CN109253305B - 基于差动面积法的电磁气动阀 - Google Patents

基于差动面积法的电磁气动阀 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于差动面积法的电磁气动阀，包括：壳体；气路组件，气路组件设置在壳体的上部；液路组件，液路组件设置在壳体的下部；支承板，支承板设置在壳体内，支承板分别与气路组件及液路组件接触；其中液路组件包括氧化剂单元及燃料单元，氧化剂单元及燃料单元分别与支承板接触且氧化剂单元与支承板的接触面积大于燃料单元与支承板的接触面积。本发明通过将气路压力作用于液路，实现液路的开启。利用液路活塞的面积差解决了橡胶膜片式及金属膜盒式电磁气动阀气路和液路需要不同的挤压压力才能实现阀门开启的问题；利用液路活塞O形圈动密封的形式取代了橡胶膜片结构，解决了膜片材料相容性问题，并取代了金属膜盒结构，结构更为简单可靠。

Description

基于差动面积法的电磁气动阀
技术领域
本发明涉及一种阀，特别涉及一种基于差动面积法的电磁气动阀。
背景技术
为了实现系统轻质化要求，发动机控制阀往往使用电磁气动阀。
传统的电磁气动阀需要采用膜盒式或膜片式实现氧化剂路和燃料路的隔离，以及液路的开启，但有以下三个缺点：
1、结构复杂；
2、气路和液路需要两个减压阀提供不同的挤压压力，才能保证阀门的工作，使得系统结构复杂；
3、膜盒焊缝较多，价格较高；膜片材料与介质的长期相容性不好。
目前膜盒式及膜片式电磁气动阀，气路的作用压力要高于液路的作用压力才能实现阀门的开启，这就需要系统中配套两台减压阀为液路和气路提供不同的气体挤压压力，结构较为复杂。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种实现阀门的长期稳定工作，简化结构的基于差动面积法的电磁气动阀。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种基于差动面积法的电磁气动阀，包括：壳体；气路组件，所述气路组件设置在所述壳体的上部；液路组件，所述液路组件设置在所述壳体的下部；支承板，所述支承板设置在所述壳体内，所述支承板分别与所述气路组件及所述液路组件接触；其中所述液路组件包括氧化剂单元及燃料单元，所述氧化剂单元及所述燃料单元分别与所述支承板接触且所述氧化剂单元与所述支承板的接触面积大于所述燃料单元与所述支承板的接触面积。
优选地，所述氧化剂单元包括：
氧化剂活门座，所述氧化剂活门座设置在所述壳体的下部，在所述氧化剂活门座内设有连通的氧化剂进入腔及氧化剂排出腔；
在所述氧化剂进入腔内设有氧化剂进入通路，所述氧化剂进入通路的一端与所述氧化剂活门座的氧化剂进口连通；
在所述氧化剂排出腔内设有氧化剂排出通路，所述氧化剂排出通路的一端与所述氧化剂活门座的氧化剂排出口连通；
氧化剂液阀芯，所述氧化剂液阀芯设置在所述氧化剂进入腔内，在所述氧化剂液阀芯上设有氧化剂阀芯通路，所述氧化剂阀芯通路与所述氧化剂进入通路的另一端连通；
氧化剂液路活塞，所述氧化剂液路活塞设置在所述氧化剂排出腔内，所述氧化剂液路活塞的尾部与所述支承板相抵，所述氧化剂液路活塞的首部与所述氧化剂液阀芯相抵，在所述氧化剂液路活塞的首部设有氧化剂活塞通路，所述氧化剂活塞通路与所述氧化剂排出通路的另一端连通。
优选地，在所述氧化剂进入腔内设有氧化剂弹簧，所述氧化剂弹簧位于所述氧化剂液阀芯与所述氧化剂进入腔的端部之间。
优选地，所述燃料单元包括：
燃料活门座，所述燃料活门座设置在所述壳体的下部，所述燃料活门座内设有连通的燃料进入腔及燃料排出腔；
在所述燃料进入腔内设有燃料进入通路，所述燃料进入通路的一端与所述燃料活门座的燃料进口连通；
在所述燃料排出腔内设有燃料排出通路，所述燃料排出通路的一端与所述燃料活门座的燃料排出口连通；
燃料液阀芯，所述燃料液阀芯设置在所述燃料进入腔内，在所述燃料液阀芯上设有燃料阀芯通路，所述燃料阀芯通路与所述燃料进入通路的另一端连通；
燃料液路活塞，所述燃料液路活塞设置在所述燃料排出腔内，所述燃料液路活塞的尾部与所述支承板相抵，所述燃料液路活塞的首部与所述燃料液阀芯相抵，在所述燃料液路活塞的首部设有燃料活塞通路，所述燃料活塞通路与所述燃料排出通路的另一端连通。
优选地，在所述燃料进入腔内设有燃料弹簧，所述燃料弹簧位于所述燃料液阀芯与所述燃料进入腔的端部之间。
优选地，所述氧化剂单元包括氧化剂活门座，所述燃料单元包括燃料活门座；其中
所述氧化剂活门座与所述支承板的接触面积大于所述燃料活门座与所述支承板的接触面积。
优选地，所述气路组件包括恢复单元、控制单元及设置在所述恢复单元与所述控制单元之间的气顶杆。
优选地，所述控制单元包括：
第一气活门座，所述第一气活门座设置在所述壳体的上部；
电磁阀组件，所述电磁阀组件设置在所述壳体的上部；
控制阀芯，所述控制阀芯设置在所述第一气活门座的内腔内；
电磁阀顶杆，所述电磁阀顶杆的两端分别与所述控制阀芯及所述电磁阀组件连接。
优选地，所述恢复单元包括：
第二气活门座，所述第二气活门座设置在所述壳体的上部；
恢复阀芯，所述恢复阀芯设置在所述第二气活门座的内腔内；
恢复弹簧，所述恢复弹簧设置在所述第二气活门座的内腔内，所述恢复弹簧位于所述恢复阀芯与所述第二气活门座的内腔的端部之间。
优选地，在所述第一气活门座与所述第二气活门座之间设有气顶杆座，在所述气顶杆座内设有气顶杆。
与现有技术相比，本发明通过将气路压力作用于液路，实现液路的开启。利用液路活塞的面积差解决了橡胶膜片式及金属膜盒式电磁气动阀气路和液路需要不同的挤压压力才能实现阀门开启的问题；利用液路活塞O形圈动密封的形式取代了橡胶膜片结构，解决了膜片材料相容性问题，并取代了金属膜盒结构，结构更为简单可靠，成本低。因此，本发明解决了传统电磁气动阀气路和液路需要提供不同的压力才能工作的情况，利用具有双O形圈的液路活塞行程面积差，实现了在气路和液路同样挤压压力时阀门稳定开启，结构简单可靠，成本低。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征目的及优点将会变得更明显。
图1是本发明一种新型基于差动面积法的电磁气动阀的剖视图。
图2是电磁气动阀气路、液路进出口的示意图。
图3是电磁气动阀液路的工作原理图一；
图4是电磁气动阀液路的工作原理图二。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化及改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1是本发明一种新型基于差动面积法的电磁气动阀的剖视图，图2是电磁气动阀气路、液路进出口的示意图，图3和图4是电磁气动阀液路的工作原理图。如图1、图2、图3(开启前)和图4(开启后)的实施例所示，该装置包括：
壳体5分为两个腔：阀门有上部的气路和下部分的液路组成，气路的气体通过连接孔作用于液路，并为液路提供阀芯打开压力。液路部分分为燃料路和氧化剂路，燃料路和氧化剂路的结构相同，仅液路活门座外圆尺寸大小不同，通过液路支承板10将氧化剂路和燃料路分隔。氧化剂路，从左到右分别由液路进口组件1、氧化剂弹簧2、氧化剂液阀芯3、装有三个第二氧化O形圈8的氧化剂活门座4、装有第一氧化O形圈7和第三氧化O形圈9的氧化剂液路活塞6组成。
燃料剂路，从右到左分别由液路进口组件31、燃料剂弹簧32、燃料剂液阀芯33、装有三个第二燃料O形圈38的燃料剂活门座34、装有第一燃料O形圈37和第三燃料O形圈39的燃料剂液路活塞36组成。
气路部分从右至左，由电磁阀组件12、电磁阀顶杆13、控制阀芯14、装有第一气路O形圈15的第一气活门座16、气顶杆17、气顶杆座18、装有的第二气路O形圈19的第二气活门座20、恢复弹簧21、气路支承套筒22、气路近气组件23、恢复阀芯24。
下面，对本发明的工作过程进行描述。
图1是本发明一种新型基于差动面积法的电磁气动阀的剖视图，图2是电磁气动阀气路、液路进出口的示意图，图3是电磁气动阀液路的工作原理图。如图所示，电磁阀组件12通电开启后，电磁阀衔铁通电向左移动，电磁阀顶杆13在衔铁的带动下向左移动，控制阀芯14在电磁阀顶杆13的带动下向左移动，气顶杆17在控制阀芯14的带动下向左移动，顶开电磁阀气路恢复阀芯24，此时气路右侧关闭，左侧开启，气体通过左侧阀芯14形成的通道流入腔，通道流入腔压力通过液路支承板10缺口作用于氧化剂液路活塞6上，氧化剂液路活塞6在气体力的作用下顶开氧化剂液阀芯3，需要克服液体作用于氧化剂液阀芯3的力和氧化剂弹簧2的力的作用，液体从阀芯形成的通道中流出，液体作用力也作用于氧化剂液路活塞6上，在液体压力和气体压力相同的条件下，由于差动面积的设计保证了气路作用力要大于液路的作用力，实现了阀门的稳定开启。工作完成后，电磁阀组件12断电，电磁阀气路恢复阀芯24在恢复弹簧21的弹簧力和气压力的共同作用下关闭，带动气顶杆17向右移动，电磁阀气路控制阀芯14开启，作用于液路活塞的气体力卸压，液路活塞在弹簧力作用下带动液路阀芯关闭。
本发明一种新型基于差动面积法的电磁气动阀，通过将气路压力作用于液路，实现液路的开启。利用液路活塞的面积差解决了橡胶膜片式及金属膜盒式电磁气动阀气路和液路需要不同的挤压压力才能实现阀门开启的问题；利用液路活塞O形圈动密封的形式取代了橡胶膜片结构，解决了膜片材料相容性问题，并取代了金属膜盒结构，结构更为简单可靠，成本低。因此，本发明解决了传统电磁气动阀气路和液路需要提供不同的压力才能工作的情况，利用具有双O形圈的液路活塞行程面积差，实现了在气路和液路同样挤压压力时阀门稳定开启，结构简单可靠，成本低。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种基于差动面积法的电磁气动阀，其特征在于，包括：
壳体；
气路组件，所述气路组件设置在所述壳体的上部；
液路组件，所述液路组件设置在所述壳体的下部；
支承板，所述支承板设置在所述壳体内，所述支承板分别与所述气路组件及所述液路组件接触；其中
所述液路组件包括氧化剂单元及燃料单元，所述氧化剂单元及所述燃料单元分别与所述支承板接触且所述氧化剂单元与所述支承板的接触面积大于所述燃料单元与所述支承板的接触面积。
2.根据权利要求1所述的基于差动面积法的电磁气动阀，其特征在于，所述氧化剂单元包括：
氧化剂活门座，所述氧化剂活门座设置在所述壳体的下部，在所述氧化剂活门座内设有连通的氧化剂进入腔及氧化剂排出腔；
在所述氧化剂进入腔内设有氧化剂进入通路，所述氧化剂进入通路的一端与所述氧化剂活门座的氧化剂进口连通；
在所述氧化剂排出腔内设有氧化剂排出通路，所述氧化剂排出通路的一端与所述氧化剂活门座的氧化剂排出口连通；
氧化剂液阀芯，所述氧化剂液阀芯设置在所述氧化剂进入腔内，在所述氧化剂液阀芯上设有氧化剂阀芯通路，所述氧化剂阀芯通路与所述氧化剂进入通路的另一端连通；
氧化剂液路活塞，所述氧化剂液路活塞设置在所述氧化剂排出腔内，所述氧化剂液路活塞的尾部与所述支承板相抵，所述氧化剂液路活塞的首部与所述氧化剂液阀芯相抵，在所述氧化剂液路活塞的首部设有氧化剂活塞通路，所述氧化剂活塞通路与所述氧化剂排出通路的另一端连通。
3.根据权利要求2所述的基于差动面积法的电磁气动阀，其特征在于，在所述氧化剂进入腔内设有氧化剂弹簧，所述氧化剂弹簧位于所述氧化剂液阀芯与所述氧化剂进入腔的端部之间。
4.根据权利要求1所述的基于差动面积法的电磁气动阀，其特征在于，所述燃料单元包括：
燃料活门座，所述燃料活门座设置在所述壳体的下部，所述燃料活门座内设有连通的燃料进入腔及燃料排出腔；
在所述燃料进入腔内设有燃料进入通路，所述燃料进入通路的一端与所述燃料活门座的燃料进口连通；
在所述燃料排出腔内设有燃料排出通路，所述燃料排出通路的一端与所述燃料活门座的燃料排出口连通；
燃料液阀芯，所述燃料液阀芯设置在所述燃料进入腔内，在所述燃料液阀芯上设有燃料阀芯通路，所述燃料阀芯通路与所述燃料进入通路的另一端连通；
燃料液路活塞，所述燃料液路活塞设置在所述燃料排出腔内，所述燃料液路活塞的尾部与所述支承板相抵，所述燃料液路活塞的首部与所述燃料液阀芯相抵，在所述燃料液路活塞的首部设有燃料活塞通路，所述燃料活塞通路与所述燃料排出通路的另一端连通。
5.根据权利要求4所述的基于差动面积法的电磁气动阀，其特征在于，在所述燃料进入腔内设有燃料弹簧，所述燃料弹簧位于所述燃料液阀芯与所述燃料进入腔的端部之间。
6.根据权利要求1所述的基于差动面积法的电磁气动阀，其特征在于，所述氧化剂单元包括氧化剂活门座，所述燃料单元包括燃料活门座；其中
所述氧化剂活门座与所述支承板的接触面积大于所述燃料活门座与所述支承板的接触面积。
7.根据权利要求1所述的基于差动面积法的电磁气动阀，其特征在于，所述气路组件包括恢复单元、控制单元及设置在所述恢复单元与所述控制单元之间的气顶杆。
8.根据权利要求7所述的基于差动面积法的电磁气动阀，其特征在于，所述控制单元包括：
第一气活门座，所述第一气活门座设置在所述壳体的上部；
电磁阀组件，所述电磁阀组件设置在所述壳体的上部；
控制阀芯，所述控制阀芯设置在所述第一气活门座的内腔内；
电磁阀顶杆，所述电磁阀顶杆的两端分别与所述控制阀芯及所述电磁阀组件连接。
9.根据权利要求8所述的基于差动面积法的电磁气动阀，其特征在于，所述恢复单元包括：
第二气活门座，所述第二气活门座设置在所述壳体的上部；
恢复阀芯，所述恢复阀芯设置在所述第二气活门座的内腔内；
恢复弹簧，所述恢复弹簧设置在所述第二气活门座的内腔内，所述恢复弹簧位于所述恢复阀芯与所述第二气活门座的内腔的端部之间。
10.根据权利要求9所述的基于差动面积法的电磁气动阀，其特征在于，在所述第一气活门座与所述第二气活门座之间设有气顶杆座，在所述气顶杆座内设有气顶杆。
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