本实用新型涉及发动机配件技术领域，更具体地说，涉及一种尿素泵换向阀及其密封结构。
背景技术：
尿素泵换向阀是发动机尾气处理系统中必不可少的部件之一。换向阀包括阀座和阀芯，阀座和阀芯之间设有O型密封圈，阀芯插入O型密封圈内，阀芯的外圆面和O型密封圈内圆面之间，以及阀座内圆面和O型密封圈的外圆面形成密封面，O型密封圈被压紧在阀座和阀芯之间，其压缩回弹力为径向力。
目前，发动机的尾气处理系统的尿素溶液供给过程中，尽管为防止尿素泵中有过多的尿素溶液而设计有真空倒吸、倒抽装置，但是仍然会有尿素溶液残留在尿素泵换向阀中，在-20℃及更低温度环境下，对于在换向阀阀座和换向阀阀芯之间，设计有O型密封圈方式来说，在径向方向上，同时存在尿素溶液结冰膨胀力和O型密封圈压缩回弹力，尿素溶液结冰膨胀力和O型密封圈压缩回弹力容易导致容器或容器壁出现开裂故障。
因此，如何能够解决现有技术中因尿素溶液结冰膨胀力和密封圈压缩回弹力容易导致容器或容器壁出现开裂故障的技术问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型提供了一种尿素泵换向阀的密封结构，其能够有效避免因尿素溶液结冰膨胀力和密封圈压缩回弹力导致的容器或容器壁出现开裂的技术问题。本实用新型还提供了一种包括上述密封结构的尿素泵换向阀。
本实用新型提供了一种尿素泵换向阀的密封结构，包括阀芯和阀座，所述阀芯的端面设有第一台阶结构，所述阀座的端面设有第二台阶结构，所述第一台阶结构和所述第二台阶结构均包括：上端面、下端面及连接所述上端面和所述下端面的竖向面，所述第一台阶结构的上端面与所述第二台阶结构的上端面相对应、所述第一台阶结构的下端面与所述第二台阶结构的下端面相对应、所述第一台阶结构的竖向面与所述第二台阶结构的竖向面相对应；
所述密封结构还包括弹性密封件，所述弹性密封件包括设置在所述第一台阶结构的上端面与所述第二台阶结构的上端面之间的第一密封部、设置在所述第一台阶结构的竖向面与所述第二台阶结构的竖向面之间的第二密封部、以及设置在所述第一台阶结构的下端面与所述第二台阶结构的下端面之间的第三密封部。
优选地，所述弹性密封件的内部分布有孔隙，且所述孔隙为闭孔结构。
优选地，所述弹性密封件的孔隙率为10％-50％。
优选地，所述弹性密封件的厚度为1.0mm～3.5mm。
优选地，所述弹性密封件的材质为氢化丁晴橡胶、三元乙丙橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶中的一种或多种。
优选地，所述阀座和所述阀芯材料为含量为35％的玻璃纤维增强聚对苯二酰胺、含量为35％的玻璃纤维增强聚苯硫醚、含量为35％的玻璃纤维增强的聚酰胺或碳纤维增强工程塑料中的一种。
本实用新型还提供了一种尿素泵换向阀，包括如上任一项所述的密封结构。
本实用新型提供的技术方案中，阀芯和阀座的端面对接在一起，阀芯的端面设有第一台阶结构，阀座的端面设有与第一台阶结构相配合的第二台阶结构。弹性密封件包括设置在第一台阶结构的上端面与第二台阶结构的上端面之间的第一密封部、设置在第一台阶结构的竖向面与第二台阶结构的竖向面之间的第二密封部、以及设置在第一台阶结构的下端面与第二台阶结构的下端面之间的第三密封部。需要说明的是，第一密封部和第三密封部，二者之一相对靠近于阀芯的中心部、另一个相对远离阀芯的中心部，比如，第一密封部靠近于阀芯的中心部，第三密封部远离阀芯的中心部，第一密封部形成轴向密封效果，第二密封部为径向密封、第三密封部为卸载区。如此设置，阀座和阀芯由径向密封改为轴向和径向同时密封，可以消除径向密封作用力对阀座的作用力。弹性密封件设计载荷卸载口，可以在尿素溶液结冰引起的膨胀力过大时，弹性密封件通过弹性变形，卸载载荷，从而降低阀座和阀芯受力。进而，本实用新型提供的尿素泵换向阀的密封结构，其能够有效避免因尿素溶液结冰膨胀力和密封圈压缩回弹力导致的容器或容器壁出现开裂的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型具体实施方式中尿素泵换向阀的密封结构示意图。
阀芯—11、阀座—12、第一台阶结构的上端面—13、第一台阶结构的下端面—14、第一台阶结构的竖向面—15、第二台阶结构的上端面—16、第二台阶结构的下端面—17、第二台阶结构的竖向面—18、第一密封部—19、第二密封部—20、第三密封部—21、孔隙—22。
具体实施方式
本具体实施方式提供了一种尿素泵换向阀的密封结构，其能够有效避免因尿素溶液结冰膨胀力和密封圈压缩回弹力导致的容器或容器壁出现开裂的技术问题。本具体实施方式还提供了一种包括上述密封结构的尿素泵换向阀。
以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的实用新型内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必需的。
请参考图1，本具体实施方式提供的一种尿素泵换向阀的密封结构，包括阀芯11和阀座12，阀芯11的端面设有第一台阶结构，阀座12的端面设有与第一台阶结构相配合的第二台阶结构。
其中，第一台阶结构和第二台阶结构都包括：上端面、下端面及连接上端面和下端面的竖向面。需要说明的是，上述“上”、“下”、“竖向”等方位词均为换向阀为图1中所处状态时之所指。
第一台阶结构的上端面13与第二台阶结构的上端面16相对应、第一台阶结构的下端面14与第二台阶结构的下端面17相对应、第一台阶结构的竖向面15与第二台阶结构的竖向面18相对应。
本实施例提供的密封结构还包括弹性密封件，弹性密封件包括设置在第一台阶结构的上端面13与第二台阶结构的上端面16之间的第一密封部19、设置在第一台阶结构的竖向面15与第二台阶结构的竖向面18之间的第二密封部20、以及设置在第一台阶结构的下端面14与第二台阶结构的下端面17之间的第三密封部21。
需要说明的是，第一密封部19和第三密封部21，二者之一相对靠近于阀芯11的中心部、另一个相对远离阀芯11的中心部，比如，第一密封部19靠近于阀芯11的中心部，第三密封部21远离阀芯11的中心部，第一密封部19形成轴向密封效果，第二密封部20形成径向密封效果、第三密封部21为卸载区。
如此设置，阀座12和阀芯11由径向密封改为轴向和径向同时密封，可以消除径向密封作用力对阀座12的作用力。弹性密封件设计载荷卸载口，可以在尿素溶液结冰引起的膨胀力过大时，弹性密封件通过弹性变形，卸载载荷，从而降低阀座12和阀芯11受力。进而，本实施例提供的尿素泵换向阀的密封结构，其能够有效避免因尿素溶液结冰膨胀力和密封圈压缩回弹力导致的容器或容器壁出现开裂的技术问题。
本实施例的优选方案中，弹性密封件的内部分布有孔隙22，且孔隙22为闭孔结构。如此设置，弹性密封件设有闭孔结构，能够实现密封，而且在尿素溶液结冰体积膨胀时，弹性密封件受到作用力，其体积收缩，起到吸能的作用，可以显著降低由于尿素溶液结冰引起的径向膨胀力直接作用到换向阀的阀座12，进而避免换向阀的阀座12在低温环境下由于尿素溶液结冰冻胀力开裂。
弹性密封件的孔隙率优选为10％-50％，弹性密封件的厚度优选为1.0mm～3.5mm。如此设置，一方面能够保证弹性密封件具有较好的密封效果，另一方面能够实现较好的弹性形变。
需要说明的是，本实施例中弹性密封件的材质可以为氢化丁晴橡胶、三元乙丙橡胶、硅橡胶、氟硅橡胶中的一种或多种。
阀座12和阀芯11的材料可以为含量为35％的玻璃纤维增强聚对苯二酰胺、含量为35％的玻璃纤维增强聚苯硫醚、含量为35％的玻璃纤维增强的聚酰胺或碳纤维增强工程塑料中的一种或多种。
本实施例还提供了一种尿素泵换向阀，包括如上实施例中所述的密封结构。如此设置，本实施例提供的尿素泵换向阀，其能够有效避免因尿素溶液结冰膨胀力和密封圈压缩回弹力导致的容器或容器壁出现开裂的技术问题。该有益效果的推导过程与上述密封结构所带来的有益效果的推导过程大体类似，故本文不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。