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CN105089892A - 用于控制气体介质的阀 - Google Patents

用于控制气体介质的阀 Download PDF

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CN105089892A CN201510225073.5A CN201510225073A CN105089892A CN 105089892 A CN105089892 A CN 105089892A CN 201510225073 A CN201510225073 A CN 201510225073A CN 105089892 A CN105089892 A CN 105089892A
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Abstract

本发明涉及一种用于控制气体介质、尤其气体燃料的阀，包括：具有环绕的第一阀座(21)和环绕的第二阀座(22)的阀座架(2)；关闭元件(3)，该关闭元件设置用于释放和关闭布置在该第一阀座(21)和该第二阀座(22)之间的至少一个通道孔(4)；用于操纵该关闭元件(3)的致动器(9)；和第一气体室(5)以及第二气体室(6)，其中，该第一阀座(21)和该第二阀座(22)布置在所述第一和第二气体室(5，6)之间。

Description

用于控制气体介质的阀
技术领域
本发明涉及一种用于控制气体介质、尤其气体燃料的阀。
背景技术
从现有技术中已知不同构型的用于控制介质的阀。尤其在机动车领域，除了使用液体燃料，最近也加大使用气体燃料，像例如天然气或者沼气。然而在这种情况下迄今用于液体燃料的阀常常并不符合对气体阀的要求。大的发动机也需要较大的气体量，这在只具有一个阀座的阀中导致非常大的直径或者非常大的行程。此外，由DE102012211573A1已知一种气体阀，在该气体阀中，单独的弹性体密封元件环形地密封在第一和第二凸缘上。这种阀尤其能够用在相对低温中或者内燃机冷启动的时候。与液态介质相比，气体介质的另一个问题在于，在同等发热量情况下气体介质具有较大的体积。因此必须有较大的气体量能够流过气体阀。然而在这种情况下阀的行程应尽可能小，以保证短的打开和关闭时间。因此希望提供具有短的行程和能够配量大的气体量的这类气体阀。
发明内容
与现有技术相比，具有权利要求1特征的用于控制气体介质的本发明阀具有该优点：能够在行程小的情况下配量大的气体量。在此，阀行程这样构造，使得仅还存在小的运动质量，由此能够进一步改善阀的打开时间和关闭时间。这根据本发明通过阀的阀座的巧妙结构实现。在此，根据本发明的阀具有阀座架，该阀座架具有第一和第二环绕的阀座。在此设置关闭元件用于释放或关闭布置在两个阀座之间的至少一个通道孔。该关闭元件借助致动器来驱动并且该阀还包括第一和第二气体室。根据本发明的构构造在此是这样的：两个阀座布置在第一和第二气体室之间。从而使得在打开阀的时候气体介质能够从阀座的两侧流向通道孔。
从属权利要求示出本发明的优选扩展。
阀座架优选包括一突起的、环绕的法兰，所述两个阀座设置在该法兰上。法兰在此具有一定的宽度，从而能够在轴线方向上穿过该法兰设置至少一个通道孔。
此外优选，第一和第二气体室通过连接孔互相连通，其中，连接孔穿过法兰延伸。由此可以实现阀的特别紧凑的构造。
紧凑的构造还由此达到：优选第一气体室是柱形的和/或第二气体室是环形的。此外优选，在阀的关闭状态下第一气体室和第二气体室仅通过连接孔连通。
为了进一步减少阀的零件数量，尤其降低阀的制造成本，优选关闭元件也设置为致动器的衔铁。在这种情况下，关闭元件和衔铁是一单件式构件。
此外优选，在突起的法兰中在周向上交替地设置通道孔和用于连通两个气体室的连接孔。由此能实现均匀的流动形成。
为了在阀打开的情况下通过大的气体量，通道孔优选设置为弧形的缝槽。用于连通两个气体室的连接孔优选构造为柱形开口。
如果优选在关闭元件中设置一居中开口用于导入气体介质，则能够使关闭元件进一步减小重量。在此，该居中开口优选直连通到第一气体室中。在此，关闭元件的壁构造得尽可能薄。由于关闭元件同时是衔铁，必须将关闭元件的厚度设计得能够实现往复磁铁的足够大的力。
根据本发明的另一优选构型，第一气体室的容积大约等于第二气体室的容积。由此保证在阀打开的情况下气体介质经第一阀座和第二阀座均匀流入。
根据本发明的阀尤其被用于控制气体燃料、尤其天然气。在此，该阀既能用于静止的内燃机中，也能用于机动车的内燃机中。
附图说明
下面参照附图详细阐述本发明的优选实施例。附图中示出：
图1从下面看的根据本发明的阀的示意视图，
图2该阀在关闭状态下的沿着图1的线A-A的剖视图，
图3该阀在关闭状态下的、沿着图1的线B-B的剖视图，
图4图3的放大的局部图，
图5该阀的关闭元件从上侧看的示意立体视图，
图6图5的关闭元件从背面看的示意立体视图，
图7该阀在打开状态下的与图3中的视图相应的示意剖视图。
具体实施方式
下面参照图1至图7详细阐述根据本发明优选实施例的用于控制气体燃料的阀1。
如从图2和图3可以看出的那样，阀1包括具有第一阀座21和第二阀座22的阀座架以及包括关闭元件3。关闭元件3借助致动器9来操纵，该致动器在此实施例中为具有线圈90和回路体91的电磁致动器。复位元件8在此使关闭元件3复位到分别在图2和图3中示出的、关闭的初始位置。
阀座架2具有环绕的、从阀座架2的底板突起的法兰20。在此，在法兰20的自由端上设置有第一阀座21和第二阀座22。这两个阀座21，22在此环形环绕地并且相互共轴地布置。线X-X表示阀1的中轴线。
阀1还包括第一气体室5和第二气体室6。第一气体室5在此设置在法兰20的内部，具有柱状的几何形状。第二气体室6布置在法兰20之外并且具有环状的形状(见图2和3)。
在法兰20中设有多个连接孔7，这些连接孔将第一气体室5和第二气体室6连通。这可从图2看出。连接孔7在此垂直于中轴线X-X布置。
关闭元件3具有居中开口32，使得气体燃料能通过该居中开口32直接被输入到第一气体室5中。气体燃料然后从第一气体室5经连接孔7输送给第二气体室6。
关闭元件3是单件式构件，包括关闭区域30和衔铁区域31。如从图3看出的那样，在此，居中开口32构造有尽可能大的直径D1，使得关闭元件3的质量尽可能小。从而实现阀的快的打开时间和关闭时间。在此，复位元件8支撑在衔铁区域31的边缘33上。此外在回路体91中还设置有凸肩92，复位元件8支撑在该凸肩上。
阀座架2还与壳体件10例如借助焊接固定连接。
如从图5和图6看出的那样，连接孔7以及通道孔4在阀座架2的法兰20中分别交替地布置。在此，通道孔4平行于阀的中轴线X-X延伸而连接孔7垂直于该中轴线。此外，通道孔4设置有弧形的几何形状，使得通道孔4的横截面尽可能大，从而能够将尽可能大的气体量通过通道孔4喷入。
如从图4的放大视图可看出的那样，阀座21，22尤其在向通道孔4的过渡部上构造得尽可能有利于流动。在阀的关闭状态中，第一和第二气体室5，6只通过连接孔7连通。
根据本发明的阀1的功能在此如下。在致动器8被激活后，关闭元件3如在图7中所示在箭头F方向上被吸引。图7在此示出关闭元件3在其碰撞到回路体91上时的最大行程。在此，致动器的力当然必须比复位元件8的复位力大。通过这种方式，气体燃料可以如通过图7中的箭头G和H所示出的那样通过回路体91流入关闭元件3的居中开口32中，并且从那流入第一气体室5中。由于阀现在是打开的，气体能够同时从第一气体室5和第二气体室6流入通道孔4中。这在图7中通过箭头L和M示出。因此，气体能经过第一和第二阀座21，22从两侧流入通道孔4中。因而，根据本发明，能够在阀行程小的情况下有大的气体量流入通道孔4中并且直接喷入内燃发动机的燃烧室或进气管中。因为关闭元件3只具有小的质量，还能获得快的打开时间和关闭时间。还可以通过小的重量得到关闭元件的更好的耐久性，因为要吸引的碰撞能量显著减小。
为了关闭阀，致动器的电流被断开，从而，复位元件8使关闭元件3又复位到在图2和图3示出的关闭的初始位置中。
对于所说明的实施例还要注意，也可以使用压电致动器来取代电磁致动器。

Claims (10)

1.用于控制气体介质、尤其气体燃料的阀，包括
-具有环绕的第一阀座(21)和环绕的第二阀座(22)的阀座架(2)，
-关闭元件(3)，该关闭元件设置用于释放和关闭布置在该第一阀座(21)和该第二阀座(22)之间的至少一个通道孔(4)，
-用于操纵该关闭元件(3)的致动器(9)和
-第一气体室(5)以及第二气体室(6)，
-其中，该第一阀座(21)和该第二阀座(22)布置在所述第一和第二气体室(5，6)之间。
2.根据权利要求1的阀，其特征为，所述第一和第二阀座(21，22)设在从所述阀座架(2)突起的、环绕的法兰(20)上。
3.根据权利要求2的阀，其特征为，所述第一和第二气体室经穿过所述法兰(20)延伸的连接孔(7)互相连通。
4.根据以上权利要求之一的阀，其特征为，第一气体室(5)是柱形的和/或第二气体室(6)是环形的。
5.根据权利要求3或4的阀，其特征为，在该阀的关闭状态中，所述第一气体室(5)只通过所述连接孔(7)与所述第二气体室(6)连通。
6.根据以上权利要求之一的阀，其特征为，所述关闭元件也设置为所述致动器(9)的衔铁并且所述关闭元件设置为单件式构件。
7.根据权利要求3至6之一的阀，其特征为，在突起的所述法兰(20)中在周向上交替地设置通道孔(4)和连接孔(7)。
8.根据以上权利要求之一的阀，其特征为，所述通道孔(4)为弧形的缝槽。
9.根据以上权利要求之一的阀，其特征为，所述关闭元件(3)具有居中开口(32)用于导入气体介质。
10.根据以上权利要求之一的阀，其特征为，所述第一气体室(5)的容积与所述第二气体室(6)的容积大致一样大。
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