CN1223777C - 流量控制阀 - Google Patents
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Abstract
流量控制阀具有固定于壳体(1)内且保持阀簧(12)的靠近阀体(9)的一端的第2弹簧座(20)。第2弹簧座(20)是采用导热系数比由铸铁等构成的壳体(1)低的材料形成的略呈圆筒状的构件,由略呈圆形的内底部(20a)、从该内底部(20a)的外周延伸而覆盖阀簧(12)周围的圆体部、即支撑部(20b)、在内底部(20a)的中央形成且内径比构成壳体(1)的通孔(6)的环形圆周壁(6a)的外径大的通孔(20c)、从支撑部(20b)的上部向半径方向外方延伸且外周部略呈矩形的法兰盘(20d)构成。
Description
技术领域
本发明涉及流量控制阀,用于控制譬如由汽车等的内燃机排出的高温气体流量的排气再循环阀装置。
背景技术
以往,作为排气再循环阀装置(以下称EGR),我们知道有各种各样。图6是表示传统的EGR的流量控制阀近旁的内部结构的剖视图。在图中,符号1是由铸铁等构成的壳体。在该壳体1的内部设有使高温气体通过的第1流体通道2及第2流体通道3。阀座4安装在第1流体通道2及第2流体通道3之间。在壳体1上,与第2流体通道3邻接,设有略呈圆筒形的支撑部5。在支撑部的中央底部形成连接支撑部5内部与第2流体通道3内部的通孔6。在通孔6内,通过轴承7配设有在箭头A方向或箭头B方向滑动自如的阀轴8。在阀轴8的一端固定有能与阀座4接触离开的阀体9,在另一端近旁的凹部8a通过套筒10固定有弹簧座11。在弹簧座11与壳体1的支撑部5的底部之间,配设有阀簧12,对阀轴8向箭头B方向施力,以使阀体9与阀座4接触。
在壳体1的支撑部5的上缘部用螺栓14固定有驱动装置13,该驱动装置13具有克服阀簧12的弹力而使阀轴8向箭头A方向前进、使阀体9离开阀座4的驱动轴13a。作为驱动装置13,通常使用譬如DC电动机、步进电动机或线形螺线管等。
这样的EGR在驱动轴13a向箭头B方向后退到底、而且固定在阀轴8上的阀体9与阀座4接触的状态下,驱动装置13的驱动轴13a的下端部与阀轴8的上端部必须适当抵接。实际上由于各零件尺寸的误差,在将驱动装置13与壳体1组装时,即使驱动轴13a后退到底也会发生阀体9与阀座4不接触的情况。为此,要在壳体1的支撑部5的上缘部与驱动装置13的下端部之间夹装各种厚度的垫片15,以调整抵接面之间。
下面,说明动作。
在闭阀状态下,由于驱动装置13的驱动轴13a朝箭头B方向后退,未将阀轴8朝箭头A方向推压,所以阀体9被阀簧12的弹力向箭头B方向施力而与阀座4接触(闭阀)。因此,第1流体通道2和第2流体通道3被切断。而当开阀时,通过使驱动装置13动作而使驱动轴13a朝箭头A方向前进,从而使阀轴8前进,使阀体9离开阀座4(开阀)。在此开阀状态下,因第1流体通道2和第2流体通道3连通,所以高温的排气从第1流体通道2流向第2流体通道3,使构成第2流体通道3的壳体1被加热到约350度左右。
传统的EGR的流量控制阀由于具有上述结构,所以存在如下问题:阀簧12与被排气加热的壳体1直接接触而暴露在高温下,会导致阀簧12折断等破损和弹力下降,因该弹力下降,阀体9会与阀座4反复地意外接触和离开,从而而产生异常噪声,不能保持闭阀状态,因而不能准确控制流量。
此外,传统的EGR的流量控制阀还存在如下问题:一旦在阀簧12的线圈之间内夹入异物,该异物会使阀簧12的伸缩行程发生变化,所以仍然不能保持闭阀状态。
特开平11-270417号公报公开了与图6所示的传统EGR流量控制阀的结构为同样结构的流量控制阀。
发明内容
为了解决上述问题,本发明的目的在于提供一种保护阀簧免受热损害和异物损害的流量控制阀。
本发明的流量控制阀具有:在内部形成流体通道的壳体;设在该壳体内的阀座;能与该阀座接触离开的阀体;支承该阀体的阀轴;对该阀轴向所述阀体与所述阀座接触的方向施力的阀簧;克服该阀簧的弹力而使所述阀轴在所述阀体从所述阀座离开的方向移动的驱动装置;固定在所述阀轴上且保持所述阀簧的一端的第1弹簧座;固定于所述壳体内且保持所述阀簧的另一端的第2弹簧座。
由于本发明与传统的将阀簧直接固定于壳体的情况不同,对于来自壳体的辐射热可以赢得距离,同时要经由第2弹簧座,就可相应地延长热传导距离。因而具有保护阀簧免受热损害的效果。
附图说明
图1是表示本发明实施例1的流量控制阀内部结构的剖视图。
图2是分解表示图1所示的流量控制阀的剖视图。
图3是表示图1及图2所示的流量控制阀的第1弹簧座的结构的仰视图。
图4是表示本发明实施例2的流量控制阀的主要部位内部结构的剖视图。
图5是表示本发明实施例3的流量控制阀的主要部位内部结构的剖视图。
图6是表示传统的EGR的流量控制阀近旁的内部结构的剖视图。
具体实施方式
以下,说明本发明的实施例。
实施例1
图1是表示本发明实施例1的流量控制阀的内部结构的剖视图,图2是分解表示图1所示的流量控制阀的剖视图,图3是表示图1及图2所示的流量控制阀的第1弹簧座的结构的仰视图。在该实施例1的结构要素中,和传统的EGR流量控制阀的结构要素通用的部分用同一符号表示,并省略该部分的说明。另外,图1及图2所示的流量控制阀的第2弹簧座由图3的C-C线剖开表示。
实施例1的特征在于,除了具有固定于阀轴8上且保持阀簧12的靠近驱动装置13的一端的弹簧座(以下称第1弹簧座)11外,还具有固定于壳体1内且保持阀簧12的靠近阀体9的另一端的第2弹簧座20。
第2弹簧座20是导热系数比由铸铁等构成的壳体1低的、用深冲加工等将譬如不锈钢等的圆盘加工形成略呈圆筒状的构件,大致由略呈圆形的内底部20a、从该内底部20a的外周延伸而覆盖阀簧12周围的圆体部、即支撑部20b、在内底部20a的中央形成且内径比构成壳体1的通孔6的环形圆周壁6a的外径大的通孔20c、从支撑部20b的上部向半径方向外方延伸且外周部略呈矩形的法兰盘20d构成。在法兰盘20d的所定位置,形成数个螺孔21供固定壳体1和驱动装置13用的螺栓14穿过。
以下,说明组装方法。
首先,将第2弹簧座20以壳体1内的圆周壁6a非接触地穿过该通孔20c内的状态装入壳体1内。接着,将阀簧12配置于第2弹簧座20的内底部20a上后,将阀轴8插入装有轴承7的壳体1的通孔6内。然后,将第1弹簧座11隔着套筒10固定于阀轴8的凹部8a。接着,在用第1弹簧座使阀簧12收缩的状态下将阀体9固定在阀轴8的一端后,一旦解除该收缩状态,阀体9即与阀座4接触(闭阀状态)。接着,夹住第2弹簧座20的法兰盘20d而将驱动装置13与壳体1重合,并将形成于第2弹簧座20的法兰盘20d上的螺孔21与壳体1上的螺孔1a及驱动装置13上的螺孔(无图示)进行对位后,用螺栓4将三者固定便完成安装。
在上述安装时,如图2所示,壳体1的上端部与阀轴8的上端间的距离t1及驱动装置13的下端部与驱动轴13a的下端间的距离t2由于各零件尺寸的误差都会产生偏移,如图6所示,传统的方法是将一定厚度的垫片15夹在壳体1和驱动装置13之间进行调整。本实施例1补偿偏移的方法是使用第2弹簧座20的法兰盘20d来取代所述垫片15。此时,通过用灵敏电位差计测量所述距离t1及t2,并采用法兰盘20d的厚度相当于测量及算出的T=t2-t1的第2弹簧座20,就可以使阀轴8的上端与驱动装置13的驱动轴13a的下端抵接。另外,事先准备具有各种厚度的第2弹簧座20,可以吸收零件之间的尺寸误差造成的偏移,而不必另备垫片15。当然,第2弹簧座20的法兰盘20d与所述垫片5也可同时使用。
下面,说明动作。
在闭阀状态,驱动装置13的驱动轴13a朝箭头B方向后退,未将阀轴8朝箭头A方向推压,所以阀体9被阀簧12的弹力向箭头B方向施力而与阀座4接触(闭阀)。因此,第1流体通道2和第2流体通道3被切断。而当开阀时,通过使驱动装置13动作而使驱动轴13a朝箭头A方向前进,从而使阀轴8前进,使阀体9离开阀座4(开阀)。在开阀状态下,因第1流体通道2和第2流体通道3连通,所以高温排气从第1流体通道2流向第2流体通道3,构成第2流体通道3的壳体1被加热到约350度左右。
然而,本实施例1与传统的结构不同,阀簧12不直接与壳体1接触,由于阀簧12隔着第2弹簧座20而离开壳体1,所以来自壳体1侧的热量难以向阀簧12传导。即,对于来自壳体1侧的辐射热,与传统结构相比可以赢得距离,对于来自壳体1的传导热,因是从壳体1的支撑部5经由第2弹簧座20的法兰盘20d、支撑部20b及内底部20a向阀簧12传热,所以可延长热传导距离。因此阀簧12与传统结构相比不会暴露在高温下,因此可以防止阀簧12折断等破损和弹力下降,同时可以确实防止阀体9与阀座4意外地重复接触与离开而发生异常噪声。因为阀簧12的弹簧特性未降低,所以可以确实保持闭阀状态,同时能通过可靠的开闭动作准确地控制流体的流量。
如上所述,本实施例1隔着第2弹簧座20将阀簧12固定于壳体1上,故与传统的将阀簧12直接固定于壳体1的情况不同,对于来自壳体1的辐射热可以赢得距离,同时经由第2弹簧座20可相应延长热传导距离。因而具有保护阀簧12避免热损害的效果。
本实施例1的第2弹簧座20由比壳体1导热系数低的不锈钢而构成,所以来自因高温排气而被加热的壳体1的传导热难以传向阀簧12。因而具有保护阀簧12避免热损害的效果。
本实施例1在第2弹簧座20上设有法兰盘20d,所述法兰盘20d具有作为离开距离调整构件的垫片15的功能,因而可废除或削减专用垫片15。
本实施例1由第2弹簧座20的支撑部20b覆盖阀簧12,所以可保护阀簧12避免异物。因而阀簧12的伸缩行程不会变化,可确保闭阀状态,同时可通过可靠的开闭动作而准确地控制流体的流量。
本实施例1是以第1弹簧座11保持阀簧12的靠近驱动装置13的端部,而且以第2弹簧座20保持阀簧12的靠近阀体9的端部,当然,若以第2弹簧座20保持阀簧12的靠近驱动装置13的端部,而且以第1弹簧座11保持阀簧12的靠近阀体9侧的端部,也具有同样的效果。
实施例2
图4是表示本发明实施例2的流量控制阀的主要部位内部结构的剖视图。在该实施例2的结构要素中,和传统的EGR流量控制阀的结构要素通用的部分用同一符号表示,并省略该部分的说明。
本实施例2的特征在于,除了实施例1的结构外,还在壳体1的支撑部5设有通孔22。该通孔22是用于从外部对第2弹簧座20通风,以冷却第2弹簧座20及阀簧12。此外,通孔22在该实施例2的流量控制阀以图4的箭头D方向为上下方向安装于内燃机上等时,还能作为排水盘将由于高温排气在第2弹簧座20的外面等上冷却、结露而对驱动装置3带来不良影响的硫酸水滴等滴液有效地排出到外部。通孔22只在与第2弹簧座20相对应的部位形成。因此阀簧12不会通过通孔22露出到外部。从而不会有损于第2弹簧座20的功能、譬如保护阀簧12避免异物的功能。
下面,说明动作。
在闭阀状态,驱动装置13的驱动轴13a朝箭头B方向后退,未将阀轴8朝箭头A方向推压,所以阀体9被阀簧12的弹力向箭头B方向施力而与阀座4接触(闭阀)。因此,第1流体通道2和第2流体通道3被切断。而当开阀时,难过使驱动装置13动作而使驱动轴13a朝箭头A方向前进,从而使阀轴8前进,使阀体9离开阀座4(开阀)。在开阀状态下,因第1流体通道2和第2流体通道3连通,所以高温排气从第1流体通道2流向第2流体通道3,构成第2流体通道3的壳体1被加热到约350度左右。
来自壳体1的辐射热由圆周壁6a的近旁向第2弹簧座20的内底部20a传导,传导热经由壳体1的支撑部5及第2弹簧座20的法兰盘20d传导。与传统的结构相比,热传导路线较长,所以可控制阀簧12的温度上升。再有,阀簧12隔着第2弹簧座20而被通过向第2弹簧座20开口的通孔22流入壳体1的支撑部5内的外部空气冷却。
如上所述,根据该实施例2,由于在壳体1的支撑部5设有通孔22,所以除了实施例1的效果外,还可以有效地排出在第2弹簧座20的外面等结露的滴液。因而能有效地避免受到硫酸水滴等滴液的损害,可保护阀簧12和驱动装置13。
实施例3
图5是表示本发明实施例3的流量控制阀主要部位的内部结构的剖视图。在该实施例3的结构要素中,和传统的EGR流量控制阀的结构要素通用的部分用同一符号表示,并省略该部分的说明。
该实施例3的特征在于,在壳体1的支撑部5的内壁面设有在圆周方向延伸的台阶部1b,在该台阶部1b嵌入将支撑部20b缩短后形成的小型的第2弹簧座20的法兰盘20e,且如图5所示,在壳体1的支撑部5上比台阶部1b更靠近阀座4的位置设有通孔22。法兰盘20e与实施例1及实施例2的法兰盘20d同样,从支撑部20b的上端部向半径方向外方延伸,其外周部与实施例1及实施例2的法兰盘20d不同,形成与壳体1的台阶部1b相对应的大致圆形。该实施例3为了与小型的第2弹簧座20相对应,将通孔22的开口面积设定得比实施例2小。即,该实施例3不具有在实施例1及实施例2的第2弹簧座20所具有的间距调整功能,其第2弹簧座20只具有保护阀簧12避免热损害及异物的功能。
下面,说明动作。
在闭阀状态下,驱动装置13的驱动轴13a朝箭头B方向后退,未将阀轴8朝箭头A方向推压,所以阀体9被阀簧12的弹力向箭头B方向施力而与阀座4接触(闭阀)。因此,第1流体通道2和第2流体通道3被切断。而当开阀时,驱动装置13动作,驱动轴13a朝箭头A方向前进,从而使阀轴8前进,阀体9离开阀座4(开阀)。在开阀状态下,因第1流体通道2和第2流体通道3连通,所以高温排气从第1流体通道2流向第2流体通道3,构成第2流体通道3的壳体1被加热到约350度左右。
来自壳体1的辐射热由圆周壁6a近旁向第2弹簧座20的内底部20a传导,传导热经由壳体1的支撑部5、其台阶部1b及第2弹簧座20的法兰盘20e传导。与传统的结构相比,热传导路线较长,所以可控制阀簧12的温度上升。再有,阀簧12隔着第2弹簧座20而被通过向第2弹簧座20开口的通孔22流入壳体1的支撑部5内的外部空气冷却。
如上所述,根据该实施例3,由于在壳体1上形成对将支撑部20b缩短后形成的小型的第2弹簧座20的法兰盘20e进行支承的台阶部1b,因此虽然是小型的第2弹簧座20,也能充分保护阀簧12避免热损害。
该实施例3与实施例1及实施例2相比,第2弹簧座20的形状简化,所以没有深冲加工的高成本,故与实施例1及实施例2相比,具有可削减成本的效果。
该实施例3与实施例1及实施例2相比,由于热传导路线短,所以最好适用于耐热温度有余量的阀簧12。
Claims (5)
1.一种流量控制阀,具有:在内部形成流体通道的壳体;设在该壳体内的阀座;能与该阀座接触离开的阀体;支承该阀体的阀轴;对该阀轴向所述阀体与所述阀座接触的方向施力的阀簧;克服该阀簧的弹力而使所述阀轴在所述阀体从所述阀座离开的方向移动的驱动装置;固定在所述阀轴上且保持所述阀簧的一端的第1弹簧座;其特征在于,还具有固定于所述壳体内且保持所述阀簧的另一端的第2弹簧座。
2.根据权利要求1所述的流量控制阀,其特征在于,第2弹簧座采用导热系数比构成壳体的材料低的材料构成。
3.根据权利要求2所述的流量控制阀,其特征在于,第2弹簧座具有夹在壳体与驱动装置之间的法兰盘。
4.根据权利要求3所述的流量控制阀,其特征在于,壳体具有支撑部,所述支撑部设有将第2弹簧座与外部空气连通的通孔。
5.根据权利要求1所述的流量控制阀,其特征在于,壳体具有支撑部,所述支撑部在内部形成支承第2弹簧座的法兰盘的台阶部,而且在壳体上比该台阶部更靠近阀座的位置上设有将所述第2弹簧座与外部空气连通的通孔。
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