鋼球式充氣閥的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種鋼球式充氣閥，包括閥體、充氣閥芯和彈簧，充氣閥芯包括鋼球、膠圈和通氣芯，閥體內(nèi)設(shè)置有貫通的通道，通道包括連續(xù)分布的入口通道、中間通道和出口通道，中間通道上靠近入口通道的一端具有圓柱面且所述圓柱面的直徑大于入口通道的直徑，在初始狀態(tài)和氣瓶充氣完畢時(shí)鋼球通過在圓柱面卡接的膠圈與圓柱面接觸密封，在氣瓶充氣時(shí)鋼球在被推動(dòng)的同時(shí)與膠圈和圓柱面分離，鋼球的直徑介于所述入口通道的直徑與中間通道的直徑之間，鋼球與通氣芯的一端直接或間接相連，通氣芯的另一端設(shè)置有內(nèi)外相通的通氣孔且彈簧設(shè)置在該端的通氣芯內(nèi)部。該鋼球式充氣閥具有加工簡(jiǎn)單，工作效率高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】鋼球式充氣閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種閥門【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種NGV天然氣汽車上使用的新型鋼球式充氣閥。
【背景技術(shù)】
[0002]在NGV (Natural Gas Vehicle，天然氣汽車)系統(tǒng)中，充氣閥是在天然氣汽車加氣時(shí)連接加氣槍與天然氣氣瓶的連接部件，傳統(tǒng)的充氣閥的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括閥體101、充氣閥芯和彈簧104，充氣閥芯包括膠圈102和通氣芯103，閥體101內(nèi)設(shè)置有充氣通道并具有錐面結(jié)構(gòu)，充氣閥芯設(shè)置于閥體101內(nèi)部，通氣芯103 —端為實(shí)心并通過膠圈102與該錐面密封，通氣芯103的另一端為空心并設(shè)置有內(nèi)外相通的通氣孔且該端的端頭與彈簧104相接；閥體101和通氣芯3均為不銹鋼件，膠圈102為定制橡膠，膠圈102是由于不銹鋼件閥體101的錐面與不銹鋼件通氣芯103之間無法無縫對(duì)接而設(shè)置的密封件，充氣閥芯采用通氣芯103與膠圈102硫化而成。
[0003]圖1所示的傳統(tǒng)充氣閥的工作原理是:天然氣氣瓶充氣時(shí)，壓縮天然氣從充氣閥入口 A進(jìn)入閥體101，克服彈簧104的阻力，壓縮天然氣推開充氣閥芯，即由通氣芯103與膠圈102硫化而成的充氣閥芯整體被推開，從圖1看是從左向右移動(dòng)，使密封面(膠圈102與閥體101的錐面)脫離，壓縮天然氣經(jīng)由通氣芯103上的通氣孔，到達(dá)充氣閥出口 B。繼而進(jìn)入天然氣氣瓶，給氣瓶充氣。充氣完畢，充氣閥芯(膠圈102和通氣芯103)在彈簧力和氣瓶?jī)?nèi)壓力的作用下回彈，重新與閥體101的錐面密封。
[0004]膠圈102與閥體101內(nèi)的錐面密封，膠圈102不固定且斜向受力，導(dǎo)致密封不可靠，膠圈102易損壞，由于充氣閥芯為不銹鋼件通氣芯103與定制橡膠膠圈102硫化而成，故當(dāng)膠圈102密封失效時(shí)，需更換整個(gè)充氣閥芯組件，由于膠圈102的損壞導(dǎo)致充氣閥芯的壽命縮短，通常情況下，用戶每六個(gè)月需要更換一次充氣閥芯，再加上充氣閥芯的硫化制備工藝十分復(fù)雜，故導(dǎo)致傳統(tǒng)的充氣閥工作效率極低，成本又很高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的充氣閥由于充氣閥芯易損壞導(dǎo)致工作效率低且成本高的問題，提供一種鋼球式充氣閥，采用鋼球與膠圈內(nèi)環(huán)接觸密封，在密封失效時(shí)只需更換膠圈即可，無需更換整個(gè)充氣閥芯組件，具有加工簡(jiǎn)單，工作效率高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0007]一種鋼球式充氣閥，包括閥體、充氣閥芯和彈簧，其特征在于，所述充氣閥芯包括鋼球、膠圈和通氣芯，所述閥體內(nèi)設(shè)置有貫通的通道，所述通道包括連續(xù)分布的入口通道、中間通道和出口通道，所述中間通道上靠近入口通道的一端具有圓柱面且所述圓柱面的直徑大于入口通道的直徑，所述充氣閥芯和彈簧均設(shè)置于閥體的中間通道，在初始狀態(tài)和氣瓶充氣完畢時(shí)所述鋼球通過在圓柱面卡接的膠圈與所述圓柱面接觸密封，在氣瓶充氣時(shí)鋼球在被推動(dòng)的同時(shí)與膠圈和圓柱面分離，所述鋼球的直徑介于所述入口通道的直徑與中間通道的直徑之間，所述鋼球與通氣芯的一端直接或間接相連，所述通氣芯的另一端設(shè)置有內(nèi)外相通的通氣孔且彈簧設(shè)置在該端的通氣芯內(nèi)部。
[0008]所述鋼球與通氣芯的一端間接相連是指:所述鋼球通過頂桿與通氣芯的一端相連，所述頂桿與鋼球連接的一端具有與鋼球匹配的凹面，所述頂桿的另一端為桿狀結(jié)構(gòu)，所述頂桿的桿狀結(jié)構(gòu)外部依次套接彈簧和通氣芯。
[0009]所述頂桿設(shè)置有軸向貫通的小孔，所述小孔的直徑為0.5mm一4mm。
[0010]所述頂桿的桿狀結(jié)構(gòu)與凹面部分的連接處設(shè)置有用于放置彈簧一端的第一環(huán)形凹槽，所述通氣芯靠近閥體出口通道的一端的底部設(shè)置有用于放置彈簧另一端的第二環(huán)形凹槽，在氣瓶充氣時(shí)所述彈簧容置于第二環(huán)形凹槽內(nèi)。
[0011]所述鋼球的直徑為8mm—13mm。
[0012]所述膠圈被閥體的圓柱面與通氣芯頂端之間形成的第三環(huán)形凹槽卡接。
[0013]本實(shí)用新型的技術(shù)效果如下:
[0014]本實(shí)用新型提供的鋼球式充氣閥，其充氣閥芯包括鋼球、膠圈和通氣芯，閥體內(nèi)在中間通道上靠近入口通道的一端為圓柱面且所述圓柱面的直徑大于入口通道的直徑，在初始狀態(tài)和氣瓶充氣完畢時(shí)所述鋼球通過在圓柱面卡接的膠圈與所述圓柱面接觸密封，在氣瓶充氣時(shí)鋼球在被推動(dòng)的同時(shí)與膠圈和圓柱面分離，鋼球的直徑介于所述入口通道的直徑與中間通道的直徑之間，本實(shí)用新型通過提供鋼球式充氣閥，尤其是鋼球式充氣閥芯，同時(shí)設(shè)置閥體內(nèi)的中間通道上其靠近入口通道的一端具有圓柱面，用圓柱面結(jié)構(gòu)替代了傳統(tǒng)的充氣閥的閥體內(nèi)的錐面結(jié)構(gòu)，采用鋼球與圓柱面卡接的膠圈內(nèi)環(huán)接觸密封，受力均衡，可靠性增強(qiáng)，膠圈不易損壞，在氣瓶充氣時(shí)鋼球與膠圈分離，故在密封失效時(shí)只需要更換膠圈即可，無需更換整個(gè)充氣閥芯組件，這就避免了傳統(tǒng)的充氣閥由于膠圈不固定且斜向受力導(dǎo)致密封不可靠和膠圈易損壞的問題，同時(shí)更避免了由于充氣閥芯與膠圈硫化而成在膠圈損壞要更經(jīng)常換充氣閥芯導(dǎo)致的維護(hù)復(fù)雜以及成本高的問題。本實(shí)用新型通過改變閥體內(nèi)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)配合鋼球和膠圈共同工作，膠圈受力均衡不易損壞，且即便膠圈損壞也僅需要更換膠圈即可，通氣芯為單獨(dú)的加工件，相較于傳統(tǒng)的充氣閥的通氣芯而言是簡(jiǎn)化了通氣芯的結(jié)構(gòu)，鋼球和膠圈是兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件，充氣閥芯中的各部件是組裝而成的，省去了現(xiàn)有的充氣閥的復(fù)雜的硫化制備工藝，故本實(shí)用新型的充氣閥芯加工簡(jiǎn)單，其使用壽命長(zhǎng)，提高了充氣閥的工作效率，降低了維護(hù)和購買成本。
[0015]鋼球與通氣芯可以直接相連，也可以通過頂桿間接相連，頂桿一端頂著鋼球，頂桿另一端套接著彈簧和通氣芯，設(shè)置頂桿對(duì)鋼球的移動(dòng)和彈簧的壓縮均能夠起到導(dǎo)向作用，使得在氣瓶充氣時(shí)，壓縮天然氣能夠高效地通過充氣閥芯，到達(dá)閥體的出口通道，進(jìn)而為天然氣氣瓶充氣，提高充氣效率，并能夠防止彈簧變形，延長(zhǎng)彈簧使用壽命，提高整個(gè)充氣閥的工作效率。
[0016]在頂桿上設(shè)置軸向貫通的小孔，小孔的直徑為0.5mm—4mm,設(shè)置該小孔能夠平衡閥體內(nèi)的壓力，在為氣瓶充氣時(shí)該小孔內(nèi)也能傳輸壓縮天然氣經(jīng)出口通道到達(dá)充氣閥出口，在氣瓶充氣完畢時(shí)，該小孔能夠緩解以及平衡閥體出口通道內(nèi)的壓力和彈簧力，防止鋼球大力彈起并撞擊膠圈，延長(zhǎng)鋼球、膠圈乃至整個(gè)充氣閥芯的使用壽命，小孔的直徑設(shè)置為0.5mm一4mm,能夠使得平衡力達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。
[0017]頂桿的桿狀結(jié)構(gòu)與凹面部分的連接處設(shè)置有第一環(huán)形凹槽，通氣芯靠近閥體出口通道的一端的底部設(shè)置有第二環(huán)形凹槽，彈簧在自由狀態(tài)時(shí)兩端分別卡在第一環(huán)形凹槽和第二環(huán)形凹槽內(nèi)，在氣瓶充氣時(shí)彈簧容置于第二環(huán)形凹槽內(nèi)，使得氣瓶充氣時(shí)鋼球、頂桿和彈簧均能夠達(dá)到最大推動(dòng)狀態(tài)，以便壓縮天然氣能夠大量進(jìn)入，通過通氣芯的通氣孔達(dá)到閥體的出口通道，繼而進(jìn)入天然氣氣瓶為其充氣，提高充氣效率，彈簧兩端在凹槽內(nèi)，使得彈簧在壓縮和回彈時(shí)方向明確，不會(huì)變形，延長(zhǎng)彈簧使用壽命，以便更好地配合充氣閥芯的工作，最大程度地增強(qiáng)充氣閥的工作效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為傳統(tǒng)的充氣閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2為本實(shí)用新型鋼球式充氣閥的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3a和圖3b均為圖2的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4為本實(shí)用新型鋼球式充氣閥的第二種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖5為本實(shí)用新型鋼球式充氣閥的第三種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖中各標(biāo)號(hào)列示如下:
[0024]101 一閥體；102 —膠圈；103 —通氣芯；104 —彈簧；A —充氣閥入口 ；B —充氣閥出口 ；201 —閥體；202 —膠圈；203 —鋼球；204 —頂桿；205 —通氣芯；206 —彈簧；207 —第一環(huán)形凹槽；208 —第二環(huán)形凹槽；209 —桿狀結(jié)構(gòu)；210 —小孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。
[0026]本實(shí)用新型涉及一種鋼球式充氣閥，是NGV系統(tǒng)中在天然氣汽車加氣時(shí)連接加氣槍與天然氣氣瓶的連接部件，該鋼球式充氣閥的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括閥體201、充氣閥芯和彈簧206，充氣閥芯包括膠圈202、鋼球203、頂桿204和通氣芯205，為使得鋼球式充氣閥的各部分更清楚體現(xiàn)，圖3a和圖3b為除閥體201外的其它組件的在兩個(gè)不同角度上的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。閥體201內(nèi)設(shè)置有貫通的通道，通道包括連續(xù)分布的入口通道、中間通道和出口通道，靠近充氣閥入口 A的一側(cè)為入口通道，靠近充氣閥出口 B的一側(cè)為出口通道，中間通道上靠近入口通道的一端具有圓柱面且所述圓柱面的直徑大于入口通道的直徑。
[0027]充氣閥芯和彈簧206均設(shè)置于閥體201的中間通道，在初始狀態(tài)和氣瓶充氣完畢時(shí)鋼球203通過在圓柱面卡接的膠圈202與所述圓柱面接觸密封，具體地，膠圈202可以被閥體201的圓柱面與通氣芯205頂端之間形成的第三環(huán)形凹槽卡接，當(dāng)然，也可以在閥體201的中間通道的該圓柱面上直接設(shè)置可以卡接膠圈202的第三環(huán)形凹槽，膠圈202被固定在該第三環(huán)形凹槽內(nèi)。在氣瓶充氣時(shí)鋼球203在被推動(dòng)的同時(shí)與膠圈202和圓柱面分離，鋼球203的直徑介于所述入口通道的直徑與中間通道的直徑之間，鋼球203采用不銹鋼球，優(yōu)選設(shè)置不銹鋼球的直徑為8mm—13mm。
[0028]在圖2、圖3a和圖3b所示實(shí)施例中，鋼球203通過頂桿204與通氣芯205的一端相連，在頂桿204與鋼球203連接的一端具有與鋼球203匹配的凹面，此時(shí)頂桿204的該端通過所述凹面頂著鋼球203，頂桿204的另一端為桿狀結(jié)構(gòu)，頂桿204的該桿狀結(jié)構(gòu)外部依次套接彈簧206和通氣芯205，通氣芯205靠近出口通道的一端設(shè)置有內(nèi)外相通的通氣孔且彈簧206設(shè)置在該端的通氣芯205內(nèi)部，通氣芯205上優(yōu)選對(duì)稱設(shè)置有四個(gè)通氣孔。[0029]本實(shí)用新型所述的鋼球式充氣閥的工作原理是:天然氣氣瓶充氣時(shí)，壓縮天然氣從充氣閥入口 A進(jìn)入閥體201，克服彈簧206的阻力，壓縮天然氣推開充氣閥芯，即膠圈202固定不動(dòng)，通氣芯205固定不動(dòng)，壓縮天然氣通過推動(dòng)鋼球203，進(jìn)而鋼球203推動(dòng)頂桿204，壓縮彈簧206，使密封面(膠圈202與鋼球203)脫離，壓縮天然氣經(jīng)由通氣芯205上的四個(gè)通氣孔，到達(dá)充氣閥出口 B。繼而進(jìn)入天然氣氣瓶，給氣瓶充氣。充氣完畢，充氣閥芯中的頂桿204和鋼球203在彈簧力和氣瓶瓶?jī)?nèi)壓力的作用下回彈，具體是彈簧206推動(dòng)頂桿204，頂桿204推動(dòng)鋼球203，各組件回到初始位置，鋼球203重新與膠圈202密封。
[0030]上述實(shí)施例中的充氣閥芯包括頂桿204組件，鋼球203通過頂桿204與通氣芯205的一端相連，即鋼球203與通氣芯205的一端間接相連，當(dāng)然，也可以設(shè)置鋼球203與通氣芯205的一端直接相連，通氣芯205的另一端設(shè)置有內(nèi)外相通的通氣孔且彈簧206設(shè)置在該端的通氣芯205內(nèi)部，如圖4所示的第二種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的充氣閥芯包括膠圈202、鋼球203和通氣芯205，該實(shí)施例是在天然氣氣瓶充氣時(shí)，壓縮天然氣從充氣閥入口 A進(jìn)入閥體201，克服彈簧206的阻力，壓縮天然氣通過推動(dòng)鋼球203，鋼球203直接推動(dòng)通氣芯205內(nèi)部的彈簧206，彈簧206壓縮，使密封面(膠圈202與鋼球203)脫離，壓縮天然氣經(jīng)由通氣芯205上的四個(gè)通氣孔，到達(dá)充氣閥出口 B。繼而進(jìn)入天然氣氣瓶，給氣瓶充氣。充氣完畢，充氣閥芯中的鋼球203在彈簧力和氣瓶瓶?jī)?nèi)壓力的作用下回彈，具體是彈簧206推動(dòng)鋼球203，鋼球203回到初始位置，使得鋼球203重新與膠圈202密封。
[0031]圖5為本實(shí)用新型鋼球式充氣閥的第三種結(jié)構(gòu)示意圖，該實(shí)施例是在充氣閥芯采用頂桿204時(shí)的優(yōu)選設(shè)置，頂桿204與鋼球203連接的一端具有與鋼球203匹配的凹面，頂桿204的另一端為桿狀結(jié)構(gòu)209，優(yōu)選在頂桿204上設(shè)置軸向貫通的小孔210，該小孔210的直徑優(yōu)選為0.5mm — 4mm，小孔210能夠緩解以及平衡閥體出口通道內(nèi)的壓力和彈簧力。為防止彈簧變形，提高鋼球式充氣閥的工作效率，優(yōu)選在頂桿204的桿狀結(jié)構(gòu)與凹面部分的連接處設(shè)置有用于放置彈簧206 —端的第一環(huán)形凹槽207，通氣芯205靠近閥體201出口通道的一端的底部設(shè)置有用于放置彈簧206另一端的第二環(huán)形凹槽208，彈簧206在自由狀態(tài)時(shí)兩端分別卡在第一環(huán)形凹槽207和第二環(huán)形凹槽208內(nèi)，在天然氣氣瓶充氣時(shí)彈簧206容置于第二環(huán)形凹槽208內(nèi)。
[0032]本實(shí)用新型所涉及的鋼球式充氣閥，采用鋼球與圓柱面卡接的膠圈內(nèi)環(huán)接觸密封，受力均衡，可靠性增強(qiáng)，膠圈不易損壞，在氣瓶充氣時(shí)鋼球與膠圈分離，故密封失效時(shí)只需要更換膠圈即可，無需更換整個(gè)充氣閥芯組件，該充氣閥芯壽命很長(zhǎng)，考慮到膠圈的老化因素，推薦兩年進(jìn)行更換膠圈，大大節(jié)約使用和維護(hù)成本。本實(shí)用新型鋼球式充氣閥具有加工簡(jiǎn)單，工作效率高，成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0033]應(yīng)當(dāng)指出，以上所述【具體實(shí)施方式】可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說明書參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種鋼球式充氣閥，包括閥體、充氣閥芯和彈簧，其特征在于，所述充氣閥芯包括鋼球、膠圈和通氣芯，所述閥體內(nèi)設(shè)置有貫通的通道，所述通道包括連續(xù)分布的入口通道、中間通道和出口通道，所述中間通道上靠近入口通道的一端具有圓柱面且所述圓柱面的直徑大于入口通道的直徑，所述充氣閥芯和彈簧均設(shè)置于閥體的中間通道，在初始狀態(tài)和氣瓶充氣完畢時(shí)所述鋼球通過在圓柱面卡接的膠圈與所述圓柱面接觸密封，在氣瓶充氣時(shí)鋼球在被推動(dòng)的同時(shí)與膠圈和圓柱面分離，所述鋼球的直徑介于所述入口通道的直徑與中間通道的直徑之間，所述 鋼球與通氣芯的一端直接或間接相連，所述通氣芯的另一端設(shè)置有內(nèi)外相通的通氣孔且彈簧設(shè)置在該端的通氣芯內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋼球式充氣閥，其特征在于，所述鋼球與通氣芯的一端間接相連是指:所述鋼球通過頂桿與通氣芯的一端相連，所述頂桿與鋼球連接的一端具有與鋼球匹配的凹面，所述頂桿的另一端為桿狀結(jié)構(gòu)，所述頂桿的桿狀結(jié)構(gòu)外部依次套接彈簧和通/=^ -H-*氣心。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼球式充氣閥，其特征在于，所述頂桿設(shè)置有軸向貫通的小孔，所述小孔的直徑為0.5mm一4mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鋼球式充氣閥，其特征在于，所述頂桿的桿狀結(jié)構(gòu)與凹面部分的連接處設(shè)置有用于放置彈簧一端的第一環(huán)形凹槽，所述通氣芯靠近閥體出口通道的一端的底部設(shè)置有用于放置彈簧另一端的第二環(huán)形凹槽，在氣瓶充氣時(shí)所述彈簧容置于第二環(huán)形凹槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼球式充氣閥，其特征在于，所述鋼球的直徑為8mm— 13mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼球式充氣閥，其特征在于，所述膠圈被閥體的圓柱面與通氣芯頂端之間形成的第三環(huán)形凹槽卡接。
【文檔編號(hào)】F16K24/06GK203488814SQ201320602691
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】田利華, 孫曉明, 孟昭君, 賈新建 申請(qǐng)人:北京蘭天達(dá)汽車清潔燃料技術(shù)有限公司