先导式气体喷射阀的制作方法

本实用新型涉及气体喷射阀技术领域，尤其涉及一种双阀门大流量的气体喷射阀。

背景技术：

中国发明专利CN104197027A公开了一种整体式先导式气体喷射阀及其装配方法，该气体喷射阀具有两个阀门，其整体式阀芯具有两个阀片，一个阀片和一个阀座相适配构成一个阀门，前阀片的外径小于后阀片的外径，且前阀片的外径比后阀座的通气孔内径稍小，使阀芯可以整体从右向左装入。

上述气体喷射阀通过电磁力实现阀的开启，通过回位弹簧的弹簧力实现阀的关闭。如果应用于超大型气体喷射阀，随着阀门直径的增大，两阀片的面积差越来越大，气压力的合力越来越大，打开阀所需要的电磁力就会越来越大，因而对电磁力提出了更高的要求，实现阀的高速响应就变得越来越困难。

技术实现要素：

针对现有技术的上述不足，本实用新型提供一种先导式气体喷射阀，通过控制作用于阀芯上气压力的合力，实现阀芯的运动，以提高大质量阀芯的运动速度和阀的流量。

为解决上述技术问题，本实用新型的一种先导式气体喷射阀，包括：阀体，所述阀体开设有进气口和出气口；阀芯，所述阀芯安装于所述阀体内，所述阀芯设置有小阀片和大阀片，所述小阀片具有与所述阀体的相应表面匹配密封的小阀片密封面，所述大阀片具有与所述阀体的相应表面匹配密封的大阀片密封面；所述阀体内设置有隔墙，所述隔墙开设有第一贯通孔，所述阀芯的尾部与所述第一贯通孔滑动配合，所述阀芯的尾部与所述第一贯通孔之间设置有轴密封装置；所述隔墙将所述阀体的内腔分隔成位于前侧的高压腔和位于后侧的高低压转换腔，所述小阀片密封面与所述大阀片密封面之间的阀芯部分将所述高压腔分隔成第一高压腔和第二高压腔，所述第一高压腔与所述进气口连通，所述第一高压腔与所述第二高压腔通过开设于所述阀芯的第二贯通孔相连通，所述小阀片密封面与所述大阀片密封面之间的阀芯部分与所述阀体的相应内表面之间形成低压腔，所述低压腔与所述出气口连通；电磁阀，所述电磁阀具有分别与所述高压腔、所述低压腔以及所述高低压转换腔连通的工作流体接口，当所述高压腔与所述高低压转换腔连通时所述气体喷射阀关闭，当所述低压腔与所述高低压转换腔连通时所述气体喷射阀开启。

其中，所述电磁阀是二位三通电磁阀。

其中，所述轴密封装置是密封圈。

其中，所述高低压转换腔内设置有回位弹簧，所述回位弹簧顶靠于所述阀芯的尾部与所述阀体之间。

其中，所述高低压转换腔内的阀体设置有限制所述阀芯轴向移动行程的限位装置。

其中，所述阀体包括固定连接在一起的前阀体和后阀体，所述隔墙设置于所述后阀体。

本实用新型采用上述技术方案后，通过电磁阀控制作用于阀芯气压力的合力，实现阀芯的运动，相对于用电磁力驱动阀芯的公知技术，有两大优点：

1、与电磁驱动阀芯的电磁力相比，本实用新型作用于阀芯的气压力的合力可以设计得更大，容易实现阀芯特别是大质量阀芯的高速运动。

2、电磁驱动阀芯运动的气体喷射阀，随行程(气隙)的变大，电磁力会急速衰减，因此，阀的行程受到限制，而本实用新型所公开的气体喷射阀，采用气压力驱动阀芯运动，随着阀芯行程的增加，气压力对阀芯的合力几乎不会衰减，因此，设计上可大大提高阀芯的开启行程，从而提高气体喷射阀的流量。特别适用于大型或超大型气体喷射阀。

附图说明

图1是本实用新型先导式气体喷射阀实施例关闭状态的结构剖视图；

图2是图1中阀芯的结构示意图；

图3是本实用新型先导式气体喷射阀实施例开始开启瞬间的结构剖视图；

图4是本实用新型先导式气体喷射阀实施例开启状态的结构剖视图；

图5是本实用新型先导式气体喷射阀实施例开始关闭瞬间的结构剖视图；

图中，101-前阀体，102-后阀体，103-隔墙，104-进气口，105-出气口， 200-阀芯，201-小阀片，202-大阀片，203-第二贯通孔，204-阀芯尾部，300- 密封圈，400-回位弹簧，500-电磁阀，600-限位装置；

d1-小阀门密封面的有效密封直径，d2-大阀门密封面的有效密封直径，d- 阀芯尾部有效密封直径；

Sd1-小阀门有效受力面积，Sd2-大阀门有效受力面积，Sd-阀芯尾部有效受力面积；

P1-气体进气压力即高压腔压力,P2-低压腔压力即出气口压力；

A1-第一高压腔，A2-第二高压腔，B-高低压转换腔，C-低压腔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。为了便于描述，将阀芯的阀尾一端定义为“后”端，其相对的一端定义为“前”端。

如图1所示，一种先导式气体喷射阀，该阀处于关闭状态。前阀体101与后阀体102固定连接在一起形成阀体，隔墙103设置于后阀体102，前阀体101 开设有进气口104和出气口105。

阀芯200安装于阀体内。如图1和图2共同所示，阀芯200设置有小阀片 201和大阀片202，小阀片201具有与阀体的相应表面匹配密封的小阀片密封面，大阀片202具有与所述阀体的相应表面匹配密封的大阀片密封面。

隔墙103开设有第一贯通孔，阀芯尾部204与所述第一贯通孔滑动配合，阀芯尾部204与所述第一贯通孔之间设置有密封圈300，密封圈300可以是Y 型橡胶密封圈，也可以是O型橡胶密封圈或其它橡胶密封圈，也可以是其它一切能够对移动的轴(阀芯尾部204)进行密封的装置，从而使隔墙103两侧的腔体气密封隔离。

隔墙103将所述阀体的内腔分隔成位于前侧的高压腔和位于后侧的高低压转换腔B，所述小阀片密封面与所述大阀片密封面之间的阀芯部分将所述高压腔分隔成第一高压腔A1和第二高压腔A2，第一高压腔A1与进气口104连通，第一高压腔A1与第二高压腔A2通过开设于阀芯200的第二贯通孔203相连通，所述小阀片密封面与所述大阀片密封面之间的阀芯部分与所述阀体的相应内表面之间形成低压腔C，所述低压腔C与出气口105连通。

电磁阀500用于将高低压转换腔B与高压腔连通或与低压腔C连通，对作用于阀芯200气压力的合力进行控制，从而实现阀芯的运动。

电磁阀500的一个工作流体接口与所述高压腔连通，一个工作流体接口与低压腔C连通，一个工作流体接口与所述高低压转换腔B连通，当电磁阀500 得电时，高低压转换腔B与低压腔C连通，从而使气体喷射阀开启，当电磁阀 500失电时，高低压转换腔B与高压腔连通，从而使气体喷射阀关闭。实现气路切换的电磁阀的结构不局限于二位三通，一切能够实现上述功能的电磁阀都将落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型中，为了加强大小阀片的密封效果，在高低压转换腔B内设置回位弹簧400，回位弹簧400顶靠在阀芯尾部204与后阀体102之间。

本实用新型中，为了控制阀芯200的轴向移动行程，在高低压转换腔B内的阀体设置限位装置600。

以下通过计算，进一步说明本实用新型气体喷射阀开启和关闭的工作原理。

1、气体喷射阀关闭状态阀芯受力计算

如图1所示，电磁阀500断电，高低压转换腔B与高压腔连通，阀芯200 承受的气压力的合力为：

ΣF＝(P1Sd2+P2Sd1)-(P1Sd1+P2Sd2)＝△P△S

方向向左(阀关闭方向)

其中，Sd1＝πd1²/4,Sd2＝πd2²/4，△P＝P1-P2，△S＝Sd2-Sd1

阀片在气压力的作用下，与阀体相应表面紧紧贴合，阀处于关闭状态。

2、气体喷射开始开启瞬间阀芯受力计算

如图3所示，给电磁阀500通电，高压转换腔B与低压腔C连通，阀芯承受的向右(图示)的气压力：

F右＝P1Sd1+P2Sd2

阀芯承受的向左的气压力：

F左＝P1(Sd2-Sd)+P2Sd+P2Sd1

阀芯合力(向右)：

ΣF＝F右-F左＝P1Sd1+P2Sd2-P1(Sd2-Sd)-P2Sd-P2Sd1

＝(P1-P2)【Sd-(Sd2-Sd1)】

＝△P(Sd-△S)

通过设计，使△P(Sd-△S)大于回位弹簧400的弹力，即可保证阀芯200 右移打开。

3、阀开启后阀芯受力计算

如图4所示，阀芯右移打开后，气压力发生变化：

P1x---气体进气压力即高压腔压力，低于打开前压力；

P2x---低压腔压力即出气口压力，高于打开前压力；

△Px＝P1x-P2x<△P

阀芯承受的向右(图示)的气压力：

F右＝P1xSd1+P2xSd2

阀芯承受的向左的气压力：

F左＝P1x(Sd2-Sd)+P2xSd+P2xSd1

阀芯气压力合力(向右)：

ΣF＝F右-F左＝P1xSd1+P2xSd2-P1x(Sd2-Sd)-P2xSd-P2xSd1

＝(P1x-P2x)【Sd-(Sd2-Sd1)】

＝△Px(Sd-△S)

通过设计△Px(Sd-△S)大于回位弹簧400的弹力，即可保证阀保持在打开状态。

4、阀开始关闭瞬间阀芯受力计算

如图5所示，电磁阀500断电，高低压转换腔B与高压腔连通，阀芯承受的向右(图示)的气压力：

F右＝P1xSd1+P2xSd2

阀芯承受的向左的气压力：

F左＝P1xSd2+P2xSd1

阀芯气压力合力(向左)：

ΣF＝F左-F右＝P1xSd2+P2xSd1-P1xSd1-P2xSd2

＝(P1x-P2x)Sd2-(P1x-P2x)Sd1

＝△Px△S

在气压力合力和回位弹簧400的弹力的共同作用下，阀芯200向左运动关闭。

本实用新型不局限于上述实施例，一切基于本实用新型的构思、原理、结构及方法所作出的种种改进，都将落入本实用新型的保护范围之内。