專利名稱：電磁絕緣閥的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明的主要應用領域與壓縮天然氣機動車的燃料系統(tǒng)或其他類似的燃料 系統(tǒng)有關。也可以被用于其他的應用，比如高壓加氣站。
技術(shù)背景當壓縮天然氣或是壓縮氫氣儲存在壓力高達表壓6000的汽缸時， 一種電子 螺線管常用來控制燃料的流動以快速的開始與結(jié)束加氣過程。目前采用的電子 操作的導向型，"立即啟動"的電磁閥存在一些問題，特別是在閥門開啟與關閉 的操作階段。在已知技術(shù)美國的專利號5,762,087和6,540,204中，主活塞被一 個環(huán)形部件分為前部與后部，其中前部是在出口部位的方向。當螺線管積聚能 量時， 一個壓差在前部與后部間形成進而克服了偏壓元素打開了螺線管閥。在 開啟過程，主活塞后部的入口氣體量對出口氣體量最好是一個小比值，因為這 會幫助閥門的開啟。不過，在這個情形下，這個比值是非常關鍵而且不太容易 被掌握的。在關閉的過程中，當導向活塞在自我調(diào)適以達到一個密封的位置的 同時，自主活塞后部漏瀉至閥門出口的氣體可能高于由前部供應的氣體。因此， 壓力很難在后部升高。在這情況下，因為彈簧力量很難克服主活塞前部與后部 間的壓差，閥門很可能最終無法關閉。在本發(fā)明中，主活塞組體與閥門主腔室間設計有兩個契合面使得在螺線管 積聚能量時可以限制氣體由主活塞組體的前部向后部的流動以創(chuàng)造壓差，因此 閥門可立即打開。當閥門打開時， 一個通孔被用來保持主活塞組體前部與后部 之間的壓差。和已知技術(shù)不同的是，在關閉過程中和當導向活塞在自我調(diào)適至 一個密封位置時，進入主活塞后部的氣體量是比漏瀉的氣體量要快的多，因此， 因為某些壓差就被保持了，閥門可以快速的關閉。在任一情況下，氣體量的比 值并不關鍵。本發(fā)明公開的另一特色就是在閥門體殼軸心設置了 一個通柱，提供了 一個 排放口座臺和一個軸心通道可與出口腔室的液體流通。由適量的螺線管電力所 產(chǎn)生的磁場將決定導向活塞的最大移動長度。在本發(fā)明中，因為導向活塞并不設置于主活塞組體中，主活塞的移動長度就不受此一條件的限制。 發(fā)明內(nèi)容據(jù)此，本發(fā)明的一個目的是提供一種如上述一般性的電磁絕緣閥以避免已 知技術(shù)的種種缺失。本發(fā)明的另一目的是提供一個電磁絕緣閥可以立即開啟，藉由兩個在主活 塞腔室和可移動封閉活塞間特別設計的接觸契合面，當導向活塞開啟時，來限 制氣體與入口氣體間的流動交通。本發(fā)明的另一目的是避免決定在開關閥門時，當腔室極接近導向活塞時， 進出腔室的氣體流動比值的困難。本發(fā)明的另一目的是提供一種電磁絕緣閥，藉由在閥門體殼軸心設置的一 個通柱，其主活塞的移動長度就不受導向活塞的移動長度的限制。為了達到這些以及其他以后將變?yōu)槊黠@的目的，本發(fā)明的一個特征，簡要 的呈現(xiàn)在一個電磁絕緣閥中，其具有一個殼體設置有一個主活塞腔室和一個出 口腔室。兩個腔室都與一個主通孔的氣體流通。兩個腔室并分別與一個氣體入 口與氣體出口流通。在主活塞腔室上的一個軸心通柱設置有排放密封座臺，軸心通道，排氣口，和一個可以支持密封活塞和主活塞的斜面。 一個管狀延支組 體一端是具有磁石的封口而另 一端則連接至中空的圓錐形的凸起上為導向活 塞、密封活塞和主活塞的斜面提供了空間。主活塞被納入密封活塞，兩個一起 在凸起的空間中軸向轉(zhuǎn)動。密封活塞的開放面上設計了 一個特別的外表面可以 完美的與殼體的內(nèi)表面接觸，以限制氣體自進口的流向從而在主活塞的前部和 后部間創(chuàng)造了壓差。閥門立即打開。當氣體灌滿了空的閥門，密封活塞會輕微地向上移動讓氣體流入閥門的腔 室中，在腔室中提供了一種壓力的平衡和密封了閥門，而密封活塞的彈力會將 密封活塞回復至關閉的位置。當螺線管積聚能量時，導向活塞會將排放漏嘴打 開。密封活塞會限制氣體的流向以減低腔室中的壓力，所以閥門的立即打開乃 至完全的大打開位置是可以保證的。在閥門打開時，排放漏嘴排放的氣體快過 由凸起上的通孔所流入的氣體，以保持同樣的壓差，這樣閥門就會一直打開著。 當螺線管減低能量時，導向活塞也在自我調(diào)適著以關閉排放漏嘴，通過通孔將 有足夠的氣體供應以增加壓力而關閉閥門。本發(fā)明的新穎性特征在上述說明和權(quán)利要求中已經(jīng)公開。本發(fā)明，不過， 無論是操作架構(gòu)和操作方法，以及附加的目的和優(yōu)勢，結(jié)合以下附圖與具體的 實施例，將可被更好的理解。


圖1是電磁絕緣閥設置1在關閉狀態(tài)時的剖面圖。圖2是電磁絕緣閥設置1在打開狀態(tài)時的剖面圖。 圖3是電磁絕緣閥設置2在關閉狀態(tài)時的剖面圖。 具體實施例首先將注意力放在圖l,其顯示了電磁絕緣閥剖面。在殼體l,提供了主活 塞腔室2和出口腔室3;兩個腔室經(jīng)由主通道4互有氣體流通。主活塞腔室2連 接至氣體入口 9。出口腔室3連接至氣體出口 10。一個非磁吸管狀延支5具有一個磁吸封口 6連接至一個中空的磁吸的圓柱 形凸起7上。 一個電線圈8環(huán)繞著管狀延支5以產(chǎn)生^f茲場。一個軸心通柱11的一端有一個圓碟12，和在另一端的一個排放口座臺13。 通過圓-茱12有排氣口 14，和軸心通柱11的軸心平4亍。軸心通柱11設置在主通 道4上在圓碟12上設有外部連結(jié)。軸心通柱11的通柱部分坐落在主活塞腔室2。 然后，主活塞腔室2通過在圓碟12上的排氣口 14和出口腔室3互通氣體。在管狀延支5內(nèi)有一個導向活塞15可以軸向移動。這導向活塞15在管狀 延支5中有充分的空間，可以讓氣體自導向活塞15的一端流通至另一端。此導 向活塞15有一個磁吸活塞主體29和一個導向密封30設置在活塞主體29的末 端以達到對排放口座臺13的密不透風的封閉。導向密封30是由軟橡膠制成。 一個壓縮彈簧16推擠著導向活塞15遠離磁吸封口 6推靠著軸心通柱11的排放 口座臺13漸成導向活塞關閉的位置。 一個在軸心通柱ll中的軸心通道17連接 著排放漏嘴18,很接近排放口座臺13。這軸心通道17與接近導向活塞15的腔 室和出口腔室3間甚少溝通。一個碗狀的密封活塞19有一個前部和一個后部。這密封活塞19在前部是 打開的，有一個主活塞20在密封活塞19中。主活塞20和密封活塞19兩個都 可在中空的圓柱形凸起7中軸心移動，并且可以沿著軸心通柱11滑動。因為碗 狀密封活塞19是由軟塑膠所制成，可以很好的鑲?cè)胫锌盏膱A柱形凸起7，當密封活塞19在凸起7中軸心移動時，其限制了氣體在密封活塞19和圓柱形凸起7 中的軸心流通。 一個錐形壓縮彈簧28推擠著碗狀密封活塞19和主活塞20漸成 關閉的位置。一個主密封活塞21和一個主漏嘴31設置在主活塞腔室2和主通道4的界 面上。 一個弧形彈簧刷22設置在碗狀密封活塞19和主活塞20之間的一個腔室 中，推擠著主活塞20漸成關閉的位置。這主活塞20是由主活塞體32和一個主 密封33所組成設置在主活塞20前部的末端。主密封33是由塑料所制成。主活 塞20在碗狀密封活塞19中操作打開和關閉的位置。主活塞20有一個前部和后 部。其后部靠近在密封活塞19和主活塞20之間的腔室。當主活塞20在關閉的 位置時，阻止了氣體由主活塞腔室2通過主漏嘴31向圓碟12的排氣口 14的流 動。密封活塞19和主活塞20—塊被稱做主活塞組體。一個碗狀通孔23設置在碗狀密封活塞19的底部，讓氣體在中空圓柱形凸 起7的空間和位在密封活塞19與主活塞20間的腔室之間流通。 一個主周邊密 封24設置在主活塞20和軸心通柱11之間，功用是限制氣體在主活塞20和軸 心通柱11之間的軸向流通。這個主周邊密封24是由在主活塞體32內(nèi)部圓柱部 分的一個環(huán)形槽上的一個0環(huán)部件所形成。這次周邊密封25是設置在主活塞 20和碗狀密封活塞19之間，功用是限制氣體在密封活塞19和主活塞20之間的 軸向流通。這次周邊密封25是由在主活塞體32外部圓柱部分的一個環(huán)形槽上 的一個0環(huán)部件所形成。一個通道孔26，設置在中空圓柱凸起7的圓柱部分，和凸起7的軸心垂直。 它將氣體流通至空的的凸起7內(nèi)。碗狀密封活塞19的外表面27，設置在前部， 和主活塞腔室2的內(nèi)表面有著完好的契合以致一開始當電線圈8并未激活時， 兩個表面間的氣體限制了氣體由氣體入口 9向著主活塞腔室2的流動。參照圖1,初始，入口的氣體向閥門施壓。加壓的氣體推擠碗狀密封活塞 19以填充空洞的閥門腔室。閥門的氣體壓力因此達到平衡。兩個壓縮彈簧16, 28和彈簧刷22推擠導向活塞15,密封活塞19和主活塞20漸成關閉的位置。參照圖2，當電線圈8產(chǎn)生了磁場，導向活塞15移向關閉。保留在閥門腔 室內(nèi)的氣體就經(jīng)過軸心通道17和軸心通柱11的排氣口 14被釋放至出口腔室3， 閥門腔室內(nèi)的氣體也就立即排盡。腔室內(nèi)的壓力減低了，壓差克服了由部件28和22所施放的彈力，然后，密封活塞19和主活塞20兩者都打開了，讓氣體入 口 9直接和出口腔室3流通。因為通道孔26的體積比排放漏嘴18的體積小， 當閥門打開操作時，因為腔室排出的氣體量比進入的量大，氣體壓力是無法在 閥門腔室內(nèi)累積的。閥門會一直打開著。當磁場停止了，壓縮彈簧16就推擠導向活塞15至封閉的位置。在這封閉 的過程，進過通道孔26的氣體可以足夠的供應氣體以增加靠近導向活塞15腔 室的氣體壓力。導向活塞15自我調(diào)整以完全封閉排放漏嘴18。氣體壓力增加以 至在閥門腔室中達到平衡。所有的壓縮彈簧16， 23和彈簧刷22推擠著主活塞 20漸成關閉位置。也將注意力放在圖3，其顯示了另一種電磁絕緣閥門設計的剖面。在此一設 計中，密封活塞19是一個中空的汽缸，而主活塞20是在密封活塞中。壓縮彈 簧22推擠密封活塞19而壓縮彈簧22推擠主活塞20分別地漸至關閉的位置。 這操作方法和過程和上述圖1和圖2的很相似。上面所4又述的每一個元素，或是兩個或更多的，應被理解為可以在其它的 不同的結(jié)構(gòu)中找到不同于上述的有效的應用。本發(fā)明公布了電磁絕緣閥門的圖示、說明和實例，但不應當被所示細節(jié)所 限制，因為尚有許多相應的結(jié)構(gòu)可以被更改和變動，在不偏離本發(fā)明公布的范 圍和操作原則下實行。
權(quán)利要求
1. 一種控制氣體由源頭流向需求的電磁絕緣閥組體包括(a)一個體殼沿著一個軸心延伸，設有一個柱活塞腔室和一個出口腔室；這主活塞腔室通過一個主通道于出口腔室氣體流通；(b)一個在管狀延支組體由一個非鐵磁性管狀延支所組成，一端具有一個鐵磁封口以防止氣體外泄；在另一端，上述非鐵磁管狀延支連接至一個中空的磁吸的圓柱形鐵磁凸起上，在上述主活塞腔室設置有外部連結(jié)；一個電線圈環(huán)繞著管狀延支組體以產(chǎn)生磁場；一個螺線管是由管狀延支組體和上述電線圈所組成；(c)一個主活塞腔體設置有一個氣體入口垂直延伸至上述軸心以導引氣體進入殼體；上述出口腔室設置有一個氣體出口至需求；(d)一個軸心通柱在一端具有一個圓碟；此軸心通柱的另一端設置有一個排放口座臺；上述圓碟設置有排氣口與軸心通柱的軸心平行；此軸心通柱由圓碟的外部連結(jié)設置在主通道上；此軸心通柱具有排放口的一端坐落在上述主活塞的腔室內(nèi)；此主活塞腔室經(jīng)由圓碟上的排氣口與出口腔室氣體流通；(e)一個導向活塞在上述非鐵磁管狀延支中可以軸向移動著移近和遠離上述鐵磁封口；這導向活塞在管形延支中有充分的空間可以讓氣體自導向活塞的一端流通至另一端；一個導向偏壓部件推擠導向活塞遠離上述鐵磁封口以推靠著軸心通柱的排放口座臺而漸成關閉的位置；(f)上述軸心通柱通柱地設置了一個軸心通道；此軸心通道包括一個排放漏嘴很接近排放口座臺，這軸心通道與接近導向活塞的腔室和上述出口腔室間甚少溝通氣體；(g)一個主活塞組體包括一個密封活塞和一個主活塞；這主活塞在密封活塞中；密封活塞和主活塞兩者可在中空的圓柱鐵磁凸起中軸心移動，并且可以沿著軸心通柱滑動；這密封活塞是由軟塑膠一類的物質(zhì)所選擇出的物質(zhì)所制成，這密封活塞可以很好的鑲?cè)胫锌盏膱A柱形鐵磁凸起充分地限制了氣體在密封活塞和圓柱形鐵磁凸起中的軸心流通；主偏壓部件推擠主活塞組體漸成關閉的位置；(h)上述主活塞腔室有一個主密封座臺和一個主漏嘴設置在主活塞腔室和<pb pnum="1"/>主通道的界面上；這主活塞在封閉活塞內(nèi)操作一個打開和關閉的位置；這主活塞組體具有一個前部和后部；其后部面對中空圓柱凸起的空間的方向；這主活塞組體，在關閉的位置時，阻止了氣體由主活塞腔室通過主漏嘴向圓碟排氣口的流動；(i)一個主周邊密封設置在主活塞和軸心通柱之間，功用是限制氣體在主活塞和軸心通柱之間的軸向流通；(j)一個次周邊密封是設置在密封活塞和主活塞之間，功用是限制氣體在密封活塞和主活塞之間的軸向流通；(k)上述中空圓柱鐵磁凸起有一個通道孔設置在圓柱部分，和凸起的軸心垂直以將氣體流通至空的圓柱鐵磁凸起內(nèi)；(l)上述密封活塞的一端鄰近主活塞組體的前部具有一個周邊外表面和主活塞腔室的內(nèi)表面有著完好的契合，一對契合表面，以致當電磁絕緣閥打開時限制了氣體源頭由入口向主活塞腔室的流動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之電磁絕緣閥組體，其中主活塞組體之轉(zhuǎn)換移位軸心 是和導向活塞之轉(zhuǎn)換移位軸心平行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之電磁絕緣閥組體，其中(a)導向活塞包括有一個 導向活塞體和一個導向密封設置在活塞主體的一端以達到對排放口座臺的密不 透風的封閉；(b)此導向密封是由軟彈性一類的物質(zhì)中所選擇出的物質(zhì)制成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之電磁絕緣閥組體，其中(a)主活塞包括有一個主 活塞體和一個主密封設置在主活塞體的末端面對主密封座臺的方向；(b)主密封 是由軟塑膠一類的物質(zhì)中所選擇出的物質(zhì)制成；(c)主周邊密封是由在主活塞體 內(nèi)部圓柱部分的一個環(huán)形槽上的一個O環(huán)部件所構(gòu)成；(d)次周邊密封是由在主 活塞體外部圓柱部分的一個環(huán)形槽上的一個O環(huán)部件所構(gòu)成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之電磁絕緣閥組體，其中(a)導向偏壓部件是一個 壓縮彈簧。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之電磁絕緣閥組體，其中(a)導向偏壓部件是一個 壓縮彈簧和一個彈簧刷或是兩個壓縮彈簧。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述之電磁絕緣閥組體，其中密封活塞的末端有一個錐狀 環(huán)形外表面與主活塞腔室的內(nèi)表面契合以限制氣體。
8.—種完全關閉與打開上述氣體閥門的方法，包括步驟 一種完全關閉與打開權(quán)利要求1所述之電磁絕緣閥組體的方法，包括步驟(a) 當螺線管不產(chǎn)生能量時，氣體由氣體入口進入填充空洞的所有腔室，達 到一種平衡； 一個偏壓部件推擠一個導向活塞靠著一個軸心通柱的排放口座臺； 第一主偏壓部件推擠著一個主活塞組體的密封活塞靠著主活塞腔室的契合內(nèi)表 面以限制氣體由氣體入口至主活塞腔室的供應；第二主偏壓部件設置在密封活 塞和主活塞組體的一個主活塞之間或是在一個中空圓柱鐵磁凸起與主活塞之 間，推擠主活塞靠著一個主密封座臺，閥門所有成為關閉狀態(tài)；(b) 當螺線管積聚能量時，導向活塞移向一個管狀延支組體的鐵磁封口，因 此，打開了軸心通柱的排放漏嘴并且釋放了在導向活塞四周的腔室中所保留的 氣體，主活塞組體的后部，經(jīng)由軸心通柱的軸心通道以達到殼體的一個出口腔 室；(c) 因為在密封活塞和主活塞腔室之間的一對契合表面是沒有任何的距離， 它在主活塞組體的兩個對立面產(chǎn)生了壓力差，主活塞組體移動遠離主密封座臺， 使得主活塞腔室和出口腔室經(jīng)由軸心通柱圓碟上的排氣口直接流通；(d) 氣體持續(xù)由主活塞腔室經(jīng)由中空圓柱鐵磁凸起的通孔向所有的腔室供 應著；通孔的直徑小于軸心通柱的排放漏嘴的直徑；(e) 因為通孔的直徑小于軸心通柱的排放漏嘴的直徑，(d)中描述的氣體的 供應不會多過排放出的氣體；閥門將持續(xù)打開著；(f) 當螺線管減少能量時，導向偏壓部件推擠導向活塞至排放漏嘴，氣體壓 力逐漸升高在主活塞組體的前部和后部間達到一個平衡的狀態(tài)；兩個主偏壓部 件推擠主活塞組體以關閉閥門；第 一偏壓部件推擠著一個主活塞組體的密封活 塞靠著主活塞腔室的內(nèi)表面；第二偏壓部件推擠主活塞組體的主活塞以密封一 個主漏嘴來停止氣體入口和出口腔室間的氣體流通；閥門關閉。
全文摘要
本申請案結(jié)合參照美國專利申請?zhí)?1/161,914之全部公開包括說明書、附圖和摘要。一種改良的導向操控，“立即啟動”，電磁絕緣閥公開了一種新的液體流動通道以節(jié)省在主活塞內(nèi)縱的方向攢孔的成本。還有，一種新的特征，在主活塞組體的一個可移動封閉活塞是具有特定的環(huán)形面可與閥的主腔室楔合以限制液體由主活塞前部向后部流動以產(chǎn)生壓力差致使閥門在電磁初始積聚能量時就立即打開。同時在延支組體的凸邊上設計了一個通孔做為流通口以便向主活塞組體的后部腔室輸送氣體。此一通孔的直徑大小對本發(fā)明并非是關鍵。只要此通孔的尺寸比排放口的尺寸小，就可以保持主活塞在閥門開放操作時前后部位的壓力差。此外，因為導向活塞與主活塞組體是分別獨立操作，主活塞組體的移動長度就不受輸入電力的限制。
文檔編號F02M21/02GK101273193SQ200680030405
公開日2008年9月24日 申請日期2006年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月22日
發(fā)明者王嘉屏, 王維慶, 王裕慶 申請人:王維慶