CN215635009U - 电磁阀及具有其的瓶阀、储气装置和车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电磁阀及具有其的瓶阀、储气装置和车辆,电磁阀包括:电磁阀壳体、阀芯组件和驱动组件,其中,电磁阀壳体内具有阀腔,电磁阀壳体形成与阀腔连通的第一通气孔以及第二通气孔;阀芯组件设在阀腔内,阀芯组件包括密封活门和可沿电磁阀壳体移动的阀芯体,密封活门具有使第一通气孔和第二通气孔与密封活门和阀腔内壁之间的主连通腔连通的导通位置,以及隔断第一通气孔与主连通腔的密封位置,密封活门上形成先导通道;驱动组件驱动阀芯体和密封活门移动;阀芯体与密封活门具有先导通道连通第一通气孔和第二通气孔的第一相对位置关系和先导通道不连通第一通气孔和第二通气孔的第二相对位置关系。根据本实用新型的电磁阀,功耗低。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆零部件技术领域,尤其是涉及一种电磁阀及具有其的瓶阀、储气装置和车辆。
背景技术
随着燃料电池行业的不断发展,氢能以其高能、可再生、环保等优点成为最具发展潜力的新型绿色能源,随着的氢能的不断普及,氢气的存储技术以及安全性能成为重要的研究方向。其中,通过高压储氢为较为普遍的存储方式,因此,高压储氢瓶以及瓶阀的性能直接影响储氢的效果。在相关技术中,通常电磁阀为直导式,依靠电磁阀打开主阀,体积大,功耗高。
实用新型内容
本实用新型提出了一种电磁阀,所述电磁阀具有功耗低的优点。
本实用新型还提出了一种具有上述电磁阀的瓶阀。
本实用新型还提出了一种具有上述瓶阀的储气装置。
本实用新型还提出了一种具有上述储气装置的车辆。
根据本实用新型实施例的电磁阀,包括:电磁阀壳体,所述电磁阀壳体内具有阀腔,电磁阀壳体上形成有与所述阀腔连通的第一通气孔以及第二通气孔;阀芯组件,所述阀芯组件设在所述阀腔内,所述阀芯组件包括沿所述电磁阀壳体的轴向排布的阀芯体和密封活门,所述阀芯体可沿所述电磁阀壳体的轴向移动,所述密封活门可在密封位置和导通位置之间沿所述电磁阀壳体的轴向移动,在所述导通位置所述密封活门与所述阀腔的内壁之间限定出主连通腔,所述主连通腔连通所述第一通气孔和所述第二通气孔,在所述密封位置所述密封活门隔断所述第一通气孔与所述主连通腔,所述密封活门上形成有先导通道;驱动组件,所述驱动组件用于驱动所述阀芯体沿所述电磁阀壳体的轴向移动,以及驱动所述密封活门在所述导通位置和所述密封位置之间移动;其中,所述阀芯体与所述密封活门之间具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,在所述第一相对位置关系,所述先导通道连通所述第一通气孔和所述第二通气孔;在所述第二相对位置关系,所述先导通道不连通所述第一通气孔和所述第二通气孔。
根据本实用新型实施例的电磁阀,密封活门在密封位置和导通位置之间可移动,密封活门和阀芯体具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,使得可以通过控制阀芯体与密封活门的位置关系以及密封活门在阀腔内的位置,灵活地控制电磁阀内气流通道的通断,从而可以灵活地切换电磁阀的工作状态,当阀芯体与密封活门位于第二相对位置关系且密封活门处在密封位置,在阀芯体与密封活门由第二相对位置关系变为第一相对位置关系时,密封活门由密封位置变为导通位置,本实用新型中的电磁阀为先导式,使得电磁阀的结构简单,功耗小,利于缩小电磁阀的整体尺寸。
在本实用新型的一些实施例中,所述电磁阀具有放气状态,在所述放气状态,所述电磁阀具有第一放气阶段和第二放气阶段,在所述第一放气阶段,所述阀芯体与所述密封活门之间处在所述第一相对位置关系,所述密封活门处在所述密封位置;在所述第二放气阶段,所述阀芯体与所述密封活门之间处在所述第一相对位置关系,所述密封活门处在所述导通位置。
在本实用新型的一些实施例中,所述电磁阀具有充气状态,在所述充气状态,所述密封活门处在所述导通位置,所述阀芯体与所述密封活门之间处在所述第二相对位置关系。
在本实用新型的一些实施例中,所述电磁阀具有密封截止状态,在所述密封截止状态,所述密封活门处在所述密封位置,所述阀芯体与所述密封活门之间处在所述第二相对位置关系。
在本实用新型的一些实施例中,所述先导通道包括间隔开设置的第一先导通道和第二先导通道,所述第一先导通道与所述第一通气孔连通,所述第二先导通道与所述第二通气孔连通,在所述第一相对位置关系,所述阀芯体与所述密封活门之间限定出先导腔,所述先导腔连通所述第一先导通道和所述第二先导通道;在所述第二相对位置关系,所述阀芯体使得所述第一先导通道和所述第二先导通道之间隔断。
在本实用新型的一些实施例中,所述先导腔和所述第一通气孔位于所述密封活门的轴向相对两侧,所述第二通气孔位于所述密封活门的外周侧,所述第一先导通道的最小横截面积小于所述第二先导通道的最小横截面积。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一先导通道包括沿气流的流动方向排布且连通的第一先导段和第二先导段,所述第一先导段的横截面积小于所述第二先导段的横截面积,所述第二先导段相对所述第一先导段邻近所述第一通气孔,所述第一先导通道的最小横截面积位于所述第一先导段;
所述第二先导通道包括沿气流的流动方向排布且连通的第三先导段和第四先导段,所述第四先导段相对所述第三先导段邻近所述第二通气孔,所述第四先导段与所述第二通气孔连通。
在本实用新型的一些实施例中,所述第一先导通道的一端贯穿所述密封活门的邻近所述阀芯体的轴向端面以形成与所述先导腔连通的第一连通孔,所述第一先导通道的另一端贯穿所述密封活门的邻近所述第一通气孔的轴向端面以形成与所述第一通气孔连通的第二连通孔;所述第二先导通道的一端贯穿所述密封活门的邻近所述阀芯体的轴向端面以形成与所述先导腔连通的第三连通孔,所述第二先导通道的另一端贯穿所述密封活门的外周面以形成与所述第二通气孔连通的第四连通孔;其中,在所述第一相对位置关系,所述阀芯体与所述第一连通孔间隔开,形成所述先导腔;在所述第二相对位置关系,所述阀芯体封堵所述第一连通孔。
在本实用新型的一些实施例中,所述密封活门的邻近所述阀芯体的轴向端面上形成有先导密封凸起,所述先导密封凸起邻近所述第一连通孔,所述先导密封凸起呈环形且环绕在所述第一连通孔的外周侧。
在本实用新型的一些实施例中,所述密封活门的邻近所述第一通气孔的轴向端面上形成有主密封凸起,所述主密封凸起呈环形且环绕在所述第一通气孔的外周侧。
在本实用新型的一些实施例中,所述密封活门与所述先导腔接触的表面为第一接触面,所述密封活门与所述第一通气孔接触的表面为第二接触面,所述第一接触面在参考面的投影面积大于所述第二接触面在所述参考面的投影面积,所述参考面垂直于所述密封活门的轴向。
在本实用新型的一些实施例中,所述密封活门的外周壁上设有第一密封件,所述第一密封件呈环形且环绕所述密封活门,所述第一密封件位于所述密封活门的邻近所述阀芯体的一端,所述第一密封件在所述密封活门的径向方向上可弹性变形,所述第二通气孔位于所述第一密封件的远离所述阀芯体的一侧。
在本实用新型的一些实施例中,所述第二通气孔为多个且沿所述电磁阀壳体的周向间隔排布。
在本实用新型的一些实施例中,所述驱动组件包括:电磁铁和复位弹簧组件,所述电磁铁包括铁芯和套设在所述铁芯的外周侧的线圈,所述铁芯沿所述电磁阀壳体的轴向可移动地设在所述阀腔内,所述铁芯位于所述阀芯体的远离所述密封活门的一侧,在所述线圈通电时,所述铁芯与所述阀芯体相吸以驱动所述阀芯体朝向远离所述密封活门的方向移动;在所述线圈断电时,所述复位弹簧组件用于将所述铁芯、所述阀芯体以及所述密封活门复位,所述密封活门复位至所述密封位置,所述阀芯体和所述密封活门复位至所述第二相对位置关系。
在本实用新型的一些实施例中,所述铁芯内设有间隔开设置的第一导向通道和第二导向通道,所述第一导向通道和所述第二导向通道均沿所述电磁阀壳体的轴向延伸,所述复位弹簧组件包括第一复位弹簧和第二复位弹簧,所述第一复位弹簧设于所述第一导向通道内且沿轴向可伸缩,所述第一复位弹簧的一端与所述铁芯抵接且另一端与所述电磁阀壳体抵接;所述第二复位弹簧设于所述第二导向通道内且沿轴向可伸缩,所述第二复位弹簧的一端与所述阀芯体抵接且另一端与所述铁芯抵接。
在本实用新型的一些实施例中,所述驱动组件还包括:限位柱,所述限位柱设在所述阀腔内且位于所述铁芯和所述密封活门之间,所述限位柱在所述电磁阀壳体的轴向方向上的长度大于所述阀芯体在所述电磁阀壳体的轴向方向上的长度,所述限位柱的轴向两端分别抵接所述铁芯和所述密封活门。
在本实用新型的一些实施例中,所述线圈的一部分位于所述铁芯的外周侧,所述线圈的另一部分位于所述阀芯体的外周侧。
根据本实用新型实施例的瓶阀,包括:上述电磁阀和瓶阀壳,所述电磁阀的至少一部分位于所述瓶阀壳内。
根据本实用新型实施例的瓶阀,密封活门在密封位置和导通位置之间可移动,密封活门和阀芯体具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,使得可以通过控制阀芯体与密封活门的位置关系以及密封活门在阀腔内的位置,灵活地控制电磁阀内气流通道的通断,从而可以灵活地切换电磁阀的工作状态,使得电磁阀的结构简单,利于缩小电磁阀的整体尺寸。
根据本实用新型实施例的储气装置,包括:储气瓶和上述瓶阀,所述瓶阀用于控制所述储气瓶的充放气。
根据本实用新型实施例的储气装置,密封活门在密封位置和导通位置之间可移动,密封活门和阀芯体具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,使得可以通过控制阀芯体与密封活门的位置关系以及密封活门在阀腔内的位置,灵活地控制电磁阀内气流通道的通断,从而可以灵活地切换电磁阀的工作状态,使得电磁阀的结构简单,利于缩小电磁阀的整体尺寸。
根据本实用新型实施例的车辆,包括:供电系统,所述供电系统包括燃料电池装置和上述储气装置,所述储气装置为所述燃料电池装置供应燃料气体。
根据本实用新型实施例的车辆,密封活门在密封位置和导通位置之间可移动,密封活门和阀芯体具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,使得可以通过控制阀芯体与密封活门的位置关系以及密封活门在阀腔内的位置,灵活地控制电磁阀内气流通道的通断,从而可以灵活地切换电磁阀的工作状态,使得电磁阀的结构简单,利于缩小电磁阀的整体尺寸。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1是根据本实用新型实施例的电磁阀的爆炸图;
图2是根据本实用新型实施例的电磁阀的立体图;
图3是根据本实用新型实施例的电磁阀的主视图;
图4是图3中沿A-A的剖视图;
图5是根据本实用新型实施例的电磁阀的密封活门的主视图;
图6是图5中B-B的剖视图;
图7是根据本实用新型实施例的电磁阀处于充气状态的剖视图;
图8是根据本实用新型实施例的电磁阀处于第一放气阶段的剖视图;
图9是根据本实用新型实施例的电磁阀处于第二放气阶段的剖视图;
图10是根据本实用新型实施例的瓶阀的立体图。
附图标记:
电磁阀100;
电磁阀壳体1;阀腔11;第一通气孔12;第二通气孔13;主连通腔14;先导腔15;
阀芯体2;
密封活门3;先导通道31;第一先导通道311;第一先导段3111;第二先导段3112;第一连通孔3113;第二连通孔3114;第二先导通道312;第三先导段3121;第四先导段3122;第一子段31221;第二子段31222;第三连通孔3123;第四连通孔3124;先导密封凸起32;主密封凸起33;第一接触面34;第二接触面35;环槽36;密封槽37;
驱动组件4;电磁铁41;铁芯411;第一导向通道4111;第二导向通道4112;线圈412;复位弹簧组件42;第一复位弹簧421;第二复位弹簧422;
第一密封件5;第二密封件6;第三密封件7;限位柱8;
瓶阀1000;瓶阀壳200;第四密封件300。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本实用新型。此外,本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
下面参考附图描述根据本实用新型实施例的电磁阀100。
如图1和图2所示,根据本实用新型实施例的电磁阀100,包括:电磁阀壳体1、阀芯组件和驱动组件4。其中,电磁阀壳体1内具有阀腔11,电磁阀壳体1上形成与阀腔11连通的第一通气孔12以及第二通气孔13。由此,使得阀腔11可以通过第一通气孔12和第二通气孔13与电磁阀100的外部空间连通,且可以在第一通气孔12和第二通气孔13之间形成气流通路,例如,气体可以通过第一通气孔12进入阀腔11内,并通过第二通气孔13排出阀腔11,气体还可以通过第二通气孔13进入阀腔11内,并通过第一通气孔12排出阀腔11。
在本实用新型的一些示例中,电磁阀100安装在储气瓶的瓶阀1000内,这里以第一通气孔12与储气瓶的外部空间连通,第二通气孔13与储气瓶的储气腔连通为例。具体地,可以将气体通过第一通气孔12和第二通气孔13之间形成的气流通路注入储气腔内存储,还可以将储气腔内的气体通过第一通气孔12和第二通气孔13之间形成的气流通路排出储气瓶,以供用气设备使用。
如图3和图4所示,阀芯组件设在阀腔11内,阀芯组件包括沿电磁阀壳体1的轴向排布的阀芯体2和密封活门3,阀芯体2沿电磁阀壳体1的轴向可移动,密封活门3可在密封位置和导通位置之间沿电磁阀壳体1的轴向移动,在导通位置密封活门3与阀腔11的内壁之间限定出主连通腔14,主连通腔14连通第一通气孔12和第二通气孔13,在密封位置密封活门3隔断第一通气孔12与主连通腔14。
也就是说,在电磁阀壳体1的轴向方向上,密封活门3邻近第一通气孔12设置,阀芯体2设于密封活门3远离第一通气孔12的一侧,阀芯体2可以朝向或者远离密封活门3移动。
具体地,当密封活门3处于导通位置时,在电磁阀壳体1的轴向方向上,密封活门3与第一通气孔12间隔设置,从而在密封活门3与阀腔11的内壁之间形成主连通腔14,使得气体可以通过第一通气孔12流入主连通腔14,进而通过第二通气孔13排出阀腔11,当然,气体还可以通过第二通气孔13流入主连通腔14,进而通过第一通气孔12排出阀腔11,即在阀腔11内,形成与第一通气孔12和第二通气孔13连通的气流通道。
其中,驱动组件4用于驱动密封活门3在导通位置和密封位置之间移动。因此,可以通过驱动组件4驱动处于导通位置的密封活门3朝向密封位置活动。当密封活门3处于密封位置时,通过隔断第一通气孔12与主连通腔14连通,使得第一通气孔12和第二通气孔13无法通过主连通腔14直接连通,即,密封活门3处于密封位置时,第一通气孔12处的气体无法通过主连通腔14流入第二通气孔13,同时,第二通气孔13处的气体无法通过主连通腔14流入第二通气孔12。
进一步地,驱动组件4用于驱动阀芯体2沿电磁阀壳体1的轴向移动。具体地,在电磁阀壳体1的轴向上,驱动组件4可以驱动阀芯体2朝向靠近密封活门3的方向移动,驱动组件4还可以驱动阀芯体2朝向背离密封活门3的方向移动,从而可以通过驱动组件4精准控制阀芯体2的位置。
其中,密封活门3上形成有先导通道31,阀芯体2与密封活门3之间具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,在第一相对位置关系,先导通道31连通第一通气孔12和第二通气孔13。也就是说,在第一相对位置关系,第一通气孔12、先导通道31和第二通气孔13形成连通的气流通道,使得气流可以通过第二通气孔13进入先导通道31内,并通过第一通气孔12排出。
而在第二相对位置关系,先导通道31不连通第一通气孔12和第二通气孔13。也就是说,在第二相对位置关系,第一通气孔12、先导通道31和第二通气孔13之间的气流通道截止。具体地,第二通气孔13处的气体无法通过先导通道31流动至第一通气孔12处,同时,第一通气孔12处的气体无法通过先导通道31流动至第二通气孔13处。
具体地,当阀芯体2和密封活门3之间处在第一相对位置关系,且密封活门3处在密封位置时,第一通气孔12、先导通道31和第二通气孔13形成连通的气流通道,第一通气孔12、主连通腔14和第二通气孔13之间的气流通道截止;当阀芯体2和密封活门3之间处于第一相对位置关系,且密封活门3处在导通位置时,第一通气孔12、先导通道31和第二通气孔13形成连通的气流通道,第一通气孔12、主连通腔14和第二通气孔13形成连通的气流通道;当阀芯体2和密封活门3之间处于第二相对位置关系,且密封活门3处在密封位置时,第一通气孔12、先导通道31和第二通气孔13之间的气流通道截止,第一通气孔12、主连通腔14和第二通气孔13之间的气流通道截止;当阀芯体2和密封活门3之间处于第二相对位置关系,且密封活门3处在导通位置时,第一通气孔12、先导通道31和第二通气孔13之间的气流通道截止,第一通气孔12、主连通腔14和第二通气孔13形成连通的气流通道。
由此,可以通过控制阀芯体2与密封活门3的位置关系以及密封活门3在阀腔11内的位置,灵活地控制电磁阀100内气流通道的通断,使得电磁阀100的结构简单,利于缩小电磁阀100的整体尺寸。因此,当电磁阀100用于储气瓶的瓶阀1000中时,可以较好地提升瓶阀1000的稳定性,进而可以提升储气瓶的储气性能。
具体地,在电磁阀100的使用过程中,如图8所示,当阀芯体2和密封活门3之间处在第一相对位置关系,且密封活门3处在密封位置,储气腔内的气体仅可以通过第二通气孔13、先导通道31和第一通气孔12形成的气流通道排出储气瓶。此时,电磁阀100处于放气状态的第一放气阶段。
如图9所示,当阀芯体2和密封活门3之间处于第一相对位置关系,且密封活门3处在导通位置,储气腔内的气体可以通过第二通气孔13、先导通道31和第一通气孔12形成的气流通道排出储气瓶,还可以通过第二通气孔13、主连通腔14和第一通气孔12形成的气流通路排出储气瓶。此时,电磁阀100处于放气状态的第二放气阶段。
也就是说,当阀芯体与密封活门位于第二相对位置关系且密封活门处在密封位置,在阀芯体与密封活门由第二相对位置关系变为第一相对位置关系时,密封活门由密封位置变为导通位置,使得电磁阀从第一放气阶段切换至第二放气阶段,即,本实用新型中的电磁阀为先导式,功耗低。
如图4所示,当阀芯体2和密封活门3之间处于第二相对位置关系,且密封活门3处在密封位置,完全隔断储气腔与储气瓶外部空间的连通,从而将气体密封存储在储气腔内。此时,电磁阀100处于密封截止状态。
如图7所示,当阀芯体2和密封活门3之间处于第二相对位置关系,且密封活门3处在导通位置,储气瓶外部空间的气体可以通过第一通气孔12、主连通腔14和第二通气孔13形成的气流通道进入储气腔内存储。此时,电磁阀100处于充气状态。
根据本实用新型实施例的电磁阀100,密封活门3在密封位置和导通位置之间可移动,密封活门3和阀芯体2具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,使得可以通过控制阀芯体2与密封活门3的位置关系以及密封活门3在阀腔11内的位置,灵活地控制电磁阀100内气流通道的通断,从而可以灵活地切换电磁阀100的工作状态,当阀芯体2与密封活门3位于第二相对位置关系且密封活门3处在密封位置,在阀芯体2与密封活门3由第二相对位置关系变为第一相对位置关系时,密封活门3由密封位置变为导通位置,即,本实用新型中的电磁阀100为先导式,使得电磁阀100的结构简单,功耗低,利于缩小电磁阀100的整体尺寸。
在本实用新型的一些实施例中,如图6所示,先导通道31包括间隔开设置的第一先导通道311和第二先导通道312,第一先导通道311与第一通气孔12连通,第二先导通道312与第二通气孔13连通。也就是说,第一先导通道311不与第二通气孔13直接连通,第一先导通道311可以通过第二先导通道312与第二通气孔13连通;第二先导通道312不与第一通气孔12直接连通,第二先导通道312可以通过第一先导通道311与第一通气孔12连通。
其中,在第一相对位置关系,如图4和图6所示,阀芯体2与密封活门3之间限定出先导腔15,先导腔15连通第一先导通道311和第二先导通道312。也就是说,在第一相对位置关系时,阀芯体2与密封活门3间隔开,从而在阀芯体2和密封活门3相对的端面之间形成先导腔15。此外,第一先导通道311的一端与第一通气孔12连通,第二先导通道312的另一端与先导腔15连通,第二先导通道312的一端与第二通气孔13连通,第二先导通道312的另一端与先导腔15连通,使得第一通气孔12、第一先导通道311、先导腔15、第二先导通道312和第二通气孔13形成连通的气流通道。
而在第二相对位置关系,阀芯体2使得第一先导通道311和第二先导通道312之间隔断。也就是说,在第二相对位置关系,第一先导通道311和第二先导通道312之间的气流通道截止,从而阻断气体在第一先导通道311和第二先导通道312之间流动。由此,通过隔断第一先导通道311和第二先导通道312,可以较好地隔断第一通气孔12、先导通道31和第二通气孔13之间的气流通道,使得第一通气孔12处的气体无法通过先导通道31流动至第二通气孔13处,同时,第二通气孔13处的气体无法通过先导通道31流动至第一通气孔12处。
在本实用新型的一些实施例中,先导腔15和第一通气孔12位于密封活门3的轴向相对两侧,第二通气孔13位于密封活门3的外周侧。具体地,在密封活门3的轴向上,第一通气孔12位于密封活门3远离阀芯体2的一侧,先导腔15位于密封活门3靠近阀芯体2的一侧,第二通气孔13与密封活门3的外周壁正对设置。
其中,第一先导通道311的最小横截面积大于第二先导通道312的最小横截面积。可以理解的是,第一先导通道311和第二先导通道312横截面的大小与其气体流量成正比,横截面积越大,则气体流量越大。因此,第一先导通道311内的气体流量大于第二先导通道312内的气体流量。
具体地,在储气瓶储存气体时,电磁阀100处于密封截止状态,阀芯体2和密封活门3之间处于第二相对位置关系,且密封活门3处在密封位置。因此,当需要释放储气瓶内的气体时,控制阀芯体2与密封活门3切换至第一相对位置关系,使得第一先导通道311和第二先导通道312均与先导腔15连通,但由于密封活门3处在密封位置,第一通气孔12、主连通腔14和第二通气孔13之间的气流通道截止,使得储气腔内的气体仅可以通过第二通气孔13、第二先导通道312、先导腔15、第一先导通道311和第一通气孔12形成的气流通道排出,此时电磁阀100处于放气状态的第一放气阶段。
而由于第二先导通道312的气体流量小于第一先导通道311的气体流量,使得第一通气孔12处的气压大于先导腔15内的气压,即,密封活门3轴向两侧的端面之间存在压差,密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面所受力大于密封活门3朝向阀芯体2的轴向端面所受力,使得密封活门3承受朝向背离第一通气孔12的方向的推力,从而可以推动密封活门3远离第一通气孔12,使得密封活门3靠近第一通气孔12的端面与阀腔11的内壁之间限定出主连通腔14,气体可以通过第二通气孔13、主连通腔14和第一通气孔12直接排出,缩短了气体的流动路径,利于提升储气腔内气体的排出速率。此时电磁阀100处于放气状态的第二放气阶段。
由此,在电磁阀100处于放气状态时,仅需要通过驱动组件4驱动阀芯体2朝向背离密封活门3的方向移动即可,使得电磁阀100处于第一放气阶段后,通过密封活门3轴向两侧端面的受力差便可以自动进入第二放气阶段,使得驱动组件4的功耗低,利于降低电磁阀100的使用成本。
需要说明的是,第二先导通道312可以设有多个,多个第二先导通道312最小横截面积小于第一先导通道311的最小横截面积。
可选地,如图6所示,第一先导通道311包括沿气流的流动方向排布且连通的第一先导段3111和第二先导段3112,第一先导段3111的横截面积小于第二先导段3112的横截面积,第二先导段3112相对第一先导段3111邻近第一通气孔12,第一先导通道311的最小横截面积位于第一先导段3111。
具体地,第一先导段3111位于第二先导段3112远离第一通气孔12一侧,即,第一先导段3111相对第二先导段3112邻近阀芯体2设置,第一先导段3111远离第二先导段3112的一端与先导腔15连通,第二先导段3112远离第一先导段3111的一端与第一通气孔12连通,第一先导段3111远离先导腔15的一端与第二先导段3112远离第一通气孔12的一端连通。由此,通过扩大第二先导段3112的横截面积,可以较好降低第二先导段3112被杂质堵塞的风险,利于提升电磁阀100的可靠性。
其次,第二先导通道312包括沿气流的流动方向排布且连通的第三先导段3121和第四先导段3122,第四先导段3122相对第三先导段3121邻近第二通气孔13,第四先导段3122与第二通气孔13连通。
具体地,第三先导段3121位于第四先导段3122远离第二通气孔13的一侧,即,第三先导段3121相对第四先导段3122邻近阀芯体2设置,第三先导段3121远离第四先导段3122的一端与先导腔15连通,第四先导段3122远离第三先导段3121的一端与第二通气孔13连通,第三先导段3121远离先导腔15的一端与第二先导段3112远离第二通气孔13的一端连通。
可选地,第一先导通道311的一端贯穿密封活门3邻近阀芯体2的轴向端面以形成与先导腔15连通的第一连通孔3113,第一先导通道311的另一端贯穿密封活门3的邻近第一通气孔12的轴向端面以形成与第一通气孔12连通的第二连通孔3114。
也就是说,第一连通孔3113形成在密封活门3邻近先导腔15的轴向端面上,第二连通孔3114形成在密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面上,第一先导通道311通过第一连通孔3113与先导腔15连通,第一先导通道311通过第二连通孔3114与第一通气孔12连通,即第一通气孔12与先导腔15通过第一先导通道311连通。
其中,在第一相对位置关系,阀芯体2与第一连通孔3113间隔开,形成先导腔15。也就是说,阀芯体2与密封活门3相对的端面间隔开,使得第一连通孔3113与阀芯体2和密封活门3之间的先导腔15连通,即第一先导通道311和先导腔15连通,并且,第二先导通道312与先导腔15连通,从而可以保证第一先导通道311和第二先导通道312的连通,使得第二通气孔13、第二先导通道312、先导腔15、第一先导通道311和第一通气孔12形成连通的气流通道。
此外,在第二相对位置关系,阀芯体2封堵第一连通孔3113。也就是说,在第二相对位置关系,阀芯体2隔断第一连通孔3113与先导腔15的连通,即第一连通孔3113与先导腔15不连通,从而隔断第一先导通道311和第二先导通道312,进而可以隔断第一通气孔12、第一先导通道311、先导腔15、第二先导通道312和第二通气孔13之间的气流通道。
进一步可选地,如图5和图6所示,密封活门3的邻近阀芯体2的轴向端面上形成先导密封凸起32,先导密封凸起32邻近第一连通孔3113,先导密封凸起32呈环形且环绕在第一连通孔3113的外周侧。具体地,先导密封凸起32凸出密封活门3邻近阀芯体2的轴向端面设置,先导密封凸起32远离阀芯体2的一端与密封活门3连接,先导密封凸起32的内周壁环绕在第一连通孔3113的径向外侧。
因此,当阀芯体2和密封活门3处于第二相对位置关系时,可以通过将阀芯体2朝向密封活门3的端面贴合在先导密封凸起32远离密封活门3的端面上,可以较好地在第一连通孔3113的周向以及轴向上封堵第一连通孔3113,以隔断第一连通孔3113与先导腔15的连通。由此,可以较好地降低先导腔15与第一先导通道311的密封难度,同时提升先导腔15与第一先导通道311的密封效果。
此外,除先导密封凸起32以外的区域,阀芯体2和密封活门3相对的端面间隔设置,使得当阀芯体2和密封活门3处于第二相对位置关系时,储气腔内的气体可以通过第二通气孔13和第二先导通道312流入先导腔15内,从而使得先导腔15内的气压对密封活门3朝向阀芯体2的轴向端面产生朝向靠近第一通气孔12方向移动的作用力,从而增强密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面与阀腔11的内壁之间的作用力,利于提升电磁阀100处于密封截止状态的密封效果。
进一步可选地,密封活门3的邻近第一通气孔12的轴向端面上形成有主密封凸起33,主密封凸起33呈环形且环绕在第二连通孔3114的外周侧。具体地,主密封凸起33凸出密封活门3邻近第一通气孔12的轴向端面设置,主密封凸起33远离第一通气孔12的一端与密封活门3连接,主密封凸起33的内周壁环绕在第一通气孔12的径向外侧。
具体地,当密封活门3处于密封位置时,在电磁阀壳体1的轴向上,主密封凸起33远离密封活门3的一端与阀腔11的内壁抵接,从而使得在密封活门3的径向方向上,主密封凸起33两侧形成密封,从而将隔断第一通气孔12和第二通气孔13通过主连通腔14连通。由此,通过主密封凸起33可以降低密封活门3与阀腔11的内壁的密封难度,且密封效果好。
在本实用新型的一些实施例中,如图4和图6所示,第二先导通道312的一端贯穿密封活门3的邻近阀芯体2的轴向端面以形成与先导腔15连通的第三连通孔3123,第二先导通道312的另一端贯穿密封活门3的外周壁以形成与第二通气孔13连通的第四连通孔3124。
也就是说,第三连通孔3123形成在密封活门3靠近先导腔15的端面上,第二先导通道312通过第三连通孔3123与先导腔15连通,第二先导通道312通过第四连通孔3124与第二通气孔13连通,即,第二通气孔13与先导腔15通过第二先导通道312连通。
在本实用新型的一些实施例中,密封活门3与先导腔15接触的表面为第一接触面34,密封活门3与第一通气孔12接触的表面为第二接触面35,第一接触面34在参考面的投影面积大于第二接触面35在参考面的投影面积,参考面垂直于密封活门3的轴向。也就是说,密封活门3与先导腔15接触的轴向端面的受力面积大于密封活门3与第一通气孔12接触的轴向端面的受力面积。
由此,在储气瓶充气结束后,驱动组件4驱动密封活门3移动至密封位置,并驱动阀芯体2朝向靠近密封活门3移动,使得阀芯体2密封活门3处于第二相对位置,此时,电磁阀100处于密封截止状态,气体可以通过第二通气孔13和第二先导通道312进入先导腔15内,使得作用于密封活门3与先导腔15接触的轴向端面上的作用力大于作用于密封活门3与第一通气孔12接触的轴向端面上的作用力,使得密封活门3承受朝向第一通气孔12方向的合力,从而可以推动密封活门3朝向靠近第一通气孔12的方向移动,进而可以增强密封活门3朝向第一通气孔12的端面与阀腔11的内壁之间的作用力,利于提升电磁阀100处于密封截止状态的密封效果。
在本实用新型的一些实施例中,密封活门3的外周壁上设有第一密封件5,第一密封件5呈环形且环绕密封活门3。具体地,密封活门3的外周壁与阀腔11的内周壁间隔设置,第一密封件5的内周壁与密封活门3的外周壁贴合,第一密封件5的外周壁与阀腔11的内周壁贴合,从而在密封活门3的外周壁与阀腔11的内周壁之间形成密封,使得在电磁阀壳体1的轴向上,第一密封件5可以隔断两侧气体流动。
此外,通过设置第一密封件5,可以较好地避免密封活门3的外周壁与阀腔11的内周壁直接接触带来的摩擦阻力,使得密封活门3相对电磁阀壳体1轴向移动时所需的驱动力较小。
进一步地,第一密封件5位于密封活门3的邻近阀芯体2的一端,第一密封件5在密封活门3的径向方向上可弹性形变,第二通气孔13位于第一密封件5的远离阀芯体2的一侧。也就是说,在密封活门3的轴向方向上,第二通气孔13位于第一密封件5远离先导腔15的一侧。可以较好地避免气体直接通过第二通气孔13以及密封活门3的内周壁和阀腔11的内壁之间的间隙进入先导腔15,即,第二通气孔13与先导腔15之间仅可通过第二先导通道312连通,从而保证第一放气阶段和第二放气阶段的正常切换。
此外,可弹性形变的第一密封件5可以较好地与密封活门3的内周壁与阀腔11的内壁之间的间隙形成过盈配合,利于提升密封活门3的外周壁与阀腔11的内周壁之前的密封效果。其中,第一密封件5可以由PU(Poly Urethane:聚氨酯),EPDM(Ethylene PropyleneDiene Monomer:三元乙丙橡胶)等弹性橡胶材料制成,以保证第一密封件5的形变性能。
在本实用新型的一些实施例中,如图2所示,第二通气孔13为多个且沿电磁阀壳体1的周向间隔排布。由此,通过设置多个第二通气孔13,利于提升气体流量,从而保证电磁阀100充气状态和放气状态的工作效率。
在本实用新型的一些实施例中,如图1和图4所示,驱动组件4包括:电磁铁41和复位弹簧组件42,电磁铁41包括铁芯411和套设在铁芯411的外周侧的线圈412,铁芯411沿电磁阀壳体1的轴向可移动地设在阀腔11内,铁芯411位于阀芯体2的远离密封活门3的一侧,在线圈412通电时,铁芯411与阀芯体2相吸以驱动阀芯体2朝向远离密封活门3的方向移动。具体地,当线圈412通电时,线圈412内部产生磁场,使得铁芯411具有磁力,其中,阀芯体2由可以被磁力吸引的物质构成,例如,铁、镍等金属。由此,线圈412通电后,具有磁性的铁芯411可以吸引阀芯体2朝向铁芯411移动,即,阀芯体2朝向远离密封活门3的方向移动,从而使得阀芯体2与密封活门3间隔开,以控制阀芯体2和密封活门3处在第一相对位置关系。
其中,在线圈412断电时,复位弹簧组件42用于将铁芯411、阀芯体2和密封活门3复位,密封活门3复位至密封位置,阀芯体2和密封活门3复位至第二相对位置关系。也就是说,当线圈412断电后,可以将电磁阀100切换至密封截止状态。
此外,如图4所示,电磁阀100还包括:限位柱8,限位柱8设在阀腔11内且位于铁芯411和密封活门3之间,限位柱8在电磁阀壳体1的轴向方向上的长度大于阀芯体2在电磁阀壳体1的轴向方向上的长度,限位柱8的轴向两端分别抵接铁芯411和密封活门3。
也就是说,限位柱8轴向上的一端与铁芯411朝向密封活门3的端面抵接,限位柱8轴向上的另一端与密封活门3朝向铁芯411的端面抵接,并且,在电磁阀壳体1的轴向方向上,铁芯411与密封活门3之间的间距大于阀芯体2的长度,使得阀芯体2可以在铁芯411与密封活门3之间的区域轴向移动。其中,通过向线圈412通电,可以驱动阀芯体2朝向铁芯411移动,使得阀芯体2与密封活门3处于第一相对位置关系,当线圈412断电时,阀芯体2可以在复位弹簧组件42的作用下朝向密封活门3移动,直至阀芯体2与密封活门3处于第二相对位置关系,从而使得阀芯体2与密封活门3可以在第一相对位置关系和第二相对位置关系之间切换。
可选地,铁芯411内设有间隔开设置的第一导向通道4111和第二导向通道4112,第一导向通道4111和第二导向通道4112均沿电磁阀壳体1的轴向延伸,复位弹簧组件42包括第一复位弹簧421和第二复位弹簧422,第一复位弹簧421设于第一导向通道4111内且沿轴向可伸缩,第一复位弹簧421的一端与铁芯411抵接且另一端与电磁阀壳体1抵接,第二复位弹簧422设于第二导向通道4112内且沿轴向可伸缩,第二复位弹簧422的一端与阀芯体2抵接且另一端与铁芯411抵接。
也就是说,第一导向通道4111相较于第二导向通道4112远离阀芯体2设置,第二导向通道4112邻近阀芯体2设置,第一导向通道4111可以较好地收容第一复位弹簧421,且可以控制第一复位弹簧421的伸缩轨迹,第二导向通道4112可以较好收容第二复位弹簧422,且可以控制第二复位弹簧422的伸缩轨迹在电磁阀壳体1的轴向上,第一复位弹簧421适于推动铁芯411朝向靠近第一通气孔12移动,第二复位弹簧422适于推动阀芯体2和密封活门3相背移动。由此,可以较好地降低第一复位弹簧421和第二复位弹簧422安装定位难度,同时保证第一复位弹簧421和第二复位弹簧422伸缩过程的稳定性。
具体地,当电磁阀100处于充气状态时,高压气体通过第一通气孔12朝向阀腔11内注入,密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面承受朝向背离第一通气孔12的方向的推力,推力推动密封活门3朝向背离第一通气孔12的方向移动,使得密封活门3推动限位柱8朝向背离第一通气孔12的方向移动,进而在限位柱8的推动下,铁芯411朝向背离第一通气孔12的方向移动,进而推动、压缩第一复位弹簧421,此时,密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面与阀腔11的内壁间隔开,形成主连通腔14,第一通气孔12处的气体可以通过主连通腔14流入第二通气孔13处。此时,在第二复位弹簧422的作用下,阀芯体2与密封活门3处于第二相对位置关系,先导腔15与第一先导通道311不连通。
当充气完成后,作用于密封活门3上朝向背离第一通气孔12的方向的推力消失,第一复位弹簧421恢复形变推动铁芯411朝向靠近第一通气孔12的方向移动,进而在铁芯411的推动下,依次推动限位柱8和密封活门3朝向靠近第一通气孔12的方向移动,直至密封活门3处于密封位置,并在第二复位弹簧422的作用下,阀芯体2朝向密封活门3移动,使得阀芯体2和密封活门3处在第二相对位置关系,以使得电磁阀100处于密封截止状态。
在用气设备需要使用气体时,此时,需要释放储气腔内的气体,将线圈412通电,使得铁芯411具有磁性后,吸引阀芯体2挤压第二复位弹性朝向铁芯411移动,使得阀芯体2与密封活门3处于第二相对位置关系,使得第一先导通道311和第二先导通道312均与先导腔15连通,使得储气腔内的气体可以通过第二通气孔13、第二先导通道312、先导腔15、第一先导通道311和第一通气孔12,向用气设备供给。此时,电磁阀100处于第一放气阶段。
由于第一先导通道311的最小横截面积大于第二先导通道312的最小横截面积,使得密封活门3承受朝向背离第一通气孔12的方向的推力,使得密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面与阀腔11的内壁间隔开,第一通气孔12、主连通腔14和第二通气孔13连通,使得储气腔内的气体可以通过第二通气孔13、主连通腔14和第一通气孔12直接排出。此时电磁阀100处于第二放气阶段。
当线圈412断电后,铁芯411的磁性消失,使得铁芯411对阀芯体2的吸引力消失,在第二复位弹簧422的推动下,阀芯体2朝向靠近密封活门3的方向运动,在与密封活门3接触后密封第一先导通道311,此时密封活门3轴向两侧的压差相同。然后,第一复位弹簧421恢复形变推动铁芯411朝向靠近第一通气孔12的方向移动,进而在铁芯411的推动下,依次推动限位柱8和密封活门3朝向靠近第一通孔12的方向移动,直至密封活门3处于密封位置,即,此时的电磁阀100处于密封截止状态。
可选地,线圈412的一部分位于铁芯411的外周侧,线圈412的另一部分位于阀芯体2的外周侧。也就是说,铁芯411和阀芯体2均具有位于线圈412内的部分。由此,当线圈412通电后,线圈412内产生的磁场使得位于线圈412内的铁芯411和阀芯体2均具有磁性,从而增加铁芯411和阀芯体2相互吸引的作用力,利于降低线圈412的开启电压,功耗也较低。
下面参考图1-图10描述根据本实用新型的一个实施例的电磁阀100的具体结构。下面描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
电磁阀100包括:电磁阀壳体1、阀芯组件、驱动组件4、限位柱8、第一密封件5和第二密封件6和第三密封件7。
电磁阀壳体1内具有阀腔11,阀芯组件、驱动组件4、第一密封件5和第二密封件6和第三密封件7均位于阀腔11内,电磁阀壳体1轴向的一端形成第一通气孔12,第一通气孔12构造成漏斗型,第一通气孔12邻近阀腔11一端的横截面积小于第一通气孔12远离阀腔11一端的横截面积。电磁阀壳体1邻近第一通气孔12的周向上形成多个间隔排布的第二通气孔13,第一通气孔12和第二通气孔13均与阀腔11连通。其中,第一密封件5、第二密封件6和第三密封件7可以由PU(Poly Urethane:聚氨酯),EPDM(Ethylene Propylene DieneMonomer:三元乙丙橡胶)等弹性橡胶材料制成。
阀芯组件包括阀芯体2和密封活门3,密封活门3邻近第一通气孔12设置,阀芯体2位于密封活门3远离第一通气孔12的一侧,密封活门3邻近第一通气孔12的一端与阀腔11的内壁间隔开,形成主连通腔14,密封活门3与阀芯体2之间限定出先导腔15,密封活门3与先导腔15接触的表面为第一接触面34,密封活门3与第一通气孔12接触的表面为第二接触面35,第一接触面34在参考面的投影面积大于第二接触面35在参考面的投影面积,参考面垂直于密封活门3的轴向。
具体地,密封活门3上形成与其同轴的第一先导通道311,第一先导通道311包括邻近阀芯体2的第一先导段3111和邻近第一通气孔12的第二先导段3112,第一先导段3111远离第二先导段3112的一端形成第一连通孔3113,第一连通孔3113位于密封活门3朝向阀芯体2的端面上,第二先导段3112远离第一先导段3111的一端形成第二连通孔3114,第二连通孔3114位于在密封活门3朝向第一通气孔12的端面上,第二连通孔3114与第一通气孔12连通,第一先导段3111和第二先导段3112连通,第一先导段3111的横截面积小于第二先导段3112的横截面积。
此外,密封活门3朝向阀芯体2的轴向端面上形成先导密封凸起32,先导密封凸起32呈环形并环绕第一连通孔3113设置,密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面形成主密封凸起33,主密封凸起33呈环形并环绕第一通气孔12设置。密封活门3的外周壁上形成密封槽37,第一密封件5位于密封槽37内,密封活门3的外周壁与阀腔11的内周壁间隔开,第一密封件5的外周壁与阀腔11的内周壁抵接。
密封活门3还包括第二先导通道312,第二先导通道312包括沿密封活门3轴向延伸的第三先导段3121和沿密封活门3径向延伸的第四先导段3122,密封活门3的外周壁上形成环槽36,环槽36位于密封槽37远离阀芯体2的一侧。第四先导段3122邻近密封活门3外周壁的一端形成第四连通孔3124,第四连通孔3124位于环槽36的底壁上,第三先导段3121邻近阀芯体2的一端形成第三连通孔3123,第三连通孔3123位于密封活门3朝向阀芯体2的端面上,第三先导段3121与第四先导段3122连通。
其中,第四先导段3122还包括第一子段31221和第二子段31222,第二子段31222相对于第一子段31221远离第三先导段3121,第一子段31221与第三先导段3121连通,第二子段31222与第一子段31221和第四连通孔3124连通,第一子段31221的横截面积小于第二子段31222以及第三先导段3121的横截面积,且第一子段31221的横截面积小于第一先导段3111的横截面积。即,第二先导通道312的最小横截面积小于第一先导通道311的最小横截面积。
需要说明的是,可以设置并列排布的两个第一子段31221,使得第二子段31222的气流可以通过两个第一子段31221流向第三先导段3121,可以较好地避免其中一个第一子段31221被杂质堵塞导致第二先导通道312堵塞的情况发生。其中,两个第一子段31221的截面积与设置单个第一子段31221的截面积相等。
驱动组件4包括电磁铁41和复位弹簧组件42。具体地,电磁铁41包括线圈412和铁芯411,复位弹簧组件42包括第一复位弹簧421和第二复位弹簧422。第二密封件6套设在阀芯体2的外周壁上,第三密封件7套设在铁芯411的外周壁上,线圈412的一部分位于铁芯411的外周侧,线圈412的另一部分位于阀芯体2的外周侧。
其中,铁芯411形成与其同轴的第一导向通道4111和第二导向通道4112,第一导向通道4111相对第二导向通道4112远离阀芯体2,第一导向通道4111在铁芯411远离阀芯体2的端面上形成开口,第二导向通道4112在铁芯411朝向阀芯体2的轴向端面上形成开口,第一复位弹簧421位于第一导向通道4111内,第一复位弹簧421远离阀芯体2的一端与电磁阀壳体1抵接,第二复位弹簧422位于第二导向通道4112内,第二复位弹簧422朝向阀芯体2的一端与阀芯体2朝向铁芯411的端面抵接。
此外,限位柱8轴向的两端分别与铁芯411和密封活门3相对的端面抵接,且在电磁阀壳体1的轴向上,限位柱8的长度大于阀芯体2与先导密封凸起32的长度之和。
具体地,将装有电磁阀100的瓶阀1000安装在储气瓶上,在向储气瓶内充气时,如图7所示,气体通过第一通气孔12朝向阀腔11内注入,密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面承受朝向背离第一通气孔12的方向的推力,推力推动密封活门3朝向背离第一通气孔12的方向移动,使得密封活门3推动限位柱8朝向背离第一通气孔12的方向移动,进而在限位柱8的推动下,铁芯411朝向背离第一通气孔12的方向移动,进而推动、压缩第一复位弹簧421,此时,密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面与阀腔11的内壁间隔开,形成主连通腔14,第一通气孔12处的气体可以通过主连通腔14流入第二通气孔13处,使得高压气体可以持续注入储气腔内。此外,在第二复位弹簧422的作用下,阀芯体2与密封活门3处于第二相对位置关系,先导腔15与第一先导通道311不连通。此时,电磁阀100处于充气状态,且线圈412无需通电,能耗低。
当充气完成后,如图4所示,作用于密封活门3上朝向背离第一通气孔12的方向的推力消失,第一复位弹簧421恢复形变推动铁芯411朝向靠近第一通气孔12的方向移动,进而在铁芯411的推动下,依次推动限位柱8和密封活门3朝向靠近第一通气孔12的方向移动,直至密封活门3与阀腔11的内壁相互挤压,在主密封凸起33的作用下,隔断主连通腔14,此时,密封活门3处于密封位置。在第二复位弹簧422的推动下,阀芯体2朝向背离铁芯411的方向,即朝向密封活门3移动,直至阀芯体2朝向密封活门3的端面封堵先导密封凸起32,从而隔断第一连通孔3113与先导腔15的连通,此时,阀芯体2和密封活门3处于第二相对位置关系,储气腔内的气体无法通过第二通气孔13和第一通气孔12排出,电磁阀100处于密封截止状态。
此外,当电磁阀100处于密封截止状态,由于第二先导通道312与先导腔15连通,气体可以通过第二通气孔13和第二先导通道312进入先导腔15内,并且作用于密封活门3与先导腔15接触的轴向端面上的作用力大于作用于密封活门3与第一通气孔12接触的轴向端面上的作用力,使得密封活门3承受朝向第一通气孔12方向的合力,从而可以推动密封活门3朝向靠近第一通气孔12的方向移动,进而可以增强密封活门3朝向第一通气孔12的端面与阀腔11的内壁之间的作用力,利于提升电磁阀100处于密封截止状态的密封效果。
当需要释放储气腔内的气体时,如图8所示,将线圈412通电,线圈412中产生的磁场使得铁芯411和阀芯体2产生相对移动,由于限位柱8支撑在铁芯411和密封活门3之间,且密封活门3处于密封位置,使得阀芯体2挤压第二复位弹簧422朝向铁芯411移动,阀芯体2与先导密封凸起32间隔开,阀芯体2与密封活门3处于第一相对位置关系,使得第一先导通道311和第二先导通道312均与先导腔15连通,使得储气腔内的气体可以通过第二通气孔13、第二先导通道312、先导腔15、第一先导通道311和第一通气孔12排出。此时,电磁阀100处于第一放气阶段。
由于,如图9所示,第一先导通道311的最小横截面积大于第二先导通道312的最小横截面积,使得第一先导通道311内气体流量小于第二先导通道312内的气体流量,使得第一通气孔12处的气压大于先导腔15内的气压,即,密封活门3轴向两侧的端面之间存在压差,密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面所受力大于密封活门3朝向阀芯体2的轴向端面所受力,使得密封活门3承受朝向背离第一通气孔12的方向的推力,进而推动阀芯体2和铁芯411,挤压第一复位弹簧421,使得密封活门3朝向第一通气孔12的轴向端面与阀腔11的内壁间隔开,第一通气孔12、主连通腔14和第二通气孔13连通,使得储气腔内的气体可以通过第二通气孔13、主连通腔14和第一通气孔12直接排出。此时电磁阀100处于第二放气阶段。
在放气的过程中,由于线圈412仅需控制铁芯411和阀芯体2的相对运动,而后通过先导腔15与第一通气孔12的压差打开主连通腔14,使得电磁阀100的开启电压低,利于降低电磁阀100的功耗,从而可以降低电磁阀100的使用成本。
进一步地,当线圈412断电后,铁芯411的磁性消失,使得铁芯411对阀芯体2的吸引力消失,在第二复位弹簧422的推动下,阀芯体2朝向靠近密封活门3的方向运动,在与密封活门3接触后密封第一先导通道311,此时密封活门3轴向两侧的压差相同。然后,第一复位弹簧421恢复形变推动铁芯411朝向靠近第一通气孔12的方向移动,进而在铁芯411的推动下,依次推动限位柱8和密封活门3朝向靠近第一通孔12的方向移动,直至密封活门3处于密封位置,即,此时的电磁阀100处于密封截止状态。
下面参考附图描述根据本实用新型实施例的瓶阀1000。
如图10所示,根据本实用新型实施例的瓶阀1000包括:上述电磁阀100和瓶阀壳200,电磁阀100的至少一部分位于瓶阀壳200内。其中,可以是电磁阀100的一部分位于瓶阀壳200内,即电磁阀100存在位于瓶阀壳200外部的部分,还可以是电磁阀100完全位于瓶阀壳200内。由此,通过瓶阀壳200对电磁阀100具有良好的防护效果,避免电磁阀100碰撞破坏的风险,提升电磁阀100抗外界环境干扰的能力,稳定性高。
根据本实用新型实施例的瓶阀1000,密封活门3在密封位置和导通位置之间可移动,密封活门3和阀芯体2具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,使得可以通过控制阀芯体2与密封活门3的位置关系以及密封活门3在阀腔11内的位置,灵活地控制电磁阀100内气流通道的通断,从而可以灵活地切换电磁阀100的工作状态,使得电磁阀100的结构简单,利于缩小电磁阀100的整体尺寸。
在本实用新型的一些实施例中,如图3所示,瓶阀1000还包括第四密封件300,第四密封件300套设在电磁阀壳体1的外周壁上,从而保证电磁阀100与瓶阀壳200之间的密封效果。
本实用新型还提出了一种具有上述瓶阀1000的储气装置。
根据本实用新型实施例的储气装置,还包括:储气瓶,瓶阀1000用于空气储气瓶的充放气。由于电磁阀100的功耗低,且密封效果好,可以较好提升储气装置的储气性能,同时利于降低储气装置的使用成本。
根据本实用新型实施例的储气装置,密封活门3在密封位置和导通位置之间可移动,密封活门3和阀芯体2具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,使得可以通过控制阀芯体2与密封活门3的位置关系以及密封活门3在阀腔11内的位置,灵活地控制电磁阀100内气流通道的通断,从而可以灵活地切换电磁阀100的工作状态,使得电磁阀100的结构简单,利于缩小电磁阀100的整体尺寸。
本实用新型还提出了一种具有上述储气装置的车辆。
根据本实用新型实施例的车辆,包括:供电系统,供电系统包括燃料电池装置和上述储气装置,储气装置为燃料电池装置供应燃料气体。其中,由于储气装置的储气性能优良,且使用成本低,可以较好地降低车辆的使用成本,且安全性能高。
根据本实用新型实施例的车辆,密封活门3在密封位置和导通位置之间可移动,密封活门3和阀芯体2具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,使得可以通过控制阀芯体2与密封活门3的位置关系以及密封活门3在阀腔11内的位置,灵活地控制电磁阀100内气流通道的通断,从而可以灵活地切换电磁阀100的工作状态,使得电磁阀100的结构简单,利于缩小电磁阀100的整体尺寸。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (20)
1.一种电磁阀(100),其特征在于,包括:
电磁阀壳体(1),所述电磁阀壳体(1)内具有阀腔(11),电磁阀壳体(1)上形成有与所述阀腔(11)连通的第一通气孔(12)以及第二通气孔(13);
阀芯组件,所述阀芯组件设在所述阀腔(11)内,所述阀芯组件包括沿所述电磁阀壳体(1)的轴向排布的阀芯体(2)和密封活门(3),所述阀芯体(2)可沿所述电磁阀壳体(1)的轴向移动,所述密封活门(3)可在密封位置和导通位置之间沿所述电磁阀壳体(1)的轴向移动,在所述导通位置所述密封活门(3)与所述阀腔(11)的内壁之间限定出主连通腔(14),所述主连通腔(14)连通所述第一通气孔(12)和所述第二通气孔(13),在所述密封位置所述密封活门(3)隔断所述第一通气孔(12)与所述主连通腔(14),所述密封活门(3)上形成有先导通道(31);
驱动组件(4),所述驱动组件(4)用于驱动所述阀芯体(2)沿所述电磁阀壳体(1)的轴向移动,以及驱动所述密封活门(3)在所述导通位置和所述密封位置之间移动;
其中,所述阀芯体(2)与所述密封活门(3)之间具有第一相对位置关系和第二相对位置关系,在所述第一相对位置关系,所述先导通道(31)连通所述第一通气孔(12)和所述第二通气孔(13);在所述第二相对位置关系,所述先导通道(31)不连通所述第一通气孔(12)和所述第二通气孔(13)。
2.根据权利要求1所述的电磁阀(100),其特征在于,所述电磁阀(100)具有放气状态,在所述放气状态,所述电磁阀(100)具有第一放气阶段和第二放气阶段,
在所述第一放气阶段,所述阀芯体(2)与所述密封活门(3)之间处在所述第一相对位置关系,所述密封活门(3)处在所述密封位置;
在所述第二放气阶段,所述阀芯体(2)与所述密封活门(3)之间处在所述第一相对位置关系,所述密封活门(3)处在所述导通位置。
3.根据权利要求2所述的电磁阀(100),其特征在于,所述电磁阀(100)具有充气状态,在所述充气状态,所述密封活门(3)处在所述导通位置,所述阀芯体(2)与所述密封活门(3)之间处在所述第二相对位置关系。
4.根据权利要求3所述的电磁阀(100),其特征在于,所述电磁阀(100)具有密封截止状态,在所述密封截止状态,所述密封活门(3)处在所述密封位置,所述阀芯体(2)与所述密封活门(3)之间处在所述第二相对位置关系。
5.根据权利要求1所述的电磁阀(100),其特征在于,所述先导通道(31)包括间隔开设置的第一先导通道(311)和第二先导通道(312),所述第一先导通道(311)与所述第一通气孔(12)连通,所述第二先导通道(312)与所述第二通气孔(13)连通,
在所述第一相对位置关系,所述阀芯体(2)与所述密封活门(3)之间限定出先导腔(15),所述先导腔(15)连通所述第一先导通道(311)和所述第二先导通道(312);
在所述第二相对位置关系,所述阀芯体(2)使得所述第一先导通道(311)和所述第二先导通道(312)之间隔断。
6.根据权利要求5所述的电磁阀(100),其特征在于,所述先导腔(15)和所述第一通气孔(12)位于所述密封活门(3)的轴向相对两侧,所述第二通气孔(13)位于所述密封活门(3)的外周侧,所述第一先导通道(311)的最小横截面积大于所述第二先导通道(312)的最小横截面积。
7.根据权利要求6所述的电磁阀(100),其特征在于,所述第一先导通道(311)包括沿气流的流动方向排布且连通的第一先导段(3111)和第二先导段(3112),所述第一先导段(3111)的横截面积小于所述第二先导段(3112)的横截面积,所述第二先导段(3112)相对所述第一先导段(3111)邻近所述第一通气孔(12),所述第一先导通道(311)的最小横截面积位于所述第一先导段(3111);
所述第二先导通道(312)包括沿气流的流动方向排布且连通的第三先导段(3121)和第四先导段(3122),所述第四先导段(3122)相对所述第三先导段(3121)邻近所述第二通气孔(13),所述第四先导段(3122)与所述第二通气孔(13)连通。
8.根据权利要求6所述的电磁阀(100),其特征在于,所述第一先导通道(311)的一端贯穿所述密封活门(3)的邻近所述阀芯体(2)的轴向端面以形成与所述先导腔(15)连通的第一连通孔(3113),所述第一先导通道(311)的另一端贯穿所述密封活门(3)的邻近所述第一通气孔(12)的轴向端面以形成与所述第一通气孔(12)连通的第二连通孔(3114);
所述第二先导通道(312)的一端贯穿所述密封活门(3)的邻近所述阀芯体(2)的轴向端面以形成与所述先导腔(15)连通的第三连通孔(3123),所述第二先导通道(312)的另一端贯穿所述密封活门(3)的外周面以形成与所述第二通气孔(13)连通的第四连通孔(3124);
其中,在所述第一相对位置关系,所述阀芯体(2)与所述第一连通孔(3113)间隔开,形成所述先导腔(15);在所述第二相对位置关系,所述阀芯体(2)封堵所述第一连通孔(3113)。
9.根据权利要求8所述的电磁阀(100),其特征在于,所述密封活门(3)的邻近所述阀芯体(2)的轴向端面上形成有先导密封凸起(32),所述先导密封凸起(32)邻近所述第一连通孔(3113),所述先导密封凸起(32)呈环形且环绕在所述第一连通孔(3113)的外周侧。
10.根据权利要求8所述的电磁阀(100),其特征在于,所述密封活门(3)的邻近所述第一通气孔(12)的轴向端面上形成有主密封凸起(33),所述主密封凸起(33)呈环形且环绕在所述第一通气孔(12)的外周侧。
11.根据权利要求5所述的电磁阀(100),其特征在于,所述密封活门(3)与所述先导腔(15)接触的表面为第一接触面(34),所述密封活门(3)与所述第一通气孔(12)接触的表面为第二接触面(35),所述第一接触面(34)在参考面的投影面积大于所述第二接触面(35)在所述参考面的投影面积,所述参考面垂直于所述密封活门(3)的轴向。
12.根据权利要求6所述的电磁阀(100),其特征在于,所述密封活门(3)的外周壁上设有第一密封件(5),所述第一密封件(5)呈环形且环绕所述密封活门(3),所述第一密封件(5)位于所述密封活门(3)的邻近所述阀芯体(2)的一端,所述第一密封件(5)在所述密封活门(3)的径向方向上可弹性变形,所述第二通气孔(13)位于所述第一密封件(5)的远离所述阀芯体(2)的一侧。
13.根据权利要求6所述的电磁阀(100),其特征在于,所述第二通气孔(13)为多个且沿所述电磁阀壳体(1)的周向间隔排布。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的电磁阀(100),其特征在于,所述驱动组件(4)包括:电磁铁(41)和复位弹簧组件(42),所述电磁铁(41)包括铁芯(411)和套设在所述铁芯(411)的外周侧的线圈(412),所述铁芯(411)沿所述电磁阀壳体(1)的轴向可移动地设在所述阀腔(11)内,所述铁芯(411)位于所述阀芯体(2)的远离所述密封活门(3)的一侧,
在所述线圈(412)通电时,所述铁芯(411)与所述阀芯体(2)相吸以驱动所述阀芯体(2)朝向远离所述密封活门(3)的方向移动;
在所述线圈(412)断电时,所述复位弹簧组件(42)用于将所述铁芯(411)、所述阀芯体(2)以及所述密封活门(3)复位,所述密封活门(3)复位至所述密封位置,所述阀芯体(2)和所述密封活门(3)复位至所述第二相对位置关系。
15.根据权利要求14所述的电磁阀(100),其特征在于,所述铁芯(411)内设有间隔开设置的第一导向通道(4111)和第二导向通道(4112),所述第一导向通道(4111)和所述第二导向通道(4112)均沿所述电磁阀壳体(1)的轴向延伸,所述复位弹簧组件(42)包括第一复位弹簧(421)和第二复位弹簧(422),
所述第一复位弹簧(421)设于所述第一导向通道(4111)内且沿轴向可伸缩,所述第一复位弹簧(421)的一端与所述铁芯(411)抵接且另一端与所述电磁阀壳体(1)抵接;
所述第二复位弹簧(422)设于所述第二导向通道(4112)内且沿轴向可伸缩,所述第二复位弹簧(422)的一端与所述阀芯体(2)抵接且另一端与所述铁芯(411)抵接。
16.根据权利要求14所述的电磁阀(100),其特征在于,所述驱动组件还包括:限位柱(8),所述限位柱(8)设在所述阀腔(11)内且位于所述铁芯(411)和所述密封活门(3)之间,所述限位柱(8)在所述电磁阀壳体(1)的轴向方向上的长度大于所述阀芯体(2)在所述电磁阀壳体(1)的轴向方向上的长度,所述限位柱(8)的轴向两端分别抵接所述铁芯(411)和所述密封活门(3)。
17.根据权利要求14所述的电磁阀(100),其特征在于,所述线圈(412)的一部分位于所述铁芯(411)的外周侧,所述线圈(412)的另一部分位于所述阀芯体(2)的外周侧。
18.一种瓶阀(1000),其特征在于,包括:
电磁阀(100),所述电磁阀(100)为根据权利要求1-17中任一项所述的电磁阀(100);
瓶阀壳(200),所述电磁阀(100)的至少一部分位于所述瓶阀壳(200)内。
19.一种储气装置,其特征在于,包括:
储气瓶;
瓶阀(1000),所述瓶阀(1000)为根据权利要求18所述的瓶阀(1000),所述瓶阀(1000)用于控制所述储气瓶的充放气。
20.一种车辆,其特征在于,包括:
供电系统,所述供电系统包括燃料电池装置和储气装置,所述储气装置为根据权利要求19所述的储气装置,所述储气装置为所述燃料电池装置供应燃料气体。
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