本發(fā)明涉及的是一種燃?xì)鈬娚溟y,具體地說是天然氣發(fā)動機(jī)燃?xì)庀到y(tǒng)的燃?xì)鈬娚溟y。
背景技術(shù):
隨著船舶排放法規(guī)的日益嚴(yán)格以及燃油價格的不斷攀升,氣體機(jī)及雙燃料發(fā)動機(jī)在國際市場上的地位越來越重要。燃料噴射系統(tǒng)作為氣體機(jī)、雙燃料發(fā)動機(jī)的關(guān)鍵零部件,其性能直接影響發(fā)動機(jī)的動力性和排放性。燃?xì)鈬娚溟y是氣體燃料電控多點(diǎn)噴射氣體機(jī)含雙燃料機(jī)的核心零部件之一,可實現(xiàn)各缸定時定量分期供氣和進(jìn)氣分層,其工作性能對氣體機(jī)或雙燃料發(fā)動機(jī)的動力性、排放性有著十分重要的影響。在發(fā)動機(jī)工況惡劣的情況下,噴射閥容易出現(xiàn)反向泄漏的情況。因此,需要設(shè)計一種具有防反向泄漏功能的噴射閥。同時,需要開發(fā)響應(yīng)速度快、控制精度高、可靠性好的大流量燃?xì)鈬娚溟y,使其流通能力能滿足天然氣發(fā)動機(jī)在高負(fù)荷狀態(tài)下正常工作需求。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供響應(yīng)速度快、燃?xì)鈬娚浞€(wěn)定、可靠性強(qiáng)、具有防反向泄漏功能的一種直通式帶浮動閥座的內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
本發(fā)明一種直通式帶浮動閥座的內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y,其特征是:包括閥體、電磁鐵、閥芯組合體、浮動閥座,所述電磁鐵包括鐵芯,鐵芯固定在閥體上端,鐵芯里纏繞線圈,鐵芯里設(shè)置環(huán)形槽;所述閥芯組合體包括銜鐵、彈簧座、底板、閥芯,銜鐵、底板、閥芯自上而下布置同時通過緊固螺栓連接在一起,彈簧座位于銜鐵外部并與銜鐵之間形成環(huán)形槽,主復(fù)位彈簧的兩端分別布置在鐵芯的環(huán)形槽和彈簧座的環(huán)形槽內(nèi),銜鐵中心處安裝導(dǎo)向銷,導(dǎo)向銷通過卡簧和銜鐵固定在一起,導(dǎo)向銷伸入至鐵芯里,鐵芯里設(shè)置輔復(fù)位彈簧,輔復(fù)位彈簧的兩端分別接觸鐵芯和導(dǎo)向銷,導(dǎo)向銷里設(shè)置壓力平衡孔,底板上設(shè)置壓力平衡槽,閥芯為中空結(jié)構(gòu),壓力平衡孔、壓力平衡槽、閥芯的中空部分相通,閥芯的中空部分里設(shè)置閥座復(fù)位彈簧,閥芯上設(shè)置密封環(huán)帶和肋,密封環(huán)帶形成環(huán)腔,閥芯上表面開設(shè)軸向主氣槽,肋上開有周向補(bǔ)氣孔;所述浮動閥座包括導(dǎo)向基座、閥座,導(dǎo)向基座固定在閥體的下方,閥座位于閥芯下方,導(dǎo)向基座內(nèi)圈設(shè)置有t形結(jié)構(gòu),閥座外圈通過設(shè)置與其配合的t形結(jié)構(gòu)安裝在導(dǎo)向基座里,閥座復(fù)位彈簧的兩端分別固定在閥座和閥芯上,閥座上設(shè)置出氣環(huán)帶,出氣環(huán)帶位于環(huán)腔下方,出氣環(huán)帶下方設(shè)置出氣口。
本發(fā)明還可以包括:
1、在閥座和導(dǎo)向基座之間設(shè)置兩重防漏氣結(jié)構(gòu),第一重防漏氣結(jié)構(gòu)是在閥座和導(dǎo)向基座連接處上方安裝可變形密封圈,可變形密封圈內(nèi)沿上方加裝壓緊墊圈,第二重防漏氣結(jié)構(gòu)是在閥座和導(dǎo)向基座的t形結(jié)構(gòu)連接處設(shè)置兩層密封膠圈,在閥座和導(dǎo)向基座之間的t形結(jié)構(gòu)連接處設(shè)置彈性墊圈。
2、鐵芯的上部與閥體之間形成進(jìn)氣口,鐵芯的中下部與閥體之間形成導(dǎo)流腔,進(jìn)氣口、導(dǎo)流腔相通;氣體由進(jìn)氣口垂直流入閥體內(nèi),沿著導(dǎo)流腔流入充滿閥體內(nèi)部,線圈通電后,銜鐵帶動閥芯向上運(yùn)動與閥座表面分離,氣路開啟,電磁閥開啟,氣體由軸向主氣槽和周向補(bǔ)氣孔的混合進(jìn)氣方式流入,通過環(huán)腔,由出氣口垂直流出;線圈斷電后,在鐵芯與彈簧座之間的復(fù)位彈簧的作用下,銜鐵帶動閥芯向下運(yùn)動,直至閥芯表面與閥座表面貼合,恢復(fù)到初始位置,氣路關(guān)閉,電磁閥關(guān)閉。
本發(fā)明的優(yōu)勢在于:本發(fā)明采用帶浮動閥座的結(jié)構(gòu),其能夠有效防止燃?xì)鈬娚溟y出現(xiàn)反向泄漏的情況并具有減震的功能,保證了燃?xì)鈬娚溟y工作的可靠性及安全性;本發(fā)明通過在導(dǎo)向銷中心開壓力平衡孔并在底板上開有一定數(shù)量的壓力平衡槽,避免銜鐵受到軸向力,使銜鐵處內(nèi)外氣路壓力更易達(dá)到平衡,提高銜鐵響應(yīng)速度;本發(fā)明通過在閥芯的四個肋上開周向補(bǔ)氣孔,增加流通面積,減少閥芯質(zhì)量,提高可靠性。在閥芯周向補(bǔ)氣孔處設(shè)置一定角度的導(dǎo)流錐角,減少流動損失,增大流量系數(shù)。本發(fā)明采用軸向主氣槽直接進(jìn)氣和周向補(bǔ)氣孔進(jìn)氣的混合進(jìn)氣方式,增加進(jìn)氣流量系數(shù),增加進(jìn)氣量,同時可以避免氣流干涉,使氣路達(dá)到平衡。有效地提高了發(fā)動機(jī)的噴氣效率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為本發(fā)明的閥芯組合體結(jié)構(gòu)放大圖;
圖3為本發(fā)明的浮動閥座結(jié)構(gòu)放大圖;
圖4為氣路走向示意圖;
圖5為閥芯結(jié)構(gòu)俯視圖;
圖6為閥芯結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)圖;
圖7為浮動閥座受力圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
結(jié)合圖1-7,圖1為本發(fā)明直通式帶浮動閥座的內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y的整體結(jié)構(gòu)示意圖,包括閥體1、電磁鐵2、閥芯組合體3、浮動閥座4四大部分。電磁鐵2通過上方螺紋與閥體1連接在一起。電磁鐵2主要由鐵芯5、線圈6組成。鐵芯5兩側(cè)開有布置主復(fù)位彈簧7的環(huán)形槽,鐵芯5中心開有一定深度的直槽,鐵芯5與銜鐵10之間的導(dǎo)向銷9布置在直槽內(nèi)部。
圖2為閥芯組合體3主要由導(dǎo)向銷9、銜鐵10、彈簧座14、緊固螺栓19、墊片15、底板16、閥芯20組成。其特征是:銜鐵10、墊片15、底板16和閥芯20通過緊固螺栓19鏈接在一起,彈簧座14安裝在底板16上。導(dǎo)向銷9中心開有壓力平衡孔12,底板16上開有一定數(shù)量的壓力平衡槽13,避免銜鐵10受到軸向力,使銜鐵10處內(nèi)外氣路壓力更易達(dá)到平衡,提高銜鐵10響應(yīng)速度;利用卡簧11將導(dǎo)向銷9與銜鐵10固定在一起。主復(fù)位彈簧7位于鐵芯5與彈簧座14之間,輔復(fù)位彈簧8位于導(dǎo)向銷9和鐵芯5之間。線圈6通電后,鐵芯5、銜鐵10被磁化,鐵芯5與銜鐵10之間形成磁回路,銜鐵10受到電磁力的作用克服主復(fù)位彈簧7和輔復(fù)位彈簧8的預(yù)緊力后向上運(yùn)動,整個運(yùn)動過程中,銜鐵10的軸向運(yùn)動與周向定位均由導(dǎo)向銷9與鐵芯5之間的配合來控制實現(xiàn),直到彈簧座14的上表面與鐵芯5的下表面相接觸,銜鐵10在該位置維持一段時間后,線圈6斷電,銜鐵10受到的電磁力消失,在鐵芯5與彈簧座14之間的主復(fù)位彈簧7和導(dǎo)向銷9和鐵芯5之間的輔復(fù)位彈簧8的作用下,銜鐵10向下運(yùn)動,直到銜鐵10重新回到初始位置。
在閥芯20的四個肋21上分別開2個周向補(bǔ)氣孔22,提高響應(yīng)速度,增加流通面積,同時也可減少質(zhì)量,提高可靠性。在周向補(bǔ)氣孔22處設(shè)置一定角度的導(dǎo)流錐角,減少流動損失,增大流量系數(shù)。采用軸向主氣槽35直接進(jìn)氣和周向補(bǔ)氣孔22進(jìn)氣的混合進(jìn)氣方式,增加進(jìn)氣流量系數(shù),增加進(jìn)氣量,同時可以避免氣流干涉,使氣路達(dá)到平衡。閥芯20和閥座31間采用出氣環(huán)帶18結(jié)構(gòu),面密封,穩(wěn)壓平衡,并且較寬的環(huán)帶面積可減少沖擊,提高可靠性。
氣路如圖4所示,氣體由進(jìn)氣口32垂直流入閥體1內(nèi),沿著導(dǎo)流腔33流入充滿閥體1內(nèi)部,線圈6通電后,銜鐵10受到電磁力的作用克服主復(fù)位彈簧7及輔復(fù)位彈簧8的預(yù)緊力后向上運(yùn)動,帶動閥芯20向上運(yùn)動與閥座31表面分離,此時,氣路開啟,電磁閥開啟,氣體由軸向主氣槽35和周向補(bǔ)氣孔22的混合進(jìn)氣方式流入,通過環(huán)腔17,最后由出氣口34垂直流出;線圈6斷電,銜鐵10受到的電磁力消失,在鐵芯與彈簧座14之間的復(fù)位彈簧的作用下,銜鐵10向下運(yùn)動,帶動閥芯20向下運(yùn)動,直至閥芯20表面與閥座31表面貼合,恢復(fù)到初始位置,氣路關(guān)閉,電磁閥關(guān)閉。
如圖3所示,為了防止燃?xì)夥聪蛐孤岣呷細(xì)鈬娚溟y的可靠性和安全性,本發(fā)明采用了浮動閥座4結(jié)構(gòu)。浮動閥座4可以在電磁閥外部氣壓高與內(nèi)部氣壓時將電磁閥鎖死,有效地防止了燃?xì)獾姆聪蛐孤8娱y座4由7部分組成:導(dǎo)向基座30、閥座31、和閥座復(fù)位彈簧28、密封膠圈27、壓緊墊圈24、可變形密封圈25、彈性墊圈26。導(dǎo)向基座30通過螺栓固定在閥體1上,閥座31安裝在導(dǎo)向基座30上。導(dǎo)向基座30內(nèi)圈帶有t形結(jié)構(gòu),與閥座31外圈的t形結(jié)構(gòu)相配合。閥座復(fù)位彈簧28兩端分別固定在閥座31和閥芯20上,并保持一定的預(yù)緊力。
為了防止閥座31和導(dǎo)向基座30之間漏氣,在閥座31和導(dǎo)向基座30之間加裝了兩重防漏氣結(jié)構(gòu),第一重防漏氣結(jié)構(gòu)是在閥座31和導(dǎo)向基座30連接處上方安裝可變形密封圈25,可變形密封圈25外沿壓緊在導(dǎo)向基座30和閥體1上的安裝槽內(nèi),通過導(dǎo)向基座30和閥體1間的螺栓預(yù)緊力固定。可變形密封圈25內(nèi)沿上方加裝壓緊墊圈24,通過螺絲29固定在閥座31上,壓緊墊圈24保證受力均勻,增強(qiáng)密封性??勺冃蚊芊馊?5的材料采用可變形的軟塑料,保證其不影響閥座31的運(yùn)動。第二重密封是在閥座31和導(dǎo)向基座30的t形連接處加裝了兩層密封膠圈27,進(jìn)一步增強(qiáng)密封性。在閥座31和導(dǎo)向基座30之間的t形連接處加裝了一層彈性墊圈26,減少接觸時的振動沖擊力,起到了減震的作用。有效地增加了電磁閥的可靠性。
閥座31受閥座復(fù)位彈簧28彈力f4、電磁閥外部氣體壓力f1和f2、電磁閥內(nèi)部燃?xì)鈮毫3和閥芯20壓緊力的作用。閥芯20受復(fù)位彈簧彈力作用。當(dāng)電磁閥下方氣壓大于電磁閥內(nèi)部氣壓,電磁閥外部氣體壓力f1、f2分別作用在閥座31下方及出氣環(huán)帶18處,閥座31下方接觸面積遠(yuǎn)大于出氣環(huán)帶18,因此,f1遠(yuǎn)大于f2,在外部氣體壓力擴(kuò)大到導(dǎo)致閥芯20向上運(yùn)動之前,外部氣體壓力克服復(fù)位彈簧的彈簧預(yù)緊力,閥座31連同閥芯20一起向上運(yùn)動。閥座31向上運(yùn)動直到彈簧座14與電磁鐵相接觸。此時即使電磁鐵通電,閥芯20也無法向上運(yùn)動,電磁閥無法開啟。電磁閥鎖死。
當(dāng)電磁閥內(nèi)外氣壓恢復(fù)正常時,閥座31在閥座復(fù)位彈簧28的作用下向下運(yùn)動回到原位。如果此時電磁鐵通電,閥芯20仍保持不動,電磁閥正常開啟。想要關(guān)閉電磁閥時電磁鐵斷電,閥芯20在復(fù)位彈簧的作用下向下運(yùn)動,電磁閥關(guān)閉。如果此時電磁鐵未通電,閥座31與閥芯20一起在復(fù)位彈簧的作用下向下運(yùn)動回到原位,電磁閥保持關(guān)閉。想要開啟電磁閥時,電磁鐵通電,閥芯20在銜鐵10帶動下向上運(yùn)動,電磁閥正常開啟。
由上述工作過程可知,本發(fā)明直通式帶浮動閥座4的內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y采用帶浮動閥座4的結(jié)構(gòu),其能夠在噴射閥內(nèi)外氣壓異常的情況下有效防止燃?xì)鈬娚溟y出現(xiàn)反向泄漏的情況并具有減震的功能,保證了燃?xì)鈬娚溟y工作的可靠性及安全性;同時,本發(fā)明通過在導(dǎo)向銷9中心開壓力平衡孔12并在底板16上開有一定數(shù)量的壓力平衡槽13,避免銜鐵10受到軸向力,使銜鐵10處內(nèi)外氣路壓力更易達(dá)到平衡,提高銜鐵10響應(yīng)速度;在閥芯20的四個肋21上開周向補(bǔ)氣孔22的結(jié)構(gòu),增加流通面積,減少閥芯20質(zhì)量,提高可靠性。在閥芯20周向補(bǔ)氣孔22處設(shè)置一定角度的導(dǎo)流錐角,減少流動損失,增大流量系數(shù)。本發(fā)明采用軸向主氣槽35直接進(jìn)氣和周向補(bǔ)氣孔22進(jìn)氣的混合進(jìn)氣方式,增加進(jìn)氣流量系數(shù),增加進(jìn)氣量,同時可以避免氣流干涉,使氣路達(dá)到平衡。有效地提高了發(fā)動機(jī)的噴氣效率。
本發(fā)明的技術(shù)方案:一種直通式帶浮動閥座的內(nèi)導(dǎo)向燃?xì)鈬娚溟y,它由閥體、電磁鐵、閥芯組合體、浮動閥座四大部分構(gòu)成。電磁鐵通過其上方螺紋與閥體連接在一起。電磁鐵主要由鐵芯、線圈組成。鐵芯兩側(cè)開有布置主復(fù)位彈簧的環(huán)形槽,鐵芯中心開有一定深度的直槽,鐵芯與銜鐵之間的導(dǎo)向銷布置在直槽內(nèi)部。閥芯組合體主要由銜鐵、彈簧座、緊固螺栓、墊片、底板、閥芯組成。其特征是:銜鐵、墊片、底板和閥芯通過緊固螺栓鏈接在一起,彈簧座安裝在底板上,底板上開有一定數(shù)量的壓力平衡槽。主復(fù)位彈簧位于鐵芯與彈簧座之間,導(dǎo)向銷中心開有壓力平衡孔,利用卡簧將導(dǎo)向銷與銜鐵固定在一起,輔復(fù)位彈簧位于導(dǎo)向銷和鐵芯之間。在閥芯的肋上分別有開多個周向補(bǔ)氣孔。閥芯和閥座間采用三道出氣環(huán)帶結(jié)構(gòu),面密封,穩(wěn)壓平衡,并且具有較寬的環(huán)帶面積。浮動閥座由導(dǎo)向基座、閥座、和閥座復(fù)位彈簧、密封膠圈、壓緊墊圈、可變形密封圈、彈性墊圈組成。其特征是:導(dǎo)向基座通過螺栓固定在閥體上,閥座安裝在導(dǎo)向基座上。導(dǎo)向基座內(nèi)圈帶有t形結(jié)構(gòu),與閥座外圈的t形結(jié)構(gòu)相配合。閥座復(fù)位彈簧兩端分別固定在閥座和閥芯上,并保持一定的預(yù)緊力。在閥座和導(dǎo)向基座之間加裝了兩重防漏氣結(jié)構(gòu),第一重防漏氣結(jié)構(gòu)是在閥座和導(dǎo)向基座連接處上方安裝可變形密封圈,可變形密封圈外沿壓緊在導(dǎo)向基座和閥體上的安裝槽內(nèi),通過導(dǎo)向基座和閥體間的螺栓預(yù)緊力固定??勺冃蚊芊馊?nèi)沿上方加裝壓緊墊圈,通過螺絲固定在閥座上??勺冃蚊芊馊Φ牟牧喜捎每勺冃蔚能浰芰?,保證其不影響閥座的運(yùn)動。第二重密封是在閥座和導(dǎo)向基座的t形連接處加裝了兩層密封膠圈。