CN102705560B - 用于流动介质的阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于流动介质的阀、尤其用于流体计量的计量阀,该阀设有一个由塑料作的阀壳体(11),一个由阀壳体(11)伸出的、在一轴向区域中被一个壳体端部区段(111)直接包围的由金属作的构件(12)及一个用于密封塑料与金属之间的分隔面的密封件(30),该密封件具有一个由弹性材料作的密封圈(31)。为了实现即使在极端负荷下金属构件(12)与作为压力注塑包封地施加的、局部搭接金属构件(12)的阀壳体(11)之间的分隔面的持久可靠的密封该密封圈(31)被接收并被夹紧在总是局部地搭接构件(12)及壳体端部区段(111)的套筒(32)中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于流动介质的阀,尤其是用于流体计量的计量阀。
背景技术
这种阀例如被用作一种液体介质、例如燃料或尿素水溶液的计量阀以减小内燃机废气中的氧化氮。在此情况下该阀被这样地装配在一个反应室中,例如燃烧室中或导向燃烧室的吸气管中或内燃机的排气管中,即将该阀的具有喷射孔的部分伸入到反应室及使其它的阀部分露出。
一个公知的由电磁铁操作的用于内燃机的燃烧剂或燃料喷射的阀(DE19512339B4)具有一个由塑料作的阀壳体,一个由阀壳体伸出的、设有带阀孔的阀座体的金属阀座架,一个设有用于关闭及释放阀孔的闭合头的阀针及一个用于操作阀针的电磁铁。空心的阀座架与一个用作燃料进口的进入管固定地连接。电磁铁具有一个电磁线圈–该电磁线圈配合在构成磁心的进入管上,一个与阀针固定连接的、在阀座架中轴向地导向的衔铁及一个覆盖电磁线圈的磁轭,该磁轭被固定在进入管及阀座架的外面。阀壳体被制成塑料的压力注塑包封件并包围进入管、具有电磁线圈及磁轭的电磁铁及阀座架的一个轴向区段。为了防止湿气或液体侵入阀中并由此损坏电磁铁的电部件,在搭接阀座架的阀壳体的端部上设有一个密封圈,该密封圈完全地包围阀座架及其本身至少部分地被阀壳体的塑料包围。在此情况下密封圈被置入到一个开在阀座架上的槽中及在轴向上由阀壳体的塑料压力注塑包封。
发明内容
根据本发明的具有优选实施方案的特征的阀具有其优点,即在金属构件与作为塑料压力注塑包封施加的、部分地搭接金属构件的塑料阀壳体之间具有持久可靠的密封,即使极端负荷、如强溅水危害或极端的环境条件它也能经受得起。该密封仅对塑料阀壳体的搭接金属构件的端部稍加调整后并无阀结构的其它改变再通过密封圈及套筒的套上来实现。通过密封圈与径向夹紧密封圈的套筒的组合能可靠地封闭通向塑料阀壳体的位于金属构件上的前端的、金属构件与塑料阀壳体之间的关键区域–在该区域中由于阀的持续温度变化易于构成毛细管及间隙,以致来自阀周围环境的湿气不能通过这些毛细管及间隙侵入阀的内部及损害那里的构件、如导流部件。在此情况下套筒与密封圈的组合可与套筒材料选择金属还是塑料无关地使相同的材料相互密封地固定及使不同的材料通过夹紧的弹性密封圈相互密封地连接。以此方式由于相互固定连接的材料的热膨胀系数相同变热及变冷的持续交替不会导致密封连接的疲劳,而弹性密封圈可补偿不同材料的不同热膨胀性能。
通过其它可选技术方案中所述的措施可得到优选实施方案中给出的阀的有利的进一步构型及改进。
根据本发明的一个有利的实施形式套筒由金属组成及被密封地固定在金属构件上以及密封圈在径向上被夹紧在套筒与塑料阀壳体的壳体端部区段之间。这可用结构上有利的方式这样来实现,即套筒具有一个直径大的第一套筒区段及一个直径小的第二套筒区段,第二套筒区段被密封地焊接在金属构件上及第一套筒区段搭接塑料阀壳体的壳体端部区段以及密封圈在径向上被压在壳体端部区段上。套筒最好由特种钢制成深拉件并借助激光进行焊接。
根据本发明的一个有利的实施形式阀壳体的壳体端部区段在其伸入到套筒的端部上具有一个为了构成环形肩在直径上缩小的颈部。密封圈被套筒的套在壳体端部区段上的第一套筒区段径向地压紧在该颈部上。壳体端部区段的分阶具有其优点,即套筒可形状锁合地接收在壳体端部区段上及密封圈在套筒与阀壳体之间产生可靠的密封,该密封与金属构件与第二套筒区段之间的密封的焊缝一起能可靠地封闭壳体端部区段与金属构件之间可能的湿气侵入路径。该环形肩使组装变得容易,因为密封圈的移动受到限制。
根据本发明的一个变换的实施形式套筒由塑料组成及被密封地固定在阀壳体上。密封圈在径向上被夹紧在塑料套筒与金属构件之间。塑料套筒在塑料阀壳体上的密封固定借助一个密封的、环绕的焊缝来实现,并最好借助激光焊接来实现。该结构方案具有其优点,即作为塑料成型件的套筒可成本上有利地制造。
如果根据本发明的一个有利的实施形式套筒在壳体端部区段上的固定不用环绕的密封焊缝而借助一个环绕的锁合或卡合的连接部分来实现,由此使密封件的安装简化及使制造成本进一步降低。通过由于塑料压力注塑包封件相对锐利的边缘在作为塑料压力注塑包封件制成的阀壳体与套筒之间形成的高的局部面压力可实现套筒与壳体端部区段之间形状锁合连接部分的高密封作用。
在以下的说明中将借助附图中所示的实施例来详细地描述本发明。
附图说明
图1:一个用于流动介质的阀的纵截面的区段图,
图2:根据另一实施例的一个变型的阀的图1中的区段A,
图3:根据第三实施例的一个变型的阀的图1中的区段A。
具体实施方式
图1中以纵截面的区段表示的用于流动介质的阀尤其被用作计量阀,用于对一个反应室中的流体、例如内燃机的抽吸管中的燃料或为了旨在减少排放的废气处理的内燃机的废气管中的燃料或尿素溶液进行计量。该阀具有一个由塑料作的阀壳体11及一个通过塑料的压力注塑包封固定在阀壳体11中的、由金属作的从阀壳体11中轴向地伸出的构件12。在这里所述的阀中金属构件12是一个用于阀操作的电磁铁19的磁铁罐13。该磁铁罐13用其一个直径缩小了的罐区段131配合在一个穿过它的、也通过塑料的压力注塑包封固定在阀壳体11中的阀座架14上,该阀座架本身与一个通过图1中的箭头10象征地表示的介质输入流形成连接。电磁铁19以公知的方式除磁铁罐13外还具有一个电磁铁线圈15,一个磁心16及一个衔铁17。电磁铁线圈15被接收在磁铁罐13中及配合在阀座架14的外部。圆柱形的磁心16被设置在阀座架14的内部及其前端与可在阀座架14中轴向移动地导向的衔铁17的端部形成了电磁铁19的工作气隙18。在圆柱形的阀座架14的远离壳体的自由端部中固定地装配了一个阀座体20。在阀座体20中构有一个阀孔21及一个包围阀孔21的阀座22。一个与电磁铁19的衔铁17固定连接的、圆柱形的阀针24在其远离衔铁的端部上带有一个闭合体23,该闭合体与阀座22相互配合以释放及关闭阀孔21。阀闭合体23通过一个支撑在阀针24的远离关闭体的端部的阀关闭弹簧25压在阀座22上及当电磁铁19被激磁时抵抗阀闭合弹簧25的力从阀座22上抬起。为了调节阀闭合弹簧25的闭合力该阀闭合弹簧支撑在一个圆柱形的调节部件26上,该调节部件在阀座架4中轴向可移动及可通过夹子或螺丝固定在调节位置上。在阀针24中设有穿透孔27,以致由介质输入流通过阀座架14流入阀针24中的流体可到达阀座架4中设在阀座体20的前面的阀室28中。
为了防止流体由一个–被该阀计量地喷入的–反应室侵入到由磁铁罐13的内室构成的线圈室并由此损伤电磁铁15,磁铁罐13的向着阀座体20的环形端面借助一个套筒29对流体进行密封,其中被构成深拉件的该套筒29一方面流体密封地焊在磁铁罐13上及另一方面流体密封地焊在阀座架14上。
为了防止湿气–尤其在喷水负载的情况下–通过铁磁体的磁铁罐13与用其壳体端部区段111搭接磁铁罐13的塑料阀壳体11之间的分隔面侵入线圈室,设有一个在壳体端部区域111上密封该分隔面的密封件30。该密封件30具有一个由弹性材料作的密封圈31及一个套筒32,该套筒总是部分地搭接磁铁罐13及壳体端部区段111及接收并径向上夹紧密封圈31。
在图1的实施例中套筒32由金属构成并最好为由特种钢作成的深拉件。套筒32被密封地固定在磁铁罐13上及在径向上夹紧位于套筒32与壳体端部区段111之间的密封圈31。为此套筒32具有一个直径大的第一套筒区段33及一个直径小的第二套筒区段34。第二套筒区段34被密封地焊接在磁铁罐13上,例如借助激光焊接。环绕的焊缝在图1中用35来指示。第一套筒区段33形状锁合地搭接壳体端部区段111及在径向上将密封圈31压在壳体端部区段111上。为了接收密封圈31壳体端部区段111在其伸入到套筒32的端部上具有一个为了构成环形肩36在直径上缩小的颈部37。密封圈31包围着颈部37并由第一套筒区段33径向地压在颈部37上。肩36可当套筒32套上时防止密封圈31的移动及使组装变得容易。
图2及3中各以图1中区段A的区域示出的根据第二及第三实施例的阀仅在密封件30的结构构型方面作出修改,由此相同的构件设有相同的标号。密封件30也由一个套筒32’及一个密封圈31组成。这里与图1的实施例不同地套筒32’由塑料制成及当密封圈31在径向上被夹紧在套筒32’与磁铁罐13之间时,该套筒被密封地固定在阀壳体11的壳体端部区段111上。在组装时将密封圈31放置在壳体端部区段111的环形端面上,以致可防止该密封圈的继续移动直至套筒32’完全被套上。
在图2的实施例中为了在壳体端部区段11上对湿气密封地固定套筒32’而设有一个锁合或卡合连接部分39。由于用塑料压力注塑包封地固定在磁铁罐13上的壳体端部区段11的相对锐利的边缘在壳体端部区段111与套筒32,之间形成一个高的局部面压力,由此达到了良好的密封作用。
在图3的实施例中为了在壳体端部区段111上对湿气密封地固定套筒32’,在套筒32’与壳体端部区段111之间借助激光焊接设置了一个环绕的、密封的焊缝。在图3中该环绕的焊缝用标号40来指示。
在根据图1,2及3的阀的所有实施例中在磁铁罐13被壳体端部区段111搭接的区域中被加工出一个迷宫轮廓41,在压力注塑包封阀壳体时该迷宫轮廓被塑料填满。通过该迷宫轮廓41可在塑料与金属之间的分隔面内产生一定的附加密封。而取消该密封部分也可以是无妨的。
在以上描述的实施例中由用塑料作的阀壳体11伸出的金属构件12是接收在阀壳体11中的电磁铁19的磁铁罐13,在该金属构件上借助密封件30相对壳体端部区段进行密封。但也有一些阀构型,其中磁铁罐12完全被塑料的阀壳体11覆盖及壳体端部区段11被压力注塑在阀座架14上。在此情况下在本发明的意义上该金属构件12即为阀座架14。在此情况下密封件30的套筒32或32’总是部分地搭接阀座架4及阀壳体11的壳体端部区段111。作成金属套筒32的套筒将密封圈31夹紧在壳体端部区段111上而作成塑料套筒32’的套筒将该密封圈夹紧在阀座架14上。金属套筒32与阀座架14及塑料套筒32’则与壳体端部区段111各密封地焊接。
Claims (11)
1.用于流动介质的阀,设有:一个阀壳体(11),该阀壳体由塑料制成;一个从阀壳体(11)伸出的构件(12),该构件由金属制成并且在一轴向区域中被一个壳体端部区段(111)直接包围;及一个密封件(30),该密封件用于密封塑料与金属之间的通到壳体端部区段(111)的前端上的分隔面,该密封件具有一个由弹性材料作的密封圈(31),其特征在于:该密封圈(31)被接收并被夹紧在总是局部地搭接构件(12)及壳体端部区段(111)的套筒(32,32’)中。
2.根据权利要求1的阀,其特征在于:套筒(32)由金属组成及被密封地固定在构件(12)上以及密封圈(31)在径向上被夹紧在套筒(32)与壳体端部区段(111)之间。
3.根据权利要求2的阀,其特征在于:套筒(32)具有一个直径大的第一套筒区段(33)及一个直径小的第二套筒区段(34);第二套筒区段(34)被密封地焊接在构件(12)上及第一套筒区段(33)搭接壳体端部区段(111);及在径向上密封圈(31)被压在第一套筒区段(33)与壳体端部区段(111)之间。
4.根据权利要求3的阀,其特征在于:套筒(32)是一个由特种钢作的深拉件。
5.根据权利要求3或4的阀,其特征在于:壳体端部区段(111)在其伸入到套筒(32)的端部上具有一个为了构成环形肩(36)在直径上缩小的颈部(37),密封圈(31)紧靠在该颈部上。
6.根据权利要求1的阀,其特征在于:套筒(32’)由塑料组成及被密封地固定在阀壳体(11)的壳体端部区段(111)上以及密封圈(31)在径向上被夹紧在套筒(32’)与构件(12)之间。
7.根据权利要求6的阀,其特征在于:为了在壳体端部区段(111)上固定套筒(32’),在套筒(32’)与壳体端部区段(111)之间设置了一个密封的、环绕的焊缝。
8.根据权利要求6的阀,其特征在于:为了在壳体端部区段(111)上固定套筒(32’),在套筒(32’)与壳体端部区段(111)之间设置了一个密封的、环绕的锁合或卡合的连接部分(39)。
9.根据权利要求2或6的阀,其特征在于:在构件(12)的被壳体端部区段(111)搭接的区域中设有一个由阀壳体(11)的塑料填满的迷宫轮廓(41)。
10.根据权利要求2或6的阀,其特征在于:构件(12)是一个被接收在阀壳体(11)中的用于阀操作的电磁铁(19)的磁铁罐(13)。
11.根据权利要求1的阀,其特征在于:该阀是用于流体计量的计量阀。
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