CN204437431U - 喷射精度高响应速度快的气体喷射阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种气体喷射阀，具体地说是一种喷射精度高响应速度快的气体喷射阀。包括阀体、安装在阀体内的阀芯、固定连接在阀芯前端的阀片，在阀片前方的阀体上设有进气口，在阀片后方的阀体上设有出气口、进油道和泄压通道，所述进油道上安装有第一开关电磁阀和第二开关电磁阀，所述第一开关电磁阀和第二开关电磁阀均直接连通进油道。该气体喷射阀采用两个独立的电磁阀控制液压驱动机构的进油和泄压，流量大、响应速度快，同时采用变径的螺旋弹簧作为阀片的回位弹簧，其响应速度快，结构合理，并可精确调整工作参数。

Description

喷射精度高响应速度快的气体喷射阀

技术领域

本实用新型涉及一种气体喷射阀，具体地说是一种喷射精度高响应速度快的气体喷射阀。

背景技术

喷射量和响应时间是衡量气体喷射阀优劣的两个重要参数，由于气体的密度较低，喷射流量较大时需要的阀门的通径尺寸也较大，但是较大的气体工作压力作用在阀门上，会对阀开闭运动产生阻碍作用，制约响应时间。因此，采用电磁驱动的高速电磁气体喷射阀一般仅能适应较小的流量要求和较低的气体压力条件，无法满足较大流量和较高压力要求下的高速定量喷射。中国专利2010105945644公开了一种《电控阀门的执行装置》，采用电磁阀控制的液压结构驱动阀芯的动作，具有驱动力量大、响应速度快的特点，可用于较大流量要求和较高气体压力条件下的内燃机进排气或者气体燃料喷射系统中。但这种液压装置采用一个电磁阀控制进油和泄压，其响应速度受制于电磁阀的动作频率，无法进一步提高；另外，由于驱动阀芯回位的弹簧无法调整，难以精确调整其工作参数。

本人申请的另一中国专利2014206163900提供了一种《双驱动气体喷射阀》采用两个电磁阀分别控制进油和泄压，其进油和泄压的响应速度大幅度提高。但另一方面，为了精确控制喷射阀的喷射量，需要精确控制气体喷射阀阀芯的运动行程并尽可能保持动作的稳定。实际情况是：在阀打开过程中，阀芯运动到额定的行程位置时，弹簧的弹力同液压油对阀芯的推力达到平衡，但由于阀芯的惯性作用，还要继续保持运动一段距离，然后回位在额定行程位置并往复波动一段时间后才能达到平衡。即：在阀芯开启动作的后期，由于惯性作用，阀芯会在受力平衡点附近往复波动。它会严重影响阀的喷射精度，减小和消除这种往复波动则有利于提高喷射精度。

发明内容

本实用新型为解决上述问题提供一种流量大、结构合理、可精确调整工作参数的喷射精度高响应速度快的气体喷射阀。

本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型所述喷射精度高响应速度快的气体喷射阀包括阀体、安装在阀体内的阀芯、固定连接在阀芯前端的阀片，在阀片前方的阀体上设有进气口，在阀片后方的阀体上设有出气口、进油道和泄压通道，所述阀体的前端通过螺纹连接有调压螺钉，所述调压螺钉是内设贯穿孔的空心螺钉，调压螺钉的后端与阀片之间设置有弹簧，所述弹簧是变径的异形螺旋弹簧，调压螺钉的前端连接有锁紧螺母。

所述阀体的内腔中固定安装有阀芯座，阀芯座的中轴处设有阀芯安装孔，所述阀芯滑动插装在阀芯安装孔中，所述阀芯座的前段通过密封环与阀体的内壁密封连接，所述阀芯座的后段与阀体的内壁之间设有环形间隙，所述环形间隙与泄压通道连通，在阀芯座的后段设有连通环形间隙与阀芯安装孔的泄压孔，所述阀芯上设有环槽；所述进油道上安装有第一开关电磁阀和第二开关电磁阀，所述第一开关电磁阀和第二开关电磁阀均直接连通进油道。

所述弹簧是一端直径大、一端直径小的锥形螺旋弹簧。

所述弹簧是两端直径大、中间直径小的纺锤形螺旋弹簧。

所述弹簧是两端直径小、中间直径大的鼓形螺旋弹簧。

由于采用了上述结构，该气体喷射阀采用变径螺旋弹簧提供阀芯的回位动力，与圆柱螺旋弹簧相比，阀开启状态，在达到力平衡点前，回位弹簧产生的弹力对阀芯运动阻力小、阀芯可以快速达到力量平衡点，实现阀芯的快速响应；阀芯运动到达额定的行程位置后即力平衡点后，弹簧力与液压油对阀芯的推力达到平衡，阀芯由于惯性力作用继续保持运动，与圆柱螺旋弹簧相比，阀芯达到力量平衡点后，随着压缩量增加，圆锥螺旋弹簧的弹力急剧增加，极大地阻碍了阀芯的继续运动，阀芯运动速度迅速减少为零，使阀芯在额定行程位置的波动大幅度减少，阀控制精度得到提高。采用两个独立的电磁阀控制液压驱动机构的进油和泄压，流量大、响应速度快，其响应速度突破了电磁阀的动作频率，并且结构合理、可精确调整工作参数。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的结构示意图。

图2是锥形螺旋弹簧的结构示意图。

图3是纺锤形螺旋弹簧的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的双驱动气体喷射阀包括阀体1、安装在阀体1内的阀芯2、固定连接在阀芯2前端的阀片3，在阀片3前方的阀体1上设有进气口4、5、6，在阀片3后方的阀体1上设有出气口20、进油道7和泄压通道8，所述进油道7上安装有第一开关电磁阀9和第二开关电磁阀10，所述第一开关电磁阀9和第二开关电磁阀10均直接连通进油道7。

两个独立的电磁开关阀分别控制液压油的进油和泄压，从而分别控制气阀的开启和关闭，使气阀的开启到关闭的时间可以控制到无限小甚至为零，并且零部件数量少，结构紧凑，行程控制精确，运动件重量小，响应速度快。

工作中，需要打开喷射阀的时候，第一开关电磁阀9打开、第二开关电磁阀10关闭，液压油通过P口进入阀腔，推动阀芯2向前运动，其压力与弹簧力达到平衡时，阀芯2停止运动，控制液压油的压力。

当需要关闭喷射阀的时候，第一开关电磁阀9关闭，第二开关电磁阀10打开，液压油通过T口流回油箱，阀芯2在弹簧力作用下关闭。

由第一开关电磁阀9和第二开关电磁阀10各自独立、可以分别进行控制，因此喷射阀的打开和关闭可以分别控制，开启到关闭的时间周期可以做到很短。突破了单个电磁阀动过的频率限制。

另外，所述阀体1的前端通过螺纹连接有调压螺钉11，所述调压螺钉11是内设贯穿孔的空心螺钉，可以沟通阀体1的内外，形成进气通道，调压螺钉11的后端与阀片3之间设置有弹簧12，调压螺钉11的前端连接有锁紧螺母13。旋进或者旋出调压螺钉11，可以调整弹簧的预紧力，就可精确控制阀的行程。精确调整喷射阀的工作参数。

所述弹簧12是变径的异形螺旋弹簧，如图2、图3所示，可以采用一端直径大、一端直径小的锥形螺旋弹簧，也可以采用两端直径大、中间直径小的纺锤形螺旋弹簧或者是两端直径小、中间直径大的鼓形螺旋弹簧。

这种变径的异形螺旋弹簧，受力初期敏感性较好，施以较小的力量即可产生较大的压缩行程，并尽快达到力量的平衡；到达额定的行程位置后，弹力与推力达到平衡，与圆柱螺旋弹簧相比，随着压缩量增加，异形螺旋弹簧的弹力急剧增加，继续运动的阻力急剧增大，运动速度迅速减为零，使其在平衡点的波动幅度减少，有利于提高控制精度。

所述阀体1的内腔中固定安装有阀芯座14，阀芯座14的中轴处设有阀芯安装孔，所述阀芯2滑动插装在阀芯安装孔中，所述阀芯座14的前段通过密封环与阀体1的内壁密封连接，所述阀芯座14的后段与阀体1的内壁之间设有环形间隙15，所述环形间隙15与泄压通道8连通，在阀芯座14的后段设有连通环形间隙15与阀芯安装孔的泄压孔16，所述阀芯2上设有环槽17。

工作时，液压油推动阀芯2向前移动，阀芯2周围的少量油膜聚集在环槽17中，随着阀芯2的移动，当环槽17移动到泄压孔16处时，环槽17中的液压油通过泄压孔16、环形间隙15进入泄压通道8，最终流回油箱，这样可以避免液压油窜进阀片3腔，对阀片3的工作造成影响。

Claims (5)

1.喷射精度高响应速度快的气体喷射阀，包括阀体（1）、安装在阀体（1）内的阀芯（2）、固定连接在阀芯（2）前端的阀片（3），在阀片（3）前方的阀体（1）上设有进气口（4、5、6），在阀片（3）后方的阀体（1）上设有出气口（20）、进油道（7）和泄压通道（8），其特征在于：所述阀体（1）的前端通过螺纹连接有调压螺钉（11），所述调压螺钉（11）是内设贯穿孔的空心螺钉，调压螺钉（11）的后端与阀片（3）之间设置有弹簧（12），所述弹簧（12）是变径的异形螺旋弹簧，调压螺钉（11）的前端连接有锁紧螺母（13）。

2.根据权利要求1所述的喷射精度高响应速度快的气体喷射阀，其特征在于：所述阀体（1）的内腔中固定安装有阀芯座（14），阀芯座（14）的中轴处设有阀芯安装孔，所述阀芯（2）滑动插装在阀芯安装孔中，所述阀芯座（14）的前段通过密封环与阀体（1）的内壁密封连接，所述阀芯座（14）的后段与阀体（1）的内壁之间设有环形间隙（15），所述环形间隙（15）与泄压通道（8）连通，在阀芯座（14）的后段设有连通环形间隙（15）与阀芯安装孔的泄压孔（16），所述阀芯（2）上设有环槽（17）；所述进油道（7）上安装有第一开关电磁阀（9）和第二开关电磁阀（10），所述第一开关电磁阀（9）和第二开关电磁阀（10）均直接连通进油道（7）。

3.根据权利要求1或2所述的喷射精度高响应速度快的气体喷射阀，其特征在于：所述弹簧（12）是一端直径大、一端直径小的锥形螺旋弹簧。

4.根据权利要求1或2所述的喷射精度高响应速度快的气体喷射阀，其特征在于：所述弹簧（12）是两端直径大、中间直径小的纺锤形螺旋弹簧。

5.根据权利要求1或2所述的喷射精度高响应速度快的气体喷射阀，其特征在于：所述弹簧（12）是两端直径小、中间直径大的鼓形螺旋弹簧。