[发明专利]电磁致动的高压气阀

说明书

本发明涉及一种电磁致动的高压气阀，其包括：具有先导开口(的先导阀座，所述先导开口将高压气阀的高压侧连接到低压侧，并能够通过所述先导密封元件关闭；先导电枢，其沿所述高压气阀的纵向轴线可移动地安装，并与所述先导密封元件共同作用，并通过第一压缩弹簧在关闭方向上偏置；主阀座，其具有主开口，所述主开口将高压气阀的高压侧连接到低压侧，并能够通过主密封元件关闭；主电枢，其沿所述高压气阀的纵向轴线可移动地安装，并与所述主密封元件相互作用，并通过第二压缩弹簧在关闭方向上偏置；其中设置有传动装置，当先导电枢逆着关闭方向移动时，所述传动装置启动，并且在激活状态下，所述先导电枢逆着关闭方向带动所述主电枢。

技术领域

本发明涉及一种电磁致动的高压气阀。

背景技术

由现有技术已知电磁致动的高压气阀，其被设计为先导阀。这种高压气阀包括：具有先导开口的先导阀座，该先导开口将高压气阀的高压侧连接到低压侧，并且可以通过先导密封元件关闭；以及先导电枢，其沿着高压气阀的纵向轴线可移动地安装，并且作用在所述先导密封元件上，并且所述先导密封元件通过第一压缩弹簧在关闭方向上偏置。此外，这种高压气阀具有主阀座，该主阀座具有主开口，该主开口将高压气阀的高压侧连接到低压侧，并可以通过主密封元件关闭；以及主电枢，该主电枢沿着高压气阀的纵轴可移动地安装，并作用在所述主密封元件上。根据应用，主密封元件可以通过第二压缩弹簧沿关闭方向偏置。

对于高压气阀，高压侧和低压侧之间可以存在高达+1500bar的压差。压差将先导电枢和主电枢压入各自的阀座中。为了打开不设计为先导阀的高压气阀，主密封元件必须克服液压或气动流体力而移动，该流体力由于压力差作用在主密封元件和/或与主密封元件相互作用的主电枢上。如果主密封元件通过第二压缩弹簧偏置，则在打开时，主密封元件还必须克服第二压缩弹簧的弹力而运动。

用于打开而必须的打开力由线圈提供的磁场施加。因此，线圈必须设计得相应的大，由此增加了高压气阀所占据的总空间。

为了打开带有小尺寸线圈的高压气阀并因此能够减小所需的空间，将高压气阀设计为先导阀。如开头所述，先导阀除主电枢外还包括先导电枢，该先导电枢连接到先导密封元件，并且先导密封元件在线圈被激活后克服用于关闭先导密封元件的第一压缩弹簧的弹力而从先导阀座上抬起。先导开口的横截面积比主控制开口小得多。先导密封元件仅打开到可以在阀内产生压力补偿的程度。因此，主电枢仅需克服任选的第二压缩弹簧移动以移动主密封元件并打开主阀座，而不需克服由压力差施加的液压或气动的力，因为在打开先导阀座并且压力基本平衡之后，这些压力几乎消失。所需的打开力相应地较小，使得电磁线圈的尺寸可以较小或以较小的安匝数操作。安匝数表示匝数与流过匝的电流的乘积。

从WO 1996/15926 A1、DE 10 2008 064 409 A1、DE 1 168 725A、EP 2 947361A1、CN 202215826 U、EP 2 653 763 A2和US 3 405 906A中已知这种高压气阀。在根据美国专利3 405 906和CN 202215826 U的高压气阀中，先导密封元件和主密封元件通过共同的电枢移动，而WO 1996/15926 A1、EP 2 947 361 A1和DE 1 168 725 A中的高压气体阀中，先导密封元件随先导电枢移动，主密封元件随主电枢移动。

不利的是，在所述文献中公开的高压气阀中，先导电枢在产生压力补偿的过程中处于芯位置，也就是说，它位于高压气阀的芯部。这产生了磁短路，这意味着作用在主电枢上用于克服剩余压力差以及克服第二压缩弹簧(如果存在的话)的弹力以打开主密封元件的可用磁力很小。