CN102472204A

CN102472204A - 废气循环阀

Info

Publication number: CN102472204A
Application number: CN2009801603003A
Authority: CN
Inventors: 栗原朗优; 头井拓朗; 长谷川晓
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2009-07-07
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2029-07-07
Also published as: KR101286384B1; KR20120024695A; US20120061603A1; WO2011004428A1; DE112009005051B4; US8944407B2; DE112009005051T5; CN102472204B; JP5230811B2; JPWO2011004428A1

Abstract

一种废气循环阀，其通过使轴(3)的转轴(O2)相对于阀座(2)的中心线(O1)在X方向及Y方向上双轴偏心的方式进行安装。对阀(1)的外周面进行倾斜加工以使阀(1)与阀座(2)线接触，阀的外周面在偏离轴中心的两处切换倾斜角度的正负。另外，在连接所述两处的区间内分别设置有倾斜角度恒定的区间，其它区间平滑地连接。

Description

废气循环阀

技术领域

本发明涉及一种废气循环阀(ERG阀)的阀和阀座的形状。

背景技术

在废气循环阀中，对循环废气的流量进行调节的阀芯由打开关闭废气通路的阀和使该阀动作的转轴构成。该转轴被设于阀主体外壳的轴承部支承成能旋转。另一方面，阀座设于构成废气通路的外壳，通过使阀与转轴一体旋转并与阀座抵接，从而来封闭废气通路。

在现有的废气循环阀中，存在以下技术问题：当废气中所含的沉淀物等异物堆积在阀与阀座的密封面附近时，因异物的咬入而使阀与阀座固接，从而对阀芯的开关带来影响。

为解决这种技术问题，在专利文献1中，公开有被用作废气循环阀的蝶阀。在该蝶阀中，圆形的阀的外周面形成为倾斜面，阀座由两个零件构成并设有环状的台阶，并用阀座的环状台阶对阀外周面进行大范围的线密封，以对废气通路进行封闭。

然而，虽然在该结构中确保了大范围的线密封，但在阀的闭阀状态下，在废气通路中流动的气体的高压作用在阀的转轴上，从而对转轴周围的密封部带来较大的负担，在没有进行密封的情况下，会使得该部分处的泄漏增加。另外，由于阀座由两个零件构成，因此，存在结构复杂这样的缺点。

为弥补这种缺点，在专利文献2中，提出了一种具有多重偏心结构的蝶阀，在该蝶阀中，使阀的转轴在阀的厚度方向上偏心并使截面呈正圆。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004-263723号公报

专利文献2：日本专利特开2004-225783号公报

发明内容

然而，虽然在上述专利文献2的废气循环阀中能通过设置多重偏心结构来改进专利文献1的问题，但在阀芯开关时，阀外周面会滑动而使其与阀座的密封面局部滑动磨损，因此，需要使密封面具有弹性，另外，还需要选择具有弹性的另一构件的密封，从而存在容易导致价格升高这样的技术问题。

本发明为解决上述技术问题而作，其目的在于能通过在阀座的边缘处进行线密封来提高抗咬入性，并能通过简化阀座形状来廉价地制造废气循环泵。

本发明的废气循环阀形成为穿过中心的一方正交线上的左右外周面以在偏离轴中心的两处切换倾斜角度的正负的方式平滑地倾斜，并将沿另一方正交线的剖面侧视形状形成为梯形，上述轴的旋转中心轴安装于从上述阀的中心朝上述梯形的长底边侧偏心的单轴偏心位置。

根据本发明，阀的沿着穿过阀中心的另一方正交线的剖面侧视形状形成为梯形，并将轴的旋转中心轴安装至从阀的中心朝梯形的长底边侧偏心的单轴偏心位置，因此，能通过在阀座的边缘处对阀进行线密封来提高抗咬入性，并能通过简化阀座形状来廉价地进行制造。

附图说明

图1表示本发明实施方式1的废气循环阀的结构，图1(a)是俯视图，图1(b)是沿图1(a)的DD线剖切后的剖视图。

图2表示实施方式1的阀的形状，图2(a)是俯视图，图2(b)～图2(d)是沿着A’A’、B’B’、C’C’线剖切后的剖视图。

图3是将实施方式1的废气循环阀沿图1(a)的DD线剖切后的截面立体图，图3(a)表示阀的开阀状态，图3(b)表示阀的闭阀状态。

图4表示本发明实施方式2的废气循环阀的结构，图4(a)是俯视图，图4(b)是沿着图4(a)的EE线剖切后的剖视图，图4(c)是沿着图4(a)的中心线O1剖切后的剖视图。

图5是表示本发明实施方式3的废气循环阀的结构的俯视图。

具体实施方式

以下，为了更详细地说明本发明，参照附图对用于实施本发明的实施方式进行说明。

实施方式1

图1(a)是本发明实施方式1的废气循环阀的俯视图，图1(b)是沿图1(a)的DD线剖切后的剖视图。图2(a)是表示阀1的形状的俯视图，在图2(b)、图2(c)、图2(d)中表示沿A’A’线、B’B’线、C’C’线剖切后的剖视图。图3(a)是沿图1(a)的DD线剖切后的开阀状态下的剖面立体图，图3(b)是闭阀状态下的剖面立体图。

废气循环阀包括：大致圆形的阀1；形成有正圆形状的开口部的阀座2；使阀1旋转的轴3；以及设置在阀1与轴3之间的板4。以穿过正圆形状的阀座2中心的直线为中心线O1，以轴3在使阀1旋转时的旋转中心轴为转轴O2。

本实施方式1所示的废气循环阀是双轴偏心阀(日文：二軸偏心バルブ)，使轴3的转轴(旋转中心轴)O2相对于阀座2的中心线O1在X方向(剖面侧视形状呈梯形的长底边侧)上偏移而处于单轴偏心(日文：一軸偏心)，此外，还在Y方向(阀1的径向)上偏移而处于双轴偏心。若以使轴3的向阀1安装的安装面位于气体下游侧的方式进行单轴偏心，则能在闭阀状态下减少轴3直接暴露在废气下的状态。藉此，不会因废气的高压作用于轴3上而使阀1与轴3的安装部分周围承受较大的负担。

另外，由于不使阀1与轴3直接固接，而在其间隔着板4来加以固定，因而，能对阀1与板4之间、板4与轴3之间的接地面积进行调节来提高阀1与轴3的固定强度。另外，改变板4的厚度也能调节单轴偏心量。

为了与双轴偏心结构相对应，对阀1的外周面进行如图2所示的倾斜加工，以使阀1与阀座2能线接触。阀1的外周面在开阀时朝近前侧移动的区间A内倾斜-45度(图2(b))，在位于轴3的转轴O2附近的上下的B部处倾斜+15度(图2(c))，并在开阀时朝里侧移动的区间C内倾斜+45度(图2(d))。对其它区间采用平滑地连接的倾斜加工，以保持区间A、B部、区间C的倾斜角度。此时，将偏离轴3的转轴O2的位置设为密封部切换点1a，将倾斜角度设为±0度，并切换与密封部切换点1a相邻的区间的倾斜角度的正负。

在如上所述进行倾斜加工后，阀1在区间A内的外周面的靠近前侧处与阀座2近前侧的内周缘2a(图3)抵接，在密封部切换点1a处将抵接位置从阀座2近前侧的内周缘2a切换至里侧的内周缘2b(图3)，并在B部及区间C内的外周面的靠里侧处与阀座2里侧的内周缘2b抵接。因此，能将在闭阀时供阀1与阀座2抵接的密封部5设为线接触的线密封。若是线密封，则因阀1与阀座2的接触面积较小，因此，在阀设置于废气通路时，可降低废气所含的沉淀物等异物咬入的可能性，并减少密封部5的固接，由此，也可减小对开关动作带来影响的转矩。

另外，由于密封部切换点1a设于偏离轴3的转轴O2的位置，因此，能使轴3的转轴O2附近的阀1不与阀座2的正圆形开口部干扰，而能实现全周线密封。因此，能提高机密性，使理论上的泄漏间隙为零。

图2所示的倾斜加工为一例，只要根据轴3的转轴O2的偏心量、阀1的厚度等条件来合理设计倾斜角度、倾斜区间、密封部切换点的位置等即可。另外，由于阀座2的开口部内周是正圆形状的，因此，能用车床加工来形成阀座2的正圆形的开口部，从而能降低加工成本。

如上所述，根据实施方式1，轴3采用以下结构：从阀座2的中心线O1朝梯形的长底边侧偏心成为单轴偏心位置，并从该单轴偏心位置进一步朝径向偏心成为双轴偏心位置，将轴3的转轴O2安装到上述双轴偏心位置，阀1的外周面以在偏离轴中心的两处密封部切换点1a上切换倾斜角度的正负的方式平滑地倾斜，并在连接密封部切换点1a的区间内设置倾斜角度恒定的区间A、C。因此，能通过在阀座2的正圆形开口部的边缘处对阀1进行线密封来提高抗咬入性，且能实现全周线密封，因此，能提高机密性而使理论上的泄漏间隙为零。另外，能将阀座2的开口部的形状简化为正圆形，从而能廉价地进行制造。此外，由于轴3以夹着板4的方式安装于阀1，因此，能提高阀1与轴3之间的固定强度，并能对单轴偏心量进行调节。

实施方式2

图4表示实施方式2的废气循环阀的结构，图4(a)是俯视图，图4(b)是沿着图4(a)的EE线剖切后的剖视图，图4(c)是沿着图4(a)的中心线O1剖切后的剖视图。上述实施方式1所示的废气循环阀为双轴偏心结构，但在本实施方式2中，废气循环阀为单轴偏心结构。即，使轴3的转轴O2相对于阀座2的中心线O1从阀的中心朝梯形的长底边侧单轴偏心。该阀1在闭阀状态下相对于轴3的转轴O2左右对称，因此，在处于闭阀状态时阀1所受到的废气的左右压力不存在压力差。因此，能消除因压力差而产生的开阀力。

在本实施方式2的阀1中，也如上述实施方式1的图2所示对其外周面进行倾斜加工。然而，在轴3旋转时阀1与阀座2会在轴3的转轴O2附近干扰，因此，需要在干扰的部分上分别设置微小的间隙6。由于设置了间隙6，因此，阀1和阀座2不可能实现全周线密封，因而存在各间隙6处出现极微小的泄漏的可能性。在图4中，使阀1的两极变形来形成间隙6，而使阀座2的开口部不变形，还是保持原来的正圆形状。因此，阀座2的加工是简单的。

如上所述，根据实施方式2，轴3采用以下结构：从阀座2的中心线O1朝梯形的长底边侧偏心成为单轴偏心位置，并将轴3的转轴O2安装到单轴偏心位置。因此，阀1的表面积在闭阀时相对于轴3的转轴O2左右对称，即使在闭阀时产生左右压力差，也能消除其开阀力。

在本实施方式2所示的单轴偏心结构的废气循环阀中，与上述实施方式1一样，只要以使轴3的向阀1安装的安装面位于气体下游侧的方式单轴偏心，安装部分周围就不会受到高压的废气带来的负担。另外，由于对阀1的外周面进行倾斜加工，因此，能使阀1与阀座2线接触来进行线密封，从而能提高抗咬入性。另外，能将阀座2的开口部的形状简化为正圆形，从而能廉价地进行制造。此外，通过使用板4，能提高阀1与轴3之间的固定强度，并能对单轴偏心量进行调节。

实施方式3

图5是表示实施方式3的废气循环阀的结构的俯视图。

在上述实施方式1的废气循环阀中，为了形成双轴偏心结构，使轴3的转轴O2相对于阀座2的中心线O1在Y方向上偏移。因此，阀1相对于轴3的转轴O2在左右表面上产生的转矩稍许不同，当在闭阀状态时阀1所受到的废气的左右压力的压力差较大时，就可能会产生开阀力。因此，在本实施方式3中，如图5所示，除了双轴偏心结构之外，还可构成为平衡阀结构。

在图5中，构成为以下结构：通过使阀1和阀座2分别缩小由斜线表示的面积，并使在以轴3的转轴O2作为中心的阀1的左右表面上产生的转矩相同，就能将阀1所受的压力左右均等地分散。利用该结构，与单轴偏心结构的情况一样，能消除因在阀1左右产生的压力差而引起的开阀力。

如上所述，根据实施方式3，轴3可采用以下结构：从阀座2的中心线O1朝梯形的长底边侧偏心成为单轴偏心位置，并从该单轴偏心位置进一步朝径向偏心成为双轴偏心位置，轴3的转轴O2安装于该双轴偏心位置，并且，使阀1相对于轴3的转轴O2在左右表面上产生的转矩相同。因此，即便在开阀时产生左右压力差，也能消除其开阀力。

在本实施方式3所示的双轴偏心结构的废气循环阀中，也与上述实施方式1相同，只要以使轴3的向阀1安装的安装面位于气体下游侧的方式单轴偏心，在闭阀时在安装部分周围就不会受到高压的废气带来的负担。另外，能通过在阀座2的圆形开口部的边缘处对阀1进行线密封来提高抗咬入性，且能实现全周线密封，因此，能提高机密性而使理论上的泄漏间隙为零。另外，通过夹着板来将阀1和轴3固定，从而能提高阀1与轴3之间的固定强度，并能对单轴偏心量进行调节。

工业上的可利用性

如上所述，本发明的废气循环阀对偏心结构的阀的外周面进行倾斜加工来对阀座进行线密封，因此，适用于发生沉淀物堆积的废气循环阀等。

Claims

1.一种废气循环阀，包括：

圆形的阀；

阀座，在该阀座上形成有与所述阀的外周面抵接的圆形开口部；以及

轴，该轴与所述阀一体旋转以打开或关闭所述圆形开口部，其特征在于，

所述阀形成为穿过中心的一方正交线上的左右外周面以在偏离轴中心的两处切换倾斜角度的正负的方式平滑地倾斜，并将沿另一方正交线的剖面侧视形状形成为梯形，

所述轴的旋转中心轴安装于从所述阀的中心朝所述梯形的长底边侧偏心的单轴偏心位置。

2.如权利要求1所述的废气循环阀，其特征在于，

轴的旋转中心轴安装于从单轴偏心位置进一步朝所述阀的径向偏心的双轴偏心位置。

3.如权利要求1所述的废气循环阀，其特征在于，

阀座的圆形开口部呈正圆形状。

4.如权利要求2所述的废气循环阀，其特征在于，

阀相对于轴的旋转中心轴在左右表面上产生的转矩是相同的。

5.如权利要求1所述的废气循环阀，其特征在于，

阀的外周面在连接切换倾斜角度的正负的两处的区间内设置有倾斜角度恒定的区间。

6.如权利要求1所述的废气循环阀，其特征在于，

轴以夹着板的方式安装于阀。