CN104105870A - 气体注入用单向阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种不仅能够顺利地实现气体注入，还能够在短时间内轻易实现分解及组装以提高生产率，而且还能使主要零件的磨损降至最小化以提高耐久性，从而实现延长使用寿命，且还能够防止未燃烧气体逆流的气体注入用单向阀。本发明的气体注入用单向阀的特征在于，包括：一体型阀体，在气体流动孔上部的外表面具备直径小于其他部位的凹入部；一体型心轴，垂直地贯通所述阀体，并在位于阀体的气体流动孔下部的位置的外表面具备直径小于其他部位的凹入部；弹簧，贯通所述心轴的上端部；弹簧座，使贯通所述心轴上端部的弹簧固定在心轴上，并且以垂直状态引导心轴；连接环，与所述阀体上端结合，并且使阀体固定于预燃室；衬套，与所述阀体下端结合，并且使包围心轴的阀体下端固定于预燃室。

Description

气体注入用单向阀
技术领域
本发明涉及一种气体注入用单向阀，更具体地说，涉及一种不仅能够顺利地实现气体注入，还能够在短时间内轻易实现分解及组装以提高生产率，而且还能使主要零件的磨损降至最小化以提高耐久性，从而实现延长使用寿命，且还能够防止未燃烧气体逆流的气体注入用单向阀。
背景技术
气体发动机的预燃烧室中通过气体注入用单向阀的运转而实现向预燃烧室内的气体注入。
其中，单向阀具有球型(ball type)、板型(plate type)和提升型(poppet type)，因各自的优缺点而根据条件进行选择并应用。
在具备这种单向阀的燃烧室内，在理论空燃比附近实现浓度浓厚的空气和气体经混合的气体的燃烧，因此生成碳。
此时，由于碳粘着在单向阀中，无法顺利地实现单向阀的开闭，或甚至有可能无法实现单向阀的自动开闭。
基于这种理由，最近在气体发动机中主要适用提升型单向阀，其被认为对碳的耐性较强。
其中，优选地，适用于气体发动机的单向阀应维持适合在高温高压下驱动的耐久性。
另外，对现有的提升型单向阀进行详细说明，则如下。
如图1及图2所示，现有的提升型单向阀100'通过形成于阀体110'上端的螺旋116而与预燃室300结合。
此时，通过螺旋连接产生的紧固力，单向阀100'的阀体110'下端与预燃室300相接的单向阀安装部被密封，因此如图2所示，能够防止高温的未燃烧气体逆向流入的现象。
但是，由于单向阀安装部狭窄，因此即使单向阀100'稍微歪斜地设置，与其相邻的、单向阀100'的阀体110'与心轴120'下端周围相接的单向阀阀座部产生狭缝，从而存在通过该狭缝未燃烧气体逆流的问题。
并且，现有的提升型单向阀100'因未燃烧气体的流入而存在在未燃烧气体中产生的碳粘着在心轴120'上的问题。
此外，现有的提升型单向阀100'的阀体110'及心轴120'由多种零件结合而成，因此对其进行分解及组装需要很长的时间，从而存在生产率降低的问题。
并且，现有的提升型单向阀100'中，由于心轴120'偏心下降而导致心轴120'倾斜地与阀体110'接触，因此发生在心轴120'与阀体110'之间的导块部分和单向阀阀座部集中出现磨损的偏磨损现象，从而导致耐久性降低的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明是鉴于如上述的实际情况而提出的，其目的在于，提供一种气体注入用单向阀，该单向阀能够解决现有的提升型单向阀中未燃烧气体逆流的问题；分解及组装需要相当长的时间而导致生产率降低的问题；以及由于心轴的偏磨损而导致耐久性薄弱的问题。
技术方案
为了实现上述的目的，本发明的气体注入用单向阀的特征在于，包括：
一体型阀体，在气体流动孔上部的外表面具备直径小于其他部位的凹入部；
一体型心轴，垂直地贯通所述阀体，并在位于阀体的气体流动孔下部的位置的外表面具备直径小于其他部位的凹入部；
弹簧，贯通所述心轴的上端部；
弹簧座，使贯通所述心轴上端部的弹簧固定在心轴上，并且以垂直状态引导心轴；
连接环，与所述阀体上端结合，并且使阀体固定于预燃室；
衬套，与所述阀体下端结合，并且使包围心轴的阀体下端固定于预燃室。
其中，其特征在于，在所述阀体上端部及下端部形成有短凸缘。
并且，其特征在于，在所述心轴的上端部具备与阀体的通孔内表面相接的O型圈。
并且，其特征在于，所述弹簧座通过开口环的紧固而与心轴结合。
并且，其特征在于，在所述连接环的外表面形成有螺旋。
并且，其特征在于，所述衬套下端与心轴下端相比位于下部。
有益效果
本发明的气体注入用单向阀在阀体的外表面及心轴的外表面具备凹入部，阀体外表面的凹入部提供气体流动空间，因此具有可顺利地实现气体注入的效果。
此外，本发明的气体注入用单向阀的阀体和心轴为一体型，能够使零件数最少化，因此能够在短时间内轻易实现分解及组装，从而具有提高生产率的效果。
此外，本发明的气体注入用单向阀通过衬套而防止阀体下端部的变形，具有能够防止由阀体下端部的变形引起的未燃烧气体逆流的效果。
此外，本发明的气体注入用单向阀通过弹簧座外表面与连接环内表面之间而被支撑并驱动，因此可减少单向阀各部件之间的摩擦，从而具有增加耐久性的效果。
附图说明
图1是表示现有提升型单向阀的结构的剖视图。
图2是表示在现有提升型单向阀中未燃烧气体逆流的示意图。
图3是表示本发明的气体注入用单向阀的外形的立体图。
图4是用于说明本发明的气体注入用单向阀的结构的结合状态剖视图。
图5是表示将本发明的气体注入用单向阀适用于预燃室的形态的使用状态图。
图6是用于说明在本发明的气体注入用单向阀中的心轴下降的运行状态图。
图7是用于说明在本发明的气体注入用单向阀中的心轴上升的运行状态图。
图8是用于说明在本发明的气体注入用单向阀中防止未燃烧气体逆流的运行状态图。
图9是用于说明驱动本发明的气体注入用单向阀的驱动装置的结构的分离立体图。
图10是用于说明驱动本发明的气体注入用单向阀的驱动装置的结构的结合状态剖视图。
符号说明
100：单向阀                                  110、100'：阀体
112：气体流动孔                              113：凹入部
114：密封圈                                  115：短凸缘
116：螺旋                                    120、120'：心轴
121：凹入部                 122：O型圈
130：弹簧                   140：弹簧座
141：开口环                 150：连接环
151：螺旋                   160：衬套
200：驱动装置               210：上部固定块
211：螺栓紧固孔             213：通孔
214：销                     220：下部固定块
221：螺栓紧固孔             222：螺栓
223：通孔                   224：销
230：辊子                   231：贯通孔
240：导块                   241：弯曲面
242：贯通孔                 250：操作块
251：凹槽                   252：贯通孔
253：孔                     260：压杆
261：螺母                   262：按压部件
262a：收容槽                300：预燃室
310：螺栓紧固孔             320：预燃烧室
400：支架                   410：螺栓紧固孔
具体实施方式
根据所附的附图，对本发明进行详细说明，则如下。
如图3及图4所示，本发明的气体注入用单向阀100包括：阀体110、心轴120、弹簧130、弹簧座140、连接环150和衬套160。
所述阀体110在气体流动孔112上部的外表面具备直径小于其他部位的凹入部113。
这种阀体110优选形成为一体形状。
阀体110形成为一体形状，从而能够使零件数量最少化。
并且，阀体110的气体流动孔112优选向四方延伸。
阀体110的气体流动孔112向四方延伸，从而能够与方向无关地均匀地实现通过气体流动孔112的气体流入。
并且，优选在阀体110的外表面沿上下方向，连续结合有彼此间隔地密封圈114。
在阀体110的外表面沿上下方向，连续结合有彼此间隔地密封圈114，从而能够维持阀体110结合部位的气密。
并且，优选在阀体110的上端部及下端部形成有短凸缘115。
在阀体110的上端部及下端部形成有短凸缘115，因此连接环150的下端部能够与阀体110的上端部的短凸缘115相接，通过连接环150被紧固在预燃室300，连接环150的下端按压形成于阀体上端部的短凸缘115，从而能够固定于预燃室300内；并且阀体110下端部的短凸缘115能够与衬套160上端相接，因此通过阀体110固定，可使衬套160固定于阀体110。
另外，显然在阀体110的内侧中央具备由上部向下部延伸的通孔111。
在阀体110的内侧中央具备由上部向下部延伸的通孔111，从而能够在阀体110内侧实现心轴120的插入。
所述心轴120垂直贯通阀体110，在位于阀体110的气体流动孔112下部的外表面具备直径小于其他部位的凹入部121。
优选这种心轴120形成为一体形状。
心轴120形成为一体形状，从而能够使零件数最少化。
另外，优选在心轴120的上端部具备与阀体110的通孔111内表面相接的O型圈122。
在心轴120的上端部具备与阀体110的通孔111内表面相接的O型圈122，从而能够维持心轴120的外表面与阀体110的通孔111的内表面之间的气密。
所述弹簧130贯通心轴120的上端部。
这种弹簧130为能够收缩及拉伸的通常的弹簧，因此省略关于弹簧130的结构及操作的详细说明。
所述弹簧座140使贯通心轴120的上端的弹簧130固定在心轴120上，以垂直状态引导心轴120。
优选这种弹簧座140通过开口环141的紧固而与心轴120结合。
弹簧座140通过开口环141的紧固而与心轴120结合，从而能够便于实现弹簧座140的结合。
所述连接环150与阀体110的上端结合，从而使阀体110固定于预燃室300。
优选在这种连接环150的外表面形成有螺旋151。
在连接环150的外表面形成有螺旋151，从而通过螺旋连接使连接环150与预燃室300结合。
另外，优选连接环150的上端部为螺母形状。
连接环150的上端部为螺母形状，因此能够轻易实现连接环150的旋转。
所述衬套160与阀体110的下端结合，从而包围心轴120的周围的阀体110的下端固定于预燃室300。
这种衬套160位于阀体110与预燃室300之间。
具体实施例
对本发明的气体注入用单向阀100的组装进行详细说明，则如下。
本发明中，在阀体110内侧中央具备垂直延伸的通孔111，通过通孔111下端挤入心轴120上端，从而使心轴120贯通阀体110。
此时，在贯通阀体110的心轴120上端贯通有弹簧130。
其中，贯通心轴120上端的弹簧130处于能够在心轴120上移动的状态，但在心轴120上端贯通弹簧130之后，结合有弹簧座140，因此能够实现贯通心轴120的弹簧130的固定。
此时，通过开口环141的紧固来实现弹簧座140与心轴120的结合。
并且，在阀体110下端结合有衬套160。
其中，衬套160首先插入至预燃室300内，在衬套160插入到预燃室300内之后，向预燃室300内插入结合有心轴120的阀体110，从而使衬套160结合到阀体110下端。
并且，在阀体110上端结合有连接环150。
在连接环150的外表面形成有螺旋151，若从阀体110上端挤入连接环150并旋转连接环150，则连接环150外表面的螺旋151与预燃室300发生螺旋连接，且能够逐渐朝向下部与阀体110上端结合。
其中，连接环150的下端按压阀体110上端部的短凸缘115，因此位于预燃室300内的阀体110能够通过连接环150的结合而固定于预燃室300内，并且随着连接环150下端部按压阀体110上端部的短凸缘115，阀体110下端部的短凸缘115按压衬套160的上端，从而能够在阀体110下端实现衬套160的固定。
如上所述，本发明的气体注入用单向阀110通过由相对较少零件，即阀体110、心轴120、弹簧130、弹簧座140、连接环150和衬套160的结合而形成，因此，能够在短时间内轻易实现分解及组装。
另外，如图5所示，通过上述的过程而完成组装的本发明的气体注入用单向阀110由预燃室300内部注入气体。
在预燃室300上部具备有驱动装置200，其与通过凸轮(未图示)驱动而反复升降的支架400结合而上下的动作。
对驱动装置200进行详细说明，则如下。
如图9及图10所示，单向阀100的驱动装置200包括：上部固定块210、下部固定块220、辊子230、导块240、操作块250和压杆260。
所述上部固定块210结合于通过凸轮(图中未图示)驱动重复升降的支架400上而进行上下动作。
优选在这种上部固定块210的前面两侧具备向后方延伸的螺栓紧固孔211。
在上部固定块210的前面两侧具备向后方延伸的螺栓紧固孔211，从而能够在上部固定块210的螺栓紧固孔211和形成于支架400的螺栓紧固孔410位于同一线上的状态下，通过螺栓紧固孔211紧固螺栓212而实现在支架400上结合部固定块210。
并且，优选在上部固定块210的侧面具备横向延伸的通孔213。
在上部固定块210的侧面具备横向延伸的通孔213，从而通过贯通通孔213的销214的插入，而可将辊子230可旋转地结合于上部固定块210上。
所述下部固定块220结合于与上部固定块210结合的支架400下部的预燃室300。
优选在这种下部固定块220的上表面两侧具备向下部延伸的螺栓紧固孔221。
在下部固定块220的上表面两侧具备向下部延伸的螺栓紧固孔221，从而能够在下部固定块220的螺栓紧固孔221和形成于预燃室300的上表面的螺栓紧固孔310位于同一线上的状态下，通过螺栓紧固孔221紧固螺栓222而实现在预燃室300上结合下部固定块220。
并且，优选在下部固定块220的侧面具备横向延伸的通孔223。
在下部固定块220的侧面具备横向延伸的通孔223，从而通过贯通通孔223的销224的插入，从而可使导块240及操作块250可旋转地结合于下部固定块220上。
所述辊子230可旋转地结合在所述固定块210上，且中央部的直径大于两侧端部的直径。
在这种辊子230中，中央部的直径大于两侧端部的直径，是为了当辊子230与导块240接触时，使接触面最小化，因此通过将辊子230的中央部的直径设为大于两侧端部，可使辊子230与导块240点接触，从而能够使辊子230和导块240的磨损最小化。
另外，优选在辊子230的侧面具备横向延伸的贯通孔231。
在辊子230的侧面具备横向延伸的贯通孔231，从而通过贯通孔231能够使与上部固定块210结合的销214贯通，因此能够使辊子230在上部固定块210上进行旋转。
所述导块240可旋转地结合在下部固定块220上，通过一侧的弯曲面241与实现升降的辊子230接触而进行旋转。
优选在这种导块240的弯曲面241具备倾斜部241a。
在导块240的弯曲面241具备倾斜部241a，从而能够在辊子230沿倾斜部241a进行的过程中逐渐实现导块240的旋转。
另外，在导块240的侧面具备横向延伸的贯通孔242。
在导块240的侧面具备横向延伸的贯通孔242，从而通过贯通孔242能够使与下部固定块220结合的销224贯通，因此能够使导块240在下部固定块220上进行旋转。
所述操作块250可旋转地结合在下部固定块220上，通过导块240的旋转而实现前端的升降。
优选在这种操作块250的后方具备向下部延伸的凹槽251。
在操作块250的后方具备向下部延伸的凹槽251，从而能够通过凹槽251实现导块241向操作块250内侧的插入。
并且，优选在操作块250的侧面具备横向延伸的贯通孔252。
在操作块250的侧面具备横向延伸的贯通孔252，从而通过贯通孔252能够使与下部固定块220结合的销224贯通，因此能够使操作块250在下部固定块220上进行旋转。
并且，优选在操作块250的前端具备内周面为螺旋的孔253。
在操作块250的前端具备内周面为螺旋的孔253，从而压杆260能够通过与孔253螺旋结合而结合于操作块250。
所述压杆260与操作块250的前端结合，从而随着操作块250的前端的下降而下降，按压气体注入用单向阀100的心轴120的上端。
优选在这种压杆260的外表面形成有螺旋。
在压杆260的外表面形成有螺旋，从而能够使压杆260与操作块250的孔253进行螺旋连接，因此能够实现压杆260与操作块250的结合。
并且，优选在压杆260的上端紧固有双头的螺母261。
在压杆260的上端紧固有双头的螺母261，从而能够防止压杆260在操作块250上的移动，并且通过调节双头的螺母261的紧固高度，能够调节压杆260从操作块260突出的程度。
此时，优选压杆260的下端部为能够向前后左右移动的形状。
压杆260的下端部为能够向前后左右移动的形状，从而当压杆260的下端部按压单向阀100的心轴120的上端时，压杆260与心轴120通过压杆260的下端部的移动而紧密接触，因此能够顺利地实现通过压杆260对心轴120的按压。
此时，可通过使压杆260的下端为半球形状，并且在呈半球形状的压杆260的下端结合于按压部件262，而实现压杆260下端部的前后左右移动。其中按压部件262形成有与半球形状相应的收容槽262a。
如上述的驱动装置200与心轴120上端相接，因此通过驱动装置200反复升降来实现在阀体110上心轴120的反复升降
即当驱动装置200的前端下降时，按压贯通阀体110的心轴120的上端，因此心轴120上端的弹簧130被按压而实现心轴120的下降；而当驱动装置200前端进行上升，则在之前的下降过程中被按压的弹簧130被拉伸而实现心轴120的上升。
在如上所述的驱动装置200引起的心轴120反复升降的过程中，当心轴120下降时，实现向预燃室300的燃烧室320注入气体。
在阀体110具备气体流动孔112，如图6所示，若心轴120进行下降，则打开向通孔111内侧延伸的气体流动孔112而实现向阀体110内部的气体流入。
并且，流入到阀体110内部的气体通过具备于心轴120外表面的凹入部121而向下部流动。
此时，心轴120的下端处于从阀体110的下端中突出的状态，因此阀体110下端的通孔111被打开，从而通过被打开的阀体110下端的通孔111来实现气体流出，并实现向燃烧室320的气体注入。
其中，由于具备于阀体110的气体流动孔112上部外表面的凹入部113与阀体110的其他部位相比直径较小，因此能确保凹入部113周边的空间，使得能够活化在气体流动孔112周边的气体流动，从而更加顺利地实现气体的注入。
并且，由于心轴120的凹入部121与心轴120的其他部位相比直径小，因此能确保凹入部121外表面与阀体110的通孔111内表面之间的空间，使得经压缩的气体在所确保的空间中等待着，从而能够在心轴120下降时，更加顺利地实现气体的注入。
在如上所述的气体注入过程中，本发明的气体注入用单向阀100能够防止未燃烧气体的逆流。
对此进行详细说明，则如下。
当驱动装置200上升时，如图7所示，心轴120通过收缩的弹簧130的拉伸而向下降之前的状态进行上升。
因此，当心轴120实现上升时，心轴120下端部与阀体110下端的通孔111周围紧贴而切断通孔111的开放，因此能够通过通孔111来防止未燃烧气体发生逆流。
此时，如图8所示，在阀体110的下端部形成有短凸缘115，在短凸缘115周围具备衬套160，而衬套160支撑阀体160下端，因此能够防止阀体110歪斜，使得心轴120的下端部(单向阀阀座部)不会发生变形，从而能够防止未燃烧气体通过阀体110下端部的间隙逆流的现象。
同时，在本发明中，心轴120通过开口环141的紧固而与弹簧座140结合，并且弹簧座140的外表面周围与连接环150的内表面相接，即使驱动单向阀100的驱动装置200进行偏心升降，也可通过与心轴120结合的弹簧座140的外表面和连接环150内表面的接触部进行支撑，使心轴120实现垂直升降。因此不仅能够防止心轴120引导面的偏磨损，从而提高单向阀100的耐久性能，而且还能够防止与阀体110的通孔111下端相接的心轴120的下端部(单向阀阀座部)的偏磨损，从而防止未燃烧气体通过心轴120下端部的偏磨损的间隙逆流的现象。
如上所述，本发明的气体注入用单向阀100在阀体110的外表面及心轴120的外表面具备凹入部113、121，通过阀体110外表面的凹入部113提供气体流动空间，因此能够顺利地实现气体注入。
并且，本发明的气体注入用单向阀100的阀体110和心轴120分别为一体型，从而能够使零件数最少化，因此能够在短时间内轻易实现分解及组装而能够提高生产率。
并且，本发明的气体注入用单向阀100通过衬套160而防止阀体110下端部的变形(歪斜)，从而能够防止由阀体110下端部的变形引起的未燃烧气体的逆流。
并且，本发明的气体注入用单向阀100中，即使驱动装置200进行偏心升降，也可通过与心轴120结合的弹簧座140外表面和连接环150内表面的接触部进行支撑，使心轴120实现垂直升降，因此能够防止心轴120引导面的偏磨损而能够提高单向阀100的耐久性能。
如上述说明的本发明并不限定于上述的实施例，在不脱离权利要求书请求保护的本发明的主旨范围内，能够进行多种变更，并且这种变更属于所记载的权利要求范围内。
工业实用性
本发明的气体注入用单向阀能够提高耐久性，且不仅能够提高生产率而且还能够顺利地实现气体注入，并且还能够防止未燃烧气体的逆流，因此能够适用于供给燃料气体的发动机等装置中。

Claims (8)

1.一种气体注入用单向阀，其特征在于，包括：
一体型阀体，在气体流动孔上部的外表面具备直径小于其他部位的凹入部；
一体型心轴，垂直地贯通所述阀体，并在位于阀体的气体流动孔下部的位置的外表面具备直径小于其他部位的凹入部；
弹簧，贯通所述心轴的上端部；
弹簧座，使贯通所述心轴上端部的弹簧固定在心轴上，并且以垂直状态引导心轴；
连接环，与所述阀体上端结合，并且使阀体固定于预燃室；
衬套，与所述阀体下端结合，并且使包围心轴的阀体下端固定于预燃室。
2.根据权利要求1所述的气体注入用单向阀，其特征在于，在所述阀体上端部及下端部的外表面上形成有短凸缘。
3.根据权利要求1所述的气体注入用单向阀，其特征在于，在所述心轴的上端部具备与阀体的通孔内表面相接的O型圈。
4.根据权利要求1所述的气体注入用单向阀，其特征在于，所述弹簧座通过开口环的紧固而与心轴结合。
5.根据权利要求1所述的气体注入用单向阀，其特征在于，在所述连接环的外表面形成有螺旋。
6.根据权利要求5所述的气体注入用单向阀，其特征在于，所述连接环的上端部为螺母形状。
7.根据权利要求1所述的气体注入用单向阀，其特征在于，弹簧座外径被引导到所述连接环的内径中。
8.根据权利要求1所述的气体注入用单向阀，其特征在于，所述衬套下端与心轴下端相比位于下部。
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