CN216478969U - 一种纯金属阀门上密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种纯金属阀门上密封结构，包括：沿阀杆依次安装在阀体上的下端金属滤网、轴套、垫圈、金属密封环、金属密封垫、压环和包裹在压环中的上端金属滤网。本实用新型主要的密封件是密封环和密封垫，密封环提供轴向密封即阻止阀体中的气体沿阀杆轴向泄露，密封垫提供径向密封，即阻止阀体中的气体沿阀杆直径方向泄露。由于是金属材料，有良好的耐高温、抗磨损性能，强度和刚度性能均良好，使密封结构整体寿命大大提高。

Description

一种纯金属阀门上密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种纯金属阀门上密封结构，是一种汽车发动机的附件，是一种发动机EGR系统所使用的EGR阀门的密封结构。

背景技术

热端EGR阀由于应用在高温和压力脉动的环境中，传统的柔性石墨填料密封因为强制密封预紧力压缩变形及石墨高温热膨胀的因素会对阀杆产生过多的摩擦力矩，影响阀门传动，甚至有卡滞的风险。一些改接的EGR阀采用骨架密封圈及带有密封副的滚针轴承密封结构，然而这种密封结构承受载径向载荷有限。骨架密封圈所采用的材料也是非金属材料，产生的密封效果在高温下寿命较短，明显的影响了EGR阀的整体寿命和可靠性。如何提高热端EGR阀的可靠性和寿命是一个需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本实用新型提出了一种纯金属阀门上密封结构。所述的结构采用全金属密封件，利用高温下两种金属材料热膨胀差异的特点，实现了有效的密封。

本实用新型的目的是这样实现的：一种纯金属阀门上密封结构，包括：沿阀杆依次安装在阀体上的下端金属滤网、轴套、垫圈、金属密封环、金属密封垫、压环和包裹在压环中的上端金属滤网。

进一步的，所述的金属密封环和金属密封垫的材质为奥氏体不锈钢。

进一步的，所述的金属密封环的外圆面与阀体过渡配合，中心孔与阀杆间隙配合。

进一步的，所述的上端金属滤网和下端金属滤网为包裹在阀杆外圆面的环形滤网。

进一步的，所述的轴套设置有凸台。

进一步的，所述的轴套的材质是自润滑材料。

本实用新型的优点和有益效果是：本实用新型主要的密封件是密封环和密封垫，密封环提供轴向密封即阻止阀体中的气体沿阀杆轴向泄露，密封垫提供径向密封，即阻止阀体中的气体沿阀杆直径方向泄露。由于是金属材料，有良好的耐高温、抗磨损性能，强度和刚度性能均良好，使密封结构整体寿命大大提高。尽管由于是硬密封，效果不如软密封，但由于EGR系统的密封要求不高，主要是为了维持EGR系统内部的压力，因此这种密封完全可以胜任EGR的密封。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型实施例一所述结构的示意图，是图2中A点的放大图；

图2是本实用新型各实施例所述密封结构在EGR阀中的位置示意图。

具体实施方式

实施例一：

本实施例是一种纯金属阀门上密封结构，如图1所述。本实施例包括：沿阀杆01依次安装在阀体02上的下端金属滤网1、轴套2、垫圈3、金属密封环4、金属密封垫5、压环6和包裹在压环中的上端金属滤网7。

本实施例所述的“上”、“下”是指图1、2中所显示的EGR阀的位置状态，也是本实施例所述EGR阀在发动机上的安装位置状态，即：电机及其传动机构在上半部分（称为“上”），阀片和阀座在下半部分（称为“下”）的状态。

本实施例所述的结构针对的是中重型柴油发动机车辆的废气再循环系统中EGR阀的阀杆与阀体之间，这种EGR阀满足650℃高温及5Bar压力的中重型发动机的废气再循环工况。这种EGR阀为阀片03（见图2）旋转开闭式阀门，所谓上密封是指密封的位置在阀片与电机04及其传动部分05等控制元件之间的位置。与上密封相对的是阀片下面的下密封06，上下两组密封结构配合，防止阀体中的热气体泄漏。

本实施例所述EGR阀的工作原理为：阀片与阀杆固定在一起，电机带动阀杆旋转，阀杆带动阀片旋转，产生开闭阀体内流道的功能。本实施例所述的密封结构设置在阀杆周围，以气密流道在阀杆周围缝隙，避免流道中的气体泄漏。

本实施例所述的上密封结构（图2中圆圈A中所圈部分）是一种完全由金属材料构成的密封结构，密封件均采取金属材料，并配合金属滤网，可以满足650℃高温及5Bar压力的工况要求。

上密封结构具体为：阀片之上沿阀杆设置有下端金属滤网，用以防止废气颗粒及积碳进入密封区域。下端金属滤网之上设置轴套，对阀杆和密封环起支撑作用。密封环之上设置密封垫，起径向密封作用，密封垫之上设置压环。压环压装后对整个上密封结构固定，压环内部包裹有金属滤网防止外界灰尘颗粒进入密封系统，起防尘作用。

金属密封环为圆柱形零件，中间的通孔可以穿过阀杆，并与阀杆形成间隙配合，该配合在在冷却时有相对较大的间隙，而在工作时的热环境下，由于热膨胀的原因，圆柱形中间孔会膨胀缩小，而阀杆的直径膨胀对增大，阀杆与中间孔的间隙会相对缩小，达到密封的效果。

金属密封垫为扁平的圆片形（盘类）零件，中间孔相对大一些，与阀杆不发生接触，但外圆直径与阀体配合较为紧密，以防止阀体内气体沿阀体孔壁泄露。

为满足高温废气环境金属密封环与金属密封垫可以采用耐热性不锈钢316材质，压装后对阀杆不产生摩擦力矩，减小功耗需求。

密封结构的上端与下端都采用金属滤网保护，防止废气积碳及灰尘颗粒进入密封区域。

轴套相当于轴承，用于支撑和约束阀杆作旋转运动，在轴套上可以设有凸台，以安装方便。轴套可以采用具有自润滑性的材料，免去后期人工润滑，节约成本。

实施例二：

本实施例是实施例一的改进，是实施例一关于金属密封环和金属密封垫的改进。本实施例所述的金属密封环和金属密封垫的材质为奥氏体不锈钢。

金属密封环与金属密封垫为奥氏体不锈钢金属材料，能耐700℃以下高温。密封环与阀体之间可以采用过渡配合，与阀杆可以采用间隙配合，密封垫压在阀体与密封环的缝隙上，压环压装后密封环、密封垫不收缩不变形，对阀杆传动不产生摩擦力矩。所述密封垫为耐热型不锈钢材料，装配时以平面压在阀体与轴套的缝隙上进行径向密封。

实施例二：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于金属密封环的细化。本实施例所述的金属密封环的外圆面与阀体过渡配合，中心孔与阀杆间隙配合。

所述金属密封环的外圆与阀体过渡配合定位，当工作时，由于温度较高使阀体的孔收缩，金属密封环外圆增大，两者之间的间隙消失，金属密封环与阀体形成固定连接。同样的，金属密封环的内孔与阀杆是间隙配合，为防止间隙完全消失，在安装时必须留有足够的间隙，在高温室不产生摩擦力矩。

实施例四：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于金属滤网的细化。本实施例所述的上端金属滤网和下端金属滤网为包裹在阀杆外圆面的环形滤网。

所述的金属滤网是有金属丝缠绕以及金属网叠加而成致密的金属圆柱体，具有一定的可压缩性，通常使用于发动机的机油滤清器中的滤芯，或其他过滤器中。

实施例五：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于轴套的细化。本实施例所述的轴套设置有凸台201，如图1所示。

凸台主要用于轴向定位，并使轴套的顶部具有一定的刚度，抗拒顶端的压力。

实施例六：

本实施例是上述实施例的改进，是上述实施例关于轴套的细化。本实施例所述的轴套的材质是自润滑材料。

所述的自润滑材料是指一些通过压铸的方式将固体润滑剂与金属粉末凝结在一起，形成轴套，这种轴套中由于带有固体润滑材料，因此在使用过程中能够产生自润滑作用，同时具备耐高温的性能。

最后应说明的是，以上仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳布置方案对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案（比如EGR阀的形式、阀的开闭方式和传动方式等）进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种纯金属阀门上密封结构，其特征在于，包括：沿阀杆依次安装在阀体上的下端金属滤网、轴套、垫圈、金属密封环、金属密封垫、压环和包裹在压环中的上端金属滤网。

2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述的金属密封环和金属密封垫的材质为奥氏体不锈钢。

3.根据权利要求2所述的结构，其特征在于，所述的金属密封环的外圆面与阀体过渡配合，中心孔与阀杆间隙配合。

4.根据权利要求3所述的结构，其特征在于，所述的上端金属滤网和下端金属滤网为包裹在阀杆外圆面的环形滤网。

5.根据权利要求4所述的结构，其特征在于，所述的轴套设置有凸台。

6.根据权利要求5所述的结构，其特征在于，所述的轴套的材质是自润滑材料。

Images