CN109642674A - 密封装置和密封组件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种密封装置，密封部分相对于阀体的外表面的密接性高，零件数量少，对阀装置的组装较为容易。密封装置对可移动地配置于阀箱内而控制流体的流动的阀体；和连结于阀箱或为所述阀箱的一部分的、供流体流动的管之间进行密封。密封装置具备：第一密封部分，其为树脂制的环状的板或者膜，密接于阀体的外表面；筒状的第二密封部分，其由比第一密封部分柔软的材料形成，与管的内表面或者外表面接触，防止来自管的流体的泄漏。第一密封部分与第二密封部分接合为一体。

Description

密封装置和密封组件
技术领域
本发明涉及一种对连结于阀箱或为阀箱的一部分的管与阀体之间进行密封，防止流体从此泄漏的密封装置和具有这种密封装置的密封组件。
背景技术
目前，作为密封连结于阀箱的管与阀体之间的密封机构，有一种例如专利文献1中所记载的那样的密封机构。专利文献1涉及制冷剂控制阀装置，如图6所示，该制冷剂控制阀装置具备阀壳100、和在阀壳100内可绕旋转轴线X旋转而控制制冷剂的流动的阀体102。在阀壳100上连结有排出筒104。
在阀壳(阀箱)100和排出筒(管)104的连结部分设有密封排出筒104和阀体102之间的密封机构。该密封机构具有以排出筒104的中心轴线Y作为中心的环状的3个部件、即密封环106、填充体108、和支承环110。另外，密封机构具有弹簧112。
密封环106由树脂材料形成，与阀体102的外表面接触。填充体108由树脂材料形成，与排出筒104前端的套筒104A的外表面接触。支承环110由不锈钢等金属材料构成。弹簧112经由支承环110而对密封环106施加作用力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特开2016－114125号
发明内容
发明所要解决的技术问题
关于这种密封机构，期望密封部分始终与阀体的外表面密接，还期望密接机构的零件数量少，且期望易于组装于。
于是，本发明的目的在于，提供一种密封部分相对于阀体外表面的密接性高、零件数量少、易于组装于阀装置的密封装置、及具有这种密封装置的密封组件。
用于解决问题的技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种密封装置，其对可移动地配置于阀箱内而控制流体的流动的阀体；和连结于阀箱或为所述阀箱的一部分的、供流体流动的管之间进行密封，其具备：第一密封部分，其为树脂制的环状的板或者膜，密接于所述阀体的外表面；和筒状的第二密封部分，其由比所述第一密封部分柔软的材料形成，与所述管的内表面或者外表面接触，防止来自所述管的流体的泄漏，所述第一密封部分与所述第二密封部分接合为一体。
在本发明的密封装置中，与阀体的外表面密接的板或者膜即第一密封部分和与管的内面或者外表面接触的筒状的第二密封部分接合为一体。由于第二密封部分由比第一密封部分柔软的材料形成，所以可以经由筒状的第二密封部分按压环状的第一密封部分，使第一密封部分接触阀体的外表面，因此第一密封部分相对于阀体外表面的密接性高。由于第一密封部分和第二密封部分接合为一体，所以零件数量少。进而，在对阀装置进行组装时，只要将密封装置配置于管的内侧或者外侧，经由第二密封部分按压第一密封部分，使第一密封部分密接于阀体的外表面，在该状态下固定密封装置即可。因此，对阀装置的组装较为容易。
在本发明的一方面的密封装置中，与密接于所述阀体的外表面的面相反侧的所述第一密封部分的面整体与所述第二密封部分接合。在该情况下，板状或者膜状的第一密封部分整体由比第一密封部分柔软的第二密封部分支承。因此，第一密封部分相对于阀体的外表面的密接性高，即便是阀体的外表面粗糙的情况下，第一密封部分也可以以很宽的面积与阀体的外表面相接触。另外，阀体在阀箱内移动时，第一密封部分始终与阀体的外表面密接。
在本发明的一方面的密封装置中，在所述第二密封部分的端部形成有与所述第一密封部分接合的凸缘，该凸缘朝向所述第二密封部分的半径方向内侧突出。流体可在筒状的第二密封部分的内部流动。此时，朝向第二密封部分的半径方向内侧突出的凸缘因流体而在朝向阀体的方向上承受较大的压力。第二密封部分的凸缘因这样承受压力，与凸缘接合的第一密封部分也被朝向阀体按压。因此，第一密封部分相对于阀体的外表面的密接性被进一步提高。
本发明的密封组件具备：所述密封装置；和固定于所述管而将所述第二密封部分和所述第一密封部分向所述阀体按压且使所述第一密封部分与所述阀体的外表面密接的按压机构。根据这样的密封组件，在对阀装置组装密封装置时，能够将密封装置配置于管的内侧或者外侧，通过按压机构经由第二密封部分按压第一密封部分，使第一密封部分相对于阀体的外表面密接，在该状态下将按压机构固定在管上，由此固定密封装置。因此，密封装置的组装较为容易。
在本发明的一方面的密封组件中，所述按压机构具备嵌入到形成于所述管的内周面或者外周面的周槽的环。在该情况下，将环嵌入管的周槽内，可以容易地固定密封装置。
发明效果
在本发明中，第一密封部分相对于阀体的外表面的密接性高。另外，零件数量少。进而，易于组装于阀装置。
附图说明
图1是本发明的第一实施例的密封组件的局部剖视图。
图2是表示第一实施例的密封组件的组装中的一工序的图。
图3是本发明的第二实施例的密封组件的局部剖视图。
图4是本发明的第三实施例的密封组件的局部剖视图。
图5是本发明的第四实施例的密封组件的局部剖视图。
图6是现有技术的制冷剂控制阀装置的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的各种实施例进行说明。
第一实施例
图1是本发明第一实施例的密封组件1的局部剖视图。该密封组件1适用于与图6所示的制冷剂控制阀装置类似的阀装置2。阀装置2具备阀箱3(相当于图6的阀壳100)、与阀箱3连结或为阀箱3的一部分而供流体流动的管4(相当于图6的排出筒104)、和配置于阀箱3内而控制流体的流动的阀体6(相当于图6的阀体102)。
能够使用密封组件1的阀装置2例如可以为将内燃机的冷却水(制冷剂)向散热器供给的阀装置，但也可以为其他阀装置。阀装置2控制的流体可以为冷却水那样的制冷剂，也可以为其他流体。另外，图示的管4设于阀箱3的下游，经过阀箱3的流体通过管4，但管4也可以设于阀箱3的上游，经过管4的流体通过阀箱3。
阀体6可以在阀箱3内移动，例如可以旋转，伴随着其移动，调节通过阀装置2的流体的流量。在图1中，仅表示阀箱3和阀体6的一部分，但阀体6与图6的阀体102相同，配置在阀箱3内，可绕与旋转轴线X相同的旋转轴线(未示出，但在图1的上方横向延伸)进行旋转。
密封组件1具有密封管4与阀体6之间而防止流体自此处泄漏的密封装置10、和将密封装置10朝向阀体6进行按压的按压机构(该实施例中为环22及螺旋弹簧24)。
密封装置10大体呈圆环状，卡合于圆筒形的管4，在图1中，仅示出了它们的左侧部分。环22及螺旋弹簧24也仅示出了左侧部分。密封装置10具有第一密封部分11，该第一密封部分11是树脂制的环状的板或者膜；和由比第一密封部分11柔软的材料形成的圆筒状的第二密封部分12。第一密封部分11例如由聚四氟乙烯(PTFE)形成。第二密封部分12由弹性体、例如合成橡胶(Elastomer)形成。
第一密封部分11密接于阀体6的外表面。第二密封部分12配置于管4的内侧，与管4的内周面接触，防止来自管4的流体泄漏。这样，密封装置10进行密封，使得通过阀体6和管4的流体不会泄漏。
第一密封部分11和第二密封部分12接合为一体。一体化的方法是任意的，例如可以通过粘接剂粘接，也可以利用第二密封部分12的材料交联来接合第一密封部分11和第二密封部分12。
在第二密封部分12的阀体6侧的一端部形成有凸缘14，凸缘14朝向第二密封部分12的半径方向内侧突出。与密接于阀体6的外表面的一面相反侧的第一密封部分11的面整体与第二密封部分12的凸缘14接合。
在管4的内周面形成有周槽20，在周槽20内嵌入有环22、优选为嵌入有扣环。环22固定于管4，将第二密封部分12和第一密封部分11向阀体6按压，构成使第一密封部分11密接于阀体6的外表面的按压机构。优选的是，环22的内径被设定为较少扰乱管4内的流体的流动的尺寸。
在该实施例中，按压机构还具有螺旋弹簧24。螺旋弹簧24配置在环22和第二密封部分12之间，通过其恢复力将密封装置10向阀体6按压。在第二密封部分12的、与第一密封部分11相反的一侧的端部16形成有嵌入螺旋弹簧24的切口。可以认为密封装置10和按压机构(该实施例中为环22和螺旋弹簧24)构成一个密封组件1。
在第二密封部分12的、与管4对置的外周面形成有遍及整个圆周与管4的内周面接触的密封唇即凸起18。凸起18为在周向上连续的环状的薄板，在半径方向内侧支承于第二密封部分12的端部16，朝向半径方向外侧的自由端延伸。凸起18的自由端遍及整个圆周与管4的内周面接触。凸起18因管4内的流体而承受压力时，被强压向管4的内周面，提高密封流体的功能。在该实施例中，凸起18即使在不受管4内的流体的压力时，也会与管4的内周面接触。
但是，也可以对凸起18进行改动，在未承受管4内的流体压力时，凸起18不与管4接触，若受到管4内的流体压力，则由弹性变形而凸起18遍及整个圆周与管4的内周面接触。在该情况下，当向阀装置2组装密封装置10时，第二密封部分12不与管4接触，而在摩擦阻力较少的状态下可以将第二密封部分12配置在管4的内侧。
在将密封装置10组装到阀装置2时，如图2所示，将密封装置10配置在管4的内侧，使第一密封部分11与阀体6的外表面接触。在该状态下，第二密封部分12的凸缘14的大部分从凸缘14的外侧的边缘向图示的上方倾斜延伸。
然后，在将螺旋弹簧24嵌入到第二密封部分12的端部16的切口的状态下，经由螺旋弹簧24及第二密封部分12按压第一密封部分11，使第一密封部分11的外表面整体密接于阀体6的外表面。进而，在该状态下，如图1所示，可以将环22嵌入管4的周槽20，固定密封装置10。如图1所示，在配备了密封装置10的状态下，第二密封部分12的凸缘14的大部分被按压在阀体6的外表面，从凸缘14的外侧的边缘向图示的下方倾斜延伸。
在该实施例的密封装置10中，密接于阀体6的外表面的第一密封部分11和与管4的内面接触的第二密封部分12接合为一体。由于第二密封部分12由比第一密封部分11柔软的材料形成，所以可以经由筒状的第二密封部分12按压环状的第一密封部分11，可以使第一密封部分11与阀体6的外表面接触，因此第一密封部分11相对于阀体6的外表面的密接性高。另外，板状或者膜状的第一密封部分11整体被支承于比第一密封部分11柔软的第二密封部分12。因此，第一密封部分11相对于阀体6的外表面的密接性高，即使是阀体6的外表面较为粗糙的情况，第一密封部分11也能够以较宽的面积与阀体6的外表面接触。另外，阀体6在阀箱3内移动时，第一密封部分11始终与阀体6的外表面密接。
流体可在筒状的第二密封部分12的内部流动。此时，第二密封部分12的朝向半径方向内侧突出的凸缘14因流体而在朝向阀体6的方向上承受较大的压力。通过第二密封部分12的凸缘14这样承受压力，与凸缘14接合的第一密封部分11也会按压向阀体6。因此，第一密封部分11相对于阀体6的外表面的密接性被进一步提高。
由于第一密封部分11与第二密封部分12接合为一体，所以零件数量较少。因此，在对阀装置2进行组装时，可以省去一边寻找零件一边确认配置方向的麻烦。
进而，在对阀装置2组装密封装置10时，将密封装置10配置在管4的内侧，通过按压机构经由第二密封部分12按压第一密封部分11，使第一密封部分11密接于阀体6的外表面，通过在该状态下将按压机构固定在管4上，可以固定密封装置10。因此，密封装置10的组装较为容易。
由于按压机构具备嵌入到形成于管4的内周面的周槽20的环22，所以可以将环22嵌入管4的周槽20而容易地固定密封装置10。在环22为扣环的情况下，由于环22遍及整个圆周不是连续的，所以环22的变形量较大，可以将环22容易地嵌入管4的周槽20内。
由于形成于第二密封部分12的凸起18遍及整个圆周与管4接触，承受流体压力时被强压至管4的内周面，因此，第二密封部分12相对于管4的密接性提高。特别是，即使第二密封部分12相对于管4偏心，也能够通过凸起18确保第二密封部分12相对于管4的密接。
另一方面，除凸起18以外的第二密封部分12的外径设定为比管4的内径小。因此，在对阀装置2组装密封装置10时，能够避免除凸起18以外的第二密封部分12与管4接触，在摩擦阻力少的状态下将第二密封部分12配置于管4的内侧。
第二实施例
图3表示本发明的第二实施例的密封组件31。在图3之后的附图中，表示与第一实施例共通的构成要素，使用相同的标记，关于这些构成要素不再作详细说明。
密封组件31具有密封管4和阀体6之间而防止流体自此泄漏的密封装置30、和将密封装置30向阀体6按压的按压机构(该实施例中为环22和螺旋弹簧24)。
在第一实施例中，密封装置10及螺旋弹簧24配置于管4的内侧，相对于此，在第二实施例中，密封装置30及螺旋弹簧24配置于管4的外侧。因此，在该实施例中，在管4的外周面形成有周槽20，在该周槽20中嵌入有环22、优选为扣环。
在第二密封部分12的与管4对置的内周面形成有遍及整个圆周与管4的外周面接触的密封唇即凸起18。凸起18为在周向上连续的环状的薄板，在半径方向外侧被第二密封部分12的端部16支承，朝向半径方向内侧的自由端延伸。凸起18的自由端遍及整个圆周与管4的外周面接触。凸起18因管4内的流体而承受压力时，被强压向管4的外周面，密封流体的功能提高。在该实施例中，凸起18即使在不受管4内的流体压力时，也会与管4的外周面接触。
但是，也可以对凸起18进行改动，在未承受管4内的流体压力时，凸起18不与管4接触，若承受管4内的流体压力，则通过弹性变形，凸起18遍及整个圆周与管4的外周面接触。在该情况下，在对阀装置2组装密封装置10时，第二密封部分12不与管4接触，可以在摩擦阻力少的状态下将第二密封部分12配置于管4的外侧。
在将该密封装置30组装于阀装置2时，将密封装置30配置于管4的外侧，使第一密封部分11与阀体6的外表面接触。然后，在将螺旋弹簧24嵌入到第二密封部分12的端部16的切口的状态下，经由螺旋弹簧24及第二密封部分12按压第一密封部分11，使第一密封部分11的外表面整体密接于阀体6的外表面。进而，在该状态下，可以将环22嵌入管4的周槽20，固定密封装置30。
根据该实施例，即使在密封装置及螺旋弹簧24的位置上有所差异，也可以实现与第一实施例一样的效果。除凸起18和凸缘14以外的第二密封部分12(有可能接近管4的外周面的第二密封部分12部位中除凸缘14以外的部位)的内径被设定为比管4的外径大。因此，在对阀装置2组装密封装置10时，避免除凸起18以外的第二密封部分12与管4接触，可以在摩擦阻力少的状态下将第二密封部分12配置于管4的外侧。
第三实施例
图4表示本发明第三实施例的密封组件41。密封组件41具有与第一实施例的相同的密封装置10和将密封装置10朝向阀体6按压的按压机构(该实施例中为环22和筒状弹性体42)。
在该实施例中，代替螺旋弹簧24而设有筒状弹性体42。筒状弹性体42例如由合成橡胶形成。筒状弹性体42配置于环22和第二密封部分12之间，通过其恢复力，将密封装置10朝向阀体6按压。在第二密封部分12的与第一密封部分11相反侧的端部16形成有嵌入筒状弹性体42的切口。
代替第二实施例(图3)的螺旋弹簧24，也可以设置筒状弹性体42。
第四实施例
图5表示本发明第四实施例的密封组件51。密封组件51具有与第一实施例的密封装置10类似的密封装置50和将密封装置50朝向阀体6按压的按压机构(该实施例中仅为环22)。
在该实施例中，未设置螺旋弹簧24或者筒状弹性体42，而仅通过嵌入管4的内周面的周槽20的环22将密封装置50朝向阀体6按压。密封装置50的第二密封部分12为弹性体，压缩于环22和阀体6之间。通过第二密封部分12的恢复力，密封装置50的第一密封部分11被朝向阀体6按压。
根据该实施例，也可以实现与第一实施例一样的效果。也可以如第四实施例那样对第二实施例进行改动。
其他变形
在上述实施例中，阀体6具有与球的一部分类似的外表面。但是，阀体6也可为圆筒状。在该情况下，密封装置被校正为具有与阀体6的外表面的形状对应的形状和尺寸，以使第一密封部分11与阀体6的外表面密接。
申请人发现：阀装置也属于本发明的一方面，该阀装置具备：与供流体流动的管连结且具有所述管的阀箱、可移动地配置于所述阀箱内并控制流体的流动的阀体、和密封所述阀体和所述管之间的本发明的密封装置。
标记说明
1，31，41，51 密封组件
10，30，50 密封装置
2 阀装置
3 阀箱
4 管
6 阀体
11 第一密封部分
12 第二密封部分
14 凸缘
16 端部
18 凸起
20 周槽
22 环
24 螺旋弹簧
42 筒状弹性体

Claims (5)

1.一种密封装置，其对可移动地配置于阀箱内而控制流体的流动的阀体；和连结于阀箱或为所述阀箱的一部分的、供流体流动的管之间进行密封，其特征在于，具备：
第一密封部分，其为树脂制的环状的板或者膜，密接于所述阀体的外表面；和
筒状的第二密封部分，其由比所述第一密封部分柔软的材料形成，与所述管的内表面或者外表面接触，防止来自所述管的流体的泄漏，
所述第一密封部分与所述第二密封部分接合为一体。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，
密接于所述阀体的外表面的面的相反侧的所述第一密封部分的面整体与所述第二密封部分接合。
3.根据权利要求1或者2所述的密封装置，其特征在于，
在所述第二密封部分的端部形成有与所述第一密封部分接合的凸缘，该凸缘朝向所述第二密封部分的半径方向内侧突出。
4.一种密封组件，其特征在于，具备：
权利要求1～3中任一项所述的密封装置；和
按压机构，其固定于所述管，将所述第二密封部分和所述第一密封部分朝向所述阀体按压，使所述第一密封部分密接于所述阀体的外表面。
5.根据权利要求4所述的密封组件，其特征在于，
所述按压机构具备嵌入至形成于所述管的内周面或者外周面的周槽的环。
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