CN214888879U - 气体计量阀及其阀片结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气体计量阀及其阀片结构，阀片结构包括具有通气孔的上阀片和具有计量孔的下阀片，上阀片和下阀片构成在阀体的流道中用于控制流道的通断；其中，所述上阀片作为独立动体设置为片状结构，并具有被磁化的功能，基于驱动部件提供的磁力作用，上阀片与下阀片快速分开实现流道的畅通；基于驱动部件提供的机械支撑力推动上阀片快速回位与下阀片贴合，完成流道的关闭。采用上述阀片结构应用到气体计量阀中，有助于提高计量阀的稳定可靠性和提高气体的精准计量。

Description

气体计量阀及其阀片结构

技术领域

本实用新型涉及计量阀技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种气体计量阀及其阀片结构。

背景技术

气体计量阀与液体计量阀不同，液体计量阀流动的液体对阀塞和阀座有自润滑性，阀塞运动产生的摩擦、密封性等可通过液体的自润滑和粘性特点克服，因此，气体计量阀与液体计量阀的结构设计差异很大，两者不通用。虽然现有气体计量阀有通过在阀塞与阀座接触面上设置橡胶平面以提高密封性，或者在阀塞下表面和阀座上表面进行严格的粗糙度控制以提高密封性，但现有气体计量阀还存在以下不足：1、其运动部件包括阀塞、衔铁、运动阀芯等，运动部件与内流道的接触面积长，增加运动部件的阻力、响应时间、磨损等问题，影响精准计量和稳定性；2、其阀塞与阀座之间的密封结构被频繁撞击和挤压，易变形，失去密封效果；3、无法满足不同设备对不同流量大小计量的批量生产计量阀。

针对现有气体计量阀存在的缺点，亟需设计一款满足市场应用要求计量精准、稳定可靠的气体计量阀，

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本实用新型还有一个目的是提供一种阀片结构，其通过将阀片结构的上阀片设置为片状结构并作为独立动体构成在阀体中，以实现减少与流道内的摩擦损耗，以及实现减少冲击损伤，有助于提高计量阀的稳定可靠性，又能提高阀片动体的运动响应时间，使上阀片与下阀片能快速分开和回位，有助于提高计量阀的精准计量。

本实用新型提供一种利用上述阀片结构设置的气体计量阀，利用上述阀片结构的优点，实现提高气体计量阀的稳定可靠性和对气体的精准计量。

为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种其阀片结构，包括具有通气孔的上阀片和具有计量孔的下阀片，上阀片和下阀片构成在阀体的流道中用于控制流道的通断；

其中，所述上阀片作为独立动体设置为片状结构，并具有被磁化的功能，基于驱动部件提供的磁力作用，上阀片与下阀片快速分开实现流道的畅通；基于驱动部件提供的机械支撑力推动上阀片快速回位与下阀片贴合，完成流道的关闭。

优选的是，上阀片具有被磁化的功能的设计为：上阀片的部分或全部为软磁材料制成。

优选的是，提供磁力作用的驱动部件为第一驱动部件，提供机械支撑力的驱动部件为第二驱动部件，所述上阀片的轴心上端设有用于第二驱动部件抵触的沉槽。

优选的是，在所述上阀片的下端面上设置有密封片，用于与下阀片上端面的密封台抵压形成密封面以密封计量孔；在所述下阀片的上端面上设置有限位块，所述限位块的高度略低于密封台，用于与上阀片的下端面非密封片区域抵触。

优选的是，限位块为圆环状凸起，设置在与密封台同轴的外环上。

优选的是，上阀片的棱边做圆弧或倒角。

本实用新型还提供了一种气体计量阀，其采用上述的阀片结构作为阀门组件，还包括对上阀片提供上移磁力作用的第一驱动部件、对上阀片提供回位作用的第二驱动部件和壳体。

优选的是，还包括导磁套，其位于壳体内部，所述导磁套为腔体结构，导磁套的上端为一体密封或通过导磁盖可拆装密封，第一驱动部件、第二驱动部件和阀片结构设置在导磁套腔体内，导磁套下端腔体内设置有限位部，所述限位部与所述阀片结构的下阀片之间形成上阀片的移动空间，上阀片在第一驱动部和第二驱动部件的作用力下，上阀片能在限位部与下阀片之间上下移动以对下阀片的计量孔控制开闭。

优选的是，导磁套下端腔体内还设置有升程调整圈，其位于限位部与上阀片之间，且所有计量孔的通量之和大于上阀片最大行程空隙的通量，用于对上阀片最大升程的调整以及对上阀片和限位部的保护。

优选的是，导磁套下端的腔体内还包括隔磁环，所述上阀片可上下滑动地套装在隔磁环内。

本实用新型至少包括以下有益效果：

一、本实用新型通过将阀片结构的上阀片设置为片状结构并作为独立动体构成在阀体中，以实现减少与流道内的摩擦损耗，以及实现减少冲击损伤，有助于提高计量阀的稳定可靠性，又能提高阀片动体的运动响应时间，使上阀片与下阀片能快速分开和回位，有助于提高计量阀的精准计量。特别是用于天燃气发动机系统，实现对燃气喷射量的精准计量，保证发动机工作在最佳的空燃比状态，满足节能减排的要求。

二、本实用新型在上阀片的轴心上端设有沉槽，避免第二驱动部件在上阀片上的支撑力偏移。

三、本实用新型的上阀片的棱边做圆弧或倒角，使上阀片的上升下降更顺畅，进一步使上阀片与下阀片能快速分开和回位，并减少与内流道或隔磁环的撞击，并且进一步减少与内流道或隔磁环的接触面积。

四、本实用新型设置的限位块，可以避免上阀片的密封片与下阀片的密封台过度撞击和挤压，延长密封片的使用寿命，提高所构成的气体计量阀的稳定性和可靠性。例如：限位块为圆环状凸起，设置在与密封台同轴的外环上。

五、本实用新型在导磁套下端腔体内设置用于改变上阀片最大行程的升程调整圈，有利于批量产品改变流量范围的作用。同时对独立动体的上阀片和导磁套的限位部具有保护作用，避免上阀片和限位部被运动撞击损坏，导致计量不精准等问题。卡设连接，便于更换、改变产品流量范围。

六、本实用新型通过对密封性、响应速度和摩擦损耗等方面的改进，提高计量阀的计量准确性和稳定可靠性，更有利于满足高频发动机的转速需求。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本实用新型的气体计量阀的一种实现形式的结构示意图；

图2为本实用新型的气体计量阀的上阀片和下阀片设置在流道中的放大结构示意图；

图3为本实用新型上阀片放大结构示意图；

图4为图3的俯视结构示意图；

图5为本实用新型下阀片放大结构示意图；

图6为图5的俯视结构示意图。

图中：磁铁心1；导磁盖2；弹簧销钉3；导磁套4；线圈组件5；升程调整圈6；隔磁环7；上阀片8；下阀片9；导气管10；密封片11；限位部12；滤网13；第二O型圈14；复位弹簧15；第一O型圈16；壳体17；限位块71；计量孔72；密封台73；通气孔81；沉槽82。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

如图3-6示出了阀片结构的一种实现形式，并结合图1-2所示的气体计量阀对阀片结构进行说明，阀片结构包括具有通气孔81的上阀片8和具有计量孔72的下阀片9，上阀片8和下阀片9构成在阀体的流道中用于控制流道的通断；

其中，所述上阀片8作为独立动体设置为片状结构，并具有被磁化的功能，基于驱动部件提供的磁力作用，上阀片8与下阀片9快速分开实现流道的畅通；基于驱动部件提供的机械支撑力推动上阀片8快速回位与下阀片9贴合，完成流道的关闭。

本实用新型的阀片结构设置在气体计量阀阀体的流道中用于控制流道的通断时，如图1-2的阀体内有提供磁力作用的驱动部件，比如电磁回路组件，电磁回路组件的中央穿设有提供机械支撑力推动上阀片8快速回位的驱动部件，比如复位弹簧15，电磁回路组件和复位弹簧15均设置在上阀片8的上方，复位弹簧15的下端抵压在上阀片8的上端面。上阀片8的通气孔81与阀体流道的进气口连通，下阀片9的计量孔72与阀体的出气口连通，在磁回路通电时，上阀片8被磁化上移，上阀片8与下阀片9分离，上阀片8的通气孔81与下阀片9的计量孔72连通，阀体的流道打开；在磁回路断电时，上阀片8退磁并在复位弹簧15作用下，上阀片8下移回位，上阀片8与下阀片9抵压，上阀片8下端面与下阀片9上端面形成密封面，阀体的流道关闭。

本实用新型的阀片结构经过在阀体中分析其工作原理可知，上阀片8设计为具有被磁化的功能的片状结构，作为独立动体的片状结构可以很薄，比如10-50um，甚至更薄，因此本实用新型的上阀片8作为独立动体的上下运动时，与内流道的接触面积很小，减少摩擦损耗，提高计量阀的稳定可靠性，并且上阀片8的独立动体设置为片状结构减少质量，一方面可减少冲击损伤，有助于提高计量阀的稳定可靠性，另一方面提高运动加速度，提高响应速度，有助于提高计量阀的精准计量。

因此将运动的阀片设置为片状结构或薄片化并作为独立动体构成在阀体中，以实现提高计量阀的稳定可靠性和精准计量的构思都属于本实用新型的保护范围。

进一步的，上阀片8具有被磁化的功能的设计为：上阀片8的部分或全部为软磁材料制成。例如：上阀片8的上端面由软磁材料均匀制成、或者上阀片8的中间由软磁材料均匀制成、或者上阀片8全部由软磁材料均匀制成等，有利于上阀片8磁化后受到分布均匀的磁吸力，避免上阀片8倾斜运动。

进一步的，提供磁力作用的驱动部件设定为第一驱动部件，提供机械支撑力的驱动部件设定为第二驱动部件，所述上阀片8的轴心上端设有用于第二驱动部件抵触的沉槽82。用于第二驱动部件推动和支撑上阀片8与下阀片9抵压，以关闭流道。例如复位弹簧15的下端放置在沉槽82内，避免复位弹簧15在上阀片8上的支撑力偏移。

在上述实现形式的基础上，在上阀片8的下端面上设置有密封片11，用于与下阀片9上端面的密封台73抵压形成密封面以密封计量孔72。例如：在上阀片8的轴心下端设置安装槽，所述密封片11设置于安装槽内形成一体。为了使上阀片8下端面与下阀片9上端面的密封台73形成的密封面的密封性提高，在密封台73由外向内依次设有同轴的第一密封环和第二密封环，第一密封环和第二密封环均为圆环状凸起，所述计量孔72为多个，均设置在第一密封环和第二密封环之间。

在上述实现形式的基础上，上阀片8的棱边做圆弧或倒角。本实用新型的上阀片8的棱边做圆弧或倒角，使上阀片8的上升下降更顺畅，并减少与内流道或隔磁环7的撞击，并且进一步减少与内流道或隔磁环7的接触面积。

在上述实现形式的基础上，在下阀片9的上端面上设置有限位块71，所述限位块71的高度略低于密封台73，用于与上阀片8的下端面非密封片11区域抵触。本实用新型设置的限位块71，可以避免上阀片8的密封片11与下阀片9的密封台73过度撞击和挤压，延长密封片11的使用寿命，提高所构成的气体计量阀的稳定性和可靠性。例如：限位块71为圆环状凸起，设置在与密封台73同轴的外环上。

如图1-2示出了气体计量阀的一种实现形式，并结合图3-6所示的阀片结构进行说明，气体计量阀包括采用上述的阀片结构作为阀门组件，对上阀片8提供上移磁力作用的第一驱动部件、对上阀片8提供回位作用的第二驱动部件和壳体17。

在上述实现形式的基础上，还包括导磁套4，其位于壳体17内部，所述导磁套4为腔体结构，导磁套4的上端为一体密封或通过导磁盖2可拆装密封，第一驱动部件、第二驱动部件和阀片结构设置在导磁套4腔体内，导磁套4下端腔体内设置有限位部12，所述限位部12与所述阀片结构的下阀片9之间形成上阀片8的移动空间，上阀片8设置在限位部12与下阀片9形成的空间内，上阀片8在第一驱动部和第二驱动部件的作用力下，具体设计为附图1中的结构时就是上阀片8在磁力和复位弹簧15的弹力作用下，上阀片8能在限位部12与下阀片9之间上下移动以对下阀片9的计量孔72控制开闭。从而实现控制气体计量阀的流道通断，在工艺设定上阀片8与下阀片9最大行程空隙的通量情况下，上阀片8为片状结构并作为独立动体，减小动体质量和摩擦损耗，提高响应速度，实现精准计量上阀片8与下阀片9打开时间段的气体流量。

图1展示了第一驱动部件包括磁铁心1和线圈组件5；第二驱动部件包括弹簧销钉3和复位弹簧15；导磁盖2装配于导磁套4腔体上端，导磁盖2和导磁套4并位于壳体17内部，磁铁心1位于导磁盖2和导磁套4的中间通道，弹簧销钉3压装于磁铁心1内轴心通道，弹簧销钉3与上阀片8之间配置复位弹簧15，复位弹簧15的沉槽82用于放置复位弹簧15的下端，线圈组件5设于磁铁心1的外圆周表面，线圈组件5上端与导磁盖2、磁铁心1通过第一O型圈16形成密封，线圈组件5下端与导磁套4采用第二O型圈14形成密封，阀片结构限制在导磁套4下端的腔体内。图1中示出的导磁套4的腔体结构为导磁套4上端为圆筒形腔体，设置阀片结构的空间为圆筒形腔体。导磁套4中下端和磁铁心1下端开设有相通的气孔，导磁套4中下端的气孔作为气体计量阀的流道进气口，再经过磁铁心1下端的气孔到达上阀片8的移动空间，或导磁套4中下端的气孔直接到达上阀片8的移动空间，使流道进气口与上阀片8通气孔81连通。上阀片8的通气孔81可以为多个，设置在上阀片8的片体和轴心上，用于与流道连通。

在上述实现形式的基础上，导磁套4下端腔体内还设置有升程调整圈6，其位于限位部12与上阀片8之间，且所有计量孔72的通量之和大于上阀片8最大行程空隙的通量，用于对上阀片8最大升程的调整以及对上阀片8和限位部12的保护。升程调整圈6可固定或卡接在限位部12上。图1和2示出的上阀片8与下阀片9贴合，处于关闭阀体流道的状态，此时的上阀片8与升程调整圈6之间有上阀片8可上移的空隙，由于空隙较小，图1和2中没有画出，不代表此空隙不存在。本实用新型在导磁套4下端腔体内设置用于改变上阀片8最大行程的升程调整圈6，有利于批量产品改变流量范围的作用。

例如：本实用新型的气体计量阀在其他部件无需更改的情况下，只需要更换不同厚度的升程调整圈6，使下阀片9抵压到升程调整圈6的最大行程改变，即可以改变上阀片8的升程，从而改变上阀片8最大行程空隙的通量，在相同计量时间内，实现计量不同的输出流量大小，满足不同产品的需要。实现的原理为：在气体流通相同大小的时间时，上阀片8最大的行程决定流量的大小，满足所有计量孔72的最大通量之和大于上阀片8最大行程空隙的通量的条件下，上阀片8与下阀片9打开规定时间段，相同的压力、温度下，上阀片8最大行程的空隙越大，流量越大。

同时对独立动体的上阀片8和导磁套4的限位部12具有保护作用，避免上阀片8和限位部12被运动撞击损坏，导致计量不精准等问题。卡设连接，便于更换、改变产品流量范围。

在上述实现形式的基础上，导磁套4下端的腔体内还包括隔磁环7，所述上阀片8可上下滑动地套装在隔磁环7内。所述导磁套4腔体的下端还连通有导气管10，其用于将下阀片9计量孔72的气体导出。所述气体计量阀的流道进气口设置有滤网13。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.阀片结构，其特征在于，包括具有通气孔的上阀片和具有计量孔的下阀片，上阀片和下阀片构成在阀体的流道中用于控制流道的通断；

其中，所述上阀片作为独立动体设置为片状结构，并具有被磁化的功能，基于驱动部件提供的磁力作用，上阀片与下阀片快速分开实现流道的畅通；基于驱动部件提供的机械支撑力推动上阀片快速回位与下阀片贴合，完成流道的关闭。

2.如权利要求1所述的阀片结构，其特征在于，所述上阀片具有被磁化的功能的设计为：上阀片的部分或全部为软磁材料制成。

3.如权利要求1所述的阀片结构，其特征在于，提供磁力作用的驱动部件为第一驱动部件，提供机械支撑力的驱动部件为第二驱动部件，所述上阀片的轴心上端设有用于第二驱动部件抵触的沉槽。

4.如权利要求1所述的阀片结构，其特征在于，在所述上阀片的下端面上设置有密封片，用于与下阀片上端面的密封台抵压形成密封面以密封计量孔；在所述下阀片的上端面上设置有限位块，所述限位块的高度略低于密封台，用于与上阀片的下端面非密封片区域抵触。

5.如权利要求4所述的阀片结构，其特征在于，限位块为圆环状凸起，设置在与密封台同轴的外环上。

6.如权利要求1-5任一项所述的阀片结构，其特征在于，所述上阀片的棱边做圆弧或倒角。

7.气体计量阀，其特征在于，包括采用如权利要求1-6任一所述的阀片结构作为阀门组件，还包括对上阀片提供上移磁力作用的第一驱动部件、对上阀片提供回位作用的第二驱动部件和壳体。

8.如权利要求7所述的气体计量阀，其特征在于，还包括导磁套，其位于壳体内部，所述导磁套为腔体结构，导磁套的上端为一体密封或通过导磁盖可拆装密封，第一驱动部件、第二驱动部件和阀片结构设置在导磁套腔体内，导磁套下端腔体内设置有限位部，所述限位部与所述阀片结构的下阀片之间形成上阀片的移动空间，上阀片在第一驱动部和第二驱动部件的作用力下，上阀片能在限位部与下阀片之间上下移动以对下阀片的计量孔控制开闭。

9.如权利要求8所述的气体计量阀，其特征在于，所述导磁套下端腔体内还设置有升程调整圈，其位于限位部与上阀片之间，且所有计量孔的通量之和大于上阀片最大行程空隙的通量，用于对上阀片最大升程的调整以及对上阀片和限位部的保护。

10.如权利要求8或9所述的气体计量阀，其特征在于，所述导磁套下端的腔体内还包括隔磁环，所述上阀片可上下滑动地套装在隔磁环内。

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