CN110594479A - 一种瓶口阀中的先导式电磁阀 - Google Patents

一种瓶口阀中的先导式电磁阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种瓶口阀中的先导式电磁阀，阀体上段与带密封结构的阀盖连接；在阀体顶面开设有滑动通道和连接通孔；滑动阀芯穿于滑动通道中，在滑动阀芯顶面开设有连接孔和先导孔，固定铁芯抵于阀盖上，固定铁芯下段通过连接套固定于滑动通道顶部，在固定铁芯、连接套与阀盖之中设置有电磁线圈；在连接套中设置有由第一活动铁芯和第二活动铁芯构成的活动铁芯，第二活动铁芯插入连接孔中；套筒顶部通过卡板卡嵌于第一活动铁芯侧壁上的环形卡槽中，套筒底部通过环形挡板挡于在滑动阀芯顶端的轴环下方；在固定铁芯与活动铁芯之间设置有弹簧；在滑动阀芯侧壁上间隔开设有若干贯穿连接孔底部侧壁的小孔。上述结结构简单紧凑、密封性能好。

Description

一种瓶口阀中的先导式电磁阀
技术领域
本发明涉及储氢技术领域，尤其涉及一种瓶口阀中的先导式电磁阀。
背景技术
储氢方式采用储氢气瓶高压储氢，储氢气瓶内的高压氢气的合理、有效使用离不开瓶口阀，储氢气瓶内的高压氢气必须经瓶口阀及后续系统处理后才能提供给燃料电池，因而瓶口阀是供氢系统中及其重要的部件，其性能优劣直接影响燃料电池的正常工作、供氢系统的使用效率、以及供氢系统的安全性能。
市场上常见的瓶口阀中的先导式电磁阀结构复杂，加工工艺复杂，生产成本高，体积大，不适合小型瓶口阀使用，此外还存在泄漏点多、密封性能较差等缺陷。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种结构简单紧凑、加工方便、密封性能好的瓶口阀中的先导式电磁阀。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，包括：阀体，在阀体上段固定连接有阀盖，阀盖将阀体上段罩盖于阀盖中；在阀盖下段外侧壁上设置有密封结构；在阀体顶面中部向内开设有滑动通道，在滑动通道底面中部开设有上下贯通的连接通孔；滑动阀芯穿插于滑动通道中，且滑动阀芯底部伸出连接通孔下方；在滑动阀芯顶端设置有向外凸出的轴环，在滑动阀芯顶面中部向内开设有连接孔，在连接孔底面中部开设有贯穿滑动阀芯底面的先导孔；连接套底部固定于滑动通道顶部，连接套顶部向上伸出阀体上方，固定铁芯顶面抵于阀盖内顶面上，固定铁芯下段阶台面搁置于连接套顶面上，在固定铁芯与阀盖之间的间隙中以及连接套与阀盖之间的间隙中设置有电磁线圈；在连接套中活动穿插设置有活动铁芯，活动铁芯由上至下依次由第一活动铁芯和第二活动铁芯构成，第一活动铁芯的外径大于第二活动铁芯的外径，第二活动铁芯下段为由上至下外径逐渐变小的圆锥体，第二活动铁芯插入连接孔中；在第一活动铁芯侧壁上向内开设有环形卡槽，套筒上段套设于第一活动铁芯上，在套筒顶部固定设置有能卡于环形卡槽中的卡板，套筒顶部通过卡板卡嵌于环形卡槽中，套筒下段套于滑动阀芯上，在套筒底部固定设置有阻挡轴环掉出套筒外的环形挡板，套筒能沿滑动通道上下滑动；在固定铁芯底部与活动铁芯顶部之间设置有弹簧，电磁线圈失电时、在弹簧的弹力作用下，第二活动铁芯插入连接孔中后密封抵于先导孔上并带动滑动阀芯向下运动；在滑动阀芯侧壁上间隔开设有若干贯穿连接孔底部侧壁的小孔，第二活动铁芯插入连接孔中后密封抵于先导孔上时、连接孔与圆锥体外轮廓之间形成的间隙与各小孔相连通；电磁线圈通电时，活动铁芯在电磁作用下向上运动远离先导孔，使各小孔与先导孔相连通。
进一步地，前述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其中，先导式电磁阀集成于瓶口阀中时，电磁线圈失电时、在弹簧的弹力作用下，第二活动铁芯插入连接孔中后密封抵于先导孔上并带动滑动阀芯向下运动至下限位置时，轴环与环形挡板之间留有间隙，环形挡板与滑动通道底面之间留有间隙。
进一步地，前述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其中，在连接套底部设置有向外凸出的环形凸环，连接套通过环形凸环固定于滑动通道顶部；先导式电磁阀集成于瓶口阀中时，电磁线圈失电时、在弹簧的弹力作用下，第二活动铁芯插入连接孔中后密封抵于先导孔上并带动滑动阀芯向下运动至下限位置时，在环形凸环底面与卡板顶面之间留有供活动铁芯向上运动的调整间隙。
进一步地，前述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其中，所述的密封结构为：在阀盖上开设有向内凹进的凹槽，密封挡圈和O形密封圈设置于凹槽中；在滑动阀芯底面上开设有向内凹进的环形凹槽，在环形凹槽中设置有O型密封圈。
进一步地，前述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其中，滑动阀芯本体下段为由上至下外径逐渐变大的圆台。
进一步地，前述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其中，在固定铁芯底面中部向内开设有第一嵌入槽，在活动铁芯顶面中部向内开设有第二嵌入槽，弹簧上端固定于第一嵌入槽中，弹簧下端固定于第二嵌入槽中。
进一步地，前述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其中，所述的套筒由二个半圆环柱体构成。
本发明的有益效果是：结构简单、零件加工工艺简单、装配方便、体积小，因而装配于瓶口阀上时占用空间小、集成度高，能适用于小型瓶口阀中；阀体和阀盖采用整体形式，泄漏点少，整个先导式电磁阀集成于瓶口阀中时只需要二处密封：阀盖处密封与滑动阀芯底面密封，减少泄露风险并且降低成本。
附图说明
图1是本发明所述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀的结构示意图。
图2是瓶口阀中的先导式电磁阀的内部结构示意图。
图3是图2中活动铁芯、阀体与滑动阀芯之间的连接结构示意图。
图4是瓶口阀中的先导式电磁阀集成于瓶口阀上、且先导式电磁阀处于未开启状态时的内部结构示意图。
图5是瓶口阀中的先导式电磁阀集成于瓶口阀上、且活动铁芯向上运动后的内部结构示意图。
图6是瓶口阀中的先导式电磁阀集成于瓶口阀上、且先导式电磁阀处于开启状态时的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
如图1、图2和图3所示，本实施例中所述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，包括：阀体1，在阀体1上段固定连接有阀盖2，阀盖2将阀体1上段密封罩盖于阀盖2中。在阀盖2下段外侧壁上设置有密封结构；本实施例中所述的密封结构为：在阀盖2上开设有向内凹进的凹槽21，密封挡圈22和O形密封圈23设置于凹槽21中。阀盖2下段通过密封结构密封集成于瓶口阀的连接口中。
如图2和图3所示，在阀体1顶面中部向内开设有滑动通道11，在滑动通道11底面中部开设有上下贯通的连接通孔12。滑动阀芯3穿插于滑动通道11中，且滑动阀芯3底部伸出连接通孔12下方。在滑动阀芯3顶端设置有向外凸出的轴环31，在滑动阀芯3顶面中部向内开设有连接孔32，在连接孔32底面中部开设有贯穿滑动阀芯3底面的先导孔33。连接套4底部固定于滑动通道11顶部，连接套4顶部向上伸出阀体1上方，固定铁芯5顶面抵于阀盖2的内顶面上，固定铁芯5下段阶台面51搁置于连接套4顶面上，从而将固定铁芯5固定限制于阀盖2与连接套4之间。在固定铁芯5与阀盖2之间的间隙中以及连接套4与阀盖2之间的间隙中设置有电磁线圈6。
如图2和图3所示，在连接套4中活动穿插设置有活动铁芯7，活动铁芯7由上至下依次由第一活动铁芯71和第二活动铁芯72构成，第一活动铁芯71的外径大于第二活动铁芯72的外径，第二活动铁芯72下段为由上至下外径逐渐变小的圆锥体73，第二活动铁芯72插入连接孔32中；在第一活动铁芯71外侧壁上向内开设有环形卡槽74，套筒8上段套设于第一活动铁芯71上，在套筒8顶部固定设置有能卡于环形卡槽74中的卡板81，套筒8顶部通过卡板81卡嵌于环形卡槽74中，套筒8下段套于滑动阀芯3上，在套筒8底部固定设置有阻挡轴环31掉出套筒8外的环形挡板82，套筒8能沿滑动通道11上下滑动。本实施例中所述的套筒8由二个半圆环柱体构成。在固定铁芯5底部与活动铁芯7顶部之间设置有弹簧9，为固定弹簧9并使活动铁芯7受弹力上、下滑动更加平稳，本实施例中，在固定铁芯5底面中部向内开设有第一嵌入槽52，在活动铁芯7顶面中部向内开设有第二嵌入槽75，弹簧9上端固定于第一嵌入槽52中，弹簧9下端固定于第二嵌入槽75中。
电磁线圈6失电时，在弹簧9的弹力作用下，第二活动铁芯72插入连接孔32中后密封抵于先导孔33上、并带动滑动阀芯3向下运动至滑动阀芯3底面密封抵于瓶口阀的内部阶台面202上，此时滑动阀芯3处于下限位置。在滑动阀芯3侧壁上间隔开设有若干贯穿连接孔32底部侧壁的小孔34，第二活动铁芯72插入连接孔32中后密封抵于先导孔33上时、连接孔32与圆锥体73外轮廓之间形成的间隙与各小孔34相连通。电磁线圈6通电时，活动铁芯7在电磁作用下向上运动远离先导孔33，使各小孔34与先导孔33相连通。
如图3和图4所示，先导式电磁阀集成于瓶口阀中时，电磁线圈6失电时、在弹簧9的弹力作用下，第二活动铁芯72插入连接孔32中后密封抵于先导孔33上并带动滑动阀芯3向下运动至下限位置时，轴环31与环形挡板82之间留有间隙，环形挡板82与滑动通道11底面之间留有间隙。
如图2所示，本实施例中在连接套4底部设置有向外凸出的环形凸环41，连接套4通过环形凸环41固定于滑动通道11顶部。先导式电磁阀集成于瓶口阀中时，电磁线圈失电时、在弹簧9的弹力作用下，第二活动铁芯72插入连接孔32中后密封抵于先导孔33上并带动滑动阀芯3向下运动至下限位置时，在环形凸环41底面与卡板81顶面之间留有供活动铁芯7向上运动的调整间隙。
瓶口阀包括：主阀体200，在主阀体200底部设置有能伸入储氢气瓶瓶口中的连接柱体，在主阀体200内设置有独立的气体流道，气体流道一端贯穿连接柱体底面、在连接柱体底面形成第一开口，气体流道另一端贯穿主阀体侧面、在主阀体侧面形成第二开口；在气体流道上设置有分支流道，分支流道贯穿主阀体侧面、在主阀体侧面形成连接口201，分支流道将气体流道分隔成第一气体流道101和第二气体流道102，分支流道由同轴线的第一段分支流道103和第二段分支流道104构成，第一段分支流道103的内孔径大于第二段分支流道104的内孔径，第二段分支流道104与第一气体流道101同轴线，且第二段分支流道104的内孔径大于第一气体流道101的内孔径；第二气体流道102贯穿第二段分支流道104底部侧壁。
先导式电磁阀集成于瓶口阀中时，阀盖2下段通过密封结构密封集成于瓶口阀的连接口201中，且阀体2固定于第一段分支流道103中。电磁线圈6失电时、在弹簧9的弹力作用下，第二活动铁芯72插入连接孔32中后密封抵于先导孔33上并带动滑动阀芯3向下运动至滑动阀芯3底面抵于第一段分支流道与第一气体流道之间的阶台面202上，此时滑动阀芯3处于下限位置。本实施例中，在滑动阀芯3底面上开设有向内凹进的环形凹槽35，在环形凹槽35中设置有O型密封圈36，滑动阀芯3通过O型密封圈36密封抵于第二段分支流道104与第一气体流道101之间的阶台面202上。
本实施例中，位于套筒8下方的滑动阀芯3下段为由上至下外径逐渐变大的圆台37。圆台37的设置引导从第二气体流道102流入的气体能更好地从第二段分支流道侧壁与滑动阀芯3外侧壁之间的间隙向上流入各小孔34中。
当气体从第二气体流道102向第一气体流道101方向流动时，先导式电磁阀的工作原理如下：
电磁线圈6失电时、在弹簧9的弹力作用下，第二活动铁芯72插入连接孔32中后密封抵于先导孔33上并带动滑动阀芯3向下运动至滑动阀芯3底面密封抵于第一段分支流道与第一气体流道之间的阶台面202上，此时第一气体流道101和第二气体流道102互不连通。如图4所示为先导式电磁阀处于未开启状态时的内部结构示意图。
电磁线圈6得电时，活动铁芯7在电磁作用下向上运动远离先导孔33，此时各小孔34与先导孔33相连通，且滑动阀芯3底面依然密封抵于第一段分支流道与第一气体流道之间的阶台面202上。如图5所示，从第二气体流道102流入的气体经各小孔34、先导孔33流入第一气体流道101中。此时，滑动阀芯3上部压力迅速下降，滑动阀芯3周围形成上低下高的压差，气体压力推动滑动阀芯3向上移动，使先导式电磁阀开启。如图6所示为先导式电磁阀处于开启状态时的内部结构示意图。
当气体从第一气体流道101向第二气体流道102方向流动时，先导式电磁阀的工作原理如下：
此时该先导式电磁阀相当于单向阀。电磁线圈6失电，当位于第一气体流道101中气体压力能克服弹簧9的弹力使滑动阀芯3向上运动时，在气体压力的作用下推动滑动阀芯3向上运动，弹簧9被压缩，先导式电磁阀开启。气体从第一气体流道101向第二气体流道102方向流动。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。
本发明的优点是：结构简单、零件加工工艺简单、装配方便、体积小，因而装配于瓶口阀上时占用空间小、集成度高，能适用于小型瓶口阀中；阀体1和阀盖2采用整体形式，泄漏点少，整个先导式电磁阀集成于瓶口阀中时只需要二处密封：阀盖处密封与滑动阀芯底面密封，减少泄露风险并且降低成本。

Claims (7)

1.一种瓶口阀中的先导式电磁阀，包括：阀体，其特征在于：在阀体上段固定连接有阀盖，阀盖将阀体上段罩盖于阀盖中；在阀盖下段外侧壁上设置有密封结构；在阀体顶面中部向内开设有滑动通道，在滑动通道底面中部开设有上下贯通的连接通孔；滑动阀芯穿插于滑动通道中，且滑动阀芯底部伸出连接通孔下方；在滑动阀芯顶端设置有向外凸出的轴环，在滑动阀芯顶面中部向内开设有连接孔，在连接孔底面中部开设有贯穿滑动阀芯底面的先导孔；连接套底部固定于滑动通道顶部，连接套顶部向上伸出阀体上方，固定铁芯顶面抵于阀盖内顶面上，固定铁芯下段阶台面搁置于连接套顶面上，在固定铁芯与阀盖之间的间隙中以及连接套与阀盖之间的间隙中设置有电磁线圈；在连接套中活动穿插设置有活动铁芯，活动铁芯由上至下依次由第一活动铁芯和第二活动铁芯构成，第一活动铁芯的外径大于第二活动铁芯的外径，第二活动铁芯下段为由上至下外径逐渐变小的圆锥体，第二活动铁芯插入连接孔中；在第一活动铁芯侧壁上向内开设有环形卡槽，套筒上段套设于第一活动铁芯上，在套筒顶部固定设置有能卡于环形卡槽中的卡板，套筒顶部通过卡板卡嵌于环形卡槽中，套筒下段套于滑动阀芯上，在套筒底部固定设置有阻挡轴环掉出套筒外的环形挡板，套筒能沿滑动通道上下滑动；在固定铁芯底部与活动铁芯顶部之间设置有弹簧，电磁线圈失电时、在弹簧的弹力作用下，第二活动铁芯插入连接孔中后密封抵于先导孔上并带动滑动阀芯向下运动；在滑动阀芯侧壁上间隔开设有若干贯穿连接孔底部侧壁的小孔，第二活动铁芯插入连接孔中后密封抵于先导孔上时、连接孔与圆锥体外轮廓之间形成的间隙与各小孔相连通；电磁线圈通电时，活动铁芯在电磁作用下向上运动远离先导孔，使各小孔与先导孔相连通。
2.根据权利要求1所述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其特征在于：先导式电磁阀集成于瓶口阀中时，电磁线圈失电时、在弹簧的弹力作用下，第二活动铁芯插入连接孔中后密封抵于先导孔上并带动滑动阀芯向下运动至下限位置时，轴环与环形挡板之间留有间隙，环形挡板与滑动通道底面之间留有间隙。
3.根据权利要求1或2所述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其特征在于：在连接套底部设置有向外凸出的环形凸环，连接套通过环形凸环固定于滑动通道顶部；先导式电磁阀集成于瓶口阀中时，电磁线圈失电时、在弹簧的弹力作用下，第二活动铁芯插入连接孔中后密封抵于先导孔上并带动滑动阀芯向下运动至下限位置时，在环形凸环底面与卡板顶面之间留有供活动铁芯向上运动的调整间隙。
4.根据权利要求1所述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其特征在于：所述的密封结构为：在阀盖上开设有向内凹进的凹槽，密封挡圈和O形密封圈设置于凹槽中；在滑动阀芯底面上开设有向内凹进的环形凹槽，在环形凹槽中设置有O型密封圈。
5.根据权利要求1所述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其特征在于：滑动阀芯本体下段为由上至下外径逐渐变大的圆台。
6.根据权利要求1所述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其特征在于：在固定铁芯底面中部向内开设有第一嵌入槽，在活动铁芯顶面中部向内开设有第二嵌入槽，弹簧上端固定于第一嵌入槽中，弹簧下端固定于第二嵌入槽中。
7.根据权利要求1所述的一种瓶口阀中的先导式电磁阀，其特征在于：所述的套筒由二个半圆环柱体构成。
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