CN101517303A - 用于排气管道的密封系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种密封系统，特别是用于密封内燃机的多件式排气管道，包括至少一个导引热流(5)的第一法兰件(9)和第二法兰件(11)，所述法兰件在它们之间围成一个用于至少一个密封元件(29，31)的容纳腔(33)，其特征在于，各彼此相邻的法兰件(9、11)构成一个向外凸出的、背离热流(5)且横向于其延伸的环形法兰(13)，在所述环形法兰中法兰件(9、11)的彼此相邻的端面(15、17)构成密封元件(29、31)的容纳腔(33)的一个至少部分的腔室，所述腔室相对于热流(5)设置在法兰件(9、11)的一个位于径向外部的末端区域中，并且径向向外开放的容纳腔(33)轴向通过法兰件(9、11)的相邻的端面(15、17)以及径向向内通过一个位于法兰件(9、11)之间的嵌入元件(35、39)限定。

Description

用于排气管道的密封系统
技术领域
本发明涉及一种密封系统，特别是用于密封内燃机的多件式排气管道，包括至少一个导引热流的第一法兰件和第二法兰件，所述法兰件在它们之间围成一用于至少一个密封元件的容纳腔。
背景技术
这种类型的密封系统是已知的。例如DE 10 2004 060 845A1示出用于活塞式发动机的排气管道的这种类型的密封系统，其中设有一个金属密封环作为密封元件，该密封环的形式为带有C形横截面的成型体。密封元件在排气管路上承受很高的温度，所述温度可能是大于600℃。即使使用考虑到耐热性而选择的性能的材料时，在绝对高的工作温度下，密封元件失去其用于密封所需要的功能特性，特别是由于过高的热载荷，密封元件的弹性通过蠕变过程而减小。
发明内容
鉴于此，本发明的目的是，提供一种密封系统，该密封系统在热气体区域中使用，即使在待密封的排气管道上出现高的温度时，也保障一个操作安全的密封。
按照本发明，上述目的通过一种具有权利要求1所述的全部特征的密封系统而实现。
通过按照本发明在一个环形法兰中设置一个腔室，用于密封元件，所述环形法兰背离热流、向外凸出，法兰件自身已经构成相对于热流的热屏蔽，特别是按照本发明容纳腔置于法兰件的一个径向向外的末端区域中。由此，容纳腔额外地通过一个嵌入法兰件之间的嵌入元件径向向内地限定，密封元件特别有效地屏蔽热流，以至于按照本发明的密封系统也能工作安全地在高热载荷的排气管道上使用。
作为在内部的热流和密封元件的容纳腔之间起热屏蔽作用的嵌入元件，可以设置例如一个金属的耐火环。
可选的是，在特别有利的实施例中，可以设有由具有相应小的导热性的材料制成的嵌入元件、特别是由一种可以构成特别有效的热屏蔽的非金属材料制成的嵌入元件。
在特别有利的实施例中，为了上述目的设置一个陶瓷纤维材料制成的环形体，例如由无定形的硅酸铝或者由结晶的氧化铝纤维制成的环形体。可选的是也可以设置一个现代的复合材料。
优选是设置一个金属的环形密封件或者一个金属卷边密封件作为位于容纳腔中的密封元件。
作为相互夹紧法兰件的夹紧件，可以设有一个夹紧环，在此能够以有利的方式这样设置，即夹紧环覆盖容纳腔径向外部的、开放的侧面，并且因此密封元件的腔室变得完整。
当设置一个环形密封件作为密封元件时，它可以优选具有一个C形或者V形成型横截面，其中环形密封件优选这样置入容纳腔中，使得C形成型件径向向内开放。此外存在可能性，即：取代一个V形或者C形的成型截面设置带有曲折型横截面的密封元件，成一种风箱解决方案的类型，其中多个叠加的褶皱构成横截面。
在每种情况下，本发明为各自的密封元件保证了一个热保护，以使得在由一种用于高温使用的材料制成的金属的密封元件在热气体区域中保障工作安全的密封。用于密封元件的环形可以是圆形或者接近圆形的。此外以一个椭圆形或者一个矩形的形式的环形是可考虑的，优选包括倒圆的角区域。
附图说明
下面借助于附图中所示的实施例详细地解释本发明。附图中：
图1排气管道的相邻的管道件的极度简化的、断开的并且半面示出的纵剖视图，其中管道件通过一个按照本发明的实施例的密封系统相互密封；以及
图2密封系统的第二实施例的与图1类似的纵剖视图。
具体实施方式
在附图中通过附图标记1或者3表示排气管道的一个第一管道件和一个第二管道件。在相关的内燃机运行中，排气管道导引带有相应的高的排气温度的废气热流5。相互待连接的且借助于按照本发明的密封系统相互密封的管道件1和3具有各一个相对于管道轴线7径向向外凸出的法兰件9和11。所述法兰件9和11共同构成一个环形法兰13，其中法兰件9和11具有彼此相向的端面15和17。为了将管道件1和3相互连接，环形法兰13的法兰件9、11通过合适的夹紧件相互夹紧，其中常规类型的夹紧件在附图中是极度简化地表示，其中在图1中示出具有螺栓连接21的夹紧环19，并且在图2中示出一个套在法兰件9和11的斜面25上的夹紧环27。
为了在法兰件9和11之间的密封，图1示出一个双层式金属卷边密封件29，而图2的示例中示出一个C形成型横截面的金属的环形密封件31时。在每个情况中，相关的密封元件在法兰件9和11之间构成的容纳腔33中至少部分形成腔室。在图1示出的示例中，在环形法兰13外圆周侧是开放的容纳腔轴向通过法兰件9或11的端面15和17限定，并且径向内置地通过一个嵌入元件限定，在此在图1的示例中涉及一个金属的耐火环(Feuerring)35，该耐火环嵌入法兰件9和11之间并且通过其位于径向外部的环边缘37围成容纳腔33。
与此相反，除其他类型的夹紧件之外(夹紧环27)，图2的示例区别主要在于，一个环形密封件31代替卷边密封件29被安装在容纳腔中，以及一个非金属的嵌入元件代替耐火环35嵌入法兰件9和11之间，亦即一个由差的导热性的材料制成的环形体39。此外在此作为材料例如可以考虑其他的、例如由无定形硅酸铝纤维或者结晶氧化铝纤维的陶瓷纤维材料，或者每种在热流5和容纳腔33之间构成有效的热屏蔽的材料。嵌入元件也可以由一种现代的复合材料组成、例如由金属和非金属材料构成，其在关联中保证一个良好的热屏蔽。

Claims (7)

1.一种密封系统，特别是用于密封内燃机的多件式排气管道，包括至少一个导引热流(5)的第一法兰件(9)和第二法兰件(11)，所述法兰件在它们之间围成一个用于至少一个密封元件(29、31)的容纳腔(33)，其特征在于，各彼此相邻的法兰件(9、11)构成一个向外凸出的、背离热流(5)且横向于其延伸的环形法兰(13)，在所述环形法兰中法兰件(9、11)的彼此相邻的端面(15、17)构成密封元件(29、31)的容纳腔(33)的至少部分的腔室，所述腔室相对于热流(5)设置在法兰件(9、11)的位于径向外部的末端区域中，并且径向向外开放的容纳腔(33)轴向通过法兰件(9、11)的相邻的端面(15、17)且径向向内通过一个位于法兰件(9、11)之间的嵌入元件(35、39)限定。
2.如权利要求1所述的密封系统，其特征在于，设有一个金属的耐火环(35)作为嵌入元件。
3.如权利要求1所述的密封系统，其特征在于，设有一个由热传导能力小的材料制成的嵌入元件(39)。
4.如权利要求3所述的密封系统，其特征在于，设有一个陶瓷纤维材料例如无定形硅酸铝纤维或者结晶氧化铝纤维制成的、或者由一种复合材料制成的环形体(39)作为嵌入元件。
5.如权利要求1到4任一项所述的密封系统，其特征在于，设有至少一个环形密封件(31)作为密封元件。
6.如权利要求1到4任一项所述的密封系统，其特征在于，设有至少一个金属卷边密封件(29)作为密封元件。
7.如权利要求1到6任一项所述的密封系统，其特征在于，设有一个夹紧环(19、27)作为用于夹紧法兰件(9、11)的夹紧件，该夹紧环覆盖容纳腔(33)的径向外部的、开放的侧面。
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