一种一体化液气两相流体精密计量喷雾电磁阀的制作方法

本发明涉及喷雾领域，尤其涉及一种一体化液气两相流体精密计量喷雾电磁阀。

背景技术

许多领域需要将液体和气体混合形成喷雾，例如发动机燃烧系统的燃油及发动机尾气排放系统的尿素溶液等。液气混合喷雾特别适用于高粘度重油在无人飞机等航空飞行器上应用。液气喷雾的雾化质量提高在诸多领域都具有极大的应用潜力和经济价值，而传统的电磁阀喷嘴一般存在液气两相混合不均匀、雾化效果较差的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种一体化液气两相流体精密计量喷雾电磁阀，来解决液气两相混合不均匀的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种一体化液气两相流体精密计量喷雾电磁阀，其特征在于，包括导流器，所述导流器包括相对的两面，其中一面上开设有液气混合槽；所述导流器还包括与相对的两面均相邻的侧面，所述导流器的侧面上开设有若干切向气体导入孔，各所述切向气体导入孔连通所述液气混合槽；所述导流器的侧面上还开设有液体导入孔，所述液体导入孔连通所述液气混合槽。

可选的，所述液气混合槽为圆形槽，所述切向气体导流孔的孔壁与所述液气混合槽的槽壁相切；各所述切向气体导入孔处于同一高度；若干所述切向气体导入孔环形均布于所述导流器的侧面上；所述液体导入孔通过液体导流孔连通所述液气混合槽的槽底。

可选的，所述喷雾电磁阀还包括壳体、驱动组件和喷射组件；所述导流器、驱动组件和喷射组件均安装于所述壳体上；

所述喷射组件包括阀芯和阀座；所述阀座固定连接所述壳体，所述阀芯包括阀芯柱和阀芯头；

所述阀座的底面开设有喷口，所述阀座的顶面开设有贯通所述喷口的阀座孔；所述阀芯柱的第二端部穿过所述阀座孔，固定连接所述阀芯头；所述阀芯柱滑动连接所述阀座孔；所述阀芯头和所述喷口构成拉瓦尔喷管结构。

可选的，所述阀芯柱的内部中空形成阀芯腔，所述阀芯腔贯通所述阀芯柱的顶面；所述阀芯柱朝向所述阀芯头的部分向阀芯柱的中轴线凹陷，与所述阀座孔之间形成喷射间隙；

所述阀芯腔的底部设有若干旋流槽，各所述旋流槽连通所述喷射间隙和所述阀芯腔。

可选的，所述导流器固定设于所述壳体的内部；所述壳体的内表面和所述导流器的外表面之间形成气体腔，各所述切向气体导入孔均连通气体腔；所述壳体的外表面上开设有气体入口，所述气体入口通过气体流道连通气体腔；

所述壳体的外表面还开设有连通液体导入孔的液体入口。

可选的，所述驱动组件包括隔磁套，所述隔磁套固定连接所述壳体；所述隔磁套的内部中空形成隔磁腔，所述隔磁腔贯通所述隔磁套的顶面和底面；

所述导流器的底部伸入所述隔磁腔中；所述隔磁腔内还固定设有主轴；所述主轴和所述导流器之间设有衔铁，所述衔铁滑动连接所述隔磁腔；所述衔铁和所述主轴之间设有弹性件；

所述主轴固定连接所述阀座；所述衔铁固定连接所述阀芯柱的第一端部，所述阀芯柱的第二端部依次穿过所述衔铁、主轴和阀座，固定连接所述阀芯头；所述阀芯柱滑动连接所述主轴和阀座。

可选的，所述隔磁套上套设有导磁套，所述导磁套固定连接所述壳体；所述导磁套的内径大于所述隔磁套的外径；

所述导磁套的顶部和所述隔磁套之间固定设有端盖；所述主轴的底部伸出所述隔磁腔；所述导磁套的底部和所述主轴的底部之间固定设有导磁件。

可选的，所述端盖和所述导磁件之间设有线圈架；所述线圈架固定套设于所述隔磁套上；所述线圈架上缠绕有驱动线圈，所述驱动线圈电连接有电极片；

所述隔磁套上还套设有第一o型圈；所述阀座上还套设有第二o型圈和隔热环；

所述端盖、导磁套、导磁件、主轴、衔铁和阀芯的材料为软磁不锈钢。

可选的，所述导流器的相对的两面分别为顶面和底面；所述导流器的底部固定设有导流安装部，所述导流安装部环绕所述导流器的侧面设置；

所述导流安装部的外周部凸出形成导流凸部；所述导流凸部、导流安装部底面和导流器的底面围设成导流安装槽，所述液气混合槽贯通所述导流安装槽的槽底的中央；

所述导流安装部的底面和所述导流器的底面处于同一平面；所述导流器为圆柱结构，所述导流器的侧面为圆柱面；所述导流安装部和导流凸部均为圆环结构；所述液体导流孔的孔径小于所述液气混合槽的直径。

可选的，所述衔铁的底面上开设有衔铁槽，所述衔铁槽的槽底开有贯通所述衔铁的顶面的衔铁孔；所述衔铁孔的面积小于所述衔铁槽的面积，所述衔铁槽和衔铁孔组成一阶梯孔结构；所述阀芯柱的第一端部穿设于所述衔铁孔内，与所述衔铁孔固定连接；

所述主轴上开设有贯通所述主轴的顶面和底面的主轴孔，所述主轴孔的形状和衔铁槽的形状匹配；所述阀芯柱穿设于所述主轴孔内，与所述主轴孔滑动连接；

所述阀座孔的面积小于主轴孔的面积，所述阀座孔和主轴孔组成一阶梯孔结构；所述阀座孔的形状与所述阀芯柱的形状匹配；

所述弹性件为弹簧；所述弹簧套设于所述阀芯柱上，并位于所述主轴孔内；所述弹簧的第一端抵触所述衔铁槽与衔铁孔之间的阶梯面，所述弹簧的第二端抵触所述主轴孔和阀座孔之间的阶梯面。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一体化液气两相流体精密计量喷雾电磁阀，气体从切向气体导入孔进入液气混合槽形成旋转气流，液体从液体导入孔进入液气混合槽。在液气混合槽内，旋转气流与液体摩擦，实现液体和气体的旋转混合，使液气两相混合更均匀，液体的雾化效果更好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的喷雾电磁阀的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的导流器的结构示意图。

图3为本发明实施例提供的导流器的另一结构示意图。

图4为本发明实施例提供的导流器的又一结构示意图。

图5为本发明实施例提供的喷雾电磁阀的另一结构示意图。

图6为本发明实施例提供的喷射组件的结构示意图及截面图。

图示说明：10、导流器；101、液气混合槽；102、气体导入孔；103、液体导入孔；104、液体导流孔；11、导流安装部；111、导流凸部；112、导流安装槽；20、壳体；30、驱动组件；301、第一o型圈；31、隔磁套；32、主轴；33、衔铁；34、弹性件；35、导磁套；351、导磁件；36、端盖；37、线圈架；38、驱动线圈；39、电极片；40、喷射组件；401、第二o型圈；402、隔热环；41、阀座；411、喷口；42、阀芯；421、阀芯柱；4211、阀芯腔；4212、喷射间隙；4213、旋流槽；422、阀芯头。

具体实施方式

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供一种一体化液气两相流体精密计量喷雾电磁阀，可使液气两相充分混合，获得极小颗粒的喷雾。

请参考图1。该一体化液气两相流体精密计量喷雾电磁阀包括导流器10、壳体20、驱动组件30和喷射组件40。导流器10、驱动组件30和喷射组件40均安装于壳体20上。图1中的实心箭头为气体流向，空心箭头为液体流向。

下面对各结构进行详细地描述。

请参考图2和图3。导流器10包括相对的两面(图3中导流器10的顶面和底面)，其中一面上开设有液气混合槽101。导流器10还包括与相对的两面均相邻的侧面，导流器10的侧面上开设有若干切向气体导入孔102，各切向气体导入孔102连通液气混合槽101。导流器10的侧面上还开设有液体导入孔103，液体导入孔103连通液气混合槽101。

液气混合槽101为圆形槽，切向气体导流的孔壁与液气混合槽101的槽壁相切。各切向气体导入孔102处于同一高度。若干切向气体导入孔102环形均布于导流器10的侧面上。液体导入孔103与导流器10的底面之间的距离大于切向气体导入孔102与导流器10的底面之间的距离，液体导入孔103通过液体导流孔104连通液气混合槽101的槽底。

导流器10的底部固定设有导流安装部11，导流安装部11环绕导流器10的侧面设置。导流安装部11的底面和导流器10的底面处于同一平面。导流安装部11的外周部凸出形成导流凸部111。导流凸部111、导流安装部11的底面和导流器10的底面围设成导流安装槽112，液气混合槽101贯通导流安装槽112的槽底的中央。

导流器10为圆柱结构，导流器10的侧面为圆柱面。导流安装部11和导流凸部111为圆环结构。液体导流孔104的孔径小于液气混合槽101的直径。

在本实施例中，切向气体导入孔102为3-9个，环形均布于导流器10的侧面上。各切向气体导入孔102处于同一高度。切向气体导入孔102的形状可为方孔、圆孔或者椭圆孔等。

通过导流器10的设计，从切向气体导入孔102进入的气体，在液气混合槽101中形成旋转气流。液体经由液体导入孔103和液体导流孔104，进入液气混合槽101，与旋转气流摩擦混合，实现液体和气体的旋转混合。由此，可使液体和气体充分混合，并将液气混合体精准地导入下一流程。

请参考图4。导流器10固定设于壳体20的内部，壳体20的内表面和导流器10的外表面之间形成气体腔21，各切向气体导入孔102均连通气体腔21。壳体20的外表面上开设有气体入口22，气体入口22通过气体流道23连通气体腔21。

由此，气体从壳体20外表面的气体入口22进入气体腔21，再通过切向气体导入孔102进入液气混合槽101。

进一步的，壳体20的外表面还开设有连通液体导入孔103的液体入口，以便于导入液体。导流安装部11和壳体20之间还设有密封件，防止气体泄漏。

驱动组件30包括隔磁套31，隔磁套31固定设于壳体20的内部，隔磁套31的内部中空形成隔磁腔，隔磁腔贯通隔磁套31的顶面和底面。

导流器10固定连接隔磁套31。具体的，隔磁套31的顶面开设有与导流凸部111相匹配的隔磁安装槽，导流凸部111固定设于隔磁安装槽中。

隔磁腔内固定设有主轴32。主轴32和导流器10之间设有衔铁33，衔铁33可在隔磁腔内上下滑动。衔铁33和主轴32之间设有弹性件34。

隔磁套31上套设有导磁套35，导磁套35固定设于壳体20的内部。导磁套35的内径大于隔磁套31的外径。

导磁套35的顶部和隔磁套31的顶部之间固定设有端盖36。端盖36套设于隔磁套31上，固定连接隔磁套31和导磁套35。

导磁套35的长度大于隔磁套31的长度。主轴32的底部从隔磁腔内伸出，和导磁套35的底部之间固定设有导磁件351，导磁件351套设于主轴32上，固定连接主轴32和导磁套35。导磁件351和导磁套35为一体成型结构。

端盖36和导磁件351之间设有线圈架37。线圈架37套设于隔磁套31上，固定连接导磁件351。线圈架37的环形面上开设有一环形线圈槽，环形线圈槽内缠绕有驱动线圈38。驱动线圈38电连接电极片39。

端盖36、导磁套35、导磁件351、主轴32、衔铁33和隔磁套31构成磁回路。电极片39和驱动线圈38构成电驱动回路。

当电极片39加上控制信号时，驱动线圈38通电，衔铁33受到向下的电磁力作用朝靠近主轴32的方向移动，进而使喷雾电磁阀打开并使弹性件34压缩。控制信号消失时，驱动线圈38断电，弹性件34复位，使衔铁33受到向上的力朝背离主轴32的方向移动，进而使喷雾电磁阀关闭。

具体的，导磁套35上开设有供电极片39突出的缺口，便于电极片39电连接驱动线圈38。

请参考4和图5。喷射组件40包括阀芯42和阀座41。阀座41的顶部伸入隔磁腔，与主轴32的底部固定连接。

阀芯42包括阀芯柱421和阀芯头422，阀芯柱421的第一端部固定连接衔铁33，阀芯柱421的第二端部依次穿过衔铁33、主轴32和阀座41，固定连接阀芯头422。阀芯柱421滑动连接主轴32和阀座41。

具体的，衔铁33的底面上开设有衔铁槽，衔铁槽的槽底开有贯通衔铁33的顶面的衔铁孔，衔铁孔的面积小于衔铁槽的面积，使得衔铁槽和衔铁孔组成一阶梯孔结构。阀芯柱421的第一端部穿设于衔铁孔内，与衔铁孔固定连接。

主轴32上开设有贯通主轴32的顶面和底面的主轴孔，主轴孔的形状和衔铁槽的形状匹配。阀芯柱421穿设于主轴孔内，与主轴孔滑动连接。

阀座41的底面开设有喷口411，阀座41的顶面开设有贯通喷口411的阀座孔。阀座孔的面积小于主轴孔的面积，使得阀座孔和主轴孔组成一阶梯孔结构。阀座孔的形状与阀芯柱421的形状匹配。

弹性件34为弹簧。弹簧套设于阀芯柱421上，位于主轴孔内。弹簧的第一端抵触衔铁槽与衔铁孔之间的阶梯面，弹簧的第二端抵触主轴孔和阀座孔之间的阶梯面。

具体的，主轴32的底面开设有主轴安装槽。阀座41的顶面中央凸起形成阀座凸部，阀座凸部嵌入主轴安装槽中。主轴孔贯通主轴安装槽的槽底。阀座孔贯通阀座凸部的顶面。

阀芯柱421的内部中空形成阀芯腔4211，阀芯腔4211贯通阀芯柱421的顶面。阀芯柱421朝向阀芯头422的部分向阀芯柱421的中轴线凹陷，与阀座孔之间形成喷射间隙4212，阀芯腔4211的底部设有若干旋流槽4213，各旋流槽4213连通喷射间隙4212和阀芯腔4211。

液气混合体从导流器10流至阀芯腔4211内，并通过旋流槽4213流至喷射间隙4212。旋流槽4213使液气混合体的湍流状态加剧，气液两相进一步混合均匀。

具体的，旋流槽4213的数量为3-8个，多个旋流槽4213环绕阀芯柱421的轴线360°等分分布，形成旋流趋势。旋流槽4213的方向并未直接朝向阀芯柱421的轴线，而是与阀芯柱421的轴线形成预定倾斜角度，该预定倾斜角度为5-20°。

阀芯头422设于阀座41底面的喷口411处。衔铁33处于初始位置时，阀芯头422堵住喷口411，此时，外部压强高于喷射间隙4212的压强，喷雾电磁阀关闭。

衔铁33受驱动线圈38的影响下移时带动阀芯柱421下移，进而使阀芯头422下移，阀芯头422和喷口411之间形成拉瓦尔喷管结构。此时，喷射间隙4212的压强大于外部的压强。在拉瓦尔喷管结构的作用下，液气混合体以高速喷出，获得极小颗粒喷雾。

通过通电控制驱动线圈38的电磁状态可控制喷口411喷出的流量，具体的可通过调整驱动输入脉宽、占空比等得到对应流量。

具体的，阀芯头422为球体阀芯头。喷口411为梯形槽喷口，梯形槽喷口411的槽口面积大于槽底面积。梯形槽喷口的槽壁与球体阀芯头的球面构成先收缩后扩张的拉瓦尔喷管结构。

在本实施例中，隔磁套31从壳体20的顶面伸出的环形面上开设有环形隔磁套槽，环形隔磁套槽内套设有第一o型圈301。阀座41的环形面上开设有环形阀座密封槽，环形阀座密封槽内套设有第二o型圈401。第一o型圈301和第二o型圈401使得喷雾电磁阀在安装时密封良好。

环形阀座密封槽的下方还开设有环形阀座隔热槽，环形阀座隔热槽内套设有隔热环402。隔热环402用于防止发动机缸头温度传至阀座41。

具体的，端盖36、导磁套35、导磁件351、主轴32、衔铁33和阀芯42的材料为软磁不锈钢。导流器10、阀座41、隔磁套31和弹簧的材料为不锈钢。阀芯42选用软磁不锈钢，则阀芯42也可受到磁场的作用移动，进一步增加喷雾电磁阀的开闭效果。

壳体20、隔热环402、线圈架37的材料为工程塑料。第一o型圈301和第二o型圈401的材料为橡胶。

本实施例提供的一体化液气两相流体精密计量喷雾电磁阀，通过导流器10的切向气体导入孔102在液气混合槽11内形成旋转气流，使液气两相旋转混合；通过旋流槽4213使液气两相进一步混合均匀，通过拉瓦尔喷管结构使液气混合体以高速喷出喷孔，获得极小颗粒喷雾。该喷雾电磁阀的效果十分有利于发动机燃烧系统的燃油及发动机尾气排放系统的尿素溶液计量与雾化。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。