CN217784353U - 先导致动的阀组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及先导致动的阀组件。一种先导致动的阀组件包括具有入口和出口的阀体，并且包括主阀、先导阀、以及处于先导腔压强的先导腔。管容纳先导阀的部分，套筒接合管的一部分，两者都通过阀盖固定到阀体。主阀和先导阀同轴。螺线管致动器或其他合适的致动器可操作地耦接到先导阀的轴并在位置之间移动先导阀。因此，主阀响应于先导阀在关闭和打开位置之间的移动而在关闭和打开位置之间移动。

Description

先导致动的阀组件
技术领域
本实用新型涉及直接先导致动的阀组件。更具体地，本实用新型涉及这样的阀组件，其布置成与相对于操作压强和流动能力而言相对低功率的螺线管阀一起使用，例如出现在车辆的高压/高流量氢气加注中。
背景技术
车辆的一些燃料供应应用涉及在相对高的压强和相对高的流量下分配燃料。一个示例是诸如乘用车的车辆的氢燃料供应，其中需要开/关螺线管阀，该螺线管阀额定为用于相对高的压强，在某些情况下接近14,500psig，具有主流动孔为0.315英寸，可以使用在氢加注站采用的现有螺线管线圈用于乘用车辆。一些已知的阀可适于满足设计要求，但这些已知的阀将需要额定为用于非常高的致动力的致动线圈，在某些应用中可能接近80磅的力来致动阀。大多数螺线管线圈未被额定为那么高。因此，需要能够以相对低的线圈力处理相对高的压强的先导致动的阀。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述缺陷，本实用新型提供了先导致动的阀组件。
根据第一示例性方面，一种先导致动的阀组件包括：阀体，其具有处于入口压强的入口、处于出口压强的出口、具有主阀座的主孔口、主阀孔、以及先导座孔，并限定在入口与出口之间延伸的流动通道。主阀设置在阀体内并且能能够在主阀抵靠主阀座的关闭位置和主阀与主阀座间隔开的打开位置之间移动。先导阀包括先导座，其中，先导座设置在阀体的先导座孔内，并且还包括处于先导腔压强的先导腔。管具有内孔，并定位于先导阀座上方，并且套筒安装到阀体并包括套筒孔，套筒孔的尺寸适于容纳管的一部分。套筒定位成将先导座保持在先导座孔内，并保持管的下部邻近先导座。阀盖安装在套筒上方并将套筒固定在阀体内，先导阀或先导阀组件或先导阀组件的部分被设置在管内，其中，先导阀能够在先导阀抵靠先导座或先导座的控制孔口的关闭位置和先导阀与先导座或先导座的控制孔口间隔开的打开位置之间移动。提供螺线管致动器或其他合适的致动器，并且螺线管致动器或其他合适的致动器可操作性地耦接到轴并布置成在关闭位置和打开位置之间移动先导阀活塞。第一通道在入口与先导腔之间延伸穿过主阀或主阀活塞，并且第二通道在先导腔与出口之间延伸，其中，当先导阀关闭时第二通道关闭，并且当先导阀打开时第二通道打开以将先导腔压强排放到出口。因此，响应于先导阀在关闭和打开位置之间的移动，主阀在关闭和打开位置之间移动。
根据第二示例性方面，一种先导致动的阀组件包括：阀体，其具有处于入口压强的入口、处于出口压强的出口、具有主阀座的主孔口、主阀孔、先导座孔，并限定在入口和出口之间延伸的流动通道。主阀设置在阀体内并且能够在主阀抵靠主阀座的关闭位置和主阀与主阀座间隔开的打开位置之间移动。先导阀包括先导座，其中，先导座设置在阀体的先导座孔中，并具有处于先导腔压强的先导腔。管具有内孔并定位于先导阀座上方，并且套筒安装到阀体并包括套筒孔，套筒孔的尺寸适于容纳管的一部分，其中，套筒定位成将先导座保持在先导座孔内并保持管的下部邻近先导座。阀盖安装在套筒上方并将套筒固定在阀体内，并且先导阀设置在管内，先导阀能够在先导阀抵靠先导座的关闭位置和先导阀与先导座间隔开的打开位置之间移动。致动器可操作地耦接到轴并且布置成使先导阀活塞在关闭位置和打开位置之间移动。第一通道穿过主阀中的泄放端口延伸至先导腔，并且第二通道在先导腔与出口之间延伸，当先导阀关闭时第二通道关闭，并且当先导阀打开时第二通道打开以将先导腔压强排放到出口。因此，主阀由于压强不平衡而在关闭位置和打开位置之间移动，该压强不平衡是由于先导腔中的压强的降低而使先导阀在关闭位置和打开位置之间移动引起的。
进一步根据前述第一、第二、第三或第四方面中的任何一个或多个，双级调节器和/或方法还可包括以下优选形式中的任何一个或多个。
在一些优选形式中，主阀包括主阀活塞，主阀活塞可滑动地设置在主阀孔内并且能够在主阀活塞抵靠主阀座的关闭位置和主阀活塞与主阀座间隔开的打开位置之间移动，并且先导阀包括轴和活塞，先导阀活塞可滑动地设置在管内并且能够在先导阀活塞抵靠先导座的关闭位置和先导阀活塞与先导座间隔开的打开位置之间移动。
在一些优选形式中，先导阀和主阀同轴。
在一些优选形式中，螺线管致动器与先导阀和主阀两者同轴。
在一些优选的形式中，主阀孔的直径小于先导座孔的直径，其中，主阀孔和先导座孔同轴并从阀体的同一侧形成。
在一些优选形式中，先导腔的一部分设置在主阀活塞与先导座之间。
在一些优选的形式中，先导腔延伸到先导阀的两侧，使得先导阀是平衡的。
根据本实用新型的先导致动的阀组件，能够以相对低的线圈力处理相对高的压强。
附图说明
图1是根据所公开的实用新型的一个示例性实施例的教导组装的高压直接先导致动的阀的等距视图。
图2是图1的直接先导致动的阀的剖视图。
图3是沿图2的线B-B截取的图2的直接先导操作的阀的剖视图。
图4是用于使用阀盖保持先导座、套筒和管的示例性组件的放大局部视图。
图5示出了需要非常长冲程的螺线管的现有技术布置。
图6示出了需要将主阀和先导阀设置在阀体的相对侧并且具有额外压强边界要求的现有技术布置。
具体实施方式
尽管以下文本阐述了本实用新型的一个或多个示例性实施例的详细描述，但应当理解，本实用新型的法律范围由在本专利结尾处阐述的权利要求的文字限定。以下详细描述仅被解释为示例性的，并不描述本实用新型的每一个可能的实施例，因为描述每一个可能的实施例即使不是不可能也是不切实际的。可以使用当前技术或在本专利申请日之后开发的技术来实现许多替代实施例，并且这些替代实施例仍将落入限定本实用新型的权利要求的范围内。
现在参考附图，图1示出了根据本实用新型的公开示例的教导组装的先导致动的阀组件10。阀组件10包括阀体12，阀体12具有入口14(在图 1中被遮挡但在图2中可见)、出口16，以及螺线管致动器18。
现在参考图2，入口14处于入口压强P1，出口16处于出口压强P2。阀体包括具有主阀座22的主孔口20、主阀孔24、先导座孔26，并且流动通道28在入口14与出口16之间延伸并延伸通过主孔口20。主阀组件30 包括主阀活塞32，其设置在阀体12中并且可在关闭位置与打开位置之间移动，在关闭位置，主阀30的活塞32抵靠主阀座22，从而防止通过流动通道28的流动，在打开位置，主阀30的主阀活塞32与主阀座22间隔开，从而允许通过流动通道28的流动。
先导阀组件34包括先导阀活塞36和先导座38。先导座38设置在阀体 12的先导座孔26中，并且先导腔40设置在阀体12内处于先导腔压强P3。如图所示，先导腔包括主阀组件30的活塞32与先导座38之间的空间42。具有内孔46的管44定位于先导座38上方，并且套筒48覆盖在阀体上，优选地位于阀体12的凹进部分13中，并且邻接先导座38和阀体12的上部两者。套筒48包括套筒孔50，套筒孔50的尺寸适于容纳管44的一部分。套筒48被定位成将先导座38保持在先导座孔内，并且还通过将管44上的加宽凸缘47与向内延伸的突出部49接合而保持管的下部45邻近先导座38。
阀盖52例如通过螺纹安装到阀体12，并设置在套筒48上方，从而将套筒48固定到阀体12。因此，阀盖52将先导座38和管44中的每一个固定到阀体12。具有先导活塞56的先导阀组件54设置在管44内，并且也通过阀盖52固定到阀体12。先导活塞56可在先导活塞56抵靠先导座38的控制孔口39的关闭位置和先导活塞56与先导座38的控制孔口39间隔开的打开位置之间移动，并且先导活塞56安装在轴58内。螺线管致动器18 可操作地耦接到轴58，并且响应于致动器被能量源(未示出，但相关领域的技术人员已知)激励，轴58向上移动，从而打开先导阀。
第一通道60由泄放通道62形成，泄放通道62延伸穿过主活塞32，进入主活塞与先导座之间的先导腔，并延伸到先导活塞56的两侧，从而将活塞平衡在腔压强P3。第二通道64在先导腔与出口之间延伸，其中，当先导阀关闭时第二通道关闭，并且当先导阀打开时第二通道打开以将先导腔压强排放到出口。因此，主阀响应于先导阀在关闭和打开位置之间的移动而在关闭和打开位置之间移动。
图3和图3的放大局部视图示出了穿过阀组件的各种通道和端口，并且被标记以示出阀组件10的哪些部分暴露于哪些压强。主阀活塞周围的区域经受入口压强P1，经受出口压强的出口端口和区域被标记为P2，以及经受先导腔压强的通道和端口被标记为P3。
在操作中，当螺线管被致动时，先导腔压强将降低，因为压强通过图2、图3和图4中所示的通道被排放到出口16。然后，可以通过位于主阀的活塞中的入口泄放孔重新建立压强，这将导致先导腔压强降低。一旦先导腔压强下降，先导腔压强和14处的入口压强之间的压强不平衡将导致活塞主阀提升并允许从入口到出口的流动。
当如本文所教导的那样组装时，所公开的装置可以实现一个或多个功能优势。通过将先导冲程设计得尽可能小，所得到的组件可以利用标准的 ASCO线圈，从而使所得到的阀组件的整体尺寸保持非常紧凑。相对于通过将先导阀移动到阀体的相对侧而不是将两个阀放置在被定向在阀体的同一侧的孔中来将先导阀与主阀分开的其他设计，这可能是一个优势。因此，所公开的装置相对于现有技术装置经历更少的压强边界，现有技术装置需要额外的压强边界部件，从而增加了阀的尺寸并增加了外部泄漏的可能性。
在一些实施例中，通过使用以商品名VESPEL SCP 5000出售的塑料作为主阀的活塞，可以实现另一个可能的优势，这在额定用于压强为 14,500psig、具有主流动孔为约0.315英寸的***中提供了功能优势。
另一个可能的优势可以通过将垫圈组合到保持部件中以减少部件并形成更紧凑的设计来实现。
另一个可能的优势可以通过使主阀的活塞和先导阀彼此成一直线或同轴但从阀体的同一侧分离和安装来实现。已经意识到主阀需要更长的冲程来实现通过主孔的适当流动。另一方面，当使用所公开的布置时，可以以小得多的冲程实现从先导腔释放压强的适当流动，同时仍激活主阀的活塞。
当主阀和先导阀分开时，可以实现其他功能优势。通过选择带线圈的螺线管，其以较短的冲程产生较高的拉力，并通过将主活塞和先导阀分开，该线圈只需要冲击先导阀的距离，而不必冲击主阀和先导阀两者的组合冲程。
另一个优势可以通过从同一侧安装主阀和先导阀来实现。通过将主阀和先导阀安装在同一侧，设计需要较少的压强边界部件，并且完整的阀可以更紧凑，组装和扭矩的部件更少，并且可能的外部泄漏位置更少。这样得到的阀还可以在现场用可能更少的工具更快地修理，并且可以更容易地在现场重建，同时保持阀安装在过程中。
所公开的套筒的形状和尺寸有效地保持从管和先导座进入阀盖的高垂直力。在一些应用中，套筒可以执行磁通量回路以及还将阀保持在一起的保持功能的双重目的。
虽然出于说明本实用新型的目的已经示出了某些代表性实施例和细节，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在不脱离本实用新型的范围的情况下对本文公开的方法和装置进行各种改变。

Claims (8)

1.一种先导致动的阀组件，其特征在于，包括：
阀体，其具有处于入口压强的入口、处于出口压强的出口、具有主阀座的主孔口、主阀孔、先导座孔，并限定在所述入口与所述出口之间延伸的流动通道；
主阀，其设置在所述阀体内并且能够在所述主阀抵靠所述主阀座的关闭位置和所述主阀与所述主阀座间隔开的打开位置之间移动；
先导阀，其包括先导座和处于先导腔压强的先导腔，所述先导座设置在所述阀体的所述先导座孔中；
管，其具有内孔并定位于所述先导阀座上方；
套筒，其安装到所述阀体并且包括套筒孔，所述套筒孔的尺寸适于容纳所述管的一部分，所述套筒定位成将所述先导座保持在所述先导座孔内并保持所述管的下部邻近所述先导座；
阀盖，其安装在所述套筒上方并将所述套筒固定在所述阀体内；
先导阀，其设置在所述管内，所述先导阀能够在所述先导阀抵靠所述先导座的关闭位置和所述先导阀与所述先导座间隔开的打开位置之间移动；
螺线管致动器，其可操作地耦接到轴并布置成使所述先导阀活塞在所述关闭位置和所述打开位置之间移动；
在所述入口与所述先导腔之间延伸穿过所述主阀的第一通道以及在所述先导腔与所述出口之间延伸的第二通道，当所述先导阀关闭时所述第二通道关闭，并且当所述先导阀打开时所述第二通道打开以将所述先导腔压强排放到所述出口；并且
其中，响应于所述先导阀在所述关闭位置和所述打开位置之间的移动，所述主阀在所述关闭位置和所述打开位置之间移动。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述主阀包括主阀活塞，所述主阀活塞可滑动地设置在所述主阀孔内并且能够在所述主阀活塞抵靠所述主阀座的关闭位置和所述主阀活塞与所述主阀座间隔开的打开位置之间移动；并且
所述先导阀包括轴和活塞，所述先导阀活塞可滑动地设置在所述管内并且能够在所述先导阀活塞抵靠所述先导座的关闭位置和所述先导阀活塞与所述先导座间隔开的打开位置之间移动。
3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述先导阀和所述主阀同轴。
4.根据权利要求3所述的组件，其特征在于，所述螺线管致动器与所述先导阀和所述主阀两者同轴。
5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述主阀孔的直径小于所述先导座孔的直径，并且其中，所述主阀孔和所述先导座孔同轴并从所述阀体的同一侧形成。
6.根据权利要求2所述的组件，其特征在于，所述先导腔的一部分设置在所述主阀活塞与所述先导座之间。
7.根据权利要求6所述的组件，其特征在于，所述先导腔延伸到所述先导阀的两侧，使得所述先导阀是平衡的。
8.一种先导致动的阀组件，其特征在于，包括：
阀体，其具有处于入口压强的入口、处于出口压强的出口、具有主阀座的主孔口、主阀孔、先导座孔，并限定在所述入口与所述出口之间延伸的流动通道；
主阀，其设置在所述阀体内并且能够在所述主阀抵靠所述主阀座的关闭位置和所述主阀与所述主阀座间隔开的打开位置之间移动；
先导阀，其包括先导座和处于先导腔压强的先导腔，所述先导座设置在所述阀体的所述先导座孔中；
管，其具有内孔并定位于所述先导阀座上方；
套筒，其安装到所述阀体并包括套筒孔，所述套筒孔的尺寸适于容纳所述管的一部分，所述套筒定位成将所述先导座保持在所述先导座孔内并保持所述管的下部邻近所述先导座；
阀盖，其安装在所述套筒上方并将所述套筒固定在所述阀体内；
先导阀，其设置在所述管内，所述先导阀能够在所述先导阀抵靠所述先导座的关闭位置和所述先导阀与所述先导座间隔开的打开位置之间移动；
螺线管致动器，其可操作地耦接到轴并布置成使所述先导阀活塞在所述关闭位置和所述打开位置之间移动；
穿过所述主阀中的泄放端口延伸至所述先导腔的第一通道以及在所述先导腔与所述出口之间延伸的第二通道，当所述先导阀关闭时所述第二通道关闭，并且当所述先导阀打开时所述第二通道打开以将所述先导腔压强排放到所述出口；
从而允许所述主阀由于压强不平衡而在关闭位置和打开位置之间移动，所述压强不平衡是由于所述先导腔中的压强的降低而使所述先导阀在关闭位置和打开位置之间移动引起的。
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