CN106523775A - 一种电控燃气阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电控燃气阀，该电控燃气阀包括阀体、主动进气部件、过压进气保护部件、负压排气部件，动力组件通过杠杆结构实现了力大小的转化，这样可以在使用小功率的双线圈电磁铁来提供动力，进而动力经过摇臂传递在动力输出端变大。电控燃气阀通过优化主动进气部件的动力组件结构，实现了小功率电动部件匹配大功率作业需求，在整体保持小体积、结构紧凑的前提下具备开关动力大、工作能力低的优点。

Description

一种电控燃气阀
技术领域
本发明涉及一种电控燃气阀。
背景技术
现有技术中电控燃气阀的进气动力来自于框架电磁铁，电磁铁上设有芯轴，该芯轴与电磁铁内部的动子固定连接，工作时芯轴做直线往复运动，整体上表现为伸缩运动。由于电磁铁的芯轴直接与电控燃气阀内起到开关作用的部件直接相连，造成开关动作执行过程中动力大小完全取决于电磁铁的芯轴的额定功率。一般情况下，电控燃气阀为获得足够大的动力，而使用大功率的电磁铁来驱动。然而，在使用过程中存在电磁铁发热过量的问题，造成整个电控燃气阀温度过高；同时，大功率的电磁铁体积很大，因此，在使用大功率的电磁铁后整个电控燃气阀的体积明显增加，缩小了其适用范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何获得较大的开关动力时避免体积明显增加的问题，由此获得一种体积小且紧凑、开关动力大、工作能耗低的电控燃气阀。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：该电控燃气阀包括阀体、主动进气部件、过压进气保护部件、负压排气部件，所述阀体上设有进气通道、排气通道和内部空腔，所述主动进气部件、过压进气保护部件、负压排气部件安装在阀体上并将阀体的内部空腔分隔形成进气腔、储气腔和排气腔，所述进气通道通过主动进气部件与进气腔连通，所述进气腔通过过压进气保护部件与储气腔连通，所述储气腔通过负压排气部件与排气腔连通，所述排气腔直接与排气通道连通，所述主动进气部件包括阀芯组件和动力组件，所述动力组件的动力输出端与阀芯组件的动力输入端连接而驱动阀芯组件执行开关动作，所述动力组件包括双线圈电磁铁、摇臂，所述双线圈电磁铁固定安装在阀体上，所述摇臂的一端以转动方式活动连接在阀体上、另一端与双线圈电磁铁的动力输出端转动连接，所述摇臂上设有凸出结构的动力输出端，所述摇臂的动力输出端的表面呈弧面。
动力组件通过杠杆结构实现了力大小的转化，这样可以在使用小功率的双线圈电磁铁来提供动力，进而动力经过摇臂传递在动力输出端变大。通过摇臂转化动力，还可以进一步降低双线圈电磁铁的额定功率即使用更小功率的双线圈电磁铁，从而获得低能耗的特性。结构优化后不仅带来了提升开关动力的目的，而且可以选用体积小的双线圈电磁铁，减少发热量、实现低功耗、减轻整个电控燃气阀的重量。动力组件的动力输出依靠杠杆机构实现，还能够起到动力输出更加稳定的作用。这是因为电控燃气阀工作时气体具有势能会作用于阀芯组件，进而形成与前述动力属性相反的力量，该力量不利于前述动力发挥作用，而杠杆结构使得摇臂被该力量驱动的前提是该力量必须足够大，然而这在正常工作时是无法达到的，所以动力组件的动力输出完全不受外力干扰，确保了整个电控燃气阀工作稳定。
在本技术方案中双线圈电磁铁的选用具有非常务实的设计意义，双线圈电磁铁内部设有高压工作线圈和低压工作线圈，两个线圈分别在不同时间段顺序工作。启动时通过高压工作线圈工作让双线圈电磁铁产生大动力，促使阀芯组件迅速工作；待阀芯组件进入稳定的工作状态后低压工作线圈工作产生小动力，由此维持阀芯组件的工作状态。双线圈电磁铁中高压工作线圈工作转化到低压工作线圈工作的方式，可以大大减小发热量。
为减弱由气体产生的不利于摇臂传递的动力发挥作用的力量，优化了阀芯组件的结构，所述阀芯组件包括推杆Ⅰ、推杆Ⅱ、阀盖、橡胶套Ⅰ、密封圈Ⅰ、橡胶套Ⅱ、轴套，所述阀盖固定安装阀体上，所述推杆Ⅰ活动安装在阀盖上，所述橡胶套Ⅰ的边缘被夹持在阀盖和阀体之间，所述阀盖和阀体之间通过橡胶套Ⅰ密封连接，所述推杆Ⅰ一端嵌入在橡胶套Ⅰ的中间部位的一侧、推杆Ⅰ另一端与摇臂的动力输出端连接，所述橡胶套Ⅱ都固定安装在推杆Ⅱ上，所述密封圈Ⅰ与阀体固定连接并且密封圈Ⅰ与阀体气密封连接，所述轴套固定在阀体内部，所述轴套与阀体气密封连接，所述推杆II一端嵌入在橡胶套Ⅰ的中间部位的另一侧、所述推杆Ⅱ另一端嵌入在轴套内并且推杆Ⅱ与轴套之间滑动连接，所述推杆Ⅰ、推杆Ⅱ通过橡胶套Ⅰ固定连接，所述橡胶套Ⅱ位于密封圈Ⅰ和轴套之间，所述橡胶套Ⅱ与密封圈Ⅰ活动连接，所述轴套上设有回气孔，所述回气孔与进气通道连通，所述进气通道一端呈延伸方向垂直推杆II的中心线的结构并且进气通道在该端通过密封圈Ⅰ和橡胶套II与进气腔连通。
在阀芯组件中设置了回气孔的技术特征，可以确保在阀芯组件从隔断进气通道和进气腔转变为连通进气通道和进气腔的过程中推杆II伸入到轴套与阀体之间的空间时轴套与阀体之间的气体可以被排出,避免这部分气体阻碍推杆II运动。即在推杆II在相对轴套移动过程中轴套两侧的空间处于连通状态，轴套两侧的气体可以自由流通。
通过机械式触发结构设计过压进气保护部件，目的是通过比对进气腔和储气腔的压差来判断储气腔内的气压是否高于设定范围。本技术方案优选的过压进气保护部件结构如下，所述过压进气保护部件包括盖子Ⅰ、弹簧Ⅰ、膜片Ⅰ、开关件Ⅰ，所述阀体在进气腔处设有向储气腔输气的输气通道Ⅰ，所述开关件Ⅰ以摆动方式活动安装在阀体内部且位于储气腔内，所述盖子Ⅰ固定安装在阀体上，所述膜片Ⅰ被夹持在盖子Ⅰ和阀体之间并且膜片Ⅰ与阀体之间气密封连接，所述弹簧Ⅰ被夹持在盖子Ⅰ和膜片Ⅰ之间，所述开关件Ⅰ的一端与膜片Ⅰ活动连接、开关件Ⅰ的另一端与阀体上设有输气通道Ⅰ的部位活动连接，所述进气腔通过开关件Ⅰ与储气腔连通。
作为本发明的优选，所述负压排气部件包括盖子Ⅱ、弹簧Ⅱ、膜片Ⅱ、开关件II，所述阀体在储气腔处设有向排气腔输气的输气通道II，所述开关件II以摆动方式活动安装在阀体内部且位于排气腔内，所述盖子II固定阀体上，所述盖子Ⅱ上设有排气孔，所述膜片Ⅱ被夹持在盖子Ⅱ和阀体之间且膜片Ⅱ与阀体之间气密封连接，所述开关件Ⅱ的一端被夹持在膜片Ⅱ和弹簧Ⅱ的一端之间，所述弹簧Ⅱ的另一端嵌入在阀体内，开关件Ⅱ的另一端与阀体上设有输气通道Ⅱ的部位活动连接且在开关件Ⅱ与阀体上设有输气通道Ⅱ的部位连接后形成气密封连接关系，所述排气腔通过开关件Ⅱ与储气腔连通。
本发明采用上述技术方案：电控燃气阀通过优化主动进气部件的动力组件结构，实现了小功率电动部件匹配大功率作业需求，在整体保持小体积、结构紧凑的前提下具备开关动力大、工作能力低的优点。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步具体说明。
图1为本发明一种电控燃气阀的主视图；
图2为本发明一种电控燃气阀的主动进气部件的结构示意图；
图3为本发明一种电控燃气阀的过压进气保护部件的结构示意图；
图4为本发明一种电控燃气阀的负压排气部件的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2、3、4所示，电控燃气阀包括阀体1、主动进气部件、过压进气保护部件、负压排气部件。阀体1上设有进气通道2、排气通道3和内部空腔。进气通道2、排气通道3和内部空腔连通。主动进气部件、过压进气保护部件、负压排气部件安装在阀体1上并将阀体1的内部空腔分隔形成进气腔4、储气腔5和排气腔6。进气腔4通过主动进气部件、过压进气保护部件与储气腔5连通。储气腔5通过负压排气部件与排气腔6连通。排气腔6直接与排气通道3连通。
如图1、2、3所示，主动进气部件包括阀芯组件和动力组件。动力组件包括双线圈电磁铁7、摇臂8。双线圈电磁铁7固定安装在阀体1上。摇臂8的一端通过转轴活动连接在阀体1上，这样摇臂8可以在阀体1上进行转动；摇臂8另一端与双线圈电磁铁7的芯轴通过销轴活动连接，双线圈电磁铁7的芯轴作为动力输出端，摇臂8与芯轴之间可以自由转动。摇臂8与阀体1连接的部位为摇臂8转动的支点，摇臂8在靠近该支点的部位设有凸出结构的动力输出端9，并且摇臂8的动力输出端的表面呈弧面。摇臂8与双线圈电磁铁7连接部位是摇臂8的另一个端部，这样在双线圈电磁铁7输出动力作用在摇臂8上时会形成动力臂大于阻力臂的杠杆结构。摇臂8的动力输出端的弧面结构可以确保力量传递过程中阻力臂的长度不变，同时，可以增加受力面积，由此减少部件磨损。
阀芯组件包括推杆Ⅰ10、推杆II11、阀盖12、橡胶套Ⅰ13、密封圈Ⅰ14、橡胶套II15、轴套16。阀盖12固定安装阀体1上。推杆Ⅰ10活动安装在阀盖12上，推杆Ⅰ10可以在阀盖12上自由滑动。橡胶套Ⅰ13的边缘被夹持在阀盖12和阀体1之间，阀盖12和阀体1之间通过橡胶套Ⅰ13密封连接，阀体1与橡胶套Ⅰ13密封连接。推杆Ⅰ10一端嵌入在橡胶套Ⅰ13的中间部位的一侧、推杆Ⅰ10另一端位于阀体1外侧且作为动力输入端与摇臂8的动力输出端连接。橡胶套Ⅱ15都固定安装在推杆Ⅱ11上，密封圈Ⅰ14与阀体1固定连接并且密封圈Ⅰ14与阀体1气密封连接。轴套16固定在阀体1内部，轴套16与阀体1气密封连接。推杆Ⅱ11一端嵌入在橡胶套Ⅰ13的中间部位的另一侧、所述推杆Ⅱ11另一端嵌入在轴套16内并且推杆Ⅱ11与轴套16之间滑动连接。推杆Ⅰ10、推杆Ⅱ11通过橡胶套Ⅰ13固定连接，为了能更好的连接，橡胶套Ⅰ13的两侧都设有截面呈凸字形的盲孔，推杆Ⅰ10、推杆Ⅱ11于橡胶套Ⅰ13连接的该端都设有截面呈凸字形的部位，推杆Ⅰ10、推杆Ⅱ11都通过设有截面呈凸字形的该端嵌入在橡胶套Ⅰ13两侧的截面呈凸字形的盲孔中来固定连接。橡胶套II15位于密封圈Ⅰ14和轴套16之间，橡胶套Ⅱ15与阀体1不连接，但橡胶套Ⅱ15与密封圈Ⅰ14活动连接，橡胶套Ⅱ15随着推杆Ⅱ11运动时能与密封圈Ⅰ14紧密接触并形成气密封连接关系；推杆Ⅱ11与密封圈Ⅰ14之间存在空隙，在橡胶套Ⅱ15脱离于密封圈Ⅰ14时，进气通道2与进气腔4连通。轴套16上设有回气孔17，回气孔17使得轴套16两侧的区域始终处于连通状态。进气通道2一端呈延伸方向垂直推杆Ⅱ11的中心线的结构并且进气通道2在该端通过密封圈Ⅰ14和橡胶套Ⅱ15与进气腔4连通。
初始状态下，橡胶套Ⅱ15都处于远离轴套16的位置，橡胶套Ⅱ15与密封圈Ⅰ14密封连接，进气通道2与进气腔4隔绝；进气通道2与轴套16上的回气孔17连通。当动力组件工作后，摇臂8推动推杆Ⅰ10、推杆Ⅱ11运动，直至橡胶套Ⅱ15脱离密封圈Ⅰ14，进气通道2与进气腔4连通；动推杆Ⅰ10推动橡胶套Ⅰ13，橡胶套Ⅰ13发生弹性形变；进气通道2与回气孔17也连通，推杆Ⅱ11进一步穿过轴套16，使得轴套16一侧的气体被挤压而从回气孔17排出。当动力组件不提供动力后，由变形的橡胶套Ⅰ13提供动力驱动推杆Ⅰ10、推杆II11往初始位置运动，直至密封圈Ⅰ14与橡胶套Ⅱ15密封连接而恢复到初始状态。
如图2、3所示，过压进气保护部件包括盖子Ⅰ18、弹簧Ⅰ19、膜片Ⅰ20、开关件Ⅰ21。阀体1在进气腔4处设有向储气腔5输气的输气通道Ⅰ22，输气通道Ⅰ22与进气腔4连通。开关件Ⅰ21通过销轴安装在阀体1内，开关件Ⅰ21以摆动方式活动安装在阀体1内部且位于储气腔5内。盖子Ⅰ18固定安装在阀体1上，膜片Ⅰ20被夹持在盖子Ⅰ18和阀体1之间并且膜片Ⅰ20与阀体1之间气密封连接。弹簧Ⅰ19被夹持在盖子Ⅰ18和膜片Ⅰ20之间。开关件Ⅰ21的一端与膜片Ⅰ20活动连接、开关件Ⅰ21的另一端与阀体1上设有输气通道Ⅰ22的部位活动连接。初始状态下，膜片Ⅰ20处于展开状态，开关件Ⅰ21的一端远离阀体1上设有输气通道Ⅰ22的部位，进气腔4与输气通道Ⅰ22连通、输气通道Ⅰ22与储气腔5连通。当进气腔4内的气体进入储气腔5后，储气腔5内受到的压力超出正常范围，膜片Ⅰ20会被推动而拉伸，进而弹簧Ⅰ19受到挤压，于此同时膜片Ⅰ20带动开关件Ⅰ21做摆动运动，使得开关件Ⅰ21的一端与阀体1上设有输气通道Ⅰ22的部位形成能够间隔一定距离的位置关系，开关件Ⅰ21与阀体1之间维持一定的开度。当储气腔5内的压力恢复到正常范围时，弹簧Ⅰ19推动膜片Ⅰ20向初始状态恢复，开关件Ⅰ21的一端又能远离阀体1上设有输气通道Ⅰ22的部位。
初始状态下，膜片Ⅱ25处于展开状态，开关件Ⅱ26的一端远紧紧压在体上设有输气通道Ⅱ27的部位，开关件Ⅱ26与阀体1上设有输气通道II27的部位形成气密封连接关系。储气腔5与输气通道Ⅱ27连通、输气通道Ⅱ27与排气腔6隔绝。当与排气腔6内连通的排气通道3接入负压后，排气腔6内压力变小，膜片Ⅱ25的一侧被外界大气给推动而向着弹簧Ⅱ24所在位置运动，膜片II25被拉伸，进而弹簧II24受到挤压；于此同时膜片II25带动开关件II26做摆动运动，使得开关件Ⅱ26的一端远离阀体1上设有输气通道Ⅰ22的部位，直至输气通道Ⅱ27与排气腔6连通，储气腔5内的气体进入排气腔6内。当排气通道3处的负压消失后，排气腔6内的压力增大，弹簧Ⅱ24推动膜片Ⅱ25向初始状态恢复，开关件Ⅱ26的一端紧紧压在阀体1上设有输气通道Ⅰ22的部位。

Claims (4)

1.一种电控燃气阀，该电控燃气阀包括阀体(1)、主动进气部件、过压进气保护部件、负压排气部件，所述阀体(1)上设有进气通道(2)、排气通道(3)和内部空腔，所述主动进气部件、过压进气保护部件、负压排气部件安装在阀体(1)上并将阀体(1)的内部空腔分隔形成进气腔(4)、储气腔(5)和排气腔(6)，所述进气通道(2)通过主动进气部件与进气腔(4)连通，所述进气腔(4)通过过压进气保护部件与储气腔(5)连通，所述储气腔(5)通过负压排气部件与排气腔(6)连通，所述排气腔(6)直接与排气通道(3)连通，所述主动进气部件包括阀芯组件和动力组件，所述动力组件的动力输出端与阀芯组件的动力输入端连接而驱动阀芯组件执行开关动作，其特征在于：所述动力组件包括双线圈电磁铁(7)、摇臂(8)，所述双线圈电磁铁(7)固定安装在阀体(1)上，所述摇臂(8)的一端以转动方式活动连接在阀体(1)上、另一端与双线圈电磁铁(7)的动力输出端转动连接，所述摇臂(8)上设有凸出结构的动力输出端(9)，所述摇臂(8)的动力输出端的表面呈弧面。
2.根据权利要求1所述电控燃气阀，其特征在于：所述阀芯组件包括推杆Ⅰ(10)、推杆II(11)、阀盖(12)、橡胶套Ⅰ(13)、密封圈Ⅰ(14)、橡胶套Ⅱ(15)、轴套(16)，所述阀盖(12)固定安装阀体(1)上，所述推杆Ⅰ(10)活动安装在阀盖(12)上，所述橡胶套Ⅰ(13)的边缘被夹持在阀盖(12)和阀体(1)之间，所述阀盖(12)和阀体(1)之间通过橡胶套Ⅰ(13)密封连接，所述推杆Ⅰ(10)一端嵌入在橡胶套Ⅰ(13)的中间部位的一侧、推杆Ⅰ(10)另一端与摇臂(8)的动力输出端连接，所述橡胶套Ⅱ(15)都固定安装在推杆Ⅱ(11)上，所述密封圈Ⅰ(14)与阀体(1)固定连接并且密封圈Ⅰ(14)与阀体(1)气密封连接，所述轴套(16)固定在阀体(1)内部，所述轴套(16)与阀体(1)气密封连接，所述推杆Ⅱ(11)一端嵌入在橡胶套Ⅰ(13)的中间部位的另一侧、所述推杆Ⅱ(11)另一端嵌入在轴套(16)内并且推杆Ⅱ(11)与轴套(16)之间滑动连接，所述推杆Ⅰ(10)、推杆Ⅱ(11)通过橡胶套Ⅰ(13)固定连接，所述橡胶套Ⅱ(15)位于密封圈Ⅰ(14)和轴套(16)之间，所述橡胶套Ⅱ(15)与密封圈Ⅰ(14)活动连接，所述轴套(16)上设有回气孔(17)，所述回气孔(17)与进气通道(2)连通，所述进气通道(2)一端呈延伸方向垂直推杆II(11)的中心线的结构并且进气通道(2)在该端通过密封圈Ⅰ(14)和橡胶套II(15)与进气腔(4)连通。
3.根据权利要求1所述电控燃气阀，其特征在于：所述过压进气保护部件包括盖子Ⅰ(18)、弹簧Ⅰ(19)、膜片Ⅰ(20)、开关件Ⅰ(21)，所述阀体(1)在进气腔(4)处设有向储气腔(5)输气的输气通道Ⅰ(22)，所述开关件Ⅰ(21)以摆动方式活动安装在阀体(1)内部且位于储气腔(5)内，所述盖子Ⅰ(18)固定安装在阀体(1)上，所述膜片Ⅰ(20)被夹持在盖子Ⅰ(18)和阀体(1)之间并且膜片Ⅰ(20)与阀体(1)之间气密封连接，所述弹簧Ⅰ(19)被夹持在盖子Ⅰ(18)和膜片Ⅰ(20)之间，所述开关件Ⅰ(21)的一端与膜片Ⅰ(20)活动连接、开关件Ⅰ(21)的另一端与阀体(1)上设有输气通道Ⅰ(22)的部位活动连接，所述进气腔(4)通过开关件Ⅰ(21)与储气腔(5)连通。
4.根据权利要求1所述电控燃气阀，其特征在于：所述负压排气部件包括盖子Ⅱ(23)、弹簧Ⅱ(24)、膜片Ⅱ(25)、开关件Ⅱ(26)，所述阀体(1)在储气腔(5)处设有向排气腔(6)输气的输气通道II(27)，所述开关件II(26)以摆动方式活动安装在阀体(1)内部且位于排气腔(6)内，所述盖子II(23)固定阀体(1)上，所述盖子II(23)上设有排气孔，所述膜片II(25)被夹持在盖子Ⅱ(23)和阀体(1)之间且膜片Ⅱ(25)与阀体(1)之间气密封连接，所述开关件Ⅱ(26)的一端被夹持在膜片Ⅱ(25)和弹簧Ⅱ(24)的一端之间，所述弹簧Ⅱ(24)的另一端嵌入在阀体(1)内，开关件Ⅱ(26)的另一端与阀体(1)上设有输气通道Ⅱ(27)的部位活动连接且在开关件Ⅱ(26)与阀体(1)上设有输气通道Ⅱ(27)的部位连接后形成气密封连接关系，所述排气腔(6)通过开关件Ⅱ(26)与储气腔(5)连通。
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