CN107740735B - 一种电液联动燃气阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电液联动燃气阀，包括阀外壳、支撑座、阀座、阀板、复位弹簧、限位座、壳体、空心活塞、提升杆和提升杆支撑弹簧，提升杆的上端伸出壳体与挡板固定连接，空心活塞穿套在提升杆的上部并通过挡板压紧在提升杆的台阶面上，空心活塞的下端与提升杆的台阶面之间设有隔离膜片，提升杆的下部穿过提升杆支撑弹簧与一球头拉杆固定连接，该球头拉杆的球头与阀板万向联接；壳体开设有柱塞孔，柱塞孔内设有柱塞和柱塞支撑弹簧，柱塞与柱塞孔配合形成液压油柱塞腔，液压油柱塞腔与安装在壳体侧面的电磁换向阀的A口接通，电磁换向阀的P、T口分别与壳体的P、T油路接通，柱塞的上端与挡板抵靠。该燃气阀能提高密封可靠性，同时降低成本。

Description

一种电液联动燃气阀

技术领域

本发明属于液压及气动领域，具体涉及一种电液联动燃气阀。

背景技术

以天然气为燃料的气体机或双燃料发动机热效率与柴油机相当，且具有排放低、污染小的优点。在石油日益紧缺以及环境保护要求越来越高的情况下，发展气体机具有重要意义，而燃料喷射系统作为气体机和双燃料发动机的关键零部件，其性能直接影响发动机的动力性、经济性和排放性。目前常用的燃气喷射阀都采用电磁驱动，比如CN106121867A公开的一种气体燃料发动机用燃气电喷阀，在电磁阀部件通电时，在电磁力作用下，衔铁拉动阀片（相当于阀板）向上移动，使阀片的下表面与阀座的上表面之间形成燃气通道，电磁阀部件断电时，阀片的下表面与阀座的上表面贴合形成密封面，阻断燃气通道，该燃气通道与设置在壳体上的燃气进口和燃气出口连通。这种电喷阀直接通过电磁驱动，需要的驱动电流较大，技术复杂，成本较高，且存在气体倒灌的风险。

发明内容

本发明的目的是提供一种电液联动燃气阀，以提高密封可靠性，同时降低成本。

本发明所述的电液联动燃气阀，包括阀外壳，设在阀外壳内的支撑座，设在支撑座内的阀座、阀板、复位弹簧、限位座和设在支撑座上方的压板、压紧衬套、壳体、顶盖；所述阀座固定连接在支撑座的底部，阀板位于阀座的上方，支撑座、阀板、阀座之间形成有燃气通道，阀板的下表面与阀座的上表面贴合密封时能阻断所述燃气通道，复位弹簧位于限位座的弹簧安装槽内，复位弹簧的上端与弹簧安装槽的顶部抵靠、下端与阀板的上表面抵靠，顶盖安装在壳体的上端，壳体通过压紧衬套、压板将限位座压紧在支撑座内。所述壳体、压紧衬套的中心开设有活塞通孔，压板的中心开设有提升杆通孔，限位座的中心开设有提升杆通孔和与提升杆通孔连通的弹簧安装孔，活塞通孔内设有空心活塞，提升杆通孔内设有提升杆，弹簧安装孔内设有提升杆支撑弹簧，提升杆的上端伸出壳体与位于顶盖内的挡板固定连接，空心活塞穿套在提升杆的上部并通过所述挡板压紧在提升杆的台阶面上，空心活塞的下端与提升杆的台阶面之间设有隔离膜片（用于隔离液压油与燃气），该隔离膜片的外周位于压紧衬套与压板之间，并被压紧衬套、压板压紧，提升杆的下部穿过提升杆支撑弹簧与一球头拉杆固定连接，该球头拉杆的球头伸出提升杆通孔与所述阀板万向联接，提升杆支撑弹簧的上端与提升杆的台阶面抵靠、下端与弹簧安装孔的底部抵靠。所述壳体沿周向均匀开设有多个柱塞孔，每个柱塞孔内都设有柱塞和柱塞支撑弹簧，柱塞与柱塞孔配合形成液压油柱塞腔，该液压油柱塞腔与安装在壳体侧面的电磁换向阀的A口接通，电磁换向阀的P、T口分别与壳体的P、T油路接通，柱塞支撑弹簧的下端与液压油柱塞腔的底部抵靠、上端与柱塞的下端台阶面抵靠，柱塞的上端与所述挡板抵靠。

所述挡板上开设有限位缺口，所述壳体上设置有与所述限位缺口配合以防止提升杆旋转的限位销，限位销与限位缺口配合避免了提升杆因发生旋转而撕扯隔离膜片。

所述压紧衬套上开设有压紧衬套定位孔，所述压板上开设有与压紧衬套定位孔对应的压板定位孔，一定位销的上部位于所述压紧衬套定位孔内、下部位于所述压板定位孔内。定位销与压紧衬套定位孔、压板定位孔配合，保证了提升杆、球头拉杆等零件相对中心的位置精度，也控制了阀板的径向定位精度，保证了密封性。

所述支撑座的侧壁开设有与阀外壳上的燃气进口连通的支撑座进气孔、底部开设有与阀外壳上的燃气出口连通的支撑座出气孔。

所述阀板的上表面中心开设有与所述球头拉杆的球头配合的锥面孔，阀板的上表面外圆部分开设有多个阀板导气孔，阀板的下表面中心开设有与锥面孔连通的阀板出气孔，阀板的下表面外圆部分开设有一个阀板环形出气槽，阀板的侧壁均匀开设有多个沿径向延伸且与阀板出气孔连通的阀板通气孔，阀板通气孔将阀板环形出气槽与支撑座进气孔连通，所述阀板导气孔将弹簧安装槽与阀板通气孔连通，限位座上开设的过气孔将弹簧安装槽与支撑座进气孔连通。阀板上开设的阀板通气孔、阀板出气孔和阀板环形出气槽，增大了流通面积，减少了出口承压面积；阀板上开设的阀板导气孔既增加了通气量，又避免了阀板与限位座接触时形成死腔。

所述阀座的上表面开设有同心的第一阀座环形出气槽和第二阀座环形出气槽，所述阀座的下表面开设有阀座弧条形出气孔和阀座圆形出气孔，所述阀座弧条形出气孔将第一阀座环形出气槽与支撑座出气孔连通，所述阀座圆形出气孔将第二阀座环形出气槽与支撑座出气孔连通。第一、第二阀座环形出气槽均可让气体流通，增大了流通面积。

所述限位座具有与支撑座的上端面配合的凸缘台阶面，该凸缘台阶面与支撑座的上端面之间设有调整垫片，控制调整垫片的厚度可以控制阀板的位移，从而控制最大流通面积。

所述支撑座与阀壳体之间安装有第一密封圈，所述阀座与支撑座之间安装有第二密封圈，所述限位座与支撑座之间安装有第三密封圈，所述压板与限位座之间安装有第四密封圈，所述壳体与压紧衬套之间安装有第五密封圈，所述顶盖与壳体之间安装有第六密封圈。

优选的，所述限位座沿周向均匀开设有六个弹簧安装槽，所述复位弹簧有六个，六个复位弹簧分别位于六个弹簧安装槽内。

优选的，所述柱塞孔有三个，每个柱塞孔内都设有一个柱塞和一根柱塞支撑弹簧，形成的三个液压油柱塞腔都与所述电磁换向阀的A口接通。

电磁换向阀通电时，电磁换向阀的A口与P口接通，液压油柱塞腔通过电磁换向阀的A口、P口与压力油口接通，液压油柱塞腔进油，柱塞在液压力的作用下上移，推动挡板向上运动，挡板带动空心活塞、提升杆向上运动，提升杆带动球头拉杆向上运动，球头拉杆带动阀板向上运动，直至阀板压紧在限位座上，阀板的下表面与阀座的上表面之间形成燃气通道缝隙，电液联动阀打开。

电磁换向阀断电时，电磁换向阀的A口与T口接通，液压油柱塞腔通过电磁换向阀的A口、T口与泄油口接通，液压油柱塞腔泄油失去压力，在复位弹簧的作用下，阀板带动球头拉杆向下运动，球头拉杆带动提升杆向下运动，提升杆带动空心活塞、挡板向下运动，挡板使柱塞下移，直至阀板压紧在阀座上，阀板的下表面与阀座的上表面贴合形成密封面，阻断燃气通道，电液联动阀关闭。

本发明具有如下效果：

（1）通过电磁换向阀控制液压油，再由液压油进行驱动，实现了在使用较小的驱动电流的情况下使用较大刚度的复位弹簧，提高了密封可靠性，有效的防止了气体倒灌，同时降低了成本。

（2）使用隔离膜片代替传统油缸密封圈进行密封，以隔离膜片的振动代替密封圈的相对滑动，既减少了滑动过程中油、气的互渗，也减少了摩擦力，提高了响应速度。

（3）采用球头拉杆与阀板万向联接，阀板能绕球头拉杆的球头摆动，阀板向下运动时球头拉杆不会对阀板造成限制，从而使得阀板能完全贴紧阀座，提高了密封性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的电液联动阀处于打开状态的结构示意图。

图3为本发明中的支撑座的轴测图。

图4为本发明中的阀板的轴测图。

图5为本发明中的阀座的轴测图。

图6为本发明中的阀座的另一个角度的轴测图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细说明。

如图1至图6所示的电液联动燃气阀，包括阀外壳1，设在阀外壳1内的支撑座3，设在支撑座3内的阀座4、阀板8、六个大刚度的复位弹簧10、限位座12和设在支撑座3上方的压板15、压紧衬套19、壳体2、顶盖27，支撑座3与阀壳体1之间安装有第一密封圈51，顶盖27安装在壳体2的上端，顶盖27与壳体2之间安装有第六密封圈56。

支撑座3的侧壁均匀开设有六个与阀外壳1上的燃气进口7连通的支撑座进气孔30，支撑座3的底部开设有一个与阀外壳1上的燃气出口28连通的支撑座出气孔31以及用于安装阀座4的四个螺钉孔32。阀座4的上表面开设有同心的第一阀座环形出气槽41和第二阀座环形出气槽42，阀座4的下表面开设有四个阀座安装孔43、四个阀座弧条形出气孔44和四个阀座圆形出气孔45，四个阀座弧条形出气孔44将第一阀座环形出气槽41与支撑座出气孔31连通，四个阀座圆形出气孔45将第二阀座环形出气槽42与支撑座出气孔32连通，四颗螺钉5穿过四个阀座安装孔43、螺钉孔32将阀座4固定连接在支撑座3的底部，阀座4与支撑座3之间安装有第二密封圈52，阀板8位于阀座4的上方，阀板8的下表面与阀座4的上表面相配合，限位座12沿周向均匀开设有六个弹簧安装槽，六个复位弹簧10分别位于六个弹簧安装槽内，复位弹簧10的上端与弹簧安装槽的顶部抵靠、下端与阀板8的上表面抵靠，阀板8的上表面中心开设有与球头拉杆9的球头配合的锥面孔81，阀板8的上表面外圆部分沿周向均匀开设有八个阀板导气孔84，阀板8的下表面中心开设有与锥面孔81连通的阀板出气孔85，阀板8的下表面外圆部分开设有一个阀板环形出气槽83，阀板8的侧壁均匀开设有多个沿径向延伸且与阀板出气孔连通的阀板通气孔82，阀板通气孔82将阀板环形出气槽83与支撑座进气孔30连通，阀板导气孔84将弹簧安装槽与阀板通气孔82连通，限位座12上开设的过气孔121将弹簧安装槽与支撑座进气孔30连通。压紧衬套19上开设有压紧衬套定位孔，压板15上开设有与压紧衬套定位孔对应的压板定位孔，一定位销18的上部位于压紧衬套定位孔内、下部位于压板定位孔内，壳体2通过压紧衬套19、压板15将限位座12压紧在支撑座3内，限位座12具有与支撑座3的上端面配合的凸缘台阶面，该凸缘台阶面与支撑座3的上端面之间设有调整垫片14，壳体2与压紧衬套19之间安装有第五密封圈55，压板15与限位座12之间安装有第四密封圈54，限位座12与支撑座3之间安装有第三密封圈53。

壳体2、压紧衬套19的中心开设有活塞通孔，压板15的中心开设有提升杆通孔，限位座12的中心开设有提升杆通孔和与提升杆通孔连通的弹簧安装孔，活塞通孔内设有空心活塞22，提升杆通孔内设有提升杆11，弹簧安装孔内设有提升杆支撑弹簧13，提升杆11的上端伸出壳体2与位于顶盖27内的挡板23固定连接，挡板23上开设有限位缺口，壳体2上设置有与限位缺口配合以防止提升杆11旋转的限位销26，空心活塞22穿套在提升杆11的上部并通过螺母24、垫圈25与挡板23的配合而压紧在提升杆11的台阶面上，挡板23、空心活塞22与提升杆11之间保持相对固定。空心活塞22的下端与提升杆11的台阶面之间设有隔离膜片16，隔离膜片16具有凸环，隔离膜片16的外周位于压紧衬套19与压板15之间，并被压紧衬套19、压板15压紧，提升杆11的下部穿过提升杆支撑弹簧13与一球头拉杆9固定连接，该球头拉杆9的球头伸出提升杆通孔、伸入锥面孔81内（球头的球面贴紧在锥面孔81的锥面上）与阀板8万向联接，提升杆支撑弹簧13的上端与提升杆11的台阶面抵靠、下端与弹簧安装孔的底部抵靠。

壳体2沿周向均匀开设有三个柱塞孔6，每个柱塞孔6内都设有一个柱塞21和一根柱塞支撑弹簧20，一个柱塞21与一个柱塞孔6配合形成一个液压油柱塞腔，总共形成的三个液压油柱塞腔都与安装在壳体2侧面的电磁换向阀17的A口接通，电磁换向阀17的P、T口分别与壳体2的P、T油路接通，电磁换向阀17为高频的二位三通阀，打开、关闭速度极快，柱塞支撑弹簧20的下端与液压油柱塞腔的底部抵靠、上端与柱塞21的下端台阶面抵靠，柱塞21的上端与挡板23抵靠。

电磁换向阀17通电时，电磁换向阀17的A口与P口接通，液压油柱塞腔通过电磁换向阀17的A口、P口与压力油口接通，液压油柱塞腔进油，柱塞21在液压力的作用下上移，推动挡板23向上运动，挡板23带动空心活塞22、提升杆11向上运动，提升杆11带动球头拉杆9向上运动，球头拉杆9带动阀板8向上运动，直至阀板8压紧在限位座12上，阀板8的下表面与阀座4的上表面之间形成燃气通道缝隙，电液联动阀打开（参见图2）。

电磁换向阀17断电时，电磁换向阀17的A口与T口接通，液压油柱塞腔通过电磁换向阀17的A口、T口与泄油口接通，液压油柱塞腔泄油失去压力，在复位弹簧10的作用下，阀板8带动球头拉杆9向下运动，球头拉杆9带动提升杆11向下运动，提升杆11带动空心活塞22、挡板23向下运动，挡板23使柱塞21下移，直至阀板8压紧在阀座4上，阀板8的下表面与阀座4的上表面贴合形成密封面（贴合时阀板环形出气槽83、阀板出气孔85与第一阀座环形出气槽41、第二阀座环形出气槽42相互错开），阻断燃气通道，电液联动阀关闭（参见图1）。

Claims (10)

1.一种电液联动燃气阀，包括阀外壳（1），设在阀外壳内的支撑座（3），设在支撑座内的阀座（4）、阀板（8）、复位弹簧（10）、限位座（12）和设在支撑座上方的压板（15）、压紧衬套（19）、壳体（2）、顶盖（27）；所述阀座（4）固定连接在支撑座（3）的底部，阀板（8）位于阀座（4）的上方，支撑座（3）、阀板（8）、阀座（4）之间形成有燃气通道，阀板（8）的下表面与阀座（4）的上表面贴合密封时能阻断所述燃气通道，复位弹簧（10）位于限位座（12）的弹簧安装槽内，且上端与弹簧安装槽的顶部抵靠、下端与阀板（8）的上表面抵靠，顶盖（27）安装在壳体（2）的上端，壳体（2）通过压紧衬套（19）、压板（15）将限位座（12）压紧在支撑座（3）内；其特征是：

所述壳体（2）、压紧衬套（19）的中心开设有活塞通孔，压板（15）的中心开设有提升杆通孔，限位座（12）的中心开设有提升杆通孔和与提升杆通孔连通的弹簧安装孔，活塞通孔内设有空心活塞（22），提升杆通孔内设有提升杆（11），弹簧安装孔内设有提升杆支撑弹簧（13），提升杆（11）的上端伸出壳体（2）与位于顶盖（27）内的挡板（23）固定连接，空心活塞（22）穿套在提升杆（11）的上部并通过所述挡板（23）压紧在提升杆（11）的台阶面上，空心活塞（22）的下端与提升杆（11）的台阶面之间设有隔离膜片（16），该隔离膜片（16）的外周位于压紧衬套（19）与压板（15）之间，并被压紧衬套（19）、压板（15）压紧，提升杆（11）的下部穿过提升杆支撑弹簧（13）与一球头拉杆（9）固定连接，该球头拉杆（9）的球头伸出提升杆通孔与所述阀板（8）万向联接，提升杆支撑弹簧（13）的上端与提升杆（11）的台阶面抵靠、下端与弹簧安装孔的底部抵靠；

所述壳体（2）沿周向均匀开设有多个柱塞孔（6），每个柱塞孔内都设有柱塞（21）和柱塞支撑弹簧（20），柱塞（21）与柱塞孔（6）配合形成液压油柱塞腔，该液压油柱塞腔与安装在壳体侧面的电磁换向阀（17）的A口接通，电磁换向阀（17）的P、T口分别与壳体（2）的P、T油路接通，柱塞支撑弹簧（20）的下端与液压油柱塞腔的底部抵靠、上端与柱塞（21）的下端台阶面抵靠，柱塞（21）的上端与所述挡板（23）抵靠。

2.根据权利要求1所述的电液联动燃气阀，其特征是：所述挡板（23）上开设有限位缺口，所述壳体（2）上设置有与所述限位缺口配合以防止提升杆旋转的限位销（26）。

3.根据权利要求1所述的电液联动燃气阀，其特征是：所述压紧衬套（19）上开设有压紧衬套定位孔，所述压板（15）上开设有与压紧衬套定位孔对应的压板定位孔，一定位销（18）的上部位于所述压紧衬套定位孔内、下部位于所述压板定位孔内。

4.根据权利要求1至3任一所述的电液联动燃气阀，其特征是：所述支撑座（3）的侧壁开设有与阀外壳（1）上的燃气进口（7）连通的支撑座进气孔（30）、底部开设有与阀外壳（1）上的燃气出口（28）连通的支撑座出气孔（31）。

5.根据权利要求4所述的电液联动燃气阀，其特征是：所述阀板（8）的上表面中心开设有与所述球头拉杆（9）的球头配合的锥面孔（81），阀板（8）的上表面外圆部分开设有八个阀板导气孔（84），阀板（8）的下表面中心开设有与锥面孔连通的阀板出气孔（85），阀板（8）的下表面外圆部分开设有一个阀板环形出气槽（83），阀板（8）的侧壁均匀开设有多个沿径向延伸且与阀板出气孔连通的阀板通气孔（82），所述阀板通气孔（82）将阀板环形出气槽（83）与支撑座进气孔（30）连通，所述阀板导气孔（84）将所述弹簧安装槽与阀板通气孔（82）连通，限位座（12）上开设的过气孔（121）将所述弹簧安装槽与支撑座进气孔（30）连通。

6.根据权利要求4所述的电液联动燃气阀，其特征是：所述阀座（4）的上表面开设有同心的第一阀座环形出气槽（41）和第二阀座环形出气槽（42），阀座（4）的下表面开设有阀座弧条形出气孔（44）和阀座圆形出气孔（45），所述阀座弧条形出气孔（44）将第一阀座环形出气槽（41）与支撑座出气孔（31）连通，所述阀座圆形出气孔（45）将第二阀座环形出气槽（42）与支撑座出气孔（31）连通。

7.根据权利要求6所述的电液联动燃气阀，其特征是：所述限位座（12）具有与支撑座（3）的上端面配合的凸缘台阶面，该凸缘台阶面与支撑座（3）的上端面之间设有调整垫片（14）。

8.根据权利要求7所述的电液联动燃气阀，其特征是：所述支撑座（3）与阀壳体（1）之间安装有第一密封圈（51），所述阀座（4）与支撑座（3）之间安装有第二密封圈（52），所述限位座（12）与支撑座（3）之间安装有第三密封圈（53），所述压板（15）与限位座（12）之间安装有第四密封圈（54），所述壳体（2）与压紧衬套（19）之间安装有第五密封圈（55），所述顶盖（27）与壳体（2）之间安装有第六密封圈（56）。

9.根据权利要求8所述的电液联动燃气阀，其特征是：所述限位座（12）沿周向均匀开设有六个弹簧安装槽，所述复位弹簧（10）有六个，六个复位弹簧分别位于六个弹簧安装槽内。

10.根据权利要求8所述的电液联动燃气阀，其特征是：所述柱塞孔（6）有三个，每个柱塞孔内都设有一个柱塞（21）和一根柱塞支撑弹簧（20），形成的三个液压油柱塞腔都与所述电磁换向阀（17）的A口接通。