CN103277548B - 一种共轨管保护阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种共轨管保护阀，包括阀座、阀体、弹簧、压力调整垫片、阀芯、密封球和回油管螺栓；所述阀座的中下部设有进料口，所述阀座与阀体下端连接；所述阀体设有阀体内腔，其下端为开放式，其上端与出料通道连通；所述阀体内腔的内壁顶部固定有弹簧；所述弹簧下端固定有压力调整垫片；所述压力调整垫片的底面中部固定有阀芯；所述阀芯为圆柱型，其底部设有球形凹槽，其底部外围由下至上由深至浅切削成三个切削面；所述阀芯的球形凹槽内嵌有密封球；所述密封球下方对准阀座的进料口，所述阀体上端与回油管螺栓连接，且阀体内腔通过出料通道与回油管螺栓内腔连通，本发明结构简单、易于加工、可实现不停机复位和动态维持压力、适用性强。

Description

一种共轨管保护阀

技术领域

本发明涉及一种保护阀，尤其涉及一种适用于高压燃料存储器的共轨管保护阀。

背景技术

当前随着排放法规要求越来越严，发动机燃油系统逐步向共轨系统过渡，燃油系统的压力也越来越大，高压力必然带来安全隐患，有必要设计一个保护阀，使系统压力限定在一个安全值内。

现有的保护阀主要存在以下不足：

1)高压密封方面一般阀芯采用锥面密封，然而锥面密封形式的零部件加工难度大，很难达到精度要求；

2)发动机共轨燃油喷射系统中，使用现有的保护阀与高压燃料存储器连接，如果高压燃料存储器压力过高，保护阀就会开启，开启后则不能使高压燃料存储器中的压力维持在一定值或是慢慢减小，而是使高压燃料储存器中的压力马上下降到零，此时高压燃料存储器不能正常工作，整个系统就会停止工作，在高压燃料存储器压力变为零之前，保护阀不会复位，只有压力降为零后，保护阀才会复位；

3)现有保护阀的阀体壁上设有回油通道，回油通道需与高压燃料存储器的回油孔连通，回油孔与回油部件连通，由保护阀出来的低压油通过高压燃油储存器上的回油孔和回油部件流入油箱，然而如果高压燃油储存器上没有回油孔，这种保护阀就不能使用，即使高压燃料存储器上有回油孔，保护阀使用时不仅要和高压燃料存储器配合，还有与回油部件配合，更换安装时比较麻烦。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种结构简单、易于加工、密封性好、成本低廉、适用性强的保护阀。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种共轨管保护阀，包括阀座、阀体、弹簧、压力调整垫片、阀芯、密封球和回油管螺栓；

所述阀座的中下部设有进料口，所述阀座与阀体下端连接；所述阀体设有阀体内腔，其下端为开放式，其上端与出料通道连通；所述阀体内腔内填充有弹簧；所述弹簧的一端固定于阀体内腔的内壁顶部，其另一端固定有压力调整垫片；所述压力调整垫片的一侧设有一个通孔，所述压力调整垫片的底面中部固定有阀芯；所述阀芯为圆柱型，其底部设有球形凹槽，其底部外围由下至上由深至浅切削成三个切削面；所述阀芯的球形凹槽内嵌有密封球；所述底部内嵌有密封球的阀芯可在阀座的进料通道中上下运动，所述密封球下方对准阀座的进料口，所述密封球可随弹簧上下运动，实现对进料口的密封与开启；所述阀体上端与回油管螺栓连接，且阀体内腔通过出料通道与回油管螺栓内腔连通。

本发明的有益效果是：

1)阀芯端部采用钢球密封，降低了加工难度，保证了密封精度，节约了成本；

2)阀芯截面大小是渐变的，这种特殊结构可以实现保护阀开启后高压燃料存储器中的压力缓慢减小，或保持动态平衡维持在一定值内，这种情况下，高压燃料存储器仍可工作，且高压燃料存储器中的压力变为零之前保护阀即可实现复位，发动机共轨燃油喷射系统压力维持在较低的压力，使系统在保护模式下运行；

3)采用阀体与回油管螺栓连接的整体设计，使保护阀的更换更方便，且对不带回油孔的高压燃料存储器同样适用，适用范围更广。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述进料通道的直径等于阀芯未切削端的直径。

进一步，所述阀座与阀体、阀体与回油管螺栓之间通过螺纹连接。

进一步，所述回油管螺栓的壁上设有两个回油孔。

采用上述进一步方案的有益效果：采用回油管螺栓，通过回油管螺栓上的回油孔通过油管与油箱直接相连，低压油经回油孔，通过油管进入油箱中，因此，不必要求高压燃料存储器上带有回油孔，使本发明所述的保护阀对不带有回油孔的存储器同样适用，适用范围更广。

进一步，所述回油管螺栓的外壁套有防尘护套。

采用上述进一步方案的有益效果：避免使用前，尘土等杂物通过回油孔进入到回油管螺栓中。

进一步，所述回油管螺栓外壁的防尘护套的上下端各固定有一个密封垫片。

采用上述进一步方案的有益效果：确保回油管螺栓的密封性。

进一步，所述阀体外壁下端设有外螺纹，阀体通过外螺纹与高压燃料存储器连接。

进一步，所述阀体外壁的外螺纹顶端设有一个密封圈。

采用上述进一步方案的有益效果：确保保护阀与高压燃料连接时的密封性。

附图说明

图1为本发明所述一种共轨管保护阀的剖视图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本发明所述阀芯的结构图；

图4为本发明所述阀芯与密封球的主视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、阀座，2、阀体，3、弹簧，4、压力调整垫片，5、阀芯，6、密封球，7、回油管螺栓，8、防尘护套，9、密封垫片，10、密封圈，1-1、进料口，1-2、进料通道，2-1、阀体内腔，2-2、出料通道，2-3、外螺纹，4-1、通孔，5-1、球面凹槽，5-2、切削面，7-1、回油管螺栓内腔，7-2、回油孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种共轨管保护阀，包括阀座1、阀体2、弹簧3、压力调整垫片4、阀芯5、密封球6和回油管螺栓7；

所述阀座1的中下部设有进料口1-1，所述阀座1与阀体2下端连接；所述阀体2设有阀体内腔2-1，其下端为开放式，其上端与出料通道2-2连通；所述阀体内腔2-1内填充有弹簧3；所述弹簧3的一端固定于阀体内腔2-1的内壁顶部，其另一端固定有压力调整垫片4；所述压力调整垫片4的一侧设有一个通孔4-1，所述压力调整垫片4的底面中部固定有阀芯5；所述阀芯5为圆柱型，其底部设有球形凹槽5-1，其底部外围由下至上由深至浅切削成三个切削面5-2；所述阀芯5的球形凹槽5-1内嵌有密封球6；所述底部内嵌有密封球6的阀芯5可在阀座1的进料通道1-1中上下运动，所述密封球6下方对准阀座1的进料口1-1，所述密封球6可随弹簧3上下运动，实现对进料口1-1的密封与开启；所述阀体2上端与回油管螺栓7连接，且阀体内腔2-1通过出料通道2-2与回油管螺栓内腔7-1连通。

其中，所述进料通道1-2的直径等于阀芯5未切削端的直径。

其中，所述阀座1与阀体2、阀体2与回油管螺栓7之间通过螺纹连接。

其中，所述回油管螺栓7的壁上设有两个回油孔7-2。

其中，所述回油管螺栓7的外壁套有防尘护套8；这样可以避免使用前，尘土等杂物通过回油孔进入到回油管螺栓中。

其中，所述回油管螺栓7外壁的防尘护套8的上下端各固定有一个密封垫片9，以确保回油管螺栓7的密封性。

其中，所述阀体2外壁下端设有外螺纹2-3，阀体2通过外螺纹2-3与高压燃料存储器连接。

其中，所述阀体3外壁的外螺纹2-3顶端设有一个密封圈10,以确保压力保护阀与高压燃料存储器连接时的密封性。

图2为图1的局部放大图，此时，高压燃料存储器中的压力大于弹簧3的弹力，时弹簧3被压缩，密封球6离开进料口1-1，进料通道1-2顶部边缘与阀芯5之间存在一定的间隙，燃料从进料口1-1进入阀座1，通过进料通道1-2与阀芯5的间隙，进而经压力调整垫片4和阀座1的间隙以及压力调整垫片4自带的通孔4-1进入到阀体2的阀体内腔2-1中；即此时保护阀处于开启状态。

图3是本发明所述阀芯的结构图，图4是本发明所述阀芯与密封球的主视图，所述阀芯5为圆柱型，其底部设有球形凹槽5-1，其底部外围由下至上由深至浅切削成三个切削面5-2，阀芯5的特殊结构设计，可实现保护阀在开启后压力维持在一定值，也可实现保护阀在高压燃料存储器的压力在600bar左右时即可实现复位，在600bar这个压力下，高压燃料存储器可正常工作，因此实现了在不停机的情况下实现保护阀的复位，通过设计不同的进料通道(1-2)的直径与进料口(1-1)的直径比值关系，可得到不同的复位压力值，复位压力与进料通道(1-2)的直径进料口(1-1)的直径的关系如下为，

P2＝((D2)*(D2)*P1)/((D1)*(D1))

其中，P2为复位压力，D1为进料通道(1-2)的直径，D2为进料口(1-1)的直径，P1为预设的开启压力。

F为弹簧的弹力，

保护阀开启时，F＝(п(D2)*(D2)*P1)/4

保护阀复位时，F＝(п(D1)*(D1)*P2)/4

通过设计不同的孔径比，可以得到不同的复位压力值，保护阀复位后，整个系统恢复正常工作状态；

另外，采用钢球密封，简化了加工方法，降低了加工难度，降低了成本。

下面简要介绍一下本发明所述保护阀的工作原理：

当高压燃料存储器中的压力比较小的时候，密封球6在弹簧3弹力的作用下，将进料口1-1堵住，实现密封作用；当高压燃料存储器中的压力大于预设值时，密封球6在高压燃料存储器中压力的作用下向上移动，同时压缩弹簧3，此时进料口1-1开启，高压存储器中的燃料进入到保护阀中，高压燃料存储器中的压力迅速下降；在保护阀开启的过程中，随着高压燃料存储器中压力的不同，密封球上移6的距离会不同，阀芯5上移的距离也会不同，由于阀芯5特殊的结构设计，使得当阀芯5上移距离不同时，阀芯5与进料通道1-2之间的间隙就会不同，通过阀芯5与进料通道1-2之间的间隙流入到阀体2中的燃料量就会不同，当通过阀座(1)的进料口1-1的流量和流经阀芯5某一个横截面流量相同时，则达到动态平衡，高压燃料储存器的压力可以维持在一个值，也可以通过调节其他参数使高压燃料储存器中的压力在一定范围内变化；当高压燃料存储器中的压力下降到一定值时，阀芯5上端圆柱面与进料通道1-2契合，实现密封，此时密封球6并未堵住阀座1的进料口1-1，此时仍有高压燃料存储器中的燃料进入阀座1中，但进入阀座1中的燃料不能再进入到阀体2中，此时的高压燃料存储器中的压力为复位压力，但不为0，复位压力远远小于开启压力。

本发明主要解决发动机共轨燃油喷射系统中最高压力的限制，并且可以使系统压力维持在稍微低的压力，使系统在保护模式下运行，本发明所述保护阀结构简单，易于加工，互换性良好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种共轨管保护阀，其特征在于，包括阀座(1)、阀体(2)、弹簧(3)、压力调整垫片(4)、阀芯(5)、密封球(6)和回油管螺栓(7)；

所述阀座(1)的中下部设有进料口(1-1)，所述阀座(1)与阀体(2)下端连接；所述阀体(2)设有阀体内腔(2-1)，其下端为开放式，其上端与出料通道(2-2)连通；所述阀体内腔(2-1)内填充有弹簧(3)；所述弹簧(3)的一端固定于阀体内腔(2-1)的内壁顶部，其另一端固定有压力调整垫片(4)；所述压力调整垫片(4)的一侧设有一个通孔(4-1)，所述压力调整垫片(4)的底面中部固定有阀芯(5)；所述阀芯(5)为圆柱型，其底部设有球形凹槽(5-1)，其底部外围由下至上由深至浅切削成三个切削面(5-2)；所述阀芯(5)的球形凹槽(5-1)内嵌有密封球(6)；所述底部内嵌有密封球(6)的阀芯(5)可在阀座(1)的进料通道(1-2)中上下运动，所述密封球(6)下方对准阀座(1)的进料口(1-1)，所述密封球(6)可随弹簧(3)上下运动，实现对进料口(1-1)的密封与开启；所述阀体(2)上端与回油管螺栓(7)连接，且阀体内腔(2-1)通过出料通道(2-2)与回油管螺栓内腔(7-1)连通。

2.根据权利要求1所述一种共轨管保护阀，其特征在于，所述进料通道(1-2)的直径等于阀芯(5)未切削端的直径。

3.根据权利要求1所述一种共轨管保护阀，其特征在于，所述阀座(1)与阀体(2)、阀体(2)与回油管螺栓(7)之间通过螺纹连接。

4.根据权利要求1所述一种共轨管保护阀，其特征在于，所述回油管螺栓(7)的壁上设有两个回油孔(7-2)。

5.根据权利要求1所述一种共轨管保护阀，其特征在于，所述回油管螺栓(7)的外壁套有防尘护套(8)。

6.根据权利要求5所述一种共轨管保护阀，其特征在于，所述回油管螺栓(7)外壁的防尘护套(8)的上下端各固定有一个密封垫片(9)。

7.根据权利要求1所述一种共轨管保护阀，其特征在于，所述阀体(2)外壁下端设有外螺纹(2-3)，阀体(2)通过外螺纹(2-3)与高压燃料存储器连接。

8.根据权利要求7所述一种共轨管保护阀，其特征在于，所述阀体(2)外壁的外螺纹(2-3)顶端设有一个密封圈(10)。