专利名称：具有多功能弹簧的排气阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于排气阀的弹簧，所述弹簧构造成在安装期间施 加扭转负荷和轴向负荷，从而将排气阀保持在期望的搮作位置同时防止
废气泄漏。
背景技术：
排气阀用在排气部件中以控制排气流量。排气阀一般包括位于由排 气部件限定的排气流动路径内的阀体。阀体能够在闭合位置与打开位置 之间移动，在所述闭合位置中，排气流动路径的至少相当大的一部分由 阀体封堵，而在所述打开位置中，排气流动路径的封堵最小化。
阀体固定于由轴套支撑的轴。排气阀弹簧用来将扭转负荷施加于轴 上以使阀体朝向闭合位置偏置。这种传统构形的一个缺点在于废气能够 沿着形成在轴与轴套之间的路径泄漏。
所以，需要一种用于排气阀的弹簧和轴构形，所述构形除了消除任 何废气泄漏之外，还能够使阀体偏置于期望的操作位置。
发明内容
排气阀包括能够与轴一起在打开位置与闭合位置之间旋转的阀体。 轴由至少 一个轴套可旋转地支撑.单个弹簧构造成在轴上施加扭转负荷 和轴向负荷.扭转负荷用于使轴偏置以使阀体保持在阀闭合位置。轴向 负荷用于将轴顶靠在轴套上而密封以防止废气泄漏。
在示出的示例中，弹簧由线直径(wire diameter)限定，所述线直 径小于在弹簧处于自由长度或未安装状态时的第一螺距尺寸.当已安装 时，弹簧受到扭转和轴向压缩，从而形成了小于第一螺距尺寸的第二螺 距尺寸。这提供了扭转力，从而使轴和相关的阀体朝向闭合位置偏置。
6在示出的示例中，轴由第一直径限定并包括由第二直径限定的轴环 部分，所述第二直径大于所述第一直径。当已安装时，弹簧沿轴向方向 被压缩，这造成轴环部分顶靠在轴套的端面上而密封。这防止了废气在 轴与轴套之间漏出。
所以，本发明利用单个弹簧，从而不仅使岡体偏置在期望的操作位 置，而且还通过使轴顶靠着支撑轴套而密封而防止了废气泄漏。
根据以下描述和附图，能够更好地理解本发明的这些和其它特征， 下面是附图的简要说明。
图l示出了体现本发明的排气部件和排气阀组件的立体图； 图2示出了用在图1的组件中的阀轴、轴套和弹簧的示意图； 图3示出了图2的弹簧的剖视图。
具体实施例方式
排气部件10 (图1)包括能够在打开位置与闭合位置之间移动的排 气阀组件12。在示出的示例中，排气部件10包括限定废气流动路径16 的管体14。排气阀组件12包括阀体18，所述阀体18在处于闭合位置 时封堵废气流动路径16的至少相当大的一部分，并且所述阀体18能朝 向打开位置枢转以使封堵最小化。
阀体18利用柄舌22固定于轴20。在管体14的外表面内形成有槽 口 24。在本示例中示出为方形金属结构的壳体26容纳在该槽口 24内并 且焊接至管体14,也可以采用其它壳体构形.轴20通过第一轴套28 及第二轴套30可旋转地支撑在壳体26内。在示出的示例中，柄舌22 包括一片片状金属，所述片状金属的一部分焊接至轴20,而另一部分从 壳体26向外伸出并焊接至阀体18。所以，阀体18和轴20—起绕着轴 线A枢转。柄舌22仅仅是能够将轴20附接至阀体18的方式的示例， 应当理解，也可以采用其它附接机构。第一轴套28大致定位于第一轴端32处。如图2所示，第一轴套28 包括用于第一轴端32的密封界面。轴20包括由第一直径D2限定的轴 体34。靠近第一轴端32的是第一轴环36，所述第一轴环36由大于第 一直径Dl的第二直径D2限定。第一轴套28包括容纳第一轴端32的 第一孔38,使得第一轴端32不会轴向延伸超出笫一轴套28。第一轴环 36直接抵靠在第一轴套28的端面40上，使得废气不能够沿着轴20与 第一轴套28之间的路径从第一轴套28漏出。
第二轴套30包括第二孔44,轴体34穿过所述第二孔44延伸至第 二轴端46。轴20包括第二轴环48，所述第二轴环48由大于第一直径 D1的第三直径D3限定。第二直径D2和第三直径D3可以相同，或者 彼此不同。第二轴环48定位于第二轴套30的轴向内侧。
轴20穿过第二孔44延伸至相对于第二轴套30的轴向外侧位置。 弹簧50利用弹簧承座52联接至第二轴端46。弹簧承座52包括固定于 壳体26的第一承座件54和固定于第二轴端46的第二承座件56。 一个 弹簧端58固定于第一承座件54，第二弹簧端60 (图3 )固定于轴20。
弹簧50包括螺旋弹簧，所述螺旋弹簧构造成在安装期间在沿着轴 线A的轴向方向上和在绕着轴线A的扭转方向上都被压缩。扭转负荷 形成了使轴20和阀体18朝向闭合位置偏置的预负荷力。随着气流增大， 该扭转力被克服，从而使阀体18移向打开位置，轴向力用于主动 (positively)地使第二轴环48顶靠着第二轴套30的端面66而固定并 密封。这通过密封住轴20的外表面与第二轴套30的孔表面之间的通路 而防止任何废气从第二轴套30漏出。所以，使用单个弹簧来提供轴向 负荷和扭转负荷，从而形成了能够将排气阀组件12保持在期望的操作 位置同时防止废气泄漏的构形。
图3中更详细地示出了弹簧50。弹簧50是由具有直径Dw的线形 成的螺旋弹簧。在安装之前，弹簧50由自由长度状态FL限定，在自由 长度状态中第一螺距尺寸Pl大于直径Dw。这种关系导致相邻线團之 间以间隙70间隔开。相邻线團之间的间隙70使得弹簧50能够在安装 期间在轴向方向上和在扭转方向上被压缩。这形成了小于第一螺距尺寸 Pl的第二螺距尺寸P2 (图1 )。50具有大约为1.8mm的线直径Dw以及 大于2mm的第一螺距尺寸Pl。弹簧50还具有17mm的整体外径、以 及大约为30mm的自由长度FL。当为了安装而被压缩时，该自由长度 FL减小了大约5mm。应当理解，这仅仅是一种示例构形，可以根据需 要采用其它构形以提供期望的特性。
通过采用在扭转方向上和在轴向方向上都能够作用的单个弹簧，使 轴能够受到负荷而顶靠着轴套，这将使轴与轴套之间的废气泄漏最小 化。而且，能够采用该构形来使制造偏差最小化，因为轴总是主动地顶 靠着轴套定位。
尽管已公开了本发明的优选实施方式，本领域普通技术人员将认识 到， 一些改型将落入本发明的范围内。为此，为了确定本发明的确切范 围和内容，应当对以下权利要求进行研究。
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权利要求
1.一种排气阀组件，包括阀体；轴，所述轴固定于所述阀体；至少一个轴套，所述轴套以可旋转方式支撑所述轴；以及弹簧，所述弹簧联接至所述轴，其中，所述弹簧在所述轴上施加扭转负荷以使所述轴朝向阀闭合位置偏置，并且所述弹簧在所述轴上施加轴向负荷以使所述轴顶靠在所述至少一个轴套上而密封。
2.根据权利要求l所述的排气阀组件，其中，所述轴由第一直径 限定，并且，所迷轴包括具有笫二直径的至少一个轴环，所述第二直径 大于所述第一直径，所述至少一个轴环通过所述弹簧而压靠在所述至少 一个轴套的端面上。
3.根据权利要求2所述的排气阀组件，其中，所述至少一个轴套 包括容纳所述轴的孔，并且，其中所述轴延伸穿过所述孔、并超出所述 至少一个轴套而延伸至与所述弹簧联接的轴端。
4.根据权利要求3所述的排气阀组件，包括弹簧承座，所述弹簧 承座的第一部分固定于一个非旋转结构，而第二部分固定于所述轴，其 中，所述扭转弹簧包括固定于所述弹簧承座的所述第一部分的第一弹黃 端以及固定于所述轴的第二弹簧端.
5.根据权利要求l所述的排气阀组件，其中，所述弹簧包括具有 线直径的螺旋弹黃，并且，所述螺旋弹簧限定安装前自由状态和限定安 装后状态，所述安装前自由状态具有大于所述线直径的第一螺距尺寸， 而所述安装后状态具有小于所述第 一螺距尺寸的第二螺距尺寸。
6.根据权利要求l所述的排气阀组件，包括限定排气流动路径的 排气管，所述阀体定位于所述排气流动路径内并通过所述轴而能够在阀打开位置与所述阀闭合位置之间枢转。
7.根据权利要求6所述的排气阀组件，其中，所述排气管包括容 纳壳体的槽口，所述轴和所述至少一个轴套安装在所述壳体内，使得所 述阀体的外边缘部固定于所述轴。
8.根据权利要求7所述的排气阀组件，包括弹簧承座，所述弹簧 承座向所述排气管之外延伸并包括固定于所述壳体的第一部分和固定 于所述轴的第二部分，并且，所述弹簧具有固定于所述弹黃承座的所述 第一部分的一个弹簧端以及固定于所述轴的另一弹簧端。
9. 一种排气阀组件，包括阀体，所述阀体能够在排气管内、于阀打开位置与阀闭合位置之间 移动；轴，所述轴具有第一端、第二端和本体部分，所述本体部分由第一 直径限定且在所述第一端与所述第二端之间延伸，其中，所述阀体固定 于沿着所述本体部分的一位置处以^it与所述轴一起旋转；轴环，所迷轴环形成为邻近所述轴的所述第一端和所述第二端中的 一个，所述轴环由大于所述笫一直径的第二直径限定；至少一个轴套，所述轴套以可旋转方式支撑所述轴；以及单个弹簧，所述单个弹簧联接至所述轴，其中，所述单个弹簧在所 述轴上施加扭转负荷以使所述轴朝向所述阀闭合位置偏置，并且所述弹 簧在所述轴上施加轴向负荷以使所述轴环顶靠在所述至少一个轴套上 而密封.
10.根据权利要求9所述的排气阀组件，其中，所述弹簧由线直径 限定并在被安装时能够从自由长度状态移动至被压缩状态，并且，所述 弹簧在处于所述自由长度状态时具有大于所述线直径的第一螺距尺寸， 并在处于所述被压缩状态时具有小于所述第 一螺距尺寸的笫二螺距尺 寸。
11.根据权利要求9所述的排气阀组件，包括安装在槽口内的壳体， 所述槽口形成在所述排气管内，所述轴安装在所述壳体内并包括将所述 阀体紧固至所述轴的柄舌。
12.根据权利要求ll所述的排气阀组件，包括弹簧承座，所述弹黃 承座具有固定于所述壳体的第一承座件以及与所述笫一承座件间隔开并固定于所述轴的第二承座件，并且，所述弹黃包括固定于所述第一承 座件的第一弹簧端以及固定于所述轴的第二弹簧端。
13.根据权利要求12所述的排气岡组件，其中，所述至少一个轴套 包括第一轴套和第二轴套，所述第一轴套安装在所述壳体内并以可旋转 方式支撑所述轴的所述第一端，所述第二轴套安装在所述壳体内并以可 旋转方式支撑所述轴的、靠近所述第二端的所述本体部分，所述轴的所 述第二端延伸穿过并超出所述第二轴套，使得所述弹簧联接至所述轴的 所述第二端。
14. 一种控制阀体在排气管内的移动的方法，包括如下步骤提供岡体，所述阀体固定成与一个轴一起旋转，所述轴由至少一个 轴套以可旋转方式支撑；并且使用单个弹簧，以在所述轴上施加扭转负荷，从而使所述阀体朝向 阀闭合位置偏置，并且在所述轴上施加轴向负荷，从而使所迷轴顶靠在 所述至少一个轴套上而密封。
15.根据权利要求14所述的方法，包括在所述轴上形成轴环部分， 所述轴环部分的直径大于所迷轴的直径，并且，其中所述单个弹簧施加 的轴向负荷使得所述轴的轴环部分顶靠在所述至少一个轴套的端面上 而密封地接合.
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述单个弹簧由线直径限定并能够从自由长度状态移动至被压缩及安装后状态，在所述自由长度 状态中第一螺距尺寸大于所述线直径，而在所述被压缩及安装后状态中 第二螺距尺寸小于所述第 一螺距尺寸.
全文摘要
一种排气阀，包括阀体(18)，所述阀体(18)固定成与由至少一个轴套(30)支撑的轴(20)一起旋转。使用单个弹簧(50)以使轴偏置从而将阀体保持在阀闭合位置，并且在轴上施加轴向负荷从而将轴顶靠在轴套上而密封以防止废气泄漏。
文档编号F16K1/22GK101646888SQ200880010553
公开日2010年2月10日 申请日期2008年1月24日 优先权日2007年3月29日
发明者克温·艾布拉姆, 戈文达拉扬·卡利亚纳萨米 申请人:排放控制技术有限公司