如图3所示，前述电磁棒15被电磁力所吸引提升以致让气体经过排放漏嘴33和前述凸缘10的孔洞35流通至前述中空空间16。因为细小孔洞27的直径是比前述排放漏嘴33的直径小，所以，供应至前述中空空间16的气体总量比释放的气体总量小；前述电磁棒15前部和后部间的压差是一样的。前述电匝11所产生的电磁力使得前述电磁棒滑落并保持在“打开”的状态。

因为前述细小孔洞27的直径比前述贯穿孔洞30的直径要小很多，而前述O型环状物28将前述腔室7分隔为前述前内腔室26和前述后内腔室29，在前述前腔室26的气压低于后内腔室29的气压，在前述螺线管组体6的前后部间造成了压差。前述螺线管组体6移动，如图4所示，使得经前述出口配置3流通。

当前述电匝11减除能量时，如图5所示，前述电磁棒15会被压缩弹簧17推挤着向着小密封座台18移动。当高压气体通过细小孔洞27和一个偏心小孔洞31而进入中空空间16时，就在前述螺线管组体6的中空空间16积聚了气压。

在前述前内腔室26所增加的气压使得压力均衡，造成了前述压缩弹簧12向着密封座台13推挤前述螺线管组体6。这使得泄漏至出口通道的气体量少于流入支持圆柱主体4腔室7的气体量。因为在前述螺线管组体6的前、后部之间的突出表面积的差异，前部腔室26的力量是大于后部腔室29的力量。因此，前述凸缘10的塑胶嵌入物14被压缩至密封座台13以停止气体的流通。这就是“关闭”的状态，如图1所示。

Claims (10)

1.一种管装螺线管气体阀门，包括：一个阀门管，一个支持圆柱主体，和一个可轴向移动的螺线管组体；

前述阀门管界定一个气体入口通道、一个气体出口通道和一个腔室；具有一个轴心孔洞的一个入口配置穿入至前述入口通道以连接管道系统的直列管道；提供一个密封座台和一个轴心孔洞的一个出口配置穿入至前述出口通道以连接管道系统的直列管道；

前述支持圆柱主体界定了一个腔室，其具有密封的一端和开放的一端，前述支持圆柱主体被第一压缩弹簧向着前述出口配置推挤着，所述开放的一端嵌入前述出口配置；前述支持圆柱主体腔室的轴心是和前述出口配置轴心孔洞的轴心是重合的；

前述可轴向移动的螺线管组体包括一个凸缘、一个电匝、一个挡板、一个衬套和一个电磁棒，所述螺线管组体能够滑入前述支持圆柱主体的腔室内；前述衬套被连接在前述挡板和前述凸缘之间并具有一个中空的空间；前述凸缘提供一个小的密封座台、一个排放漏嘴和一个轴心孔洞；

一个中心具有一个孔洞的环形塑胶嵌入物模制在前述凸缘的一侧上，此一侧面邻近出口配置，以提供密封；所述凸缘的轴心孔洞连接前述排放漏嘴以提供一个从前述出口配置的轴心孔洞至前述中空空间的排气通道；前述电磁棒，可以滑入前述衬套的中空空间，以打开和关闭前述排放漏嘴；前述电匝是缠绕在前述衬套上以产生一个磁场；

前述可轴向移动的螺线管组体可以滑入前述支持圆柱主体的腔室在一个打开和关闭的位置之间移动；前述挡板、前述衬套、前述支持圆柱主体和前述凸缘形成一个电磁环路；

前述可轴向移动的螺线管组体还包括一个O型环状物，该O型环状物设置在前述凸缘以分隔前述支持圆柱主体的腔室为一个前内腔室和一个后内腔室；其中前内腔室邻近前述支持圆柱主体密封的一端而前述后内腔室邻近前述支持圆柱主体开放的一端；前述O型环状物阻碍了前述前内腔室和后内腔室之间的气体的流通；

经过一个前述支持圆柱主体的细小孔洞，高压气体由前述阀门管的腔室流通至前述支持圆柱主体的前内腔室；经过一个前述挡板的一个偏心小孔洞，让高压气体由前述支持圆柱主体的前内腔室流通至前述衬套的中空空间；经过前述排放漏嘴和前述凸缘的轴心孔洞，让气体由前述衬套的中空空间流通至前述可轴向移动的螺线管组体的出口；前述细小孔洞具有一个直径，此直径比前述凸缘的轴心孔洞和排放漏嘴的直径要小；

设置在前述支持圆柱主体周边的孔洞，邻近前述支持圆柱主体的开放一端，使前述阀门管腔室的高压气体得以流入前述后内腔室；

当前述可轴向移动的螺线管组体减除能量时，前述电磁棒关闭前述凸缘的排放漏嘴，而前述可轴向移动的螺线管组体移向前述关闭的位置，前述凸缘的环形塑胶嵌入物压平在前述出口配置的密封座台上，阻止前述阀门管的腔室内的高压气体流向前述出口配置的轴心孔洞。

2.根据权利要求1所述的管装螺线管气体阀门，当被激活时前述可轴向移动的螺线管组体的电磁棒将移动以打开前述排放漏嘴并且允许前述衬套中空空间和前述凸缘轴心孔洞之间的气体流通；

当减低能量时前述可轴向移动的螺线管组体的电磁棒将移动以关闭排放漏嘴，阻止前述衬套中空空间和前述凸缘轴心孔洞之间的气体流通；

前述可轴向移动螺线管组体包括前述凸缘，前述电匝、前述挡板、前述衬套和前述电磁棒都被设置在前述支持圆柱主体的腔室内。

3.根据权利要求2所述的管装螺线管气体阀门，包括，一个第二压缩弹簧推挤前述可轴向移动的螺线管组体向着前述出口配置的密封座台以关闭前述出口配置的轴心孔洞。

4.根据权利要求2所述的管装螺线管气体阀门，还包括，一个第三压缩弹簧推挤前述电磁棒向着前述凸缘的密封座台以关闭前述排放漏嘴。

5.根据权利要求1所述的管装螺线管气体阀门，前述阀门管是一个圆柱形管道；前述第一压缩弹簧被压缩在前述入口配置和前述支持圆柱主体的密封的一端之间。

6.根据权利要求4所述的管装螺线管气体阀门，前述电磁棒，能够滑入前述衬套的中空空间内，由前述第三压缩弹簧在一端推挤和移动至前述凸缘的密封座台以至一个关闭的位置；一个橡胶嵌入物被模制在前述电磁棒的另一端上，以提供密封功能。

7.根据权利要求3所述的管装螺线管气体阀门，当前述电磁棒移动以打开前述排放漏嘴时，在前述前内腔室和中空空间中的高压气体流通至前述出口配置的轴心孔洞中，供应至前述前内腔室的气体总量比释放的气体总量小，这在前述前内腔室和后内腔室之间造成了一个气体压力差，前述可轴向移动的螺线管组体移动至前述之打开位置，所以，气体在前述气体入口通道和前述气体出口通道之间流通；

当前述电磁棒移动以关闭前述排放漏嘴，高压气体流入前述前内腔室和前述中空空间；气压在前述内腔室和后内腔室达到一种平衡，前述可移动的螺线管组体藉由所述第二压缩弹簧移动至前述关闭位置，阻止了气体在前述气体入口通道和前述气体出口通道之间的流通。

8.根据权利要求1所述的管装螺线管气体阀门，前述电匝的延长引线通过一个内部穿透型插头延伸至前述阀门管的腔室；所述内部穿透型插头嵌入在前述支持圆柱主体上。

9.根据权利要求8所述的管装螺线管气体阀门，前述电匝的延长引线是被焊接在一个外部穿过型连接点的一端；外部电线是从电源开始，通过一个设有中心孔的穿入型金属插头后被焊接在前述外部穿过型连接点的另一端；电流流经前述外部电线、前述外部穿过型连接点，至前述电匝的引线，为前述电磁棒移动提供一个电磁场。

10.根据权利要求9所述的管装螺线管气体阀门，前述外部穿过型连接点包括一个O型环状物，O型环状物可以密封前述阀门管的腔室内部的气体压力；前述穿入型金属插头穿入前述入口配置，保持前述外部穿过型连接点。

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