一种旁通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种旁通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀，通过浮动阀座结构，避免由于燃气喷射阀内外压力不平衡导致的反向泄漏，保证了燃气喷射阀工作的可靠性；通过旁通结构和导流腔结构实现进气和导流过程；通过压电执行器的控制实现阀芯的控制，气路的控制，实现燃气阀喷气的功能；通过外导向结构与压力平衡孔、压力平衡槽相配合，保证阀芯的垂直度，实现气流的稳定工作，可靠工作，实现高响应速度；通过轴向主气槽直接进气和周向补气孔进气的混合进气方式，实现大流量，有效地提高发动机的供气效率，同时可以避免气流干涉，实现气路的稳定；通过阀芯和阀座间的多道环带结构，实现燃气喷射阀的面密封，高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种旁通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀
本专利技术涉及的是一种燃气喷射阀，具体地说是天然气发动机燃气喷射阀。
技术介绍
近年来，随着我国石油消耗的快速增长，石油严重依赖进口。天然气燃烧清洁并且在我国储量丰富，使其成为最有可能替代柴油的燃料。天然气发动机作为船舶动力，特别作为内河船的推进动力具有很好的应用前景。作为天然气发动机的燃料供给装置，燃气喷射阀的性能直接决定天然气发动机的经济性与排放性能。目前，天然气发动机在全工况状态下工作时常有燃气量供应不足的情况，导致发动机全工况运行时的转速不稳现象，在大功率发动机上会更加严重，这严重影响着发动机的正常使用和发动机的性能。在发动机工况恶劣的情况下，喷射阀容易出现反向泄漏的情况。同时，为了实现更灵活的喷气控制。因此，需要设计一种具有防反向泄漏功能且可变升程的喷射阀。同时，需要开发响应速度快、控制精度高、可靠性好的大流量燃气喷射阀，使其流通能力能满足天然气发动机在高负荷状态下正常工作需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供响应速度快、控制精度高、可靠性高、气压稳定、高效密封、大流量、具有防反向泄漏功能的一种旁通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀。本专利技术的目的是这样实现的：本专利技术一种旁通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀，其特征是：包括阀体、浮动阀座、阀杆、压电晶体、液力放大器、隔板、阀芯组合体，阀体上固定有固定块，固定块中部开有直槽，压电晶体安装在直槽里，阀体中部设置隔板，隔板上方设置液力放大器，隔板下方设置阀芯组合体，所述液力放大器包括大活塞、小活塞、套筒，套筒设置在隔板上，套筒上端的中心为粗出口，套筒上端的端部为细出口，大活塞设置在粗出口里，小活塞设置在细出口里，大活塞的凸缘与套筒之间设置大活塞支撑弹簧，小活塞的凸缘与套筒之间设置小活塞支撑弹簧，大活塞、小活塞下方的套筒里充有液压油，大活塞上表面与压电晶体下表面贴合在一起，大活塞外部设置圆环盘，小活塞上表面与圆环盘下表面贴合，圆环盘和固定块里均设置凹槽，复位弹簧的两端分别布置在圆环盘和固定块的凹槽里；所述的阀芯组合体包括衔铁、弹簧座、底板、阀芯，衔铁、底板、阀芯自上而下布置同时通过紧固螺栓连接在一起，弹簧座位于衔铁外部并与衔铁之间形成环形槽，隔板下表面设置环形槽，复位弹簧的两端分别布置在隔板的环形槽和弹簧座的环形槽内，衔铁中心处设置压力平衡孔，底板上设置压力平衡槽，阀芯为中空结构，压力平衡孔、压力平衡槽、阀芯的中空部分相通，阀芯上设置密封环带和肋片，阀芯上表面开设轴向主气槽，密封环带形成环腔，肋片上开有周向补气孔，隔板上分别设置通孔和通气孔，阀杆的中部穿过通孔，阀杆的上部与圆环盘相连，阀杆的下方通过卡簧与衔铁固定在一起；所述浮动阀座包括导向基座、阀座，导向基座固定在阀体里，阀座位于阀芯下方，导向基座内圈设置有T形结构，阀座外圈通过设置与其配合的T形结构安装在导向基座里，阀座复位弹簧的两端分别固定在阀座和阀芯上，阀座上设置出气环带，出气环带位于环腔下方，出气环带下方设置出气口。本专利技术还可以包括：1、在阀座和导向基座之间设置两重防漏气结构，第一重防漏气结构是在阀座和导向基座连接处上方安装可变形密封圈，可变形密封圈内沿上方加装压紧垫圈，第二重防漏气结构是在阀座和导向基座的T形结构连接处设置两层密封胶圈，在阀座和导向基座之间的T形结构连接处设置弹性垫圈。2、阀体上设置进气口，进气口位于阀体向外伸出的部分，进气口下方形成导流腔，进气口、导流腔相通；气体由进气口垂直流入阀体内，沿着导流腔流入充满阀体内部，压电晶体通电后，压电晶体受到电流激励从而伸长，大活塞随之向下运动，液压油压力升高，液力放大器上的小活塞向上运动，圆环盘带动阀杆亦向上运动，在卡簧的固定作用下，带动阀芯组合体向上运动，气路开启，燃气阀开启，气体由轴向主气槽和周向补气孔的混合进气方式流入，通过环腔，由出气口垂直流出；压电晶体断电后，压电晶体缩短，在大活塞支撑弹簧的作用下，大活塞回到初始位置，液压油压力下降，在主复位弹簧的作用下，圆环盘、小活塞向下运动，阀杆、阀芯组合体随之向下运动，直至液力放大器内压力回到初始状态，大活塞、小活塞回到初始位置，阀芯组合体回到初始位置，燃气阀关闭。本专利技术的优势在于：本专利技术采用带浮动阀座的结构，其能够有效防止燃气喷射阀出现反向泄漏的情况并具有减震的功能，保证了燃气喷射阀工作的可靠性及安全性；通过旁通结构和导流腔结构实现进气和导流过程；通过压电执行器的控制实现阀芯的控制，气路的控制，实现燃气阀喷气的功能；通过外导向结构与压力平衡孔、压力平衡槽相配合，保证阀芯的垂直度，能够有效抑制燃气喷射阀内部燃气压力的波动，实现气流的稳定工作，可靠工作，实现高响应速度；通过轴向主气槽直接进气和周向补气孔进气的混合进气方式，实现大流量，有效地提高发动机的供气效率，同时可以避免气流干涉，实现气路的稳定；通过阀芯和阀座间的多道环带结构，实现燃气喷射阀的面密封，高可靠性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的阀芯组合体结构示意图；图3为本专利技术的气路走向示意图；图4为阀芯结构俯视图；图5为阀芯结构三维结构图；图6为浮动阀座结构放大图；图7为浮动阀座受力图。具体实施方式下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述：结合图1-7，图1为本专利技术旁通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀的整体结构示意图，主要由压电执行器3、主复位弹簧11、辅复位弹簧4、阀芯组合体18、阀体1和浮动阀座20组成。压电执行器3通过固定螺栓12固定在阀体1上，在压电执行器3下方自上而下依次布置有阀芯组合体18、浮动阀座20。如图2所示，一种旁通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀的阀芯组合体18主要由衔铁21、弹簧座22、紧固螺栓29、垫片27、底板23和阀芯24组成，衔铁21通过紧固螺栓29与底板23、阀芯24连接在一起，衔铁21与底板23之间布置有一层垫片27，弹簧座22安装在底板23的上方，其内部的侧表面与衔铁21的侧表面相接触，主复位弹簧11的两端分别位于隔板17与弹簧座22的环形槽内，衔铁11中心开有压力平衡孔26，底板23上开有一定数量的压力平衡槽28，避免衔铁21受到轴向力，使衔铁21处内外气路压力更易达到平衡，提高衔铁21响应速度。衔铁11中心处的压力平衡孔26配合底板23上的压力平衡槽28使得阀芯组合体18内部空间与外部空间连通，内外气路达到平衡，阀芯组合体18的内外燃气无压力差，避免自身在运动时受到额外的轴向力，阀芯24由阀芯主体、肋片31和密封环带25组成。阀芯组合体18整体布置在压电执行器下方。压电执行器3由压电晶体2、液力放大器、压电晶体复位弹簧4、圆盘6、阀杆9组成，其中液力放大器由大活塞5、大活塞支撑弹簧13、小活塞14、小活塞支撑弹簧15和套筒8组成，液力放大器布置在阀体1上的隔板17上方，套筒8内布满一定压力的燃油，大活塞5、小活塞14与套筒8之间的配合面均设有密封环7实现密封；压电晶体2与液力放大器中的大活塞5上表面相接触，利用大活塞支撑弹簧13使二者紧密贴合，二者布置于圆盘6中心所开的圆孔内，液力放大器中的小活塞14对称布置有四个，利用小活塞支撑弹簧15使其与圆盘6紧密贴合，圆盘6两侧开有螺纹孔，与阀杆9实现螺纹连接，阀杆9下方通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旁通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀，其特征是：包括阀体、浮动阀座、阀杆、压电晶体、液力放大器、隔板、阀芯组合体，阀体上固定有固定块，固定块中部开有直槽，压电晶体安装在直槽里，阀体中部设置隔板，隔板上方设置液力放大器，隔板下方设置阀芯组合体，所述液力放大器包括大活塞、小活塞、套筒，套筒设置在隔板上，套筒上端的中心为粗出口，套筒上端的端部为细出口，大活塞设置在粗出口里，小活塞设置在细出口里，大活塞的凸缘与套筒之间设置大活塞支撑弹簧，小活塞的凸缘与套筒之间设置小活塞支撑弹簧，大活塞、小活塞下方的套筒里充有液压油，大活塞上表面与压电晶体下表面贴合在一起，大活塞外部设置圆环盘，小活塞上表面与圆环盘下表面贴合，圆环盘和固定块里均设置凹槽，复位弹簧的两端分别布置在圆环盘和固定块的凹槽里；所述的阀芯组合体包括衔铁、弹簧座、底板、阀芯，衔铁、底板、阀芯自上而下布置同时通过紧固螺栓连接在一起，弹簧座位于衔铁外部并与衔铁之间形成环形槽，隔板下表面设置环形槽，复位弹簧的两端分别布置在隔板的环形槽和弹簧座的环形槽内，衔铁中心处设置压力平衡孔，底板上设置压力平衡槽，阀芯为中空结构，压力平衡孔、压力平衡槽、阀芯的中空部分相通，阀芯上设置密封环带和肋片，阀芯上表面开设轴向主气槽，密封环带形成环腔，肋片上开有周向补气孔，隔板上分别设置通孔和通气孔，阀杆的中部穿过通孔，阀杆的上部与圆环盘相连，阀杆的下方通过卡簧与衔铁固定在一起；所述浮动阀座包括导向基座、阀座，导向基座固定在阀体里，阀座位于阀芯下方，导向基座内圈设置有T形结构，阀座外圈通过设置与其配合的T形结构安装在导向基座里，阀座复位弹簧的两端分别固定在阀座和阀芯上，阀座上设置出气环带，出气环带位于环腔下方，出气环带下方设置出气口。...

【技术特征摘要】
1.一种旁通式带浮动阀座的压电式外导向燃气喷射阀，其特征是：包括阀体、浮动阀座、阀杆、压电晶体、液力放大器、隔板、阀芯组合体，阀体上固定有固定块，固定块中部开有直槽，压电晶体安装在直槽里，阀体中部设置隔板，隔板上方设置液力放大器，隔板下方设置阀芯组合体，所述液力放大器包括大活塞、小活塞、套筒，套筒设置在隔板上，套筒上端的中心为粗出口，套筒上端的端部为细出口，大活塞设置在粗出口里，小活塞设置在细出口里，大活塞的凸缘与套筒之间设置大活塞支撑弹簧，小活塞的凸缘与套筒之间设置小活塞支撑弹簧，大活塞、小活塞下方的套筒里充有液压油，大活塞上表面与压电晶体下表面贴合在一起，大活塞外部设置圆环盘，小活塞上表面与圆环盘下表面贴合，圆环盘和固定块里均设置凹槽，复位弹簧的两端分别布置在圆环盘和固定块的凹槽里；所述的阀芯组合体包括衔铁、弹簧座、底板、阀芯，衔铁、底板、阀芯自上而下布置同时通过紧固螺栓连接在一起，弹簧座位于衔铁外部并与衔铁之间形成环形槽，隔板下表面设置环形槽，复位弹簧的两端分别布置在隔板的环形槽和弹簧座的环形槽内，衔铁中心处设置压力平衡孔，底板上设置压力平衡槽，阀芯为中空结构，压力平衡孔、压力平衡槽、阀芯的中空部分相通，阀芯上设置密封环带和肋片，阀芯上表面开设轴向主气槽，密封环带形成环腔，肋片上开有周向补气孔，隔板上分别设置通孔和通气孔，阀杆的中部穿过通孔，阀杆的上部与圆环盘相连，阀杆的下方通过卡簧与衔铁固定在一起；所述浮动阀座包括导向基座、阀座，导向基座固定在阀体里，阀座位于阀芯下方，...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋恩哲，王毓源，范立云，孙军，姚崇，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23