具有改进的密封构件的止回阀的制作方法

本申请涉及在诸如内燃机的发动机系统中使用的止回阀，更具体地涉及具有改进的密封构件的止回阀。

背景技术：

发动机(例如车辆发动机)包括吸气器和/或止回阀已经很长时间。通常，吸气器被用来通过诱导一些发动机空气穿过文丘里管而产生低于发动机歧管真空的真空。吸气器中可以包括止回阀，或者系统可以包括单独的止回阀。当止回阀是单独的时，它们通常包括在真空源与使用真空的设备之间的下游。

在包括制动助力系统的发动机中，存在它的状况可能使得止回阀难以有效密封。特别是，在低温和/或低密封压力差下，止回阀中的密封可能比期望的小。此外，发动机系统可能要求或者制造商可能指定对止回阀的重量限制。解决重量的一种方式是减轻止回阀内的可动密封构件的重量。然而，减轻重量可能加剧密封的问题，特别是其承受大密封压力差的能力。

目前可用的止回阀具有止回阀组件，止回阀组件具有由顺应性材料制成的止回阀盘，以便使盘符合密封表面的制造变化。即使在横跨盘上的低压力差下也需要良好的密封。当压力差变大时，确保密封，只要盘不充分变形而剥离密封表面即可。另外，由于所产生的力处于高压力差，所以能够在顺应性盘内引起大的应力。

刚性盘材料在轻负载时不会有效地密封；然而，它将比非刚性盘更好地承受高负载。这需要在系统运行期间的某个时间在各个条件下提供更有效的密封。

技术实现要素：

在一个方面，公开了止回阀，其具有限定内部空腔的壳体，壳体具有与内部空腔都流体连通的第一端口和第二端口，并且具有第一座以及第二座，第一座由第一弹性体v形环密封件限定；以及在内部空腔内的止回阀板，其能够响应于压力差在壳体的内部空腔内在抵靠第一座的闭合位置和抵靠第二座的打开位置之间平移。第一弹性体v形环密封件包括主体和唇部，所述主体具有对由壳体限定的环形通道的过盈配合，并且所述唇部在限定在截面中观看大致v形的空隙的方向上从主体延伸，在远离并且大致垂直于通过弹性体v形环密封件进入内部空腔的流的方向上开口。

第一弹性体v形环密封件定位在壳体中，以靠近主表面的外周与止回阀板的主表面配合，并且可以被定位为围绕由壳体限定的用于内部空腔与第一端口之间的流体连通的开口。当在止回阀中仅存在一个弹性体v形环密封件(第一弹性体v形环密封件)时，止回阀板是连续板。还可以存在第二弹性体v形环密封件，其从第一弹性体v形密封件的径向向内设置。在止回阀的所有实施例中，第二座是延伸到内部空腔中的多个径向间隔开的指状物。

在任何实施例中的壳体可以包括延伸到内部空腔中的一个或多个对准构件，所述对准构件被定位为在止回阀板在闭合位置和打开位置之间平移时引导止回阀板。在存在一个或多个对准构件的情况下，对准构件或对准构件中的一个可以是大致中央对准构件。这里，止回阀板具有穿过其的孔，并且大致中央对准构件被接收在孔中。这里存在第二弹性体v形环密封件，并且第二弹性体v形环密封件围绕大致中央对准构件并且靠近大致中央对准构件设置，其中由第二弹性体v形环密封件的主体和唇部形成的大致v形空隙的开口面向大致中央对准构件。

在止回阀的可选方面，多个对准构件定位在内部空腔内。在一个实施例中，止回阀板具有齿形外周，并且各个齿在多个对准构件的连续对准构件之间。在另一实施例中，多个对准构件从内部空腔的内壁向内突出，并且止回阀板具有均匀的外径。

附图说明

图1是止回阀的一个实施例的纵向截面图。

图2是图1的止回阀的看向内部空腔的俯视图。

图3是图1的止回阀的内部空腔的放大的纵向截面图。

图4是图1的止回阀的第一和第二弹性体v形环密封件的放大纵向截面图。

图5是第一和第二弹性体v形环密封件的第二实施例的放大纵向截面图。

图6是第一和第二弹性体v形环密封件的第三实施例的放大纵向截面图。

图7是止回阀的内部空腔的另一实施例的放大纵向截面图。

图8是具有连续止回阀板和仅第一弹性体v形环密封件的止回阀的分解前视立体图。

图9是图8的止回阀的内部空腔的放大纵向截面图。

具体实施方式

以下的详细描述将说明本发明的一般原理，在附图中另外示出了其示例。在附图中，相似的附图标记表示相同或功能相似的元件。

本文所用的“流体”是指任何液体、悬浮液、胶体、气体、等离子体或其组合。

图1-3公开了止回阀10，该止回阀10包括壳体14，壳体14限定其中具有销18的内部空腔16，销18上安置止回阀板20，并且壳体14限定与内部空腔16流体连通的第一端口22和与内部空腔16流体连通的第二流体端口24。壳体14可以是利用流体紧密密封将各件连接在一起的多件式壳体。内部空腔16通常具有比第一端口22和第二端口24更大的尺寸，特别是当被视为纵向截面时的更大的宽度或更大的直径。在所示的实施例中，当止回阀板20不存在时，第一端口22和第二端口24被定位成彼此相对，以限定通过止回阀10的大致线性的流动路径(fp)，但不限于此配置。在另一实施例中，第一和第二流体端口22、24可以相对于彼此以小于180度的角度定位。

壳体14的限定内部空腔16的部分包括内部第一座26和第二座28，当止回阀“闭合”时止回阀板20位于内部第一座26上，当止回阀“打开”时密封构件位于第二座28上。在图3和图7中，第一座26由至少第一弹性体v形环密封件32来限定，并且如图1和图3中所示还可以包括第二弹性体v形环密封件34。第一弹性体v形环密封件32和第二弹性体v形环密封件34都可以具有其如下的部分(主体部分52、52'(图4))：该部分具有与由壳体14限定的相应的第一环形通道42和第二环形通道44的过盈配合。第一弹性体v形环密封件32和/或第二弹性体v形环密封件34定位在壳体14中，以靠近主表面的外周与止回阀板20的主表面25配合，例如大致径向向外远离第一端口的唇部53、53'(图4)。另外，第一弹性体v形环密封件32被定位为围绕由壳体限定的用于内部空腔16与第一端口22之间的流体连通的导管38。第二座28由多个径向间隔开的指状物30限定，指状物30从内部空腔16的更靠近第二端口24的内表面延伸到内部空腔16中。

再次参照图3和图7，壳体14具有延伸到内部空腔16中的一个或多个对准构件40，对准构件40被定位为当止回阀板20在闭合位置和打开位置之间平移时引导止回阀板20。在图2中所示的实施例中，壳体14具有一个对准构件(大致中央定位的对准构件18)，并且止回阀板20具有穿过其的孔21，其中对准构件18被接收在孔21中。多个臂36从销18径向向外延伸，以将导入内部空腔16的流动路径(fp)细分成多个导管38，以便引导流体在止回阀板20的孔21与对准构件18之间流动，并且在止回阀板20处于打开位置时引导流体围绕止回阀板20的周边流动。该实施例包括围绕中央对准构件18并且靠近中央对准构件18的第二弹性体v形环密封件34设置，其中唇部53'大致径向向内朝向对准构件18。

在图7的实施例中，壳体14具有绕止回阀板20的外周23定位的多个对准构件40。这里，止回阀板20具有齿形的外周。各个齿定位在多个对准构件的连续对准构件之间，以在止回阀板20在打开位置和闭合位置之间平移时使止回阀板20维持对准。可替换地，对准构件40可以与臂36或指状物30或二者对准。

现在转到图4-6，第一弹性体v形环密封件32、32'、32"各自具有主体52、56、62和唇部53、57、63，主体52、56、62具有对由壳体14限定的环形通道42的过盈配合，并且唇部53、57、63在限定从纵向截面观看大致v形的空隙54、58、64的方向上从主体延伸，在远离并且大致垂直于通过弹性体v形环密封件32、32'、32"进入内部空腔16的流的方向上开口，并且在将流围绕止回阀板20径向向内和/或向外转移的方向上开口。在图1和3-7中，大致v形的空隙54、58、64的开口大致径向向外面向。第二弹性体v形环密封件34、34'，34"各自具有主体52'、56'、62'和唇部53'、57'、63'，主体52'、56'、62'具有对由壳体14限定的环形通道44的过盈配合，并且唇部53'、57'、63'在限定从纵向截面观看大致v形的空隙54'、58'、64'的方向上从主体延伸，在远离并且大致垂直于通过弹性体v形环密封件34、34'、34"进入内部空腔16的流的方向上开口，并且在将流围绕止回阀板20径向向内和/或向外转移的方向上开口。在图1和3-6中，大致v形的空隙54'、58'、64'的开口大致径向向内面向。

图4-6示出了第一和第二弹性体v形环密封件32、32'、32"和34、34'、34"的主体部分52、56、62和52'、56'、62'可以具有各种形状，如在纵向截面中观看的。在图4的实施例中，主体52、52'在纵向截面中大致为圆形，并且当考虑到唇部53、53'时，v形环密封件32、34整体上大致为逗号形。而图5的主体56、56'大致为v形，并且当考虑到唇部57、57'时，v形环密封件32'、34'整体上大致为y形。图6的v形环密封件32"、34"整体上大致为t形。对v形环密封件的主体的截面形状一般没有限制，但是它通常是与壳体14的环形通道42形成过盈配合的形状，并且当配合在环形通道42内时，对从环形通道延伸出的唇部施加最小的应力以接合止回阀板。

现在转到第二弹性体v形环密封件34、34'、34"，当存在时，其如图1和3-6中所示通常从第一弹性体v形环密封件32、32'、32"的径向向内设置。如图1-3中所示，第二弹性体v形环密封件以过盈配合安置在环形通道44中。然而，这里，由主体52'、56'、62'和唇部53'、57'、63'形成的大致v形的空隙54'、58'、64'的开口大致面向中央对准构件18。

在本文所公开的止回阀中也可以使用其他弹性体密封件，例如o形环密封件和x形环密封件。对于这些其他弹性体密封件，它们确实需要延伸超过安置有密封件的环形通道，以针对止回阀板限定第一座。此外，任何弹性体密封件、v形环或其他可以混合并且配合在止回阀中，不要求第一和第二弹性体密封件是相同的形状。

第一和第二弹性体v形环密封件可以由适合于温度、温度改变以及止回阀将暴露在系统(例如内燃机)内的其他条件的橡胶制成或包括所述橡胶。适合的橡胶包括丁腈橡胶和含氟弹性体。弹性体v形环密封件的唇部53通常由当止回阀板20抵靠唇部53安置以与其形成紧密密封时与止回阀板20中的缺陷配合的材料制成或者包括所述材料。

止回阀板通常是由具有适合刚性的材料制成的或包括所述材料的刚性构件。适合的实例包括但不限于金属板、诸如具有或不具有填充物(通常为以体积计30％的玻璃、矿物等)的尼龙或乙酰等的塑料、或碳纤维材料。如本文中所使用的“金属”通常用来代表可以是具有适合刚性的纯金属、金属合金、金属复合材料及其组合的所有材料。

现在参照图8-9，示出了止回阀100，其包括具有上部114a和下部114b的壳体，壳体限定内部空腔116并且限定与内部空腔116流体连通的第一端口122和与内部空腔116流体连通的第二流体端口124。壳体114被示出为利用流体紧密密封将上部114a和下部114b连接在一起的多件式壳体。内部空腔116通常具有比第一端口122和第二端口124更大的尺寸，特别是当被视为纵向截面时的更大的宽度或更大的直径。在所示的实施例中，当止回阀板120不存在时，第一端口122和第二端口124被定位成彼此相对，以限定通过止回阀110的大致线性的流动路径(fp)，但不限于此配置。在另一实施例中，第一和第二流体端口122、124可以相对于彼此以小于180度的角度定位。

内部空腔116包括内部第一座126和第二座128，当止回阀“闭合”(图7中所示)时止回阀板20位于内部第一座126上，当止回阀“打开”(图7)时密封构件位于第二座128上。在图9中，第一座126仅由一个弹性体密封件132来限定，弹性体密封件132可以是本文公开的任何弹性密封件及其任何等同物。仅利用一个弹性体密封件，止回阀板是通常为刚性材料的连续板。弹性体密封件132(特别是从环形通道142突出的部分，例如图6中的唇部63)和止回阀板120通常靠近止回阀板的第一主表面125的外周123配合在一起。弹性体密封件132具有其如下的部分(主体部分62(图6))：该部分具有与环形通道142的过盈配合。唇部63(图6)大致径向向外远离第一端口。弹性体密封件132被定位为围绕由壳体限定的用于内部空腔116与第一端口122之间的流体连通的导管138。第二座128由多个径向间隔开的指状物130限定，指状物30从内部空腔116的更靠近第二端口124的内表面延伸到内部空腔116中。

仍然参照图89，壳体114具有延伸到内部空腔16中的一个或多个对准构件140，对准构件140被定位为当止回阀板120在闭合位置和打开位置之间平移时引导和/或维持止回阀板120在内部空腔内的对准。在该实施例中，多个对准构件140从内部空腔的内壁向内突出，止回阀板具有均匀的外径。这些对准构件140可以被称为沟槽。

作为第一座的弹性体v形环密封件的存在提供了如下的优点：止回阀板可以重量轻，在低压力差下有效密封的同时抵抗或承受高压力差，使止回阀的压降最小化，并且有效地进行密封。另外，这种重量较轻的止回阀能够操作以减少系统(例如包括涡轮增压的发动机系统)中的浪涌现象的不利影响，而不需要电接口。