ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ КЛАПАН ДЛЯ КЛАПАНА БАКА СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ТОПЛИВА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ГАЗОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ, КЛАПАН БАКА СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ТОПЛИВА (ВАРИАНТЫ), СБОРНЫЙ ГЕРМЕТИЧНЫЙ КОРПУС ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КЛАПАНА, СИСТЕМА ПОДАЧИ ТОПЛИВА И ОГРАНИЧИТЕЛЬ ПОТОКА ДЛЯ СИСТЕМЫ ПОДАЧИ ТОПЛИВА Российский патент 2018 года по МПК F16K31/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к электромагнитному клапану для клапана бака системы подачи топлива для подачи газообразного топлива к баку и для снабжения потребителя газообразным топливом из этого бака. Настоящее изобретение относится, далее, к такому клапану бака и к системе подачи топлива с таким электромагнитным клапаном.

Уровень техники

Альтернативные газообразные энергоносители, такие, как природный газ, метан, биогаз и водород, вследствие их потенциала снижения выбросов CO₂ и по соображениям надежности снабжения приобретают все большее значение на транспорте. Эти энергоносители для достижения требуемого запаса хода обычно закачиваются в сжатом виде в баллоны с номинальным давлением до 700 бар и подаются потребителю под рабочим давлением около 10 бар.

Электромагнитный клапан регулирует расход газа при заправке и в режиме движения и является существенной составной частью клапана бака; клапан бака содержит кроме того предохранительные элементы, например, ограничитель избыточного давления и/или термический предохранитель для защиты бака от недопустимо высоких давлений или воздействия пламени, клапан ограничения расхода для защиты от недопустимо больших значений расхода газа при поломке внешних деталей, элементы управления, например, ручной запорный клапан перекрытия потока газа, клапан техобслуживания для ручного опорожнения бака, дополнительные элементы, например, фильтрующий элемент для защиты элементов управления от загрязнения, обратный клапан для поддержания давления, датчик температуры для замера температуры газа в баке и т.д., и отвечает высоким требованиям надежности при воздействии внешних сил.

Специалистам известны различные варианты осуществления электромагнитных клапанов, функционирование и расположение которых определяются формой и размерами клапана бака.

Из документа US 5188017 известен размещаемый снаружи управляемый с опережением электромагнитный клапан с монолитным якорем. Преимущества: простая конструкция электромагнитного клапана и простая схема каналов клапана бака. Недостатки: размеры электромагнитного клапана и клапана бака из-за размеров катушки электромагнита, потребление мощности электромагнитного клапана из-за монолитного якоря, отсутствие защиты от воздействия внешних сил и от неправильных манипуляций и малая емкость бака из-за большой высоты конструкции клапана бака.

Из документа DE 60102241 известен клапан бака с размещаемым внутри управляемым с опережением электромагнитным клапаном с монолитным якорем. Преимущества: защита от воздействия внешних сил и от неправильных манипуляций и простая схема каналов клапана бака. Недостатки: затраты на изготовление из-за обилия деталей электромагнитного клапана и потребление мощности электромагнитного клапана из-за монолитного якоря.

Из документа DE 10361781 известен клапан бака с размещаемым внутри управляемым с опережением электромагнитным клапаном с подвижным полюсом. Преимущества: защита от воздействия внешних сил и потребление мощности электромагнитного клапана благодаря подвижности противоположного полюса. Недостатки: затраты на изготовление электромагнитного клапана из-за обилия деталей, размеры и затраты на изготовление клапана бака из-за необходимости закрываемых поперечных отверстий вследствие продольного монтажа с доступом снаружи, а также отсутствие защиты от неправильных манипуляций.

Раскрытие изобретения

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы преодолеть недостатки известных технологических решений и предложить электромагнитный клапан и, соответственно, клапан бака компактной и простой конструкции, обеспечивающей, помимо прочего, некоторые или все нижеперечисленные преимущества:

- компактная конструкция и малое потребление мощности электромагнитного клапана благодаря выбранному принципу действия,

- простая конструкция электромагнитного клапана вследствие малого количества деталей,

- защита от воздействия внешних сил и от неправильных манипуляций благодаря расположению электромагнитного клапана внутри бака,

- компактная конструкция клапана бака с простой схемой каналов благодаря расположению электромагнитного клапана внутри бака.

Эти технические задачи настоящего изобретения решаются в соответствии с независимыми пунктами формулы изобретения. Дальнейшие варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.

Соответствующий настоящему изобретению электромагнитный клапан для клапана бака системы подачи топлива газобаллонного транспортного средства включает катушку электромагнита с внутренним замыкающим элементом и якорь электромагнита, выполненный с возможностью перемещения в аксиальном направлении во внутреннем замыкающем элементе. Якорь электромагнита состоит из якоря, уплотнительного элемента, который расположен между якорем и топливопроводом, и противоположного полюса, прилегающего к уплотнительному элементу.

Катушка электромагнита предпочтительно включает элемент крепления, внутренний замыкающий элемент, наружный замыкающий элемент и крышку. Электромагнитный клапан предпочтительно включает упругий элемент, который при невозбужденной катушке электромагнита прижимает якорь к уплотнительному элементу, а уплотнительный элемент - к уплотняющей поверхности.

Другими словами, задача решается, например, бескорпусным, управляемым с опережением и включающим подвижный противоположный полюс электромагнитным клапаном, в котором смещаемый якорь электромагнита состоит только из уплотнительного элемента, якоря и противоположного полюса, направляемого внутренним замыкающим элементом катушки электромагнита, причем противоположный полюс прилегает к уплотнительному элементу и образует с якорем, который предпочтительно, по меньшей мере, частично охвачен уплотнительным элементом, первый рабочий зазор для открытия отверстия опережающего управления подъемом якоря с уплотняющей поверхности опережающего управления, а в аксиальном направлении противоположный полюс образует с внутренним замыкающим элементом второй рабочий зазор для открытия топливопровода подъемом уплотнительного элемента с главной уплотняющей поверхности.

Благодаря исполнению с подвижным противоположным полюсом ход опережающего управления для открытия отверстия опережающего управления независим от главного хода для открытия главного отверстия, так что малый первый рабочий зазор для открытия отверстия опережающего управления требует малой электрической мощности, а при большом втором рабочем зазоре достигается большое проходное сечение с малыми потерями дросселирования. Непосредственное управление якорем электромагнита во внутреннем замыкающем элементе катушки электромагнита, которое обеспечивается магнитным полем в магнитной цепи якоря электромагнита, еще более снижает потребление мощности электромагнитного клапана. Перенос электромагнитного клапана в камеру высокого давления бака позволил отказаться от воспринимающего давление корпуса, благодаря чему облегчается распространение магнитного поля, и, тем не менее, обеспечивается защита от воздействия внешних сил и от неправильных манипуляций. Простота конструкции якоря электромагнита, состоящего из трех частей (якоря, уплотнительного элемента и противоположного полюса), и отсутствие воспринимающего давление корпуса дают снижение веса и стоимости электромагнитного клапана.

Катушка электромагнита и якорь электромагнита предпочтительно расположены так, что при активации катушки электромагнита вначале смещением якоря в направлении противоположного полюса и отделением якоря от уплотнительного элемента открывается топливное отверстие опережающего управления, а затем смещением якоря электромагнита в направлении крышки катушки электромагнита и отделением уплотнительного элемента от топливопровода открывается главное отверстие для топлива.

Первый рабочий зазор предпочтительно меньше, чем второй рабочий зазор, так что первый рабочий зазор составляет, например, от 50 до 0,5% и, далее, предпочтительно от 25 до 0,01% величины второго рабочего зазора. Отверстие опережающего управления предпочтительно имеет меньшее проходное сечение, чем главное отверстие, и составляет предпочтительно от 25 до 0,05% и, далее, предпочтительно от 15 до 1% проходного сечения главного отверстия.

Настоящее изобретение относится, далее, к такому клапану бака и системе подачи топлива с таким электромагнитным клапаном. Настоящее изобретение относится, далее, к клапану ограничения расхода для такой системы подачи топлива, состоящему из корпуса клапана со встроенным фильтрующим элементом.

Краткое описание графических материалов

Различные приводимые для примера варианты осуществления настоящего изобретения объясняются ниже со ссылкой на чертежи.

На ФИГ.1 схематически показана система подачи топлива газобаллонного транспортного средства.

На ФИГ.2 показан соответствующий первому примеру осуществления настоящего изобретения электромагнитный клапан в закрытом состоянии.

На ФИГ.2.1 показан электромагнитный клапан согласно первому примеру осуществления настоящего изобретения при открытом отверстии опережающего управления.

На ФИГ.2.2 показан электромагнитный клапан согласно первому примеру осуществления настоящего изобретения при открытом топливопроводе.

На ФИГ.3 показан соответствующий второму примеру осуществления настоящего изобретения электромагнитный клапан в закрытом состоянии.

На ФИГ.4, 5 и 6 показаны различные якоря электромагнита электромагнитного клапана.

На ФИГ.7, 7.1 и 7.2 показан клапан бака согласно первому примеру осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.8 показан клапан бака согласно второму примеру осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.9 показан клапан бака согласно третьему примеру осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ.10 показан электромагнитный клапан со сборным герметичным под давлением корпусом.

Осуществление изобретения

Как показано на ФИГ.1, система подачи топлива 100, в частности газобаллонного транспортного средства, предназначенная для снабжения потребителя 101 газообразным топливом, таким, как природный газ, метан, биогаз, водород и т.п., включает один или несколько баков 102, с клапаном 103 бака и электромагнитным клапаном 200, в которые при заправке топливом через расположенную со стороны заправки заправочную муфту 104 со встроенным отсекателем обратного потока и фильтром и через подсоединяемый к клапану подающий газопровод 105 подается газовое топливо; потребитель 101 получает газовое топливо через регулирующий блок 106, включающий, по меньшей мере, регулятор давления, который снижает давление закачанного газа от баллонного давления до рабочего давления.

Как показано на ФИГ.2, электромагнитный клапан 200 в предпочтительном варианте осуществления включает составной якорь 201 электромагнита, составную катушку 202 электромагнита и, предпочтительно, пружину в качестве упругого элемента 203 для закрытия и открытия топливопровода 208 с к камере высокого давления 102а бака 102. Якорь 201 электромагнита содержит уплотнительный элемент 204 из подходящего уплотняющего материала, включающий главную уплотнительную поверхность 204а для герметизации в контакте с уплотнительной поверхностью 208d клапанного крепления 208, уплотнительную поверхность опережающего управления 204b для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью опережающего управления 205а якоря 205, канал 204с между уплотнительной поверхностью опережающего управления 204b и главной уплотнительной поверхностью 204а, опору 204а для опирания противоположного полюса 206 на уплотнительный элемент 204, намагничивающийся якорь 205, включающий уплотнительную поверхность опережающего управления 205а для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью опережающего управления 204b и паз 205b для приема опоры 204d, а также намагничивающийся подвижный противоположный полюс 206, прилегающий к опоре 204d, с внутренним каналом 206а для приема упругого элемента 203. Упругий элемент 203 прижимает якорь 205 к уплотнительному элементу 204, а уплотнительный элемент 204 - к уплотнительной поверхности 208d, и в обесточенном состоянии, при невозбужденной катушке 202 электромагнита перекрывает путь потока между топливопроводом 208с и камерой высокого давления 102а бака 102. Между якорем 205 и противоположным полюсом 206 создан первый рабочий зазор 205с, а между противоположным полюсом 206 и крышкой 210 создан второй рабочий зазор 206b магнитной системы. Катушка 202 электромагнита включает составной внутренний замыкающий элемент 207, включающий намагничивающееся клапанное крепление 208с соответствующей крепежной резьбой 208а для крепления электромагнитного клапана 200 в корпусе клапана 103 бака, канавкой 208b под соответствующее уплотнение для герметизации топливопровода 208с камеры высокого давления 102а, уплотнительной поверхностью 208d для герметизации в контакте с ответной главной уплотнительной поверхностью 204а и газопроводами 208е камеры высокого давления 102а бака 102, немагнитную прокладку 209 для конфигурирования магнитного поля и намагничивающуюся крышку 210. Катушка 202 электромагнита включает, далее, изолированную напылением обмотку 211 электромагнита, включающую намоточный каркас 212 для приема обмотки (медной проволоки) и намагничивающийся наружный замыкающий элемент 214 для соединения отдельных частей катушки 202 электромагнита и электромагнитного клапана 200.

Как показано на ФИГ.2, в отключенном и невозбужденном состоянии катушки 202 электромагнита упругий элемент 203 через якорь 205 прижимает уплотнительную поверхность опережающего управления 205а к ответной уплотнительной поверхности опережающего управления 204b и главную уплотнительную поверхность 204а - к уплотнительной поверхности 208d и перекрывает тем самым соединение между камерой высокого давления 102а бака 102 и топливопроводом 208с. В этом рабочем состоянии между якорем 205 и противоположным полюсом 206 имеется первый рабочий зазор 205с.

Как показано на ФИГ.2.1, в начале отбора газа запиткой катушки 202 электромагнита создается магнитное поле в намагничивающихся частях якоря 201 электромагнита, в рабочем зазоре 205с, в намагничивающихся частях внутреннего замыкающего элемента 207 и в наружном замыкающем элементе 214 катушки 202 электромагнита. Под действием магнитной силы в рабочем зазоре 205с якорь 205, преодолевая силу упругого элемента 203, притягивается к противоположному полюсу 206, упирающемуся в уплотнительный элемент 204, и отрывает уплотнительную поверхность опережающего управления 205а от ответной уплотнительной поверхности опережающего управления 204b. Находящийся под высоким давлением газ из зоны противоположного полюса 206 может теперь выходить через открывшийся канал опережающего управления 204с в топливопровод 208с вплоть до выравнивания давлений.

Как показано на ФИГ.2.2, вследствие выхода находящегося под высоким давлением газа из зоны противоположного полюса 206 через открывшийся канал опережающего управления 204с возникает разность давлений, которая, преодолевая пружинную силу упругого элемента 203, прижимает якорь 201 электромагнита к крышке 210, отрывает главную уплотнительную поверхность 204а от ответной уплотнительной поверхности 208d и открывает путь потока от камеры высокого давления 102а бака 102 к топливопроводу 208с.

При отключении тока магнитное поле в электромагнитном клапане 200 исчезает, упругий элемент 203 смещает якорь 205 с уплотнительным элементом 204 в положение закрытия, показанное на ФИГ.3, и благодаря еще существующим магнитным силам вместе с якорем отводит в положение закрытия и противоположный полюс 206. Это движение закрытия поддерживается разностью давлений, возникающей при закрытом канале 204с на якоре 201 электромагнита.

Как показано на ФИГ.3, в другом варианте осуществления электромагнитный клапан 300 включает клапанное крепление 308 с газопроводами 308е для направления потока в клапанное крепление 308, крышку 310 клапана с направляющими поток в крышку 310 клапана газопроводами 310а, которые соединяются в канал 310b, и намоточный каркас 312 с входным коллектором 312а, каналом 312b и выходным коллектором 312с. При открытом электромагнитном клапане 300 находящийся под высоким давлением газ течет от топливопровода 308с через каналы 308е, 312а, 312b, 312с, 310а и 310b в камеру высокого давления 102а бака 102.

Как показано на ФИГ.4, якорь 400 электромагнита в одном из дальнейших примеров осуществления настоящего изобретения содержит уплотнительный элемент 401 из подходящего уплотняющего материала, включающий главную уплотнительную поверхность 401а для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью 208d катушки 202 электромагнита, уплотнительную поверхность опережающего управления 401b для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью опережающего управления 402а якоря 402, канал 401 с между уплотнительной поверхностью опережающего управления 402а и главной уплотнительной поверхностью 402b, опору 401d для опирания противоположного полюса 406 на уплотнительный элемент 401, намагничивающийся якорь 402 с уплотнительной поверхностью опережающего управления 402а для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью опережающего управления 401b и намагничивающийся подвижный противоположный полюс 406, прилегающий к опоре 401d, с внутренним каналом 406а для приема упругого элемента 203.

Как показано на ФИГ.5, якорь 500 электромагнита в одном из дальнейших примеров осуществления настоящего изобретения содержит уплотнительный элемент 501 из подходящего уплотняющего материала, включающий главную уплотнительную поверхность 501а для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью 208d катушки 202 электромагнита, уплотнительную поверхность опережающего управления 501b для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью опережающего управления 502а якоря 502, канал 501с между главной уплотнительной поверхностью 502а и уплотнительной поверхностью опережающего управления, заплечик 501d для вставки в обойму 504, обойму 504 для приема уплотнительного элемента 501, опору противоположного полюса, намагничивающийся якорь 502 с уплотнительной поверхностью опережающего управления 502а для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью опережающего управления 501b и намагничивающийся подвижный противоположный полюс 506, прилегающий к опоре 504, с внутренним каналом 506а для приема упругого элемента 203.

Как показано на ФИГ.6, принудительно управляемый якорь 600 электромагнита в одном из дальнейших примеров осуществления настоящего изобретения содержит уплотнительный элемент 601 из подходящего уплотняющего материала, включающий главную уплотнительную поверхность 601а для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью 208d катушки 202 электромагнита, уплотнительную поверхность опережающего управления 601b для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью опережающего управления 602а якоря 602, канал 601с между главной уплотнительной поверхностью 602а и уплотнительной поверхностью опережающего управления 602b, заплечик 601d для опирания противоположного полюса 606 на уплотнительный элемент 601, захват 601е для захвата противоположным полюсом 606, намагничивающийся якорь 602 с уплотнительной поверхностью опережающего управления 602а для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью опережающего управления 601b, намагничивающийся подвижный противоположный полюс 606, прилегающий к заплечику 601d, с внутренним каналом 606а для приема упругого элемента 203 и захватом 606b для захвата уплотнительного элемента 601. Между уплотнительным элементом 601 и противоположным полюсом 606 образован первый рабочий зазор 602с и захватный зазор 606d, а между противоположным полюсом 606 и крышкой 210 образован второй рабочий зазор 206b. Принудительное управление с помощью захватов 601е и 606b, дополняющее силы давления на отдельные части якоря 600 электромагнита, вызванные имеющимся магнитным полем, отрывает уплотнительный элемент 601 от ответной уплотнительной поверхности 208d.

Настоящее изобретение включает, далее, электрический ввод, содержащий набор электрических штыревых контактов с уплотнением различных диаметров. Как показано на ФИГ.7, ФИГ.7.1 и ФИГ.7.2, клапан 700 бака содержит корпус 701, включающий крепежную резьбу 702 для крепления клапана 700 бака в соответствующем приемнике бака 102 и канавку 703 под соответствующее уплотнение 704 для герметизации камеры высокого давления 102а бака 102 относительно окружающей среды; входы высокого давления 706а и 706b с резьбовыми штуцерами 707а и 707b и уплотнительными канавками 708а и 708b под соответствующие уплотнения 709а и 709b для непосредственного подсоединения трубопроводов высокого давления и герметизации канала 710а относительно окружающей среды; далее между входами 706а, 706b и камерой высокого давления 102а бака 102 идут канал 710b и топливопровод 710с, а также промежуточный канал 711 с крепежной резьбой 711а, уплотнительной поверхностью 711b, уплотнительной поверхностью 711с и канавкой 711d для установки ручного запорного клапана 712 ручного закрытия бака 102, причем клапан 712 включает корпус 712а клапана с крепежной резьбой 712b для ввинчивания в крепежную резьбу 711а, канавку 712с под соответствующее уплотнение 712d для герметизации относительно окружающей среды в контакте с уплотнительной поверхностью 711с, уплотнительную поверхность 712е для герметизации в контакте с уплотнительной поверхностью 711b канала 710b относительно топливопровода 710с, инструментальное посадочное место 712f под инструмент для монтажа, открытия или закрытия канала и стопорное кольцо 712g для закрепления в пазу 711d ручного запорного клапана 712 от самопроизвольного вывинчивания при открытии; далее, промежуточный канал 713 с относящимся к нему клапанным креплением 713а и уплотнительной поверхностью 713b под электромагнитный клапан 200 для герметизации и для электромагнитного открытия бака 102; доступные изнутри каналы 715а и 715b между окружающей средой и камерой высокого давления 102а, с относящимися к ним опорной поверхностью 715с и уплотнительной поверхностью 715d для приема термического предохранителя 716, который защищает от взрыва бака вследствие разогрева и включает упирающуюся в опорную поверхность 715с наполненную жидкостью стеклянную ампулу 716а с установленной температурой взрыва, клапанный корпус 716b, который упирается опорной поверхностью 716 с в стеклянную ампулу 716а, канавку 716d под соответствующее уплотнение 716е для герметизации относительно окружающей среды в контакте с ответной уплотнительной поверхностью 715d и выступ 716f, предотвращающий самопроизвольный выход клапанного корпуса 716b из канала 715а; далее, между каналом 710а и камерой высокого давления 102а идут каналы 717а и 717b и промежуточный канал 718с относящимися к нему крепежной резьбой 718а, уплотнительной поверхностью 718b, уплотнительной поверхностью 718с и канавкой 718d под ручной клапан техобслуживания 719 для ручного опорожнения бака, например, ручной запорный клапан, включающий корпус 712а клапана с крепежной резьбой 712b для ввинчивания в крепежную резьбу 718а канала 718, канавку 712с под соответствующее уплотнение 712d для герметизации относительно окружающей среды в контакте с уплотнительной поверхностью 718с канала 718, уплотнительную поверхность 712е для герметизации канала 717а относительно 717b в контакте с уплотнительной поверхностью 718b канала 718, инструментальное посадочное место 712f под инструмент для монтажа, открытия или закрытия канала и стопорное кольцо 712g для закрепления в пазу 718d канала 718 ручного клапана техобслуживания 719 от самопроизвольного вывинчивания при открытии; далее, между окружающей средой и камерой высокого давления бака идут соединительные каналы 720а и 720b, ведущие к расположенному внутри каналу 721, с опорной поверхностью 721а и уплотнительной поверхностью 721b для приема герметичного под давлением электрического ввода 722, включающего цилиндрический выступ 722а как часть изоляции катушки электромагнита, опорную поверхность 722b для возможной опоры на опорную поверхность 721а соединительного канала 720а, уплотнительную поверхность 722с с уплотнением 722а для герметизации камеры высокого давления относительно окружающей среды в контакте с уплотнительной поверхностью 721b и заделанные в выступ 722а отдельные штырьковые выводы 722е с двусторонними зажимами 722f и 722g подключения электрических соединительных проводов для передачи электрических сигналов на катушку электромагнита электромагнитного клапана 200 и для датчика температуры 717, а также уплотнительную прокладку 722h, которая, имея по длине различные диаметры, образует путь утечки в форме меандра и компенсирует различие тепловых расширений; и, далее, снаружи расположен канал 723 для приема вилки 724 электрического соединительного шнура. Электромагнитный клапан 200 включает соединяющийся с каналом 310b канал 713с с уплотнительной поверхностью 713d, поперечные отверстия 713е, фильтровальный приемник 713f для приема клапана ограничения расхода 715, включающего корпус 715а клапана, который вводится в канал 713с и удерживается двумя пружинными элементами 715b и 715с в таком положении, что уплотнительная поверхность 715d клапана ограничения расхода 715 не контактирует с уплотнительной поверхностью 713d, при этом соединение канала 310b с каналом 713с открыто, а поперечные отверстия 713е канала 713с закрыты корпусом 715а клапана. Корпус 715а клапана включает, далее, внутренний канал 715е с примыкающими поперечными отверстиями 715f, соединяющими фильтр 716, запрессованный в канал 713f, с каналом 713с. Датчик температуры 717 встроен в катушку 202 электромагнита.

Как показано на ФИГ.8, во втором примере осуществления корпус 801 клапана 800 бака включает канавку 803 для радиального уплотнения 804 и, в отличие от ФИГ.2, принимает электромагнитный клапан не в канал корпуса клапана, а на расположенное внутри бака торцевое крепление 813а корпуса 801. Клапан ограничения расхода 815 включает, аналогично клапану ограничения расхода 715, корпус 815а клапана с каналом 815е для приема фильтра 816. Возвратная пружина 815с клапана ограничения расхода 815 опирается на стопорное кольцо 818 крышки 310.

Как показано на ФИГ.9, в следующем варианте осуществления корпус 901 клапана 900 бака включает канавку 903 для уплотнения 904 на переходе от резьбы к выступающей из бака части корпуса. Электромагнитный клапан 200 включает выточку для направления потока. Пружинный элемент 915с, опирающийся в соответствующем пазу 915d клапана ограничения расхода 915, удерживает этот дисковый клапан ограничения расхода 915, который, при необходимости, осуществляет уплотнение своей уплотнительной поверхностью 915b в контакте с ответной уплотнительной поверхностью 911d клапанного крепления 208. Вилка 924 электрического соединительного шнура включает в следующем варианте осуществления электрический ввод 922, выполненный с канавкой 922i под уплотнение 922d, которое в контакте с ответной уплотнительной поверхностью 921b уплотняет соединительный канал 920b. Вилка электрического соединительного шнура удерживается с помощью стопорного кольца 925, входящего в соответствующую канавку корпуса 901.

Как показано на ФИГ.10, электромагнитный клапан 1000 содержит составной якорь 1001 электромагнита согласно предшествующему описанию и устанавливаемый внутри клапана бака или снаружи клапана бака герметичный под давлением сборный корпус 1002, включающий корпус 1003 для осевого направления якоря 1001 электромагнита и уплотняющую намагничивающуюся крышку. При этом корпус 1003 включает соответствующую крепежную резьбу 1004 для установки клапана в клапане 103 бака, канавку 1005 под соответствующее уплотнительное кольцо для герметизации находящейся под давлением внутренней камеры клапана относительно клапана 103 бака, приемный канал 1006 с опорой 1007 для опирания крышки и канавку 1009 под соответствующее уплотнение для герметизации в контакте с ответной уплотнительной поверхностью крышки. При этом корпус 1003 может быть немагнитным. Тонкостенный воспринимающий давление корпус 1003, чтобы выдерживать давление и проводить магнитное поле, включает намагничивающееся первое усиление 1010, ненамагничивающееся второе усиление 1011 и намагничивающееся третье усиление 1012, каждое из которых может располагаться снаружи. Первое усиление 1010, третье усиление 1012 и крышка соединяются с замыкающим элементом катушки электромагнита и образуют магнитную цепь с якорем 1001 электромагнита.

В следующем варианте осуществления заправка может осуществляться через регулирующий блок.

В следующем варианте осуществления заправочная муфта может располагаться непосредственно на клапане бака.

В следующем варианте осуществления электромагнитный клапан может быть запрессован в корпус клапана бака.

В следующем варианте осуществления уплотнительный элемент электромагнитного клапана может осуществлять уплотнение в контакте с соответствующей уплотнительной поверхностью корпуса клапана бака.

В следующем варианте осуществления на уплотнительный элемент якоря электромагнита может быть надето соответствующее уплотнение для снижения утечки между клапанным креплением и уплотнительным элементом.

В следующем варианте осуществления может быть введен второй упругий элемент, упирающийся в противоположный полюс и прижимающий противоположный полюс к уплотнительному элементу.

В следующем варианте осуществления каналы крышки, ведущие к клапану ограничения расхода, могут быть выполнены параллельно оси.

В следующем варианте осуществления может отсутствовать прокладка катушки электромагнита.

В следующем варианте осуществления намоточный каркас катушки электромагнита может быть выполнен без перегородок.

В следующем варианте осуществления катушка электромагнита может быть заизолирована напылением с наружной стороны.

В следующем варианте осуществления корпус клапана бака может быть выполнен с соответствующим, закрепленным на резьбе резьбовым фитингом для подсоединения трубопровода высокого давления.

В следующем варианте осуществления корпус клапана бака может быть выполнен с входом по высокому давлению.

В следующем варианте осуществления при выполнении корпуса клапана бака с входом по высокому давлению ручной запорный клапан может быть установлен напротив входа по высокому давлению и параллельно ему.

В следующем варианте осуществления механический запорный клапан может быть выполнен сборным, с соответствующим уплотнительным элементом для перекрытия канала подачи.

В следующем варианте осуществления корпус клапана бака может быть выполнен с собственным подсоединением предохранительного трубопровода для выпуска баллонного газа после открытия канала термическим предохранителем.

В следующем варианте осуществления корпус клапана бака может быть выполнен с крепежной резьбой и соответствующей уплотнительной поверхностью для ввода внешнего термического предохранителя в виде закрытой ввинчивающейся части.

В следующем варианте осуществления электрический ввод может быть выполнен в виде отдельной части.

В следующем варианте осуществления штырьки электрических выводов могут быть выполнены без уплотнительного элемента.

В следующем варианте осуществления штырьки электрических выводов могут быть запрессованы.

В следующем варианте осуществления электрическое подсоединение датчика температуры и обмотки электромагнита выполнено без штыревых контактов непосредственно через электрический ввод.

В следующем варианте осуществления для наружной передачи сигналов соединительный шнур может быть выполнен с подсоединенной электрической вилкой.

В следующем варианте осуществления клапан ограничения расхода может быть выполнен как самостоятельная часть, которая соответствующим образом соединена с выходом электромагнитного клапана.

В следующем варианте осуществления клапан ограничения расхода позиционируется с помощью пружины.

В следующем варианте осуществления фильтр может быть выполнен как самостоятельная часть, которая соответствующим образом соединена с выходом электромагнитного клапана.

В следующем варианте осуществления отдельные элементы могут поменяться местами по ходу потока.

В следующем варианте осуществления крышка воспринимающего давление корпуса клапана может быть закреплена в корпусе крепежной резьбой и/или включать канавку под уплотнение.

В следующем варианте осуществления воспринимающий давление корпус клапана включает намагничивающееся первое усиление и немагнитное второе усиление.

Дальнейшие варианты формируются комбинированием приведенных вариантов осуществления.

Настоящее изобретение относится к электромагнитному клапану (200) для клапана (103) бака системы подачи топлива (100) газобаллонного транспортного средства, включающему катушку (202) электромагнита с внутренним замыкающим элементом (207) и якорь (201) электромагнита, выполненный с возможностью перемещения в аксиальном направлении во внутреннем замыкающем элементе (207). Якорь (201) электромагнита состоит из якоря (205), уплотнительного элемента (204), который расположен между якорем (205) и топливопроводом (208с), и противоположного полюса (206), прилегающего к уплотнительному элементу (204). Настоящее изобретение относится, далее, к такому клапану (103) бака и системе подачи топлива (100) с таким электромагнитным клапаном (200). Технический результатом является обеспечение простой и компактной конструкции электромагнитного клапана, малое потребление мощности и защита от воздействия внешних сил. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Электромагнитный клапан (200) для клапана (103) бака системы (100) подачи топлива газобаллонного транспортного средства, содержащий катушку (202) электромагнита с внутренним замыкающим элементом (207) и якорь (201) электромагнита, выполненный с возможностью перемещения в аксиальном направлении во внутреннем замыкающем элементе (207), причем якорь (201) электромагнита состоит из якоря (205), уплотнительного элемента (204), который расположен между якорем (205) и топливопроводом (208с), и противоположного полюса (206), прилегающего к уплотнительному элементу (204);

причем катушка (202) электромагнита и якорь (201) электромагнита расположены так, что при активации катушки (202) электромагнита вначале смещением якоря (205) в направлении противоположного полюса (206) и отделением якоря (205) от уплотнительного элемента (204) открывается топливное отверстие опережающего управления для находящегося под высоким давлением топлива, которое из зоны противоположного полюса (206) протекает в топливопровод через топливное отверстие опережающего управления, а затем смещением якоря (201) электромагнита в направлении крышки (210) катушки (202) электромагнита и отделением уплотнительного элемента (204) от топливопровода (208с) открывается главное отверстие для находящегося под высоким давлением топлива вследствие разности давлений, возникшей в результате выхода находящегося под высоким давлением топлива из зоны противоположного полюса (206).

2. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что якорь (205) и противоположный полюс (206) образуют первый рабочий зазор (205с) для открытия отверстия опережающего управления.

3. Электромагнитный клапан по п. 2, отличающийся тем, что противоположный полюс (206) и крышка (210) катушки (202) электромагнита образуют второй рабочий зазор (206b) для открытия главного отверстия.

4. Электромагнитный клапан по п. 3, отличающийся тем, что первый рабочий зазор (206b) меньше, чем второй рабочий зазор (205с), и предпочтительно составляет от 50 до 0,5%, более предпочтительно, от 25 до 0,01% его величины.

5. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что отверстие опережающего управления имеет меньшее проходное сечение, чем главное отверстие, составляя предпочтительно от 25 до 0,05%, более предпочтительно, от 15 до 1% проходного сечения главного отверстия.

6. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что ход опережающего управления для открытия отверстия опережающего управления независим от главного хода для открытия главного отверстия.

7. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что катушка (202) электромагнита включает элемент крепления (208) во внутреннем замыкающем элементе (207), наружный замыкающий элемент (214) и обмотку (211) электромагнита.

8. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (204), по меньшей мере, частично охватывает якорь (205).

9. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (204), по меньшей мере, частично охватывает противоположный полюс (206).

10. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (204) имеет главную уплотнительную поверхность (204а) для уплотнения в контакте с уплотняющей поверхностью (208d) элемента крепления (208) замыкающего элемента (207) и уплотнительную поверхность опережающего управления (204b) для уплотнения в контакте с уплотнительной поверхностью опережающего управления (205а) якоря (205).

11. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (204) имеет главную уплотнительную поверхность (204а) для уплотнения в контакте с уплотняющей поверхностью (713b) корпуса (701) и уплотнительную поверхность опережающего управления (204b) для уплотнения в контакте с уплотняющей поверхностью опережающего управления (205а) якоря (205).

12. Электромагнитный клапан по п. 10 или 11, отличающийся тем, что уплотнительный элемент (204) включает канал (204с) между уплотнительной поверхностью опережающего управления (204b) и главной уплотнительной поверхностью (204а) и опору (204d) для опирания противоположного полюса (206) на уплотнительный элемент (204).

13. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что включает упругий элемент (203), который при невозбужденной катушке (202) электромагнита прижимает якорь (205) к уплотнительному элементу (204), а уплотнительный элемент (204) - к уплотнительной поверхности (208d).

14. Электромагнитный клапан по п. 1, отличающийся тем, что включает упругий элемент (203а), который прижимает противоположный полюс (206) к уплотнительному элементу (204).

15. Клапан (103) бака системы (100) подачи топлива, содержащий электромагнитный клапан (200), охарактеризованный в одном из пп. 1-14 и, в частности, по меньшей мере, один из следующих элементов: ручной запорный клапан, термический предохранитель, взрывной предохранитель, ручной клапан техобслуживания, клапан ограничения расхода, фильтрующий элемент, датчик температуры, электрический ввод.

16. Сборный герметичный корпус (1002) электромагнитного клапана (200) для клапана (103) бака системы (100) подачи топлива по п. 15 газобаллонного транспортного средства, имеющий корпус (1003) для осевого направления якоря (1001) электромагнита, намагничивающуюся крышку, намагничивающееся первое усиление (1010), ненамагничивающееся второе усиление (1011) и намагничивающееся третье усиление (1012), причем указанные усиления (1010, 1011, 1012) обеспечивают радиальную прочность под давлением корпуса (1002) и образуют магнитную цепь с якорем (1001) электромагнита.

17. Клапан (103) бака системы (100) подачи топлива, включающий электромагнитный клапан (200), охарактеризованный в одном из пп. 1-14 и, по меньшей мере, один из следующих элементов, встроенных в электромагнитный клапан (200): клапан ограничения расхода, датчик температуры, фильтрующий элемент, электрический ввод.

18. Система подачи топлива (100) с электромагнитным клапаном (200), охарактеризованным в одном из пп. 1-14, который расположен в камере (102а) высокого давления топливного бака (102).

19. Клапан (815) ограничения расхода для системы (100) подачи топлива (100) по п. 18, включающий корпус (815а) клапана со встроенным фильтрующим элементом (816).