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CN104160192B - 流体循环阀 - Google Patents

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CN104160192B CN201380013705.0A CN201380013705A CN104160192B CN 104160192 B CN104160192 B CN 104160192B CN 201380013705 A CN201380013705 A CN 201380013705A CN 104160192 B CN104160192 B CN 104160192B
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Abstract

本发明涉及一种流体循环阀(10)，具有限定管道(2)的本体并包括瓣部(3)，所述瓣部安装为使得其可在轴(4)上枢转，所述轴将所述瓣部(3)分为第一部分(5)和第二部分(6)，所述瓣部(3)能够在打开位置和关闭位置之间枢转，所述打开位置允许流体通入到管道(2)中，所述关闭位置阻挡所述通入，所述瓣部(3)的第二部分(6)邻接抵靠密封件(7)。所述密封件(7)具有降压器件(11、12)，其位于瓣部(3)的第二部分(6)的下游，以便增加用于将所述第二部分压靠所述密封件(7)的力。

Description

流体循环阀
技术领域
本发明涉及一种流体循环阀。该类型的阀可例如装配在车辆内燃发动机的气体供应管线中，用于控制EGR(排气再循环)气体在环路中的流速，通过所述环路，可以抽吸一部分离开发动机的排气，使得它们可在所述发动机的上游被重新注入。该类型的阀的操作原理基于瓣部的受控旋转，所述瓣部可从完全打开位置(以便允许流体通过)移动至关闭位置(以便阻挡该通过)。本发明涉及一种改进的流体循环阀。
背景技术
流体循环阀因此具有可枢转地安装在旋转轴上的瓣部，使得所述轴将瓣部分为第一部分和第二部分。当该瓣部处于关闭位置时，所述瓣部的第二部分与密封件接触，此外该密封件：
-在瓣部的第一和第二部分处密封阀本体，
-用作用于定位所述瓣部的止挡件。
这样的阀的一个例子在FR 2962182中被描述。
该类型的阀处于完全关闭位置时常常遇到的一个问题是，瓣部的第一部分经历其两个面之间的压差，这是由于瓣部的上游的流体的存在，同时，作用在所述瓣部的第二部分的任一侧上的压力保持恒定。这随后迫使在流体的压力下打开瓣部的第一部分，而瓣部的第二部分保持不动且与密封件接触。该不期望的打开因此允许小量流体通过，而所述阀处于关闭位置中，气体的该非计划通过使得所述阀不可靠，且有损于所述阀装配所在的流体管线的性能。
根据本发明的流体循环阀经历相对于FR 2962182中描述的阀的结构改动，其目的是改动作用于瓣部上的压力条件，使得当阀处于关闭位置中时，所述阀以流体密封方式阻挡关闭流体管线。该结构布置改进阀的性能，且在关闭流体管线的点处，使其更可靠和更牢固。
发明内容
本发明涉及一种流体循环阀，具有限定内部管道的本体并包括瓣部，所述瓣部可枢转地安装在将瓣部分为第一部分和第二部分的轴上，所述瓣部能够在打开位置和关闭位置之间枢转，所述打开位置允许流体通入到管道中，所述关闭位置阻挡所述通入，所述瓣部的第二部分搁靠在密封件上，所述密封件面朝该第二部分延伸，所述密封件进一步密封阀本体。密封件具有压力降低器件，该压力降低器件位于瓣部的第二部分的下游，以便增加用于将所述第二部分夹靠所述密封件的力。
本发明还涉及一种流体循环阀，具有限定内部管道的本体并包括瓣部，所述瓣部可枢转地安装在将瓣部分为第一部分和第二部分的轴上，所述瓣部能够在打开位置和关闭位置之间枢转，所述打开位置允许流体通入到管道中，所述关闭位置阻挡所述通入，且在关闭位置，所述瓣部的第一部分和第二部分搁靠在密封件上，所述密封件面朝该第一部分和第二部分延伸，所述密封件进一步密封阀本体。密封件具有压力降低器件，该压力降低器件位于瓣部的第二部分的下游，以便增加用于将所述第二部分夹靠所述密封件的力。
实际上，对于已有的阀，当瓣部处于关闭位置时，作用于第二部分两侧上的压力大致相等，而所述瓣部的第一部分经历上游压力，由于流体的存在，该上游压力高于下游压力。这种压力平衡的主要后果是瓣部的第一部分区域倾向于打开，允许小量的流体逃逸到管道中。
阀可以是用于机动车辆内燃发动机的气体供应管线的排气再循环阀。
阀可以是定位在内燃发动机的进气管线中、内燃发动机的排气管线中、或排气再循环环路中的阀，排气可通过该排气再循环环路在内燃发动机进气口处被重新注入。该再循环环路可为“低压”或“高压”。
该阀特别是“双通”阀。
作为变体，阀可以是“三通阀”。阀则可布置在再循环环路的入口处，即，在排气管线的、再循环环路开始的那点处。作为变体，“三通”阀可布置在再循环环路的出口处，即，在排气管线的、排气被重新注入到进气口的那点处。
压力降低器件可包括制成在密封件中的开口。该开口的目的是在瓣部的第二部分的下游产生压降，以便使得所述第二部分抵抗第一部分的运动而运动。以该方式，第一和第二部分经历相反方向的力，其将彼此抵消，因此避免瓣部的不期望打开。瓣部不会变形，且以完美流体密封方式阻挡流体管线。
当瓣部处于关闭位置时，制成在密封件中的开口可仅面朝瓣部的第二部分。
密封件可包括两个开口，具体是第一开口和第二开口，所述第一开口面朝密封件的第一部分，且当瓣部处于打开位置中时，允许流体通入到管道中，所述第二开口面朝瓣部的第二部分，且当瓣部处于关闭位置中时，允许瓣部的第二部分的下游的压降，且该第二开口是上文中描述的且制成在压力降低器件中的开口。
第一开口的表面面积可大于第二开口的表面面积。
制成在密封件中的开口可视为类似于通过所述密封件的孔。
有利地，瓣部的两个部分是平面的且互相连续的，密封件是平面的。
当瓣部处于关闭位置时，所述瓣部的第一部分和第二部分可每一个接触阀的密封件，所述密封件则用作用于定位所述瓣部的止挡件。
当该阀处于关闭位置时，瓣部的第一部分可经由第一表面与阀的密封件接触，瓣部的第二部分可经由第二表面与阀的密封件接触，第一和第二表面是瓣部的相对表面。
对于这样的构造，瓣部的第一和第二部分与密封件之间的接触表面被分配为确保，当瓣部处于关闭位置时，瓣部的所述第一和所述第二部分与阀的内部结构(特别是密封件)之间的流体密封接触。
优选地，开口制成在密封件中，而没有敞开到所述密封件的一个边缘上。以该方式，密封件在压力下不大有变形趋势，且将能够保持其初始形状。实际上，如果开口敞开到密封件的一个边缘上时，围绕开口的所述密封件的两个部分可能在压力作用下分离，且继而会使密封件失效。
有利地，瓣部的第二部分和密封件为矩形形状，且在于，开口为矩形形状。这是简单设计的实施例，且其完美的解决了关于平衡作用于瓣部上的压力引起的问题。
开口的表面面积对密封件的总表面面积的比优选地为0.1至0.5。实际上，开口必须不太大，免得其导致环形密封件的变形，该密封件可随后丧失其相对于瓣部的密封和衬垫功能。同时，如果开口太小，其将对作用于瓣部上的压力的平衡没有影响。
开口可位于密封件的一部分中的中央位置中，当瓣部处于关闭位置时，所述部分面朝瓣部的第二部分。
有利地，密封件具有腔室，且开口制成在所示腔室中。该腔室可视为类似于肋，且开口制成在该腔室内部将增加由所述开口以该方式产生的压降的表面面积，且将有助于以特别流体密封的方式关闭瓣部。
当所述瓣部旋转移动时，瓣部的第二部分优选地沿阀的内部结构的壁枢转，所述壁设计为相对于所述第二部分留出间隙J，该间隙J小于或等于1.5mm。通常，在已有的阀上，该间隙是较大的，具有4mm的量级。通过这样的间隙，当瓣部处于略微打开的位置中时，对应于靠近关闭位置的位置，气体可容易地穿过该较大间隙，并消除由制成在密封件中的开口产生的压降作用，因为，由于气体穿过该间隙，压力将在瓣部的第二部分的两侧上快速平衡。因此，为了对于瓣部中的小开口保持由密封件中的开口产生的该压降作用，一个方案包括最小化保留在瓣部的第二部分和阀的内部结构的壁之间的间隙，所述第二部分沿其旋转运动。要注意到，间隙必须存在，以便避免当瓣部处于完全打开位置中时堵塞发动机。
间隙有利地为0.1至1.5mm。
间隙有利地为0.2至0.6mm。
根据本发明的阀具有在密封方面高性能的优势，不同于通过添加部件，而是通过审慎地移除所述阀的内部结构中的材料，这不会有损于阀的操作。这使得这些阀由于该增加的密封而具有额外的功能，同时仍具有相同的外部尺寸。根据本发明的阀具有获得某种模块性的优势，因为制成在密封件中的开口可具有适合的尺寸和形状，以便适于特定的阀构造，或是其适于它们装配所在的流体管线的具体特征。最后，它们具有低成本的优势，因为它们既不需要额外部件，也不需要复杂的机加工。
附图说明
以下是根据本发明的阀的优选实施例并参考附图的详细描述，在图中：
图1是根据现有技术的流体循环阀的内部结构的示意图，瓣部处于关闭位置中；
图2是根据本发明的流体循环阀的内部结构的示意图，瓣部处于关闭位置中；
图3是在根据本发明的阀中实施的密封件的透视图；
图4是根据本发明的阀的一部分的透视图，瓣部处于打开位置中；
图5是根据本发明的流体循环阀的内部结构的侧视图，瓣部处于略微打开的位置中。
具体实施方式
机动车辆内燃发动机的气体管线包括用于供应气体至所述发动机的上游部分，在所述上游部分中特别地流动有新鲜空气，还包括下游排放部分，在下游排放部分中流动有燃烧气体，以便从车辆排出。这样的气体管线通常包括至少一个EGR(排气再循环)环路，所述环路将下游排放部分连接至上游供应部分，以便允许排气与进入的新鲜空气混合。由于EGR环路不应在发动机的所有操作阶段期间永久打开，它们每一个装配有EGR阀，通过EGR阀，可以控制在相关回路中循环的排气流。
参考图1，根据现有技术的EGR阀包括气体循环管道2和瓣部3，所述瓣部3可枢转地安装在旋转轴4上且能够在关闭位置和打开位置之间移动，在关闭位置中，瓣部阻止排气通过，在打开位置中，瓣部允许该通过。瓣部3安装在轴4上，使得所述轴4将所述瓣部3分为第一部分5和第二部分6。所述部分5、6是平面的且薄的，并定位为使得它们互相连续。它们优选地形成单件。这两个部分5、6具有相同宽度，所述宽度是它们沿旋转轴4所考虑的尺寸，同时第一部分5短于第二部分6，长度是它们沿垂直于所述旋转轴4的轴线所考虑的尺寸。第一部分5和第二部分6彼此刚性地连接，使得它们以相对于彼此180°绕旋转轴4同时枢转。阀1的内部结构构造为使得，当所述瓣部3处于关闭位置时，瓣部3的第一部分5和第二部分6压靠固定至所述内部结构的密封件7。阀1中的瓣部3的布置使得瓣部的第一部分5主要控制气体的流入，所述瓣部3的第二部分6主要控制所述气体的流出。因此，当瓣部3处于关闭位置时，作用在第二部分6两侧的压力相等，所述第二部分则处于平衡状态，而管道2中的气体，在瓣部3的上游，将相当大的压力施加在所述瓣部3的第一部分5上。这导致所述第一部分5的两侧上的压力差，第一部分5继而具有沿箭头8指示的方向打开并允许气体通过的趋势。这样的阀1不是非常流体密封的，且使得EGR回路的操作是不规则的且不是非常可靠。
参考图2，根据本发明的阀10已经受到相对于已存在的阀1的第一变化，以便防止当瓣部3处于关闭位置时在气体的压力下瓣部3的第一部分5打开。该变化与密封件7的的部分17有关，当处于关闭位置时，瓣部3的第二部分6压靠该部分17。
参考图3，该第一变化包括在密封件7的所述部分17中制成孔11，以便在瓣部3的第二部分6的下游产生压降。密封件7的该部分17是平面的且薄的，并具有大致矩形形状。其具有平行于密封件7的部分17延伸的矩形中央腔室，其中，所述腔室12可视为类似于肋。孔11也具有矩形形状，且平行于肋12和密封件7的部分17延伸。其制成在该肋12的基部处，在中央位置。当瓣部3处于关闭位置时，其第二部分6压靠密封件7的所述部分17，使得肋12从密封件7的部分17冒出，在与瓣部3的所述第二部分6相接触抵靠的面对着的面上。以该方式，制成在密封件7的所述部分17中的孔11在瓣部3的第二部分6的下游产生压差，所述第二部分6则具有将其本身紧紧地夹靠密封件7的所述部分17的趋势。该运动趋于反抗瓣部3的第一部分5的运动，从而，最终，所述瓣部3保持平直轮廓，通过所述平直轮廓，阀10可以完美流体密封方式被关闭，没有任何不期望的气体泄漏。
参考图4和5，根据本发明的阀可特征在于第二变化，以便当瓣部3略微打开(对应于接近关闭位置的位置)时，扩展被带孔(holed)的密封件7的有效性。目前，当瓣部3从打开位置移动至关闭位置，瓣部3的第二部分6在阀1的内部结构的管道13中枢转，反之亦然，其中该枢转在所述管道13的壁14和瓣部3的所述第二部分6之间留出较大间隙J。在瓣部3的第二部分6和管道13的壁14之间的间隙J通常约4mm。尽管该间隙J是必要的，以便当瓣部3处于打开位置时避免堵塞发动机，但当所述瓣部3特别是处于略微打开位置时其导致较大的空气通道，因此消除了由密封件7的孔11产生的压降。这再次平衡了瓣部的第二部分6两侧的压力，其则在由所述第一部分5的上游的气体导致的压力差的作用下，不再防止第一部分5变形。处于略微打开位置的瓣部3则允许异常高的气体流在其变形的第一部分5处通过。该第二变化因此在于显著减少瓣部3的第二部分6的周边和所述第二部分6移动所在的管道13的壁14之间的间隙J。更精确地，间隙J的减少将通过改变管道13获得，其开口要被减少，从而所述管道13的内壁14变得更靠近瓣部3的第二部分6的轮廓。初始为4mm的间隙J因此被减少到小于或等于1.5mm的值。该间隙J将优选地处于0.1mm至1.5mm之间，更精确地将处于0.2mm至0.6mm之间。通过这样的减少的间隙J，处于略微打开位置的瓣部3将限制气体在其第二部分6和管道13的内壁14之间通过，保持带孔密封件7的完全功效。因此，在略微打开位置中，瓣部3的第二部分6将经历由于带孔密封件7产生的压降而造成的力，该变形阻挡所述瓣部7的第一部分5的变形，有助于使得瓣部3保持其初始总体形状，且因此能够有效地执行其在阀10内的各种功能。

Claims (7)

1.一种流体循环阀(10)，具有限定内部管道(2)的本体并包括瓣部(3)，所述瓣部可枢转地安装在将所述瓣部(3)分为第一部分(5)和第二部分(6)的轴(4)上，所述瓣部(3)能够在打开位置和关闭位置之间枢转，所述打开位置允许流体通入到管道(2)中，所述关闭位置阻挡所述通入，且所述瓣部(3)的第一部分(5)和第二部分(6)搁靠在密封件(7)上，所述密封件面朝该第一部分(5)和第二部分(6)延伸，所述密封件(7)还密封阀(10)的本体，所述密封件(7)具有压力降低器件(11、12)，该压力降低器件(11、12)位于所述瓣部(3)的第二部分(6)的下游，以便增加用于将所述第二部分夹靠所述密封件(7)的力，该压力降低器件包括制成在所述密封件(7)中的开口(11)，该开口没有敞开到所述密封件(7)的一个边缘上，当所述瓣部(3)处于关闭位置时，所述开口(11)仅面朝所述瓣部(3)的第二部分(6)，其特征在于，所述密封件(7)具有腔室(12)，且在于，所述开口(11)制成在所述腔室(12)中。
2.如权利要求1所述的阀(10)，其特征在于，所述瓣部(3)的第二部分(6)和所述密封件(7)为矩形形状，且在于，所述开口(11)为矩形形状。
3.如权利要求1至2中的任一项所述的阀(10)，其特征在于，所述开口(11)的表面面积对所述密封件(7)的总表面面积的比为0.1至0.5。
4.如权利要求1至2中的任一项所述的阀(10)，其特征在于，所述开口(11)位于所述密封件(7)的一部分(17)中的中央位置中，当所述瓣部(3)处于关闭位置时，所述部分(17)面朝所述瓣部(3)的第二部分(6)。
5.如权利要求1至2中的任一项所述的阀(10)，其特征在于，当所述瓣部(3)旋转移动时，所述瓣部(3)的第二部分(6)沿所述阀的内部结构的壁(14)枢转，且在于，所述壁(14)设计为相对于所述第二部分(6)留出间隙J，该间隙J小于或等于1.5mm。
6.如权利要求5所述的阀(10)，其特征在于，间隙J为0.1至1.5mm。
7.如权利要求6所述的阀(10)，其特征在于，间隙J为0.2至0.6mm。
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