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(dòng)機(jī)燃?xì)庀到y(tǒng)的燃?xì)鈬娚溟y。

背景技術(shù)：

環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，排放指標(biāo)要求日趨嚴(yán)格，市場上對大功率氣體機(jī)的需求不斷增長。伴隨大規(guī)模的氣體發(fā)動(dòng)機(jī)的使用，關(guān)鍵零部件的制造、維護(hù)和修理成為制約氣體發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的重要因素，燃?xì)鈬娚溟y就是這樣一種關(guān)鍵零部件。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(shí)現(xiàn)各缸定時(shí)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(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、排放性有著十分重要的影響。噴射閥需要在高溫高壓等惡劣工況下累計(jì)工作數(shù)千小時(shí)，而拆卸等維護(hù)工作會導(dǎo)致誤差逐步累積，最終致使噴射閥難以調(diào)試。

在發(fā)動(dòng)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(jì)一種具有防反向泄漏功能的噴射閥。同時(shí)，需要開發(fā)響應(yīng)速度快、控制精度高、可靠性好、噴氣流量可調(diào)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(dòng)機(jī)在高負(fù)荷狀態(tài)下正常工作需求。

技術(shù)實(shí)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且噴氣流量可調(diào)的一種帶浮動(dòng)閥座可調(diào)流通截面積同軸式燃?xì)鈬娚溟y。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明一種帶浮動(dòng)閥座可調(diào)流通截面積同軸式燃?xì)鈬娚溟y，其特征是：包括閥體、主電磁鐵、次級電磁鐵、閥芯組合體、閥桿、t形銜鐵、小閥芯、浮動(dòng)閥座，主電磁鐵包括鐵芯和主復(fù)位彈簧，鐵芯里纏繞線圈并設(shè)置環(huán)形槽，次級電磁鐵包括次級鐵芯和次級復(fù)位彈簧，次級鐵芯里纏繞次級線圈并設(shè)置環(huán)形槽，次級鐵芯與閥體的上端相固定，鐵芯位于次級鐵芯的下方，鐵芯與次級鐵芯之間設(shè)置t形銜鐵，t形銜鐵上表面設(shè)置環(huán)形槽，t形銜鐵的環(huán)形槽與次級鐵芯的環(huán)形槽之間設(shè)置次級復(fù)位彈簧，所述的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(shí)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)，底板上設(shè)置壓力平衡槽，閥芯上設(shè)置密封環(huán)帶和肋，密封環(huán)帶形成環(huán)腔，肋上開有周向補(bǔ)氣孔，并在補(bǔ)氣孔處設(shè)置導(dǎo)流錐角，閥芯上表面開設(shè)軸向主氣槽，所述浮動(dòng)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，閥桿的上端與t形銜鐵相固定，閥桿的下端依次穿過鐵芯、銜鐵、底板以及閥芯并與小閥芯相固定，小閥芯位于閥座上，小閥芯下方的閥座設(shè)置出氣孔。

本發(fā)明還可以包括：

1、小閥芯和閥桿均采用非金屬材料。

2、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。

3、當(dāng)需要小流量時(shí)，次級線圈通電，t形銜鐵受到電磁力的作用克服次級復(fù)位彈簧的預(yù)緊力后帶動(dòng)閥桿向上運(yùn)動(dòng)，閥桿帶動(dòng)小閥芯向上運(yùn)動(dòng)，出氣孔噴氣；當(dāng)需要大流量時(shí)，線圈通電，銜鐵受到電磁力的作用克服主復(fù)位彈簧的預(yù)緊力后向上運(yùn)動(dòng)，銜鐵帶動(dòng)整個(gè)閥芯組合體向上運(yùn)動(dòng)，出氣口噴氣；當(dāng)需要關(guān)閉噴氣時(shí)，線圈和次級線圈斷電，銜鐵和t形銜鐵分別在主復(fù)位彈簧和次級復(fù)位彈簧的作用下向下運(yùn)動(dòng)，直到銜鐵和t形銜鐵重新回到初始位置，噴氣結(jié)束。

本發(fā)明的優(yōu)勢在于：本發(fā)明通過在雙閥芯雙電磁鐵控制的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了可調(diào)噴氣流量。采用帶浮動(dòng)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)明通過在銜鐵中心開內(nèi)部導(dǎo)流腔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(gè)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)置一定角度的出氣環(huán)帶，減少流動(dòng)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(shí)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(dòng)機(jī)的供氣效率。

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)明的氣路走向示意圖；

圖4為浮動(dòng)閥座結(jié)構(gòu)放大圖；

圖5為浮動(dòng)閥座受力圖；

圖6為閥芯結(jié)構(gòu)三維結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)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1-6，圖1為本發(fā)明帶浮動(dòng)閥座可調(diào)流通截面積同軸式燃?xì)鈬娚溟y的整體結(jié)構(gòu)示意圖，包括閥體1、主電磁鐵、次級電磁鐵、閥桿7、小閥芯12、t形銜鐵6、閥芯組合體11、浮動(dòng)閥座14四大部分。主電磁鐵2通過上方螺紋與閥體1連接在一起。主電磁鐵主要由鐵芯8、線圈9組成。鐵芯8兩側(cè)開有布置主復(fù)位彈簧10的環(huán)形槽，閥芯組合體11布置在鐵芯8下方。次級電磁鐵主要由次級鐵芯2、次級線圈3組成。其特征是：次級鐵芯2兩側(cè)開有布置次級復(fù)位彈簧4的環(huán)形槽，t形銜鐵6布置在次級鐵芯2下方。閥桿7通過緊固螺絲5與t形銜鐵6上，小閥芯12通過閥桿7下方的螺紋固定在閥桿7上，保證閥桿7的垂直度。小閥芯12位于閥芯組合體11中央，小閥芯12和閥桿7均采用非金屬材料。小閥芯12的運(yùn)動(dòng)通過閥桿7與主電磁鐵進(jìn)行定位，通過t形銜鐵6和次級電磁鐵之間的距離進(jìn)行限位。

圖2所示的閥芯組合體11主要由銜鐵15、彈簧座16、緊固螺栓20、墊片17、底板19、閥芯21組成。其特征是：銜鐵15、墊片17、底板19和閥芯21通過緊固螺栓20鏈接在一起，彈簧座16安裝在底板19上。銜鐵15上開有內(nèi)部導(dǎo)流腔29，底板19上開有一定數(shù)量的壓力平衡槽18，避免銜鐵15受到軸向力，使銜鐵15處內(nèi)外氣路壓力更易達(dá)到平衡，提高銜鐵15響應(yīng)速度；主復(fù)位彈簧10位于鐵芯8與彈簧座16之間。

當(dāng)需要較小流量時(shí)，次級線圈3通電，次級鐵芯2、t形銜鐵6被磁化，次級鐵芯2與t形銜鐵6之間形成磁回路，t形銜鐵6受到電磁力的作用克服次級復(fù)位彈簧4的預(yù)緊力后帶動(dòng)閥桿7向上運(yùn)動(dòng)。閥桿7帶動(dòng)小閥芯向上運(yùn)動(dòng)，電磁閥小閥芯12開啟，實(shí)現(xiàn)較小流量噴氣。當(dāng)需要較大流量時(shí)，線圈9通電，鐵芯8、銜鐵15被磁化，鐵芯8與銜鐵15之間形成磁回路，銜鐵15受到電磁力的作用克服主復(fù)位彈簧10的預(yù)緊力后向上運(yùn)動(dòng)，銜鐵15帶動(dòng)整個(gè)閥芯組合體11向上運(yùn)動(dòng)，電磁閥完全開啟，實(shí)現(xiàn)較大流量噴氣。整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，銜鐵15的軸向運(yùn)動(dòng)與周向定位均由閥座35上的4個(gè)導(dǎo)向塊13與閥芯21之間的配合來控制實(shí)現(xiàn)，直到彈簧座16的上表面與鐵芯8的下表面相接觸。當(dāng)需要電磁閥關(guān)閉時(shí)，線圈9和次級線圈3斷電，銜鐵15與t形銜鐵6受到的電磁力消失，銜鐵15和t形銜鐵6分別在主復(fù)位彈簧10和次級復(fù)位彈簧4的作用下向下運(yùn)動(dòng)，直到銜鐵15和t形銜鐵6重新回到初始位置，電磁閥關(guān)閉。在閥芯21的四個(gè)肋23上分別開2個(gè)周向補(bǔ)氣孔24，提高響應(yīng)速度，增加流通面積，同時(shí)也可減少質(zhì)量，提高可靠性。在周向補(bǔ)氣孔24處設(shè)置一定角度的出氣環(huán)帶30，減少流動(dòng)損失，增大流量系數(shù)。采用軸向主氣槽39直接進(jìn)氣和周向補(bǔ)氣孔24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(shí)可以避免氣流干涉，使氣路達(dá)到平衡。閥芯21和閥座35間采用出氣環(huán)帶30，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。

如圖3所示，小流量噴氣時(shí)，氣體由進(jìn)氣口26垂直流入閥體1內(nèi)，沿著導(dǎo)流腔27流入充滿閥體1內(nèi)部，次級線圈3通電后，小閥芯12上升，氣體沿內(nèi)部導(dǎo)流腔29和壓力平衡槽18流入閥芯組合體11中部空間，然后由中央的出氣孔流出。大流量噴氣時(shí)，線圈9通電后，銜鐵15受到電磁力的作用克服主復(fù)位彈簧10的預(yù)緊力后向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)閥芯21向上運(yùn)動(dòng)與閥座35表面分離，此時(shí)，氣路開啟，電磁閥開啟，氣體由軸向主氣槽39和周向補(bǔ)氣孔24的混合進(jìn)氣方式流入，通過多道錯(cuò)綜分布的環(huán)腔28，最后由出氣口31垂直流出；線圈9斷電，銜鐵15受到的電磁力消失，在鐵芯8與彈簧座16之間的復(fù)位彈簧的作用下，銜鐵15向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)閥芯21向下運(yùn)動(dòng)，直至閥芯21表面與閥座35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4所示，為了防止燃?xì)夥聪蛐孤?，提高燃?xì)鈬娚溟y的可靠性和安全性，本發(fā)明采用了浮動(dòng)閥座14結(jié)構(gòu)。浮動(dòng)閥座14可以在電磁閥外部氣壓高與內(nèi)部氣壓時(shí)將電磁閥鎖死，有效地防止了燃?xì)獾姆聪蛐孤８?dòng)閥座14由導(dǎo)向基座33、閥座35、、密封膠圈34、壓緊墊圈32、可變形密封圈37和彈性墊圈38組成。導(dǎo)向基座33通過螺栓固定在閥體1上，閥座35安裝在導(dǎo)向基座33上。導(dǎo)向基座33內(nèi)圈帶有t形結(jié)構(gòu)，與閥座35外圈的t形結(jié)構(gòu)相配合。

為了防止閥座35和導(dǎo)向基座33之間漏氣，在閥座35和導(dǎo)向基座33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35和導(dǎo)向基座33連接處上方安裝可變形密封圈37，可變形密封圈37外沿壓緊在導(dǎo)向基座33和閥體1上的安裝槽內(nèi)，通過導(dǎo)向基座33和閥體1間的螺栓預(yù)緊力固定。可變形密封圈37內(nèi)沿上方加裝壓緊墊圈32，通過螺絲36固定在閥座35上，壓緊墊圈32保證受力均勻，增強(qiáng)密封性。可變形密封圈37的材料采用可變形的軟塑料，保證其不影響閥座35的運(yùn)動(dòng)。第二重密封是在閥座35和導(dǎo)向基座33的t形連接處加裝了兩層密封膠圈34，進(jìn)一步增強(qiáng)密封性。在閥座35和導(dǎo)向基座33之間的t形連接處加裝了一層彈性墊圈38，減少接觸時(shí)的振動(dòng)沖擊力，起到了減震的作用。有效地增加了電磁閥的可靠性。

如圖5所示，閥座35受小閥芯12壓緊力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21壓緊力的作用。閥芯21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35下方及出氣環(huán)帶30處，閥座35下方接觸面積遠(yuǎn)大于出氣環(huán)帶30，因此，f1遠(yuǎn)大于f2，在外部氣體壓力擴(kuò)大到導(dǎo)致閥芯21向上運(yùn)動(dòng)之前，外部氣體壓力f1、f2克服主復(fù)位彈簧10和次級彈簧的彈簧預(yù)緊力，閥座35連同閥芯21和小閥芯12一起向上運(yùn)動(dòng)。閥座35向上運(yùn)動(dòng)直到彈簧座14與電磁鐵相接觸，t形銜鐵6與次級鐵芯2相接觸。此時(shí)即使電磁鐵通電，閥芯21和小閥芯12也無法向上運(yùn)動(dòng)，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(shí)，閥座35與閥芯21一起在主復(fù)位彈簧10的作用下向下運(yùn)動(dòng)回到原位，電磁閥保持關(guān)閉。想要開啟電磁閥時(shí)，電磁鐵通電，閥芯21在銜鐵15帶動(dòng)下向上運(yùn)動(dòng)，電磁閥正常開啟。

由上述工作過程可知，所發(fā)明的帶浮動(dòng)閥座可調(diào)流通截面積同軸式燃?xì)鈬娚溟y，通過在雙閥芯雙電磁鐵控制的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了可調(diào)噴氣流量。采用帶浮動(dòng)閥座14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(shí)，本發(fā)明通過在銜鐵15中心開內(nèi)部導(dǎo)流腔29并在底板19上開有一定數(shù)量的壓力平衡槽18，避免銜鐵15受到軸向力，使銜鐵15處內(nèi)外氣路壓力更易達(dá)到平衡，提高銜鐵15響應(yīng)速度；在閥芯21的四個(gè)肋23上開周向補(bǔ)氣孔24的結(jié)構(gòu)，增加流通面積，減少閥芯21質(zhì)量，提高可靠性。在閥芯21周向補(bǔ)氣孔24處設(shè)置一定角度的出氣環(huán)帶30，減少流動(dòng)損失，增大流量系數(shù)。本發(fā)明采用軸向主氣槽39直接進(jìn)氣和周向補(bǔ)氣孔24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(shí)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(dòng)機(jī)的供氣效率。

本發(fā)明的技術(shù)方案：一種帶浮動(dòng)閥座可調(diào)流通截面積同軸式燃?xì)鈬娚溟y，它由閥體、主電磁鐵、次級電磁鐵、閥芯組合體、閥桿、小閥芯、浮動(dòng)閥座四大部分構(gòu)成。主電磁鐵和次級電磁鐵均通過其上方螺紋與閥體連接在一起。主電磁鐵主要由鐵芯、線圈組成。鐵芯兩側(cè)開有布置主復(fù)位彈簧的環(huán)形槽，閥芯組合體布置在鐵芯下方。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。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，銜鐵上帶有內(nèi)部導(dǎo)流腔。復(fù)位彈簧位于鐵芯與彈簧座之間。在閥芯的四個(gè)肋上分別開多個(gè)周向補(bǔ)氣孔。次級電磁鐵主要由次級鐵芯、次級線圈組成。次級鐵芯兩側(cè)開有布置次級復(fù)位彈簧的環(huán)形槽，t形銜鐵布置在次級鐵芯下方。閥桿通過固定螺絲與t形銜鐵上，小閥芯通過閥桿下方的螺紋固定在閥桿上，保證閥桿的垂直度。小閥芯位于閥芯組合體中央，小閥芯和閥桿均采用非金屬材料。小閥芯的運(yùn)動(dòng)通過閥桿與主電磁鐵進(jìn)行定位，通過t形銜鐵和次級電磁鐵之間的距離進(jìn)行限位。閥芯和閥座間采用三道出氣環(huán)帶，面密封，穩(wěn)壓平衡，并且具有較寬的環(huán)帶面積。閥芯周向固定在閥座上的4個(gè)導(dǎo)向塊上，保證其垂直度，閥芯上下運(yùn)動(dòng)由彈簧座與鐵芯之間的距離進(jìn)行限位。浮動(dòng)閥座由導(dǎo)向基座、閥座、密封膠圈、壓緊墊圈、可變形密封圈、彈性墊圈組成。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。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。可變形密封圈的材料采用可變形的軟塑料，保證其不影響閥座的運(yùn)動(dòng)。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。