CN115978277B - 一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀，包括定铁芯，线圈，进气腔，出气腔和衔铁机构；所述定铁芯外侧固定安装有所述线圈，所述定铁芯底部设置衔铁机构，所述定铁芯中部开设有贯穿所述定铁芯顶端和底端的所述进气腔，所述衔铁机构底部设置有出气腔，所述衔铁机构滑动控制所述定铁芯和所述线圈之间的连通和截断；所述线圈断电状态时，所述衔铁机构处于下极限位置，所述定铁芯和所述线圈之间被所述衔铁机构截断；所述线圈通电状态时，所述定铁芯驱动所述衔铁机构上升，所述定铁芯和所述线圈之间连通。

Description

一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀

技术领域

本发明涉及电磁阀技术领域，特别涉及一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀。

背景技术

电磁阀（Solenoid valve）是用电磁控制的工业设备，是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，并不限于液压、气动。用在工业控制系统中调整介质的方向、流量、速度和其他的参数。电磁阀可以配合不同的电路来实现预期的控制，而控制的精度和灵活性都能够保证。电磁阀有很多种，不同的电磁阀在控制系统的不同位置发挥作用，最常用的是单向阀、安全阀、方向控制阀、速度调节阀等。

常用的氢气高压电磁阀阀体采用高压锻造工艺，内部结构为阀芯为先导活塞式结构，先导式结构的电磁阀具有耐高压、零泄露、可长期通电等特点，用于氢气介质的工况中，通过电源控制电磁阀截断和接通管道介质。

而现有的两轮电动车的氢气电磁阀将电磁阀结构与阀座结构通过上下组合方式连接，因此电磁阀结构与阀座结构连接处需要通过O型密封圈密封，使得装置增大氢气外漏的风险，同时电磁阀结构与阀座结构连接处结构复杂，整体的体积偏大、重量偏重。

因此，亟需提供一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀，使得电磁阀结构与阀座结构连接处无需通过密封圈密封。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀以解决电磁阀结构与阀座结构连接处需要通过密封圈密封，使得装置增大氢气外漏的风险，同时电磁阀结构与阀座结构连接处结构复杂，整体的体积偏大、重量偏重的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀，包括定铁芯，线圈，进气腔，出气腔和衔铁机构；所述定铁芯外侧固定安装有所述线圈，所述定铁芯底部设置衔铁机构，所述定铁芯中部开设有贯穿所述定铁芯顶端和底端的所述进气腔，所述线圈断电状态时，所述衔铁机构处于下极限位置，所述进气腔和所述出气腔之间被所述衔铁机构截断；所述线圈通电状态时，所述定铁芯驱动所述衔铁机构上升，所述所述进气腔和所述出气腔之间连通。

优选地，所述衔铁机构包括第一弹簧和第一动铁芯，所述定铁芯底部设置有所述第一动铁芯，所述第一动铁芯与所述定铁芯之间连接有所述第一弹簧，所述第一弹簧设置为伸长弹簧，所述第一弹簧保持所述第一动铁芯远离所述定铁芯。

进一步地，所述的一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀还包括控制套，橡胶密封圈；所述线圈和所述定铁芯之间还固定连接有所述控制套，所述定铁芯底部嵌设于所述控制套顶部，所述控制套设置为圆环段和圆台段组合而成，所述圆台段的直径向下逐渐减小，所述圆台段的顶部与所述圆环段固定连接，所述定铁芯底端伸入所述控制套内部且与所述圆环段连接，所述圆环段的内直径等于所述定铁芯的外直径，所述圆台段底部固定连接有所述出气腔，所述控制套远离所述所述出气腔的一端设置有所述橡胶密封圈。

优选地，所述衔铁机构包括第二弹簧，第二动铁芯和第一阀芯；所述定铁芯底部对称且固定连接有所述第二弹簧，两端所述第二弹簧底部共同连接有所述第二动铁芯，所述第二动铁芯底部固定连接有所述第一阀芯，所述第一阀芯设置为直径由上至下依次减小的圆台，所述第一阀芯的侧壁活动适配所述控制套的圆台段，所述第一阀芯的最大直径小于所述圆环段的内直径，所述第一阀芯的最小直径大于出气腔的内径；所述第二弹簧设置为伸长弹簧，所述第二弹簧保持所述第二动铁芯远离所述定铁芯，所述线圈通电后，所述定铁芯驱动所述第二动铁芯上升。

优选地，所述衔铁机构包括第三弹簧，第三动铁芯和阻挡环；所述定铁芯底部对称且固定连接有两个所述第三弹簧，两个所述第三弹簧底部共同连接有所述第三动铁芯，所述控制套的圆环段中部固定安装有所述阻挡环，所述第三动铁芯滑动设置于所述阻挡环顶部，所述阻挡环的内直径大于所述第三动铁芯的外直径。

进一步地，所述的一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀还包括泄压机构，所述泄压机构包括横杆，固定套，滑动腔，滑动套，出气口和第四弹簧；所述进气腔内固定安装有所述横杆，所述横杆底部固定连接有所述固定套，所述固定套的内径大于所述横杆的宽度，所述固定套内开设有所述滑动腔，所述滑动腔内滑动设置有所述滑动套，所述滑动套顶端设置有开口且与所述进气腔连通，所述滑动套侧壁的底端对称开设有所述出气口，所述出气口连通所述滑动套内部。

进一步地，所述滑动套的末端伸出所述固定套且贯穿所述第三动铁芯，所述第三动铁芯与所述滑动套滑动连接，所述滑动套内底壁与所述横杆之间设置有所述第四弹簧，所述第四弹簧设置为压缩弹簧，所述第四弹簧保持所述滑动套靠近所述横杆。

进一步地，所述泄压机构还包括第二阀芯和膜片，所述滑动套底部固定连接有所述第二阀芯，所述第二阀芯设置为直径向下缩小的圆台，所述第二阀芯底部设置有所述膜片，所述膜片与所述出气腔的内径相等，所述第二阀芯活动适配所述控制套的圆台段，所述第二阀芯的最小径大于或等于所述出气腔的内径，所述第二阀芯的最大径小于或等于所述控制套的圆环段内径。

本发明的有益效果：

1、本发明通过将气体流道与电磁阀结构相结合，放弃分体阀座，改进为一体式结构设计；使得本装置减少O型圈密封方式，有效避免氢气外漏风险造成危害；同时一体式结构设计显著降低了电磁阀重量、缩小体积，更有利于两轮电动车的系统使用；

2、本发明通过通过进一步地通过对气体流道的改进，相比于现有阀座而言，降低了加工难度；而进气腔和所述出气腔的两端均可装配不同型号的转接头，适配性较强。

附图说明

图1是本发明的电磁阀结构与阀座结构组合后的结构示意图；

图2是本发明的衔铁机构的结构示意图；

图3是本发明的截断状态时的结构示意图；

图4是图3中A处放大结构示意图；

图5是本发明的接通状态时结构示意图；

图6是图4中B处放大结构示意图；

图7是本发明泄压机构的结构示意图；

图8是本发明的立体结构示意图；

图中：11、定铁芯；12、线圈；13、第一弹簧；14、第一动铁芯；15、第二弹簧；16、第二动铁芯；17、第一阀芯；21、进气腔；22、出气腔；31、控制套；32、橡胶密封圈；41、第三弹簧；42、第三动铁芯；43、阻挡环；51、横杆；52、固定套；53、滑动腔；54、滑动套；55、出气口；56、第四弹簧；61、第二阀芯；62、膜片。

具体实施方式

实施例一

如图1所示，一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀，包括定铁芯11，线圈12，进气腔21，出气腔22和衔铁机构；所述定铁芯11外侧固定安装有所述线圈12，所述定铁芯11底部设置衔铁机构，所述定铁芯11中部开设有贯穿所述定铁芯11顶端和底端的所述进气腔21，所述衔铁机构滑动控制所述定铁芯11和所述线圈12之间的连通和截断；所述线圈12断电状态时，所述衔铁机构处于下极限位置，所述进气腔21和所述出气腔22之间被所述衔铁机构截断；所述线圈12通电状态时，所述定铁芯11驱动所述衔铁机构上升，所述进气腔21和所述出气腔22之间连通。

其中，所述衔铁机构包括第一弹簧13和第一动铁芯14，所述定铁芯11底部设置有所述第一动铁芯14，所述第一动铁芯14与所述定铁芯11之间连接有所述第一弹簧13，所述第一弹簧13设置为伸长弹簧，所述第一弹簧13保持所述第一动铁芯14远离所述定铁芯11。

所述线圈12断电状态时，所述第一弹簧13保持所述第一动铁芯14处于下极限位置，所述进气腔21和所述出气腔22之间被所述第一动铁芯14截断；所述线圈12通电状态时，所述定铁芯11驱动所述第一动铁芯14上升，所述进气腔21和所述出气腔22之间连通。

本实施例中，将气体流道与电磁阀结构相结合，放弃分体阀座，改进为一体式结构设计；使得本装置减少O型圈密封方式，有效避免氢气外漏风险造成危害；同时一体式结构设计显著降低了电磁阀重量、缩小体积，更有利于两轮电动车的系统使用；进一步地通过对气体流道的改进，相比于阀座而言，降低了加工难度；而进气腔21和所述出气腔22的两端均可装配不同型号的转接头，适配性较强。

实施例二

在实施例一中，缺乏对于进气腔21和所述出气腔22之间通过衔铁机构具体如何连通，如何截断的结构设置，使得实施例一中的定铁芯11驱动所述第一动铁芯14上升，就可以使得所述进气腔21和所述出气腔22之间连通的方案不清楚，因此我们改进了进气腔21和所述出气腔22之间的结构设置和衔铁机构设置。

如图2所示，所述的一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀还包括控制套31，橡胶密封圈32；所述线圈12和所述定铁芯11之间还固定连接有所述控制套31，所述控制套31设置为圆环段和圆台段组合而成，所述圆台段的直径向下逐渐减小，所述圆台段的顶部与所述圆环段固定连接，所述定铁芯11底端伸入所述控制套31内部且与所述圆环段连接，所述圆环段的内直径等于所述定铁芯11的外直径，所述圆台段底部固定连接有所述出气腔22，所述控制套31远离所述所述出气腔22的一端设置有所述橡胶密封圈32。

优选地，控制套31与定铁芯11之间可采用螺纹连接，密封性能更好；

本实施例中，通过控制套31的圆环段和定铁芯11之间连接，同时控制套31的圆台段与出气腔22连接，使得控制套31的两端分别与进气腔21和出气腔22连通，同时通过橡胶密封圈32保证控制套31与进气腔21之间的密封。

更进一步地，所述衔铁机构包括第二弹簧15，第二动铁芯16和第一阀芯17；所述控制套31底部对称且固定连接有所述第二弹簧15，两端所述第二弹簧15底部共同连接有所述第二动铁芯16，所述第二动铁芯16底部固定连接有所述第一阀芯17，所述第一阀芯17设置为直径由上至下依次减小的圆台，所述第一阀芯17的侧壁活动适配所述控制套31的圆台段，所述第一阀芯17的最大直径小于所述圆环段的内直径，所述第一阀芯17的最小直径大于出气腔22的内径；所述第二弹簧15设置为伸长弹簧，所述第二弹簧15保持所述第二动铁芯16远离所述定铁芯11，所述线圈12通电后，所述定铁芯11驱动所述第二动铁芯16上升。

本实施例中，通过第二动铁芯16和第一阀芯17的结构设置，使得第二动铁芯16上升后，氢气可以从第二动铁芯16与控制套31之间的间隙流出至出气腔22内，实现进气腔21和出气腔22之间的连通；通过第二弹簧15设置为伸长弹簧，使得线圈12不通电时，第二动铁芯16和第一阀芯17在弹簧弹力和进气端21内的氢气的压力的作用下与控制套31的圆台段相抵，此时进气腔21和出气腔22之间被第二动铁芯16和第一阀芯17截断。

实施例三

实施例二中，由于电磁阀在通气状态下关闭后，气压力会作用在阀瓣上，此时气压力与气压大小及阀门口径成正比关系，此时第二动铁芯16和第一阀芯17承受的压力可能会大于线圈12带来的磁力，使得第二动铁芯16和第一阀芯17无法上升。故需要设计一种泄压机构以平衡进气腔与出气腔的压差从而减小对于衔铁机构的开启力。

因此我们改进设置了实施例二中衔铁机构，同时增设了泄压机构；

如图3-8所示，所述衔铁机构包括第三弹簧41，第三动铁芯42和阻挡环43；所述控制套31内底部对称且固定连接有两个所述第三弹簧41，两个所述第三弹簧41底部共同连接有所述第三动铁芯42，所述控制套31的圆环段中部固定安装有所述阻挡环43，所述第三动铁芯43滑动设置于所述阻挡环43顶部，所述阻挡环43的内直径大于所述第三动铁芯42的外直径，所述第三动铁芯42活动贴合所述阻挡环43。所述第三弹簧41设置为伸长弹簧，第三弹簧41保持第三动铁芯42靠近阻挡环43。

本实施例中，通过将阻挡环43设置在控制套31的圆柱段中部，然后通过第三动铁芯42和阻挡环43的活动配合，使得第三动铁芯42和阻挡环43贴合时，控制套31内部被分割为两部分。

进一步地，所述泄压机构包括横杆51，固定套52，滑动腔53，滑动套54，出气口55和第四弹簧56；所述滑动套54的末端伸出所述固定套52且贯穿所述第三动铁芯42，所述进气腔21内固定安装有所述横杆51，所述横杆51底部固定连接有所述固定套52，所述固定套52的内径大于所述横杆51的宽度，所述固定套52内开设有所述滑动腔53，所述滑动腔53内滑动设置有所述滑动套54，所述滑动套54顶端设置有开口且与所述进气腔21连通，所述滑动套54侧壁的底端对称开设有所述出气口55，所述出气口55连通所述滑动套54内部。通过滑动套54和出气口55的连通设置，使得进气腔21内部气体可以通过滑动腔53进入阻挡环43底部。

作为本实施例的进一步方案，所述第三动铁芯42与所述滑动套54滑动连接，所述滑动套54内底壁与所述横杆51之间设置有所述第四弹簧56，所述第四弹簧56设置为压缩弹簧，所述第四弹簧56保持所述滑动套54靠近所述横杆51。

其中，所述泄压机构还包括第二阀芯61和膜片62，所述滑动套54底部固定连接有所述第二阀芯61，所述第二阀芯61设置为直径向下缩小的圆台，所述第二阀芯61底部设置有所述膜片62，所述膜片62与所述出气腔22的内径相等，所述第二阀芯61活动适配所述控制套31的圆台段，所述第二阀芯61的最小径大于或等于所述出气腔22的内径，所述第二阀芯61的最大径小于或等于所述控制套31的圆环段内径，通过第二阀芯61和膜片62的设置，实现对于进气腔21和出气腔22的截断时的密封。

本实施例中，线圈12不通电时，第三弹簧41保持第三动铁芯42靠近阻挡环43；此时控制套31两端被第三动铁芯42和阻挡环43隔断，而通过滑动套54和出气口55的设置，使得进气腔21内部气体可以通过出气口55进入阻挡环43和第二阀芯61之间，进气腔21内部氢气气压会驱动第二阀芯61向远离阻挡环43方向滑动至与控制套31的圆台段相抵，此时进气腔21和出气腔22被第二阀芯61隔断；当线圈12通电后，定铁芯11驱动第三动铁芯42上升，此时第二阀芯61和第三动铁芯42之间距离增大，该区域内容积也增大，第二阀芯61承受压力变小，然后在第四弹簧56的作用下上移，此时进气腔21和出气腔22连通；通过将衔铁机构承受的压力转嫁给泄压机构，同时通过泄压机构控制进气腔21和出气腔22的连通或者截断，然后通过衔铁机构改变泄压机构承受压力，实现自动连通或者截断，装置整体结构巧妙，泄压控制效果好。

Claims (3)

1.一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀，其特征在于：

包括定铁芯，线圈，进气腔，出气腔和衔铁机构；

所述定铁芯外侧固定安装有所述线圈，所述定铁芯底部设置衔铁机构，所述定铁芯中部开设有贯穿所述定铁芯顶端和底端的所述进气腔，所述线圈断电状态时，所述衔铁机构处于下极限位置，所述进气腔和所述出气腔之间被所述衔铁机构截断；所述线圈通电状态时，所述定铁芯驱动所述衔铁机构上升，所述进气腔和所述出气腔之间连通；

所述的一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀还包括控制套，橡胶密封圈；所述线圈和所述定铁芯之间还固定连接有所述控制套，所述定铁芯底部嵌设于所述控制套顶部，所述控制套设置为圆环段和圆台段组合而成，所述圆台段的直径向下逐渐减小，所述圆台段的顶部与所述圆环段固定连接，所述定铁芯底端伸入所述控制套内部且与所述圆环段连接，所述圆环段的内直径等于所述定铁芯的外直径，所述圆台段底部固定连接有所述出气腔，所述控制套远离所述出气腔的一端设置有所述橡胶密封圈；

所述衔铁机构包括第三弹簧，第三动铁芯和阻挡环；所述定铁芯底部对称且固定连接有两个所述第三弹簧，两个所述第三弹簧底部共同连接有所述第三动铁芯，所述控制套的圆环段中部固定安装有所述阻挡环，所述第三动铁芯滑动设置于所述阻挡环顶部，所述阻挡环的内直径大于所述第三动铁芯的外直径；

所述的一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀还包括泄压机构，所述泄压机构包括横杆，固定套，滑动腔，滑动套，出气口和第四弹簧，所述滑动套的末端伸出所述固定套且贯穿所述第三动铁芯；所述进气腔内固定安装有所述横杆，所述横杆底部固定连接有所述固定套，所述固定套的内径大于所述横杆的宽度，所述固定套内开设有所述滑动腔，所述滑动腔内滑动设置有所述滑动套，所述滑动套顶端设置有开口且与所述进气腔连通，所述滑动套侧壁的底端对称开设有所述出气口，所述出气口连通所述滑动套内部。

2.根据权利要求1所述的一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀，其特征在于：

所述第三动铁芯与所述滑动套滑动连接，所述滑动套内底壁与所述横杆之间设置有所述第四弹簧，所述第四弹簧设置为压缩弹簧，所述第四弹簧保持所述滑动套靠近所述横杆。

3.根据权利要求2所述的一种用于两轮电动车的一体式氢气比例阀，其特征在于：

所述泄压机构还包括第二阀芯和膜片，

所述滑动套底部固定连接有所述第二阀芯，所述第二阀芯设置为直径向下缩小的圆台，所述第二阀芯底部设置有所述膜片，所述膜片与所述出气腔的内径相等，所述第二阀芯活动适配所述控制套的圆台段，所述第二阀芯的最小径大于或等于所述出气腔的内径，所述第二阀芯的最大径小于或等于所述控制套的圆环段内径。